報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃的循環(huán)利用

周盛明，周自強(qiáng)，戴國洪，3

（1.蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇蘇州 215000；2.常熟理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，江蘇常熟 215500；3.蘇州市汽車綠色拆解智能裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇常熟 215500）

報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃的循環(huán)利用

周盛明1，周自強(qiáng)2，戴國洪2，3

（1.蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇蘇州 215000；2.常熟理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，江蘇常熟 215500；3.蘇州市汽車綠色拆解智能裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇常熟 215500）

針對報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃循環(huán)利用的需要，介紹了國內(nèi)外報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃拆解、利用的現(xiàn)狀，分析了報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃循環(huán)利用的發(fā)展趨勢.對比國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，提出了我國報(bào)廢汽車循環(huán)利用的基本方案和建議.

報(bào)廢汽車；擋風(fēng)玻璃；循環(huán)利用

隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展，中國汽車保有量不斷增加，而每年報(bào)廢的汽車總量也將超過600萬輛，報(bào)廢汽車的循環(huán)利用已經(jīng)成為人們的共識[1].從目前一般的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，玻璃的質(zhì)量占到汽車總質(zhì)量的3%，報(bào)廢汽車的玻璃主要來自汽車擋風(fēng)玻璃和倒車鏡、車燈等零件，如果簡單的作為垃圾填埋處理，會(huì)產(chǎn)生很多污染和資源浪費(fèi)，所以很有必要對報(bào)廢汽車的擋風(fēng)玻璃進(jìn)行綜合利用與處理.

1 國外報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃循環(huán)利用現(xiàn)狀

西方國家在對報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃的拆解與回收模式上略有不同，英國直接將這些破碎之后的廢舊玻璃進(jìn)行填埋處理.這是因?yàn)閺U汽車玻璃的經(jīng)濟(jì)價(jià)值比較低，每輛車僅僅有0.48英鎊，根本不足以補(bǔ)償人工成本.意大利的廢舊汽車的拆解行業(yè)每年可以從廢車上大約回收6萬噸各種玻璃材料，并用這些廢舊玻璃制造玻璃瓶與其它玻璃制品.需說明的是，這些歐洲國家拆解報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃的方法是人工有損拆解，也就是用工具來擊打擋風(fēng)玻璃，使其破碎變形之后再進(jìn)行收集，隨后進(jìn)行后續(xù)的處理和再利用.除了制作玻璃器皿，國外也有企業(yè)將汽車的廢玻璃粉碎后制成彩色地磚或者者其它建筑類材料進(jìn)行利用.或者進(jìn)一步將其粉碎變?yōu)椴ＡХ勰缓笞鳛楣I(yè)原料投入生產(chǎn)環(huán)節(jié).目前，歐洲的廢舊玻璃回收率已經(jīng)超過80%，同時(shí)再利用率也在不斷提高，汽車玻璃拆解后若沒有破碎或者少量破碎，就僅進(jìn)行無痕修復(fù)或者直接復(fù)用.廢舊玻璃循環(huán)利用采用直接和間接再利用兩種方式.直接再利用是將破碎的玻璃作為原材料投進(jìn)玻璃熔窯里生產(chǎn)玻璃器皿、瓶罐和平板玻璃，因?yàn)橛眠@些玻璃生產(chǎn)二次產(chǎn)品的性能和技術(shù)低于一次產(chǎn)品，故這樣利用效果最直接.間接再利用是用報(bào)廢的車玻璃生產(chǎn)別的產(chǎn)品，目前廣泛采用的汽車玻璃是夾層玻璃，強(qiáng)度很高，中間加了一層高分子的聚合物，回收方式是將夾層的玻璃加熱到中間的聚合物軟化的溫度，使高聚物和玻璃分離開來，分別回收利用.這種玻璃經(jīng)過一系列預(yù)處理工序后制作成玻璃粉加進(jìn)原材料，能夠減少生產(chǎn)成本、提高熔煉效率、延長使用壽命和節(jié)能減耗.廢舊玻璃還可以生產(chǎn)玻璃磚，因玻璃能夠代替磚里的石英砂，聚合物能夠代替鋸末，使磚的隔熱效果良好.還有很多新的用途，如生產(chǎn)玻璃磚、高壓線路絕緣子、U型玻璃和玻璃微珠等[2-3].國外常把廢舊玻璃用作混凝土的骨料[4-8]，如Perkins用廢舊玻璃砂加入混凝土，效果跟傳統(tǒng)混凝土材料一樣良好；S.C.Kou用廢舊玻璃制作了密實(shí)混凝土，提高了強(qiáng)度；Metwally發(fā)現(xiàn)加入廢舊玻璃能使混凝土的力學(xué)性能得到顯著提高.

2 國內(nèi)報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃的循環(huán)利用現(xiàn)狀

由于我國的報(bào)廢汽車回收行業(yè)仍處于勞動(dòng)密集型的階段，且存在著技術(shù)水平很低、秩序混亂、規(guī)模不足的問題.對報(bào)廢汽車的拆解主要是破損和無損兩種模式，對于破損模式而言是采用簡單工具直接將擋風(fēng)玻璃破碎，然后作為固體廢棄物進(jìn)行處理.對于少數(shù)高檔車型，則是由工人采用手工維修的方法將擋風(fēng)玻璃無破損地拆卸下來，然后用于故障車輛的維修和更換.但是這種拆卸方法也存在著工作效率低、拆卸破損率高的問題.

對于報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃作為固體廢棄物的利用方面，我國部分行業(yè)也開展了一些技術(shù)探索和應(yīng)用.對報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃的循環(huán)利用方法，目前主要是物理法，在工藝方面包括成型-燒結(jié)法、熔融法、固化脫模法、混合-粉磨法、粉末燒結(jié)法、燒成法、模具燒結(jié)工藝、混合填充法、研磨-發(fā)泡法、壓制成形法和離心鑄造法等.相應(yīng)的產(chǎn)物分別為建筑面磚、玻璃馬賽克、人造的花崗巖、泡沫玻璃、玻璃基的復(fù)合材料、陶粒、玻璃裝飾板磚、PVC混合物、保溫隔熱磁化磚、玉質(zhì)板材、鋁-玻璃復(fù)合材料[9].另外也可以把廢舊玻璃主要用在生產(chǎn)各種質(zhì)量要求不高的器皿、玻璃瓶罐和玻璃制品[10-11]，還可以用來生產(chǎn)玻璃磚、彩色玻璃、玻璃大理石、泡沫玻璃和玻璃微珠等.

3 報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃循環(huán)利用的趨勢和建議

從最新發(fā)展趨勢可以看出，對報(bào)廢汽車非金屬材料的細(xì)化利用受到了越來越多的國家和企業(yè)的重視.美國一家名叫AACHEN AUTO的汽車公司走出了一種全新的模式，他們將附加值比較高的前后擋風(fēng)玻璃無損拆卸，然后分類存放，隨后通過電子商務(wù)平臺銷售給北美地區(qū)的汽車維修市場，取得了良好的效果.由于玻璃是種無機(jī)非金屬類材料，而且擋風(fēng)玻璃是非運(yùn)動(dòng)的部件，在安全性檢測通過后，完全能夠替代新的產(chǎn)品進(jìn)行使用，這種循環(huán)模式最大程度利用了汽車擋風(fēng)玻璃的經(jīng)濟(jì)價(jià)值.因此報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃的高值、高效利用是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢.

從上述發(fā)展趨勢來看，擋風(fēng)玻璃的自動(dòng)化拆卸是一個(gè)十分關(guān)鍵的技術(shù)問題.因?yàn)椴捎萌斯し椒ㄟM(jìn)行拆卸不僅勞動(dòng)效率低，而且勞動(dòng)強(qiáng)度也很大.其導(dǎo)致的結(jié)果是所拆卸的擋風(fēng)玻璃成本較高，再考慮到運(yùn)輸成本等因素，與新產(chǎn)品相比往往失去了再利用的價(jià)值.不同于新車生車過程，在報(bào)廢汽車的拆卸過程中，由于車型眾多，很難用統(tǒng)一的控制程序來驅(qū)動(dòng)設(shè)備的自動(dòng)操作，這就勢必要求自動(dòng)化拆卸設(shè)備能夠自動(dòng)適應(yīng)擋風(fēng)玻璃的輪廓參數(shù)變化.目前，蘇州市汽車綠色拆解智能裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)研制了報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃輪廓探測專用傳感器（如圖1所示），圖中A為接觸式測頭，B為無接觸的電感式金屬測頭.當(dāng)工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器安裝該傳感器后，能夠自動(dòng)跟蹤擋風(fēng)玻璃的邊緣輪廓數(shù)據(jù)，并進(jìn)而基于該數(shù)據(jù)求解擋風(fēng)玻璃外緣的切割路徑.

圖1 擋風(fēng)玻璃輪廓探測傳感器

4 結(jié)束語

報(bào)廢汽車擋風(fēng)玻璃的循環(huán)再利用技術(shù)無論從發(fā)展經(jīng)濟(jì)的角度，還是從環(huán)境保護(hù)的角度，都具有積極的意義.從目前的發(fā)展來看，不僅要提高擋風(fēng)玻璃循環(huán)再利用的質(zhì)量和層次，更需針對擋風(fēng)玻璃的拆卸技術(shù)進(jìn)行研究和開發(fā).

[1]Zhou Ziqiang,Dai Guohong,Tan Hanmo.Research of NURBS Based Approach for Fitting Contour of Windshield[J].Advanced Materials Research,2013,655-657:1246-1250.

[2]曉青.車用玻璃及其發(fā)展前景[J].現(xiàn)代技術(shù)陶瓷，2010，（1）：32-37.

[3]蔣文玖.廢棄玻璃的回收再利用[J].上海建材，2003（3）：39-40.

[4]劉光焰，秦榮，王曉峰.廢棄玻璃作為混凝土骨料的研究與應(yīng)用[J].混凝土，2010（10）：7-9.

[5]PERKINS G D.Development of concrete containing waste glass[C].Proceedings of the 3rd Research Student Workshop,ed,P.Plassmann and P.Roach,2008:78-80.

[6]KOU S C,PONN C S.Properties of self-compacting concrete prepared with recycled glass aggregate[J].Cement and Concrete Composites,2009,3l(2):107-113.

[7]METWALLY I M.Investigations on the perfonmance of concrete made with blended finely milled waste glass[J].Advances in Structural Engineering,2007,10(1):47-53.

[8]謝國帥，孔亞寧，徐志惠，等.廢棄玻璃利用現(xiàn)狀及其在混凝土材料領(lǐng)域的應(yīng)用[J].混凝土，2012（6）：80-85.

[9]曾小山.淺談廢舊汔車材料循環(huán)利用的現(xiàn)狀及對策[J].科技信息，2008（29）：197-198.

[10]宋玉，趙由才.廢汽車回收處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2007，28：103-112.

[11]陳思.報(bào)廢汽車的回收、拆解與再利用[J].汽車工藝與材料，2007，7：6-9.

Review of Recycling of the Windshield for End-of-life Vehicle

ZHOU Sheng-ming1,ZHOU Zi-qiang2,DAI Guo-hong2,3
(1.School of Mechanical and Electrical Engineering,Soochow University,Suzhou 215000,China; 2.School of Mechanical Engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu 215500,China; 3.Key Laboratory of Intelligent Equipment for ELV Recycling Technology,Changshu 215500,China)

For the aim of recycling the windshield of ELV,the status quo of disassembly,and reuse of the wind?shield of ELV are introduced both from home and abroad.The situation of technology for recycling the wind?shield of ELV is also analyzed.Finally,some suggestions are given for windshield recycling in China.

end-of-life vehicle;windshield;recycling

TH164

A

1008-2794（2013）04-0079-03

2013-01-26

戴國洪，教授，博士，研究方向：綠色制造與數(shù)字化裝備，E-mail：dgh@cslg.cn.