W obróbce metali, produkcji odlewniczej i obróbce metali pochodzących z recyklingu przetapianie wiórów metalowych jest ważnym sposobem na zmniejszenie kosztów surowców. Centra obróbcze CNC, tokarki, frezarki, wiertarki i operacje cięcia generują codziennie duże ilości wiórów aluminiowych, miedzianych, stalowych, żelaznych i żeliwnych. Dla firm zajmujących się obróbką skrawaniem wióry te stanowią odpad produkcyjny. Dla odlewni i podmiotów zajmujących się wtórnym recyklingiem metali stanowią one cenne surowce metalowe nadające się do recyklingu.

Jednakże wiele firm stwierdza, że ​​końcowy odzysk metalu może znacznie się różnić w przypadku przetapiania różnych rodzajów wiórów metalowych. Wióry aluminiowe mogą ulec wyraźnemu spaleniu i utlenieniu. Wióry miedziane mają wysoką wartość, ale mogą szybko stracić na wartości, jeśli zostaną zmieszane z innymi materiałami. Wióry stalowe i żelazne mogą wydawać się bardziej stabilne, ale jeśli zawierają olej, wilgoć lub pozostają zbyt luźne, mogą również powodować utlenianie, rozpraszanie, tworzenie się żużla i niższy odzysk.

Dlatego prawdziwym pytaniem dla firm nie jest po prostu to, czy wióry metalowe można przetopić. Ważniejszym pytaniem jest to, ile użytecznego metalu pozostaje po przetopieniu. Różnica w utracie topnienia wiórów aluminiowych, miedzianych i stalowych wpływa obecnie na sposób, w jaki coraz więcej fabryk wybiera metody obsługi wiórów metalowych.

Największą różnicą między wiórami metalowymi a złomem stałym jest to, że wióry mają większą powierzchnię, luźny kształt i bardziej skomplikowane warunki oleju i wilgoci. Im cieńsze, drobniejsze lub bardziej zwinięte są wióry, tym większą powierzchnię wystawiają na działanie powietrza. Podczas ogrzewania i topienia zwiększa to prawdopodobieństwo utleniania.

W przypadku odlewni straty w wyniku topnienia pochodzą głównie z kilku źródeł:

Po pierwsze, utrata utleniania.
Wióry metalowe mają dużą powierzchnię. Pod wpływem wysokiej temperatury łatwiej reagują z tlenem i tworzą tlenki. Tlenki te nie mogą w pełni powrócić do użytecznego metalu i ostatecznie przedostać się do zgarów lub żużla.

Po drugie, straty związane z rozpraszaniem i spalaniem.
Niektóre lekkie wióry mogą być przenoszone przez przepływ gorącego powietrza, płomień lub systemy zbierania pyłu podczas ładowania pieca. Wióry aluminiowe, wióry ze stopu magnezu i cienkie wióry stalowe są szczególnie wrażliwe na ten problem.

Po trzecie, straty związane z olejem i wilgocią.
Wióry obróbkowe często zawierają płyn obróbkowy, emulsję, smar lub wilgoć. Jeśli dostaną się do pieca bez wysuszenia lub brykietowania, mogą powodować dym, rozpryski, wahania temperatury pieca, a nawet zagrożenie dla bezpieczeństwa.

Po czwarte, zanieczyszczenia i materiały mieszane.
Plastik, piasek, drewno, drut, odpady opakowaniowe lub różne gatunki metali zmieszane z wiórami mogą obniżyć jakość topienia. W przypadku materiałów o wysokiej wartości, takich jak wióry miedziane i wióry aluminiowe, materiały mieszane mogą bezpośrednio wpływać na ostateczną cenę sprzedaży.

Po piąte, złe zachowanie tonące w piecu.
Luźne metalowe wióry nie opadają łatwo do roztopionej kąpieli. Im dłużej pozostają na powierzchni, tym poważniejsze mogą być straty związane z utlenianiem i spalaniem.

Oznacza to, że głównym problemem nie jest to, że metalowe wióry nie mają wartości. Problem polega na tym, że luźne wióry nie są w formie odpowiedniej do wydajnego przetapiania.

Nie ma ustalonej liczby strat podczas topienia, ponieważ zależy ona od kształtu wiórów, zawartości oleju, wilgoci, poziomu zanieczyszczeń, gęstości zagęszczenia, rodzaju pieca, metody podawania, temperatury topnienia i kontroli operatora. Jednak z praktycznego doświadczenia w zakresie recyklingu wynika, że ​​wióry aluminiowe, wióry miedziane i wióry stalowe charakteryzują się wyraźnie różnym ryzykiem strat.

Wióry aluminiowe należą do wiórów metalowych, które najtrudniej przetopić. Aluminium łatwo się utlenia, a wióry aluminiowe są często lekkie, cienkie, zwinięte i mają dużą powierzchnię. Gdy luźne wióry aluminiowe zostaną załadowane bezpośrednio do pieca, mogą szybko utlenić się na powierzchni i utworzyć zgary aluminiowe oraz żużel tlenkowy.

W przypadku luźnych wiórów aluminiowych, jeśli zawartość oleju i wilgoci jest wysoka lub jeśli materiał nie jest brykietowany, suszony i odpowiednio podawany, faktyczna utrata topnienia może być znacząca. Niektóre firmy uważają, że luźne wióry aluminiowe wyglądają na duże, ale ostateczna wydajność metalu po przetopieniu nie jest idealna.

Typowe zagrożenia związane z wiórami aluminiowymi obejmują:

• Duża powierzchnia i szybkie utlenianie;
• Lekki materiał łatwo unoszony przez strumień gorącego powietrza;
• Olej i wilgoć powodujące dym i rozpryski;
• Luźne wióry nie toną szybko w kąpieli stopionej;
• Tworzenie się żużlu utrudniającego odzysk metalu.

Dlatego wióry aluminiowe zwykle wymagają brykietowania szybciej niż wiele innych materiałów na wióry. Prasując wióry aluminiowe w brykiety o dużej gęstości, firmy mogą zmniejszyć ekspozycję na powietrze, poprawić zachowanie tonącego w piecu, zmniejszyć rozpraszanie i utlenianie oraz poprawić odzysk.

Wióry miedziane mają wysoką zawartość metalu i większą gęstość niż wióry aluminiowe, dlatego są mniej podatne na rozproszenie podczas transportu i przetapiania. Jednak wióry miedziane nadal borykają się z problemami związanymi z utlenianiem, pozostałościami oleju, zanieczyszczeniami i problemami mieszanej jakości.

W przypadku firm zajmujących się przetwórstwem miedzi, wióry z czerwonej miedzi, wióry z mosiądzu, wióry z brązu i inne wióry ze stopów miedzi nie powinny być przypadkowo mieszane. Odlewnie i wtórni użytkownicy miedzi są wrażliwi na skład chemiczny. Mieszane materiały mogą obniżyć jakość materiału i cenę zakupu.

Strata wiórów miedzianych nie zawsze jest najwyższa procentowo, ale wpływ ekonomiczny może być większy, ponieważ miedź jest cenna. Nawet niewielkie straty lub obniżenie jakości mogą mieć wpływ na zysk.

Typowe zagrożenia związane z chipami miedzianymi obejmują:

• Różne stopy miedzi zmieszane ze sobą wpływają na skład chemiczny;
• Zanieczyszczenia żelazem pogarszające jakość topienia;
• Olej i płyn chłodzący zwiększają dym i koszty leczenia;
• Drobne wióry miedzi utleniające się do tlenków miedzi;
• Materiał o wysokiej wartości zostaje rozrzucony lub utracony podczas luźnego obchodzenia się z nim.

W przypadku wiórów miedzianych zmniejszenie strat nie polega tylko na brykietowaniu. Wymaga również jasnej klasyfikacji, zmniejszonego zanieczyszczenia i zapobiegania mieszanym klasom. Brykietowane wióry miedziane są łatwiejsze do ważenia, przechowywania, ładowania i ładowania do pieca, a także są bardziej akceptowalne dla dalszych nabywców.

W wielu zakładach obróbczych powstają w dużych ilościach wióry stalowe, żelazne i żeliwne. Ponieważ ich wartość jednostkowa jest zwykle niższa niż w przypadku żetonów miedzianych i niektórych żetonów aluminiowych, wiele firm nie przywiązuje wystarczającej uwagi do ich strat. Jednak gdy dzienny wolumen przetwarzania jest wysoki, długoterminowe straty mogą nadal być znaczne.

Głównymi problemami związanymi z wiórami stalowymi i żelaznymi są puszysta objętość, zawartość oleju i wilgoci, zanieczyszczenie piaskiem lub pyłem szlifierskim oraz trudna obsługa. Długie, zwinięte wióry mogą również utrudniać ładowanie i powodować problemy z bezpieczeństwem. Jeśli luźne wióry ładowane są bezpośrednio do pieca, małe cząstki mogą utlenić się, rozproszyć lub przedostać się do żużla, zmniejszając rzeczywisty odzysk metalu.

Typowe zagrożenia związane z wiórami stalowymi i żelaznymi obejmują:

• Długie, zwinięte chipsy zajmujące dużą przestrzeń magazynową;
• Tłuste wióry powodujące dym i zanieczyszczenie;
• Drobne wióry utleniają się lub są przenoszone przez przepływ powietrza;
• Zanieczyszczenia zwiększające objętość żużla;
• Materiał sypki ograniczający efektywność transportu i ważenia.

W przypadku wiórów stalowych, żelaznych i żeliwnych brykietowanie jest przydatne nie tylko ze względu na poprawę wydajności topienia. Zmniejsza także objętość przechowywania i koszty transportu. Po sprasowaniu luźnych wiórów żelaza w gęste brykiety warsztat staje się czystszy, transport staje się łatwiejszy, a załadunek pieca staje się bardziej skoncentrowany.

Z punktu widzenia aplikacji firmy mogą zrozumieć różnice w ten sposób:

• Wióry aluminiowe są narażone głównie na ryzyko utleniania i rozpraszania. Luźne wióry aluminiowe zwykle wiążą się z najwyższym ryzykiem strat.
• Wióry miedziane stykają się głównie z mieszanymi materiałami, zanieczyszczeniem i utratą dużej wartości. Procent strat może nie być najwyższy, ale wpływ finansowy może być bardzo wyraźny.
• Wióry stalowe i żelazne charakteryzują się głównie dużą objętością, zawartością oleju, puszystym przechowywaniem i skumulowanymi długoterminowymi stratami. Ich wartość jednostkowa może być niższa, lecz często niedoceniana jest całkowita strata.

Jeśli firmy klasyfikują materiały według priorytetu brykietowania, pierwszym priorytetem są zwykle wióry aluminiowe, a następnie wióry miedziane i inne wióry ze stopów o wysokiej wartości. Wióry stalowe, żelazne i żeliwne należy uwzględnić w zależności od wielkości produkcji, odległości transportu i wymagań dotyczących ponownego użycia pieca.

Pierwszym krokiem w zmniejszaniu strat topienia nie jest obsługa pieca, ale zbieranie. Miejsca obróbki powinny zbierać materiały oddzielnie według rodzaju, takie jak wióry aluminiowe, wióry miedzi, wióry stalowe, wióry żeliwne, wióry ze stali nierdzewnej i wióry stopowe.

W przypadku zmieszania różnych materiałów późniejsze rozdzielenie może być kosztowne lub nawet niemożliwe. Jest to szczególnie ważne w przypadku wiórów miedzianych, wiórów ze stopów aluminium i wiórów ze stali nierdzewnej, ponieważ mieszane materiały mogą powodować niestabilny skład chemiczny i zmniejszać akceptację w dalszej części procesu.

Tłuste i mokre wióry metalowe mogą wpływać na stabilność topnienia i powodować dym, rozpryskiwanie i zagrożenie dla bezpieczeństwa. Firmy mogą zredukować pozostałości płynu obróbkowego poprzez opróżnianie, osadzanie, wirowanie, suszenie lub brykietowanie.

Brykietowanie może wycisnąć część cieczy podczas kompresji, co ułatwia zbieranie i obsługę. W przypadku firm zajmujących się obróbką skrawaniem stosujących duże ilości płynu obróbkowego nie tylko poprawia to wydajność przetapiania, ale także zmniejsza zanieczyszczenie warsztatu i ciśnienie obróbki cieczy odpadowych.

Prasa do brykietowania wiórów metalowych wykorzystuje ciśnienie hydrauliczne do prasowania luźnych wiórów metalowych w brykiety cylindryczne lub blokowe. Po brykietowaniu wióry mają większą gęstość, mniejszą objętość i lepsze właściwości tonące w kąpieli stopionej, co skraca czas ekspozycji na utlenianie.

• W przypadku wiórów aluminiowych brykietowanie pomaga zmniejszyć rozpraszanie i utlenianie lekkich wiórów.
• W przypadku wiórów miedzianych brykietowanie zmniejsza straty podczas manipulacji i poprawia wygodę przechowywania i ważenia.
• W przypadku wiórów stalowych i żelaznych brykietowanie zmniejsza przestrzeń magazynowania, poprawia wydajność transportu i zapewnia bardziej stabilne ładowanie pieca.

Metalowych wiórów nie należy jednorazowo ładować luźno i nadmiernie. Lepszą metodą jest kontrolowanie prędkości podawania w zależności od rodzaju pieca i stanu materiału, co pozwala skrócić czas, w którym wióry są wystawione na działanie środowiska utleniającego o wysokiej temperaturze.

Brykietowany materiał można ładować w stabilnych partiach i szybciej opadać do kąpieli stopionej. W przypadku luźnych wiórów firmy powinny unikać podawania ich bezpośrednio do obszarów o silnym płomieniu lub o dużym przepływie powietrza, aby zmniejszyć rozproszenie i straty podczas spalania.

Różne metale wymagają różnych temperatur topnienia. Nadmierna temperatura zwiększa utratę utleniania i spalania. Firmy powinny wybrać odpowiednie procesy topienia w zależności od aluminium, miedzi, stali, żelaza lub materiałów stopowych. W przypadku firm, które regularnie przetapiają wióry metalowe, może być konieczny piec lub system obróbki wstępnej odpowiedni do wiórów.

Jest to szczególnie ważne w przypadku wiórów aluminiowych. Jeśli luźne wióry aluminiowe zostaną stopione zwykłymi metodami, straty mogą być duże. Brykietowanie, suszenie, właściwe użycie topnika, odpowiednia praktyka topienia i kontrolowane podawanie mogą znacznie poprawić odzysk metalu.

Wiele firm nie zna swojej prawdziwej straty, ponieważ nie prowadzi pełnej ewidencji. Zaleca się rejestrowanie masy wsadowej, rodzaju materiału, stanu oleju, stanu brykietowania, odzyskanej cieczy, ilości żużla i końcowego uzysku metalu dla każdej partii wiórów.

Po zebraniu wystarczającej ilości danych firmy mogą określić, które materiały powodują największe straty, czy konieczne jest brykietowanie, czy potrzebne jest suszenie oraz czy należy dostosować temperaturę pieca lub metodę podawania. Dzięki temu inwestycje w sprzęt i doskonalenie procesów są bardziej niezawodne.

Podstawową wartością brykietowania wiórów metalowych jest przekształcanie luźnych, lekkich, tłustych i trudnych w zarządzaniu wiórów w surowce o dużej gęstości, łatwe do przechowywania, łatwe w transporcie i przyjazne dla pieca.

Dla firm brykietowanie zapewnia kilka praktycznych korzyści:

• Mniejsza ilość wiórów i lepsze wykorzystanie warsztatu lub magazynu;
• Częściowe usunięcie płynu chłodzącego w celu łatwiejszego odzyskiwania oleju i oczyszczania środowiska;
• Wyższa gęstość materiału i mniejsze straty podczas manipulacji;
• Zmniejszone rozproszenie i narażenie na utlenianie podczas ładowania pieca;
• Bardziej stabilne topienie i lepszy odzysk metalu;
• Wyższa akceptacja ze strony dalszych nabywców;
• Przekształcanie luźnych wiórów o niskiej wartości w materiały brykietowane o wyższej wartości.

Dlatego coraz więcej odlewni, producentów części samochodowych, fabryk profili aluminiowych, zakładów przetwórstwa miedzi, firm zajmujących się obróbką CNC i podmiotów zajmujących się recyklingiem złomu zwraca uwagę na prasy do brykietowania wiórów metalowych.

Jeśli firma przetwarza głównie wióry aluminiowe, powinna skupić się na gęstości brykietu, kontroli oleju i wilgoci oraz utlenianiu podczas ładowania pieca. Im lżejsze i cieńsze są wióry aluminiowe, tym wcześniej należy je brykietować.

Jeśli firma przetwarza głównie wióry miedziane, powinna skupić się na czystości materiału, separacji różnych gatunków stopów miedzi, ważeniu po brykietowaniu i zapobieganiu stratom podczas transportu.

Jeśli firma przetwarza głównie wióry stalowe, wióry żelazne i wióry żeliwne, powinna skupić się na wielkości produkcji, odległości transportu, powierzchni magazynowej oraz możliwości przetopienia lub ciągłej sprzedaży brykietów.

Jeśli źródła wiórów są złożone, firmy mogą zacząć od sklasyfikowanej zbiórki, a następnie wybrać prasę brykietującą, podajnik ślimakowy, przenośnik podnoszący, lej zasypowy, automatyczny system sterowania lub inne konfiguracje w zależności od głównego materiału i objętości przetwarzania.

Straty przy topnieniu wiórów aluminiowych, wiórów miedzianych i wiórów stalowych nie są takie same. Wióry aluminiowe zwykle charakteryzują się najwyższym ryzykiem utlenienia i utraty rozproszenia. Wióry miedziane mogą charakteryzować się łatwiejszym do kontrolowania procentem strat, ale ze względu na ich wysoką wartość zmieszane materiały i zanieczyszczenia mogą powodować poważne straty finansowe. Wióry stalowe i żelazne mogą mieć niższą wartość jednostkową, ale ich duża objętość i puszysty kształt mogą z czasem prowadzić do znacznych skumulowanych strat.

Dla firm, które chcą zmniejszyć straty w procesie topienia, usprawnić odzysk metalu i usprawnić zarządzanie na miejscu, kluczem nie jest zwykłe zbieranie wiórów metalowych. Kluczem jest zbudowanie kompletnego procesu obróbki wstępnej. Sortowanie u źródła, redukcja oleju i wilgoci, brykietowanie, kontrolowane ładowanie pieca i zarządzanie uzyskiem w oparciu o dane mogą bezpośrednio wpływać na końcowy odzysk.

Ponieważ odlewnie i firmy zajmujące się metalami wtórnymi w dalszym ciągu podnoszą wymagania dotyczące jakości surowców, bezpośrednie przetapianie luźnych wiórów metalowych stopniowo traci swoją przewagę. Brykietowane wióry aluminiowe, wióry miedziane, wióry stalowe i wióry żelazne z większym prawdopodobieństwem trafiają do stabilnych systemów recyklingu i długoterminowych zakupów. W przypadku firm zajmujących się obróbką metali im wcześniej zmodernizują swoje metody postępowania z wiórami, tym łatwiej będzie zmniejszyć straty podczas topienia i przekształcić odpady produkcyjne w metale pochodzące z recyklingu o wyższej wartości.