Metallspäne mit hohem Ölgehalt lassen sich nicht immer einfach durch mehr Anpresskraft beseitigen. Kunden müssen die Flüssigkeitsrückgewinnung, die Brikettstabilität, Schmelzverluste, Umweltrisiken und die Betriebskosten des gesamten Recyclingprozesses kontrollieren.

Bei Bearbeitungsvorgängen in Automobilkomponentenwerken, Lagerfabriken, Ventilwerkstätten, Formenbauern und Aluminiumverarbeitungsbetrieben fallen kontinuierlich Stahlspäne, Gusseisenspäne, Aluminiumspäne und andere Metallrückstände an.

Normalerweise werden Schneidöl oder Kühlmittel auf Wasserbasis verwendet, um Werkzeuge zu kühlen, die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern und die Lebensdauer der Ausrüstung zu verlängern. Daher enthalten neu erzeugte Metallspäne häufig eine gewisse Menge Öl, Emulsion oder Prozessflüssigkeit.

Für Kunden sind ölige Metallspäne nicht nur ein Problem bei der Abfallentsorgung. Sie hängen auch mit Rohstoffkosten, Arbeitssicherheit, Umweltmanagement, Transportkosten und Schmelzrückflüssen zusammen.

Wenn der Flüssigkeitsgehalt zu hoch ist, kann die direkte Zufuhr der Späne in eine Brikettierpresse zu übermäßigem Flüssigkeitsaustritt, instabilen Briketts, Maschinenverschmutzung und inkonsistenter Zufuhr führen. Auch der Verkauf oder das Einschmelzen des Materials ohne ordnungsgemäße Behandlung kann seinen Recyclingwert aufgrund von Flüssigkeitsabzügen, Verunreinigungen und Oxidationsverlusten verringern.

Ein erfolgreiches Metallspäne-Recyclingprojekt sollte daher damit beginnen, die Art der Flüssigkeit, den Materialzustand und den endgültigen Bestimmungsort der Briketts zu ermitteln – und nicht einfach nur die Presskraft und die Stundenkapazität vergleichen.

Zu den Restflüssigkeiten in den Bearbeitungsspänen können reines Schneidöl, Schmiermittel, wasserbasierte Emulsionen oder Reinigungsflüssigkeiten gehören. Die Menge und Verteilung dieser Flüssigkeit variiert je nach Bearbeitungsprozess und Spanform.

Feine Gusseisenspäne können eine beträchtliche Menge Kühlmittel enthalten. Lange Stahlspäne können Flüssigkeit in verwickelten Bündeln einschließen. Aluminiumspäne mit geringer Dichte enthalten viele offene Räume und können auch eine große Menge Schneidflüssigkeit enthalten.

Ohne einen geeigneten Behandlungsprozess stehen Kunden häufig vor mehreren betrieblichen Problemen.

Metallschrott wird in der Regel vor dem Verkauf gewogen, was jedoch nicht bedeutet, dass die Flüssigkeit den gleichen Wert erhält wie das Metall.

Einige Recycler ziehen Gewicht ab, reduzieren den Kaufpreis oder führen eine separate Inspektion durch, wenn das Material zu viel Öl oder Kühlmittel enthält. Das Bearbeitungsunternehmen kann daher verwertbare Schneidflüssigkeit verlieren und gleichzeitig einen niedrigeren Schrottpreis erhalten.

Unbehandelte Späne laufen nach dem Einfüllen in einen Behälter weiter ab. Öl und Emulsion können Böden, Gabelstaplerwege, Lagerflächen und Transportfahrzeuge verunreinigen.

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

Wenn Späne zu viel Flüssigkeit enthalten, transportiert das Unternehmen nicht nur wertvolles Metall, sondern auch Flüssigkeit, die möglicherweise abgetrennt oder zurückgewonnen werden könnte.

Die Kosten steigen, wenn das Material über große Entfernungen transportiert wird.

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

Auch Wasser oder Kühlmittel auf Wasserbasis können Spritzer verursachen, wenn es geschmolzenem Metall ausgesetzt wird. Geeignete Trocknungs- und Ofenverfahren bleiben unerlässlich.

Metallspäne-Briketts sind auf Druck, Partikelverzahnung und Materialverformung angewiesen, um ihre Form beizubehalten. Überschüssiges Öl fungiert als Schmiermittel zwischen den Partikeln und kann die innere Reibung verringern.

Nachdem der Druck nachgelassen hat, können sich die Briketts ausdehnen, reißen oder auseinanderbrechen.

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

Durch Druckkraft kann ein Teil der frei fließenden Flüssigkeit entfernt werden. Flüssigkeiten, die in verwickelten Spänen eingeschlossen sind, als Film an feine Partikel haften oder in kleinen Innenräumen festgehalten werden, werden jedoch möglicherweise nicht durch Druck allein konsistent getrennt.

Sich nur auf höhere Kräfte zu verlassen, kann zusätzliche Nachteile mit sich bringen:

• Längere Presszyklen und geringere tatsächliche Leistung;
• Höhere Belastung des Hydrauliksystems und höherer Energieverbrauch;
• Höhere Belastung von Zylindern, Dichtungen und Matrizen;
• Plötzlicher Flüssigkeitsaustritt, der die Auffangkapazität überschreitet;
• Anhaltende Rückfederung bei elastischen Materialien;
• Zufuhrverstopfungen bei nicht zerkleinerten Langspänen.

Für High-Fluid-Anwendungen benötigen Kunden in der Regel einen kombinierten Prozess mitVorbehandlung, kontrollierte Zuführung, Brikettierung und Flüssigkeitssammlungstatt einfach eine Maschine mit höherer Tonnage auszuwählen.

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

Bei kleineren Produktionsmengen und Spänen, die hauptsächlich frei fließende Flüssigkeiten enthalten, kann vor dem Brikettieren ein perforierter Behälter oder ein geneigter Abtropftrichter verwendet werden.

Die Späne verbleiben eine Zeit lang im Behälter, sodass die leicht abgetrennte Schneidflüssigkeit in eine Auffangwanne oder Rohrleitung abfließen kann.

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

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

Der Brecher zerkleinert lange Späne in kürzere und gleichmäßigere Stücke und trägt so dazu bei, Verwicklungen, Brückenbildung und ungleichmäßige Zuführung zu verhindern.

Die Zentrifuge nutzt die Rotationskraft, um Öl oder Kühlmittel von den Spänen zu trennen. Nach der Vorbehandlung wird das Material in der Regel gleichmäßiger zugeführt und es entstehen gleichmäßigere Briketts. Die Brikettierpresse muss nicht mehr die gesamte Entflüssigkeitsfunktion übernehmen.

Diese Lösung eignet sich üblicherweise für Automobilkomponentenwerke, Lagerhersteller, Getriebehersteller und größere Bearbeitungsbetriebe.

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

Metallspäne werden vom Bearbeitungsbereich zur Bearbeitungsanlage transportiert. Die abgetrennte Flüssigkeit wird gesammelt und kann je nach Zustand zur Wiederverwendung gefiltert oder einem geeigneten Aufbereitungsprozess zugeführt werden.

Obwohl die Anfangsinvestition höher ist, kann ein geschlossenes System die manuelle Handhabung reduzieren, die Verwaltung verbessern und eine kontinuierlichere, nachvollziehbare Materialverwaltung ermöglichen.

Der Wert der Brikettierung beschränkt sich nicht nur auf die Reduzierung der physischen Größe des Abfalls. Ein ordnungsgemäß konzipierter Brikettierprozess kann die Lagereffizienz, die Transportökonomie, die Schrottsortierung und das Ofenverhalten verändern.

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

Durch die Brikettierung erhöht sich die Menge an Metall, die im gleichen Raum transportiert werden kann. Für Unternehmen, die Chips an einen externen Recycler oder eine Gießerei verkaufen, ist dies oft einer der unmittelbarsten finanziellen Vorteile.

Allerdings ist maximale Dichte 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 und beim internen Transfer leicht verloren. Normale Briketts können mit Behältern, Paletten, Gabelstaplern oder geeigneten Hebegeräten gehandhabt werden.

Dies reduziert den Materialverlust und trägt zur Aufrechterhaltung einer saubereren Arbeitsumgebung bei.

Beim Pressen wird ein Teil der freien Flüssigkeit aus den Zwischenräumen der Metallpartikel ausgetragen. Mit geeigneten Entwässerungsrinnen, Auffangwannen und Filtergeräten kann der Kunde diese Flüssigkeit kontrolliert auffangen.

Wenn hochwertiges Schneidöl verwendet wird, kann die zurückgewonnene Flüssigkeit einen bedeutenden Beitrag zur Wirtschaftlichkeit des Projekts leisten.

Aus der Presse austretende Flüssigkeiten sollten jedoch nicht ohne Inspektion automatisch in die Bearbeitungsausrüstung zurückgeführt werden. Es kann feine Metallpartikel, Wasser oder andere Verunreinigungen enthalten und erfordert möglicherweise eine Filterung oder zusätzliche Behandlung.

Lose feine Späne können auf der Oberfläche eines Schmelzbades verbleiben und über einen längeren Zeitraum der Luft ausgesetzt bleiben. Dichte Briketts gelangen eher in die Schmelze und sorgen für ein stabileres Ladeverhalten.

Bei Stahl- und Gusseisenspänen sorgt die Brikettierung für 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 Oxidgehalt, der Brikettdichte und der Schmelzpraxis ab. Ohne Berücksichtigung der Ofenbedingungen des Kunden sollte keine feste Verbesserung der Ausbeute versprochen werden.

Feine Späne haben ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Bei loser Lagerung ist mehr Metall der Luft ausgesetzt, was die Oxidationsgefahr während der Lagerung und des Schmelzens erhöht.

Durch die Brikettierung werden offene Räume und exponierte Oberflächen reduziert. Es kann dazu beitragen, die weitere Oxidation einzudämmen, kann jedoch bereits gebildetes Oxid nicht entfernen oder den durch langfristige Lagerung im Freien verursachten Verfall rückgängig machen.

Das Trennen, Entwässern und Brikettieren verschiedener Metallqualitäten kann dazu beitragen, die Reinheit des Materials zu bewahren.

Im Vergleich zu gemischten, öligen und verunreinigten losen Spänen sind klassifizierte Briketts für nachgelagerte Käufer im Allgemeinen einfacher zu prüfen, zu wiegen und zu verwalten.

Durch die Brikettierung wird die Metallsorte nicht automatisch verbessert. Der kommerzielle Nutzen ergibt sich aus einer verbesserten Klassifizierung, einer konsistenten Form und einer geringeren Unsicherheit hinsichtlich Flüssigkeit und Kontamination.

Ein Komponentenhersteller erzeugte sowohl Späne aus Gusseisen als auch Späne aus legiertem Stahl. Nach der Installation einer Brikettierpresse reduzierte das Unternehmen das Lagervolumen deutlich, der Recycler nahm jedoch weiterhin Preisabzüge in Anspruch, da die Briketts noch zu viel Flüssigkeit enthielten.

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

Späne von verschiedenen Maschinen wurden in denselben Trichter gegeben. Gusseisenspäne, Stahlspäne, Bodenreinigungsrückstände und verschiedene Schneidflüssigkeiten wurden miteinander vermischt.

Lange Stahlspäne bildeten Brücken im Trichter und führten zu unregelmäßiger Beschickung. Wenn eine nasse Charge in die Presse gelangte, wurde in kurzer Zeit eine große Menge Kühlmittel ausgestoßen, das das vorhandene Sammelsystem nicht effektiv auffangen konnte.

Bei manchen Briketts kam es nach der Druckentlastung auch zu losen Rändern, da die Zufuhrzusammensetzung und der Flüssigkeitsgehalt uneinheitlich waren.

Das Unternehmen ersetzte die Presse nicht sofort durch ein größeres Modell. Stattdessen wurde der Prozess verbessert:

• Späne aus Gusseisen und legiertem Stahl wurden getrennt gesammelt;
• Lange Späne wurden vor der Beschickung zerkleinert;
• Vor der Brikettierung ließ man das nasse Material abtropfen;
• Der Entwässerungspunkt der Presse wurde um eine Auffangwanne und eine Filtereinheit erweitert.
• Materialquelle, Inputgewicht und Flüssigkeitsrückgewinnung wurden nach Charge erfasst;
• Akzeptable Materialqualitäten und Flüssigkeitsbedingungen wurden mit dem Recycler bestätigt.

Nach diesen Änderungen wurden die Briketts gleichmäßiger, die Materialvermischung wurde reduziert und die Transportfahrzeuge wiesen keine nennenswerten Leckagen mehr auf.

Die Verbesserung resultierte aus einer besseren Klassifizierung, Vorbehandlung und Prozesskontrolle – und nicht allein aus der Presskraft.

Die tägliche Tonnage allein reicht nicht aus, um zu bestimmen, ob für ein Projekt eine Zerkleinerung, eine Zentrifugaltrennung oder eine automatische Beschickung erforderlich ist.

Kunden sollten folgende Informationen angeben:

Nach Möglichkeit sollte eine repräsentative Materialprobe untersucht werden.

Die Probe sollte normale Produktionsbedingungen widerspiegeln und nicht nur die trockensten oder kürzesten Chips. Andernfalls entspricht das Testergebnis möglicherweise nicht genau dem tatsächlichen Betrieb.

Nicht jedes Brikettierprojekt erfordert eine Zentrifuge. Die folgenden Bedingungen deuten darauf hin, dass die Zentrifugaltrennung eine Prüfung wert sein könnte:

• Am Boden des Spänebehälters sammelt sich schnell sichtbare Flüssigkeit an;
• Während des Transports tropft das Material weiter;
• Beim Pressen wird eine große Flüssigkeitsmenge austreten;
• Briketts bleiben nass, dehnen sich aus oder brechen nach dem Entladen;
• Der Recycler nimmt Abzüge vor oder lehnt stark ölhaltiges Material ab;
• Das Unternehmen möchte teures Schneidöl zurückgewinnen;
• Späne fallen kontinuierlich an und erfordern eine stabile automatische Zuführung;
• Lokale Vorschriften regeln streng die Lagerung und den Transport von ölhaltigen Abfällen.

Bei Spänen mit nur wenig Oberflächenflüssigkeit können Schwerkraftentleerung und Pressentleerung ausreichend sein. Wenn das Material sehr nass, lang oder verwickelt ist oder in großen Mengen produziert wird, können Zerkleinerung und Zentrifugaltrennung einen größeren Prozesswert bieten.

Die Kraft ist wichtig, aber sie bestimmt nicht unabhängig die Leistung, die Flüssigkeitsentfernung oder die Brikettfestigkeit. Die Düsengröße, die Zuführmethode, das Chargenvolumen und die Haltezeit wirken sich ebenfalls auf die Leistung aus.

Gusseisen- und Aluminiumspäne haben unterschiedliche Schüttdichten, Fließeigenschaften und Rückfederungsverhalten. Dieselbe Maschine kann bei unterschiedlichen Materialien deutlich unterschiedliche Stundenleistungen liefern.

Lange Späne können sich verheddern, Brücken bilden und das Einzugssystem blockieren. Selbst eine zuverlässige Presse kann die kontinuierliche Produktion nicht aufrechterhalten, wenn das Aufgabematerial nicht geeignet ist.

Aus den Spänen herausgepresstes Öl oder Kühlmittel kann dennoch zu einer Verschmutzung führen, wenn es nicht ordnungsgemäß gesammelt und behandelt wird. Entwässerung und Flüssigkeitshandhabung sollten zusammen mit der Brikettiermaschine konzipiert werden.

Ziel eines Metallspäne-Recyclingprojekts ist nicht nur die Herstellung eines attraktiven Briketts. Es geht darum, den Metallwert zu erhalten, nutzbare Flüssigkeit zurückzugewinnen und die Lager-, Transport- und Schmelzkosten zu senken.

Bei Metallspänen mit hohem Ölgehalt sollte das Unternehmen zunächst den Flüssigkeitstyp und den Materialzustand ermitteln. Anschließend kann zwischen Schwerkraftentwässerung, Zerkleinerung, Zentrifugaltrennung oder einer kompletten automatischen Verarbeitungslinie gewählt werden.

Die Brikettierpresse verbessert die Dichte, Handhabung und Ofenbeschickung, sie sollte jedoch nicht als einzige Lösung für jedes Ölgehaltsproblem angesehen werden.

Wenn Materialklassifizierung, Flüssigkeitstrennung, Zuführung und Brikettierung richtig aufeinander abgestimmt sind, können Metallspäne von einem schwierigen Produktionsrückstand in eine konsistentere, messbare und kommerziell wertvollere Ressource aus recyceltem Metall umgewandelt werden.