Hochölhaltige Metallspäne können nicht immer einfach durch Erhöhung der Presskraft gehandhabt werden. Kunden müssen die Flüssigkeitsrückgewinnung, die Stabilität der Briketts, Schmelzverluste, Umweltrisiken und die Betriebskosten des gesamten Recyclingprozesses kontrollieren.

Bearbeitungsvorgänge in Automobilzuliefererwerken, Lagerfabriken, Ventilwerkstätten, Formenbauern und Aluminiumverarbeitungsbetrieben erzeugen kontinuierlich Stahlspäne, Gusseisenspäne, Aluminiumspäne und andere Metallrückstände.

Schneidöl oder wasserbasierte Kühlmittel werden normalerweise verwendet, um Werkzeuge zu kühlen, die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern und die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern. Infolgedessen enthalten neu erzeugte Metallspäne oft eine gewisse Menge an Öl, Emulsion oder Prozessflüssigkeit.

Für Kunden sind ölige Metallspäne nicht nur ein Problem der Abfallentsorgung. Sie sind auch mit Rohstoffkosten, Arbeitssicherheit, Umweltmanagement, Transportkosten und Schmelzergebnissen verbunden.

Wenn der Flüssigkeitsgehalt zu hoch ist, kann die direkte Zuführung der Späne in eine Brikettierpresse zu übermäßiger Flüssigkeitsabgabe, instabilen Briketts, Maschinenkontamination und inkonsistenter Zuführung führen. Der Verkauf oder das Schmelzen des Materials ohne ordnungsgemäße Behandlung kann auch seinen Recyclingwert verringern, da Abzüge für Flüssigkeit, Kontamination und Oxidationsverluste anfallen.

Ein erfolgreiches Metallspäne-Recyclingprojekt sollte daher damit beginnen, die Art der Flüssigkeit, den Materialzustand und den endgültigen Bestimmungsort der Briketts zu identifizieren – nicht einfach durch den Vergleich von Presskraft und stündlicher Kapazität.

Restflüssigkeit in Bearbeitungsspänen kann reines Schneidöl, Schmieröl, wasserbasierte Emulsion oder Reinigungsmittel umfassen. Die Menge und Verteilung dieser Flüssigkeit variiert je nach Bearbeitungsprozess und Späneform.

Feine Gusseisenspäne können eine beträchtliche Menge an Kühlmittel zurückhalten. Lange Stahlspäne können Flüssigkeit in verhedderten Bündeln einschließen. Leichtgewichtige Aluminiumspäne enthalten viele offene Räume und können auch eine große Menge Schneidflüssigkeit mit sich führen.

Ohne einen geeigneten Behandlungsprozess sehen sich Kunden häufig mehreren Betriebsproblemen gegenüber.

Metallschrott wird normalerweise vor dem Verkauf gewogen, aber das bedeutet nicht, dass die Flüssigkeit den gleichen Wert wie das Metall erhält.

Einige Recycler ziehen Gewicht ab, reduzieren den Kaufpreis oder führen eine separate Inspektion durch, wenn das Material übermäßige Mengen an Öl oder Kühlmittel enthält. Das bearbeitende Unternehmen kann daher wiederverwertbares Schneidöl verlieren und gleichzeitig einen niedrigeren Schrottpreis erhalten.

Unbehandelte Späne tropfen weiter, nachdem sie in einen Behälter gefüllt wurden. Öl und Emulsion können Böden, Gabelstaplerwege, Lagerbereiche und Transportfahrzeuge kontaminieren.

Dies führt zu zusätzlichem Reinigungsaufwand und kann Rutsch-, Brand- und Umweltrisiken erhöhen.

Wenn Späne übermäßige Flüssigkeit enthalten, transportiert das Unternehmen nicht nur wertvolles Metall, sondern auch Flüssigkeit, die potenziell hätte abgetrennt oder zurückgewonnen werden können.

Die Kosten werden umso bedeutender, je weiter das Material transportiert wird.

Wenn ölige Späne in einen heißen Ofen gelangen, kann die Flüssigkeit schnell verdampfen oder verbrennen, wodurch Rauch, Geruch und sichtbare Flammen in der Nähe des Beschickungsbereichs entstehen.

Wasser oder wasserbasierte Kühlmittel können ebenfalls Spritzer verursachen, wenn sie mit geschmolzenem Metall in Kontakt kommen. Geeignete Trocknungs- und Ofenverfahren bleiben unerlässlich.

Metallspäne-Briketts beruhen auf Druck, Partikelverzahnung und Materialverformung, um ihre Form zu erhalten. Übermäßiges Öl wirkt als Schmiermittel zwischen den Partikeln und kann die innere Reibung verringern.

Nachdem der Druck abgelassen wurde, können die Briketts sich ausdehnen, Risse bekommen oder auseinanderbrechen.

Eine gängige Annahme ist, dass eine größere Brikettierpresse für Metallspäne die gesamte Flüssigkeit herauspresst und ein dichtes, stabiles Brikett erzeugt.

Die Presskraft kann einen Teil der frei fließenden Flüssigkeit entfernen. Flüssigkeit, die jedoch in verhedderten Spänen eingeschlossen ist, als Film an feinen Partikeln haftet oder in kleinen Hohlräumen eingeschlossen ist, lässt sich durch Druck allein möglicherweise nicht konsistent trennen.

Die alleinige Abhängigkeit von höherer Kraft kann zusätzliche Nachteile mit sich bringen:

• Längere Presszyklen und geringere tatsächliche Leistung;
• Höhere Belastung des Hydrauliksystems und höherer Energieverbrauch;
• Größere Belastung von Zylindern, Dichtungen und Matrizen;
• Plötzliche Flüssigkeitsabgabe, die die Auffangkapazität übersteigt;
• Fortgesetztes Zurückfedern bei elastischen Materialien;
• Zuführblockaden, wenn lange Späne nicht zerkleinert wurden.

Für Anwendungen mit hohem Flüssigkeitsgehalt benötigen Kunden im Allgemeinen einen kombinierten Prozess, der Vorbehandlung, kontrollierte Zuführung, Brikettierung und Flüssigkeitsauffangung umfasst, anstatt einfach eine Maschine mit höherer Tonnage auszuwählen.

Die geeignete Lösung hängt von der Metallart, dem Flüssigkeitsgehalt, dem Produktionsvolumen und der Endverwendung der Briketts ab. In der Praxis kann der Prozess in drei Stufen unterteilt werden.

Für kleinere Produktionsmengen und Späne, die hauptsächlich frei fließende Flüssigkeit enthalten, kann vor der Brikettierung ein perforierter Behälter oder ein geneigter Entwässerungstrichter verwendet werden.

Die Späne verbleiben eine Zeit lang im Behälter, wodurch leicht abtrennbare Schneidflüssigkeit in eine Auffangschale oder eine Rohrleitung abfließen kann.

Dies ist eine relativ kostengünstige Lösung für den intermittierenden Betrieb. Sie ist jedoch langsamer und weniger effektiv, wenn Flüssigkeit in verhedderten Spänen eingeschlossen oder stark an feinen Partikeln haftet.

Wenn die Späne lang sind, stark mit Flüssigkeit kontaminiert sind oder kontinuierlich erzeugt werden, kann der Prozess einen Spänebrecher und einen Zentrifugalabscheider umfassen.

Der Brecher zerkleinert lange Späne in kürzere und gleichmäßigere Stücke, was hilft, Verhedderung, Brückenbildung und ungleichmäßige Zuführung zu verhindern.

Die Zentrifuge nutzt Zentrifugalkraft, um Öl oder Kühlmittel von den Spänen zu trennen. Nach der Vorbehandlung ist das Material in der Regel gleichmäßiger zuzuführen und erzeugt gleichmäßigere Briketts. Die Brikettierpresse muss nicht mehr die gesamte Flüssigkeitsentfernungsfunktion übernehmen.

Diese Lösung ist üblicherweise für Automobilzuliefererwerke, Lagerhersteller, Getriebehersteller und größere Bearbeitungsbetriebe geeignet.

Fabriken, die mehrere CNC-Maschinen betreiben, können ein integriertes System in Betracht ziehen, das aus zentralisierter Förderung, Zerkleinerung, Zentrifugaltrennung, Pufferlagerung, dosierter Zuführung, hydraulischer Brikettierung und Kühlmittelfiltration besteht.

Metallspäne werden vom Bearbeitungsbereich zum Verarbeitungssystem transportiert. Die abgetrennte Flüssigkeit wird aufgefangen und kann je nach Zustand zur Wiederverwendung gefiltert oder einem geeigneten Behandlungsprozess zugeführt werden.

Obwohl die Anfangsinvestition höher ist, kann ein geschlossenes System die manuelle Handhabung reduzieren, die Haushaltsführung verbessern und ein kontinuierlicheres, nachvollziehbareres Materialmanagement bieten.

Der Wert der Brikettierung beschränkt sich nicht nur auf die Reduzierung der physischen Größe des Abfalls. Ein richtig konzipierter Brikettierprozess kann die Lagerungseffizienz, die Transportwirtschaftlichkeit, die Schrottklassifizierung und das Ofenverhalten verändern.

Lose Metallspäne enthalten viel Luft. Lastwagen und Container können ihre Volumenbegrenzung erreichen, bevor sie eine wirtschaftliche Nutzlast erreichen.

Die Brikettierung erhöht die Menge an Metall, die auf demselben Raum transportiert werden kann. Für Unternehmen, die Späne an einen externen Recycler oder eine Gießerei verkaufen, ist dies oft einer der unmittelbarsten finanziellen Vorteile.

Die maximale Dichte ist jedoch nicht immer das wirtschaftlichste Ziel. Kunden sollten die Brikettdichte mit dem Energieverbrauch, der Zykluszeit und den nachgelagerten Anforderungen in Einklang bringen.

Feine Gusseisenspäne und Aluminiumspäne gehen beim Be- und Entladen sowie beim internen Transport leicht verloren. Regelmäßige Briketts können mit Behältern, Paletten, Gabelstaplern oder geeigneten Hebezeugen gehandhabt werden.

Dies reduziert Materialverluste und hilft, eine sauberere Arbeitsumgebung aufrechtzuerhalten.

Während des Pressens wird ein Teil der freien Flüssigkeit aus den Zwischenräumen zwischen den Metallpartikeln abgeführt. Mit geeigneten Entwässerungskanälen, Auffangschalen und Filtrationseinrichtungen kann der Kunde diese Flüssigkeit kontrolliert auffangen.

Wo hochpreisiges Schneidöl verwendet wird, kann zurückgewonnene Flüssigkeit einen sinnvollen Beitrag zur Wirtschaftlichkeit des Projekts leisten.

Flüssigkeit, die aus der Presse abgelassen wird, sollte jedoch nicht ohne Inspektion automatisch in die Bearbeitungsgeräte zurückgeführt werden. Sie kann feine Metallpartikel, Wasser oder andere Verunreinigungen enthalten und erfordert möglicherweise eine Filtration oder zusätzliche Behandlung.

Lose feine Späne können auf der Oberfläche eines geschmolzenen Bades verbleiben und länger der Luft ausgesetzt bleiben. Dichte Briketts treten eher in die Schmelze ein und sorgen für ein stabileres Beschickungsverhalten.

Bei Stahl- und Gusseisenspänen schafft die Brikettierung eine besser handhabbare Ofenbeschickung. Bei Aluminiumspänen kann die Verdichtung die Menge an losem Material reduzieren, das in der Nähe der Ofenöffnung verbleibt.

Die tatsächliche Metallrückgewinnung hängt immer noch vom Ofentyp, dem Oxidanteil, der Brikettdichte und der Schmelzpraxis ab. Eine feste Erhöhung der Rückgewinnung sollte nicht ohne Berücksichtigung der Ofenbedingungen des Kunden versprochen werden.

Feine Späne haben ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Wenn sie lose gelagert werden, ist mehr Metall der Luft ausgesetzt, was das Potenzial für Oxidation während der Lagerung und des Schmelzens erhöht.

Die Brikettierung reduziert Hohlräume und freiliegende Oberflächen. Sie kann helfen, weitere Oxidation zu begrenzen, aber sie kann bereits gebildetes Oxid nicht entfernen oder durch Langzeitlagerung im Freien verursachte Verschlechterung rückgängig machen.

Die Trennung, Entwässerung und Brikettierung verschiedener Metallgüten kann helfen, die Materialreinheit zu erhalten.

Im Vergleich zu gemischten, öligen und kontaminierten losen Spänen sind klassifizierte Briketts für nachgelagerte Käufer im Allgemeinen einfacher zu inspizieren, zu wiegen und zu handhaben.

Die Brikettierung wertet die Metallgüte nicht automatisch auf. Ihr kommerzieller Vorteil ergibt sich aus verbesserter Klassifizierung, konsistenter Form und reduzierter Unsicherheit hinsichtlich Flüssigkeit und Kontamination.

Ein Komponentenhersteller produzierte sowohl Gusseisenspäne als auch legierte Stahldrehspäne. Nach der Installation einer Brikettierpresse reduzierte das Unternehmen das Lagerungsvolumen erheblich, aber sein Recycler wandte weiterhin Preisabzüge an, da die Briketts immer noch übermäßige Flüssigkeit enthielten.

Eine Inspektion zeigte, dass die Maschine in der Lage war, Druck zu erzeugen. Die eigentlichen Probleme lagen stromaufwärts.

Späne von verschiedenen Maschinen wurden in denselben Trichter gefüllt. Gusseisenspäne, Stahldrehspäne, Rückstände von der Bodenreinigung und verschiedene Schneidflüssigkeiten wurden miteinander vermischt.

Lange Stahldrehspäne bildeten Brücken im Trichter, was zu unregelmäßiger Zuführung führte. Wenn eine nasse Charge in die Presse gelangte, wurde eine große Menge Kühlmittel in kurzer Zeit abgelassen, und das vorhandene Auffangsystem konnte sie nicht effektiv aufnehmen.

Einige Briketts entwickelten nach dem Druckablassen auch lose Kanten, da die Zusammensetzung der Zuführung und der Flüssigkeitsgehalt inkonsistent waren.

Das Unternehmen ersetzte die Presse nicht sofort durch ein größeres Modell. Stattdessen verbesserte es den Prozess:

• Gusseisen- und legierte Stahlschnitzel wurden separat gesammelt;
• Lange Drehspäne wurden vor der Zuführung zerkleinert;
• Nasses Material wurde vor der Brikettierung abtropfen gelassen;
• Eine Auffangschale und eine Filtrationseinheit wurden am Ablasspunkt der Presse hinzugefügt;
• Materialquelle, Eingabegewicht und Flüssigkeitsrückgewinnung wurden chargenweise erfasst;
• Akzeptable Materialgüten und Flüssigkeitsbedingungen wurden mit dem Recycler bestätigt.

Nach diesen Änderungen wurden die Briketts konsistenter, die Materialvermischung wurde reduziert und die Transportfahrzeuge zeigten keine signifikanten Leckagen mehr.

Die Verbesserung ergab sich aus besserer Klassifizierung, Vorbehandlung und Prozesskontrolle – nicht allein aus der Presskraft.

Die tägliche Tonnage allein reicht nicht aus, um zu bestimmen, ob ein Projekt Zerkleinerung, Zentrifugaltrennung oder automatische Zuführung erfordert. Kunden sollten die folgenden Informationen angeben:

Bewertungsposten

Die Probe sollte normale Produktionsbedingungen widerspiegeln und nicht nur die trockensten oder kürzesten Späne. Andernfalls kann das Testergebnis den realen Betrieb möglicherweise nicht genau darstellen.

Wie kann ein Unternehmen entscheiden, ob es einen Zentrifugalabscheider benötigt?

Sichtbare Flüssigkeit sammelt sich schnell am Boden des Spänebehälters an;

• Das Material tropft während des Transports weiter;
• Während des Pressens wird eine große Menge Flüssigkeit abgelassen;
• Briketts bleiben nach dem Entladen nass, dehnen sich aus oder brechen;
• Der Recycler wendet Abzüge an oder lehnt stark ölhaltiges Material ab;
• Das Unternehmen möchte teures Schneidöl zurückgewinnen;
• Späne werden kontinuierlich erzeugt und erfordern eine stabile automatische Zuführung;
• Lokale Vorschriften kontrollieren die Lagerung und den Transport von öligen Abfällen streng.
• Für Späne mit nur geringen Mengen an Oberflächenflüssigkeit können Schwerkraftentwässerung und Pressentwässerung ausreichend sein. Wenn das Material sehr nass, lang, verheddert ist oder in großen Mengen produziert wird, können Zerkleinerung und Zentrifugaltrennung einen größeren Prozesswert bieten.

Vier häufige Fehler bei der Auswahl von Geräten

Anwendung von Gusseisen-Kapazitätsdaten auf Aluminiumspäne

Die Auswirkung von langen Drehspänen ignorieren

Fokus auf Brikettdichte, aber Flüssigkeitsmanagement ignorieren

Vom Kauf einer Presse zum Management des Recyclingwerts

Für hochölhaltige Metallspäne sollte das Unternehmen zuerst die Art der Flüssigkeit und den Materialzustand identifizieren. Es kann dann Schwerkraftentwässerung, Zerkleinerung, Zentrifugaltrennung oder eine vollständige automatische Verarbeitungslinie wählen.

Die Brikettierpresse verbessert die Dichte, Handhabung und Ofenbeschickung, sollte aber nicht als einzige Lösung für jedes Ölgehaltsproblem betrachtet werden.

Wenn Materialklassifizierung, Flüssigkeitstrennung, Zuführung und Brikettierung richtig aufeinander abgestimmt sind, können Metallspäne von einem schwierigen Produktionsrückstand in eine konsistentere, messbarere und kommerziell wertvollere recycelte Metallressource umgewandelt werden.