Wysokotłuszczowe wióry metalowe nie zawsze można opanować, po prostu zwiększając siłę prasowania. Klienci muszą kontrolować odzysk płynów, stabilność brykietów, straty topnienia, ryzyko środowiskowe i koszty eksploatacji całego procesu recyklingu.

Operacje obróbki skrawaniem w zakładach komponentów samochodowych, fabrykach łożysk, warsztatach zaworów, producentach form i zakładach przetwórstwa aluminium stale generują wióry stalowe, wióry żeliwne, wióry aluminiowe i inne pozostałości metalowe.

Olej do cięcia lub chłodziwo na bazie wody jest normalnie używane do chłodzenia narzędzi, poprawy dokładności obróbki i przedłużenia żywotności sprzętu. W rezultacie nowo wygenerowane wióry metalowe często zawierają pewną ilość oleju, emulsji lub płynu procesowego.

Dla klientów oleiste wióry metalowe to nie tylko problem z utylizacją odpadów. Są one również związane z kosztami surowców, bezpieczeństwem w miejscu pracy, zarządzaniem środowiskowym, kosztami transportu i zwrotami z topnienia.

Gdy zawartość płynu jest zbyt wysoka, bezpośrednie podawanie wiórów do prasy brykietującej może spowodować nadmierne odprowadzanie cieczy, niestabilne brykiety, zanieczyszczenie maszyny i nierównomierne podawanie. Sprzedaż lub topienie materiału bez odpowiedniego przetworzenia może również obniżyć jego wartość recyklingu z powodu potrąceń za płyn, zanieczyszczeń i strat utleniania.

Udany projekt recyklingu wiórów metalowych powinien zatem rozpocząć się od identyfikacji rodzaju płynu, stanu materiału i ostatecznego przeznaczenia brykietów — a nie tylko od porównania siły prasy i wydajności godzinowej.

Pozostałości płynu w wiórach obróbkowych mogą obejmować czysty olej do cięcia, smar, emulsję na bazie wody lub płyn czyszczący. Ilość i rozmieszczenie tego płynu różnią się w zależności od procesu obróbki i formy wiórów.

Drobne wióry żeliwne mogą zatrzymywać znaczną ilość chłodziwa. Długie wióry stalowe mogą zatrzymywać płyn w splątanych wiązkach. Wióry aluminiowe o niskiej gęstości mają wiele wolnych przestrzeni i mogą również przenosić dużą ilość oleju do cięcia.

Bez odpowiedniego procesu obróbki klienci często napotykają na kilka problemów operacyjnych.

Złom metalowy jest zazwyczaj ważony przed sprzedażą, ale nie oznacza to, że płyn ma taką samą wartość jak metal.

Niektórzy recyklerzy potrącają wagę, obniżają cenę zakupu lub przeprowadzają osobną inspekcję, gdy materiał zawiera nadmierną ilość oleju lub chłodziwa. Firma obróbkowa może zatem stracić odzyskiwalny olej do cięcia, jednocześnie otrzymując niższą cenę złomu.

Nietraktowane wióry nadal odpływają po umieszczeniu ich w pojemniku. Olej i emulsja mogą zanieczyszczać podłogi, trasy wózków widłowych, magazyny i pojazdy transportowe.

Tworzy to dodatkową pracę czyszczącą i może zwiększać ryzyko poślizgnięcia, pożaru i zagrożeń środowiskowych.

Gdy wióry zawierają nadmierną ilość płynu, firma transportuje nie tylko cenny metal, ale także płyn, który potencjalnie mógł zostać oddzielony lub odzyskany.

Koszt staje się bardziej znaczący, gdy materiał jest wysyłany na duże odległości.

Gdy oleiste wióry dostają się do gorącego pieca, płyn może szybko odparować lub spalić się, generując dym, zapach i widoczne płomienie w pobliżu obszaru ładowania.

Woda lub chłodziwo na bazie wody może również powodować rozpryskiwanie, gdy jest wystawione na działanie stopionego metalu. Odpowiednie suszenie i procedury piecowe pozostają niezbędne.

Brykiety z wiórów metalowych opierają się na nacisku, zazębianiu się cząstek i deformacji materiału, aby utrzymać swój kształt. Nadmierny olej działa jak smar między cząstkami i może zmniejszać tarcie wewnętrzne.

Po zwolnieniu nacisku brykiety mogą się rozszerzać, pękać lub rozpadać.

Częstym założeniem jest to, że większa prasa do brykietowania wiórów metalowych wyciśnie cały płyn i wyprodukuje gęsty, stabilny brykiet.

Siła prasowania może usunąć część płynu swobodnie płynącego. Jednak płyn uwięziony w splątanych wiórach, przylegający jako warstwa do drobnych cząstek lub zatrzymany w małych przestrzeniach wewnętrznych, może nie być konsekwentnie oddzielany przez samo ciśnienie.

Opieranie się tylko na większej sile może stwarzać dodatkowe wady:

• Dłuższe cykle prasowania i niższa rzeczywista wydajność;
• Wyższe obciążenia układu hydraulicznego i zużycie energii;
• Większe obciążenie cylindrów, uszczelnień i matryc;
• Nagłe odprowadzanie cieczy przekraczające pojemność zbiorczą;
• Ciągłe odbicie w materiałach sprężystych;
• Blokady podawania, gdy długie wióry nie zostały skruszone.

W przypadku zastosowań z dużą zawartością płynu klienci zazwyczaj potrzebują połączonego procesu obejmującego wstępną obróbkę, kontrolowane podawanie, brykietowanie i zbieranie płynów, zamiast po prostu wybierać maszynę o wyższej tonacji.

Odpowiednie rozwiązanie zależy od rodzaju metalu, zawartości płynu, wielkości produkcji i ostatecznego zastosowania brykietów. W praktyce proces można podzielić na trzy poziomy.

Dla mniejszych wolumenów produkcji i wiórów zawierających głównie płyn swobodnie płynący, przed brykietowaniem można użyć perforowanego pojemnika lub pochyłego leja spustowego.

Wióry pozostają w pojemniku przez pewien czas, pozwalając łatwo oddzielającemu się olejowi do cięcia spłynąć do tacy zbiorczej lub rurociągu.

Jest to rozwiązanie o stosunkowo niskiej inwestycji dla pracy przerywanej. Jest jednak wolniejsze i mniej skuteczne, gdy płyn jest uwięziony w splątanych wiórach lub silnie przylega do drobnych cząstek.

Gdy wióry są długie, silnie zanieczyszczone płynem lub generowane w sposób ciągły, proces może obejmować kruszarkę do wiórów i separator odśrodkowy.

Kruszarka redukuje długie wióry do krótszych i bardziej jednolitych kawałków, pomagając zapobiegać splątaniu, mostkowaniu i nierównomiernemu podawaniu.

Wirówka wykorzystuje siłę odśrodkową do oddzielania oleju lub chłodziwa od wiórów. Po wstępnej obróbce materiał zazwyczaj podaje się bardziej równomiernie i produkuje bardziej jednorodne brykiety. Prasa brykietująca nie musi już wykonywać całej funkcji usuwania płynu.

To rozwiązanie jest zazwyczaj odpowiednie dla zakładów komponentów samochodowych, producentów łożysk, producentów przekładni i większych operacji obróbki skrawaniem.

Fabryki obsługujące wiele maszyn CNC mogą rozważyć zintegrowany system składający się z centralnego transportu, kruszenia, separacji odśrodkowej, magazynowania buforowego, dozowanego podawania, brykietowania hydraulicznego i filtracji chłodziwa.

Wióry metalowe są transportowane z obszaru obróbki do systemu przetwarzania. Oddzielony płyn jest zbierany i może być filtrowany do ponownego użycia lub kierowany do odpowiedniego procesu obróbki, w zależności od jego stanu.

Chociaż początkowa inwestycja jest wyższa, system zamknięty może zmniejszyć ręczną obsługę, poprawić porządek i zapewnić bardziej ciągłe, identyfikowalne zarządzanie materiałem.

Wartość brykietowania nie ogranicza się do zmniejszenia fizycznego rozmiaru odpadów. Prawidłowo zaprojektowany proces brykietowania może zmienić efektywność magazynowania, ekonomię transportu, klasyfikację złomu i zachowanie pieca.

Luźne wióry metalowe zawierają dużą ilość powietrza. Ciężarówki i kontenery mogą osiągnąć swój limit objętości przed osiągnięciem ekonomicznego ładunku.

Brykietowanie zwiększa ilość metalu, który można przetransportować w tej samej przestrzeni. Dla firm sprzedających wióry zewnętrznemu recyklerowi lub odlewni jest to często jedna z najszybszych korzyści finansowych.

Jednak maksymalna gęstość nie zawsze jest najbardziej ekonomicznym celem. Klienci powinni zrównoważyć gęstość brykietów z zużyciem energii, czasem cyklu i wymaganiami dalszego przetwarzania.

Drobne wióry żeliwne i aluminiowe łatwo tracą się podczas ładowania, rozładowywania i transportu wewnętrznego. Regularne brykiety można obsługiwać za pomocą pojemników, palet, wózków widłowych lub odpowiedniego sprzętu podnoszącego.

Zmniejsza to straty materiału i pomaga utrzymać czystsze środowisko pracy.

Podczas prasowania część płynu swobodnego jest odprowadzana z przestrzeni między cząstkami metalu. Dzięki odpowiednim kanałom odpływowym, tacom zbiorczym i sprzętowi filtracyjnemu klient może zbierać ten płyn w sposób kontrolowany.

Tam, gdzie używany jest wysokowartościowy olej do cięcia, odzyskany płyn może znacząco przyczynić się do ekonomiki projektu.

Jednak płyn odprowadzany z prasy nie powinien być automatycznie zwracany do sprzętu obróbczego bez kontroli. Może zawierać drobne cząstki metalu, wodę lub inne zanieczyszczenia i może wymagać filtracji lub dodatkowej obróbki.

Luźne drobne wióry mogą pozostać na powierzchni kąpieli stopionej i dłużej pozostawać wystawione na działanie powietrza. Gęste brykiety z większym prawdopodobieństwem dostaną się do stopu i zapewnią bardziej stabilne zachowanie podczas ładowania.

W przypadku wiórów stalowych i żeliwnych brykietowanie tworzy bardziej łatwy do zarządzania dopływ do pieca. W przypadku wiórów aluminiowych kompaktowanie może zmniejszyć ilość luźnego materiału pozostającego w pobliżu otworu pieca.

Rzeczywisty odzysk metalu nadal zależy od typu pieca, zawartości tlenków, gęstości brykietów i praktyki topnienia. Stałej poprawy odzysku nie należy obiecywać bez uwzględnienia warunków pieca klienta.

Drobne wióry mają wysoki stosunek powierzchni do objętości. Gdy są przechowywane luźno, więcej metalu jest wystawione na działanie powietrza, zwiększając potencjał utleniania podczas przechowywania i topienia.

Brykietowanie zmniejsza wolne przestrzenie i wystawione powierzchnie. Może pomóc ograniczyć dalsze utlenianie, ale nie może usunąć już powstałego tlenku ani odwrócić degradacji spowodowanej długotrwałym przechowywaniem na zewnątrz.

Separacja, osuszanie i brykietowanie różnych gatunków metali może pomóc w zachowaniu czystości materiału.

W porównaniu z luźnymi wiórami mieszanymi, oleistymi i zanieczyszczonymi, sklasyfikowane brykiety są zazwyczaj łatwiejsze dla odbiorców końcowych do inspekcji, ważenia i zarządzania.

Brykietowanie nie podnosi automatycznie klasy metalu. Jego korzyść handlowa wynika z lepszej klasyfikacji, spójnej formy i zmniejszonej niepewności co do płynu i zanieczyszczeń.

Producent komponentów generował zarówno wióry żeliwne, jak i wióry ze stali stopowej. Po zainstalowaniu prasy brykietującej firma znacznie zmniejszyła objętość magazynowania, ale jej recykler nadal stosował potrącenia cenowe, ponieważ brykiety nadal zawierały nadmierną ilość płynu.

Inspekcja wykazała, że maszyna była zdolna do generowania ciśnienia. Prawdziwe problemy znajdowały się wyżej w procesie.

Wióry z różnych maszyn były umieszczane w tym samym leju zasypowym. Mieszano wióry żeliwne, wióry stalowe, pozostałości z czyszczenia podłóg i różne oleje do cięcia.

Długie wióry stalowe tworzyły mostki w leju zasypowym, powodując nieregularne podawanie. Gdy mokra partia trafiała do prasy, duża objętość chłodziwa była odprowadzana w krótkim czasie, a istniejący system zbierania nie mógł jej skutecznie pomieścić.

Niektóre brykiety rozwijały również luźne krawędzie po zwolnieniu nacisku, ponieważ skład paszy i zawartość płynu były niespójne.

Firma nie wymieniła prasy na większy model. Zamiast tego ulepszyła proces:

• Wióry żeliwne i stal stopową zbierano oddzielnie;
• Długie wióry były kruszone przed podaniem;
• Mokry materiał był pozostawiany do osuszenia przed brykietowaniem;
• Do punktu odpływu prasy dodano tacę zbiorczą i jednostkę filtracyjną;
• Źródło materiału, wagę wejściową i odzysk płynu rejestrowano według partii;
• Akceptowalne klasy materiału i warunki płynów zostały potwierdzone z recyklerem.

Po tych zmianach brykiety stały się bardziej spójne, zmniejszono mieszanie materiału, a pojazdy transportowe nie wykazywały już znaczących wycieków.

Poprawa wynikała z lepszej klasyfikacji, wstępnej obróbki i kontroli procesu — a nie tylko z siły prasowania.

Tonnage dzienne samo w sobie nie wystarcza do określenia, czy projekt wymaga kruszenia, separacji odśrodkowej czy automatycznego podawania. Klienci powinni podać następujące informacje:

Pozycja oceny

Próbka powinna odzwierciedlać normalne warunki produkcji, a nie tylko najbardziej suche lub najkrótsze wióry. W przeciwnym razie wynik testu może nie odzwierciedlać dokładnie rzeczywistej eksploatacji.

Jak firma może zdecydować, czy potrzebuje separatora odśrodkowego?

Widoczny płyn szybko gromadzi się na dnie pojemnika na wióry;

• Materiał nadal kapie podczas transportu;
• Duża objętość płynu jest odprowadzana podczas prasowania;
• Brykiety pozostają mokre, rozszerzają się lub pękają po rozładunku;
• Recykler stosuje potrącenia lub odmawia przyjęcia materiału silnie oleistego;
• Firma chce odzyskać drogi olej do cięcia;
• Wióry są generowane w sposób ciągły i wymagają stabilnego automatycznego podawania;
• Lokalne przepisy ściśle kontrolują magazynowanie i transport odpadów oleistych.
• Dla wiórów z niewielką ilością płynu powierzchniowego, odprowadzanie grawitacyjne i odprowadzanie z prasy mogą być wystarczające. Gdy materiał jest bardzo mokry, długi, splątany lub produkowany w dużych ilościach, kruszenie i separacja odśrodkowa mogą zapewnić większą wartość procesową.

Cztery powszechne błędy w doborze sprzętu

Stosowanie danych dotyczących wydajności dla żeliwa do wiórów aluminiowych

Ignorowanie wpływu długich wiórów

Koncentrowanie się na gęstości brykietów, ale ignorowanie zarządzania płynami

Od zakupu prasy do zarządzania wartością recyklingu

W przypadku wiórów metalowych o dużej zawartości oleju firma powinna najpierw zidentyfikować rodzaj płynu i stan materiału. Następnie może wybrać odprowadzanie grawitacyjne, kruszenie, separację odśrodkową lub kompletną automatyczną linię przetwarzania.

Prasa brykietująca poprawia gęstość, obsługę i ładowanie pieca, ale nie powinna być traktowana jako jedyne rozwiązanie każdego problemu z zawartością oleju.

Gdy klasyfikacja materiału, separacja płynów, podawanie i brykietowanie są odpowiednio dopasowane, wióry metalowe mogą zostać przekształcone z trudnej pozostałości produkcyjnej w bardziej spójne, mierzalne i komercyjnie wartościowe zasoby odzyskanego metalu.