CH545344A - Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von feuchten Metallspänen zum Wiedereinschmelzen - Google Patents

Description

  
 



   Die Erfindung betrifft ein   Verfahren    und eine Anlage zur Aufbereitung von feuchten   MetalIsen    zum Wiedereinschmelzen, bei dem diese getrocknet und verpresst werden.



   Der   Aufhereitung    feuchter Metallspäne kommt eine grosse Bedeutung zu, denn insbesondere bei teuren   Werkotoffen    würde der Verzicht auf direkte Wiederverwendung teuer sein, und zwar nicht nur deswegen, weil der Metallgehalt nicht zu   nutzbaren    Halbfabrikaten oder Fertigfabrikaten umgeformt wird sondern weil auch die Lagerung und der Umschlag mit immer höheren Unkosten verbunden ist.



   Bei einem bekannten   Aufbcreitungs"erfhren    werden die feuchten Metallspäne, wie sie beim Bohren, Drehen oder ähnlichen spanabhebenden Bearbeitungsverfahren anfallen nach dem Zerkleinern, beispielsweise in einer Hammermühle oder einer   Prallbalkenmiihle    (Spänebrecher), in speziell hierfür   hergerichteten    Öfen getrocknet, wobei die vom Bohrwasser oder Drehöl herrührenden   Ölrückstände      unmittelber    verbrannt werden. Die getrookneten Späne werden   teilweise    in Stempelpressen zur Verdichtung verpresst. Die unmittelbare Trocknung durch Brenngase hat den Nachteil, dass bei oxidierender Atmosphäre eine   Wertminderung    durch Oxidation auftritt.

  Will man diesen Nachteil vermeiden, muss in reduzierender Atmosphäre gearbeitet werden, was in den Trocknungsöfen   naturgenäss    nur mit hohem zusätzlichen Aufwand erreichbar ist. Ausserdem ist die durch direkte Beheizung erfolgende thermische Trocknung aufwendig, da unzulässige Luftverschmutzungen mit Filteranlagen verhindert werden müssen.



   Es ist auch bekannt, die gegebenenfalls zerkleinerten Späne in speziellen   Becherzentrifugen    mit und ohne Beheizung des Schleuder'bechers von ölhaltigen Kühlund Schmiermitteln zu befreien. Das   Produdrt    ist ein zum Stauben neigendes feinkörniges Haufwerk, dessen Einsatz in   Schmelzöfen    mit   Schwierigkeiten    verbunden sein kann, da es zu Klumpungen kommt, wenn nicht besondere   Vorsichtsmassnahmen    zur   deichmässigen    Verteilung vorgenommen   werden    Die   Späne    können nur in geschlossenen Behältern oder Räumen feuchtigkeitsgeschützt gelagert werden.



   Der Erfindung liegt   demgemäss    die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte   Verfahren    zur Aufbereitung feuchter Metall späne derart, dass sie im Schmelzofen direkt   wiedereingesetzt    werden können, zu vervoll   komnen,    dass das Endprodukt verbesserte Eigenschaften aufweist und keine Probleme beim Transport und der Gattierung aufwirft, um die Möglichkeiten der direkten Wiederverwendung und   wertvollere    Einsatzmöglichkeit zu erschliessen.



   Demgemäss ist Gegenstand der Erfindung: a) das eingangs genannte   erfindungsgemässe    Verfahren, das dadurch   gekennzedchnet    ist, dass die feuchten Späne durch Zentrifugieren zumindest vorgetrocknet und mittels einer Walzenbrikettiermaschine in Formkörper hoher Dichte und Festigkeit verpresst werden, sowie b) eine   Anlage    zur Durchführung des Verfahrens mit einer Trocknungseinrichtung und einer dieser nachgeschalteten   Späne-Presse,    die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Trocknungsvorrichtung eine Spaneentölungszentrifuge für die feuchten Späne aufweist und die Spänepresse eine Walzenbrikettiermaschine zum Verpressen der getrockneten Späne zu Formkörpern hoher Dichte ist.



   Je nach Art der Feuchtigkeit kann es zweckmässig sein, der Trocknung oder Vortrocknung durch Zentrifugieren eine Verdampfungsnachtrocknung mittels Heissluft nachzuschalten. Für das Trocknen durch Zentrifugieren eignet sich insbesondere eine Becherzentrifuge, wie sie für die Entfeuchtung und das Entölen von Metallspänen bekannt ist.



   Es hat sich gezeigt, dass im Rahmen des gesamten Verfahrens durch das Zentrifugieren der grösste Teil der Feuchtigkeit   (Öl    in Wasser-Emulsion) vorteilhaft beseitigt werden kann. Diese Art der Abscheidung ist nicht nur kostengünstig sondern erlaubt auch eine einfache Beseitigung bzw. eine Wiederverwendung der abgeschiedenen Rückstände. Durch das verpressen der getrockneten Späne in einer   Walzenbrikettiermaschine    in Formkörper erreicht man eine überraschend hohe Dichte der Späne von bis zu 98% der theoretischen Dichte, wie sie bei der Verwendung von Stempelpressen bei weitem nicht erzielbar ist. Die ausserordentlich hohe Dichte führt zur Vermeidung von Abbrand bzw. Oxydationsverlust beim Einschmelzen.

  Da beim Trocknen keine wesentlichen zusätzlichen Oxydationen auftreten, ist der Reinheitsgrad der Formkörper besonders hoch, was deren direkte Verwendung und zwar sogar als Legierungsbestandteil beim Wiedereinschmelzen erlaubt.



   Durch die ausserordentlich hohe Dichte ist erstmals auch eine Lagerung von   Späneschrott,    auch aus Eisen und Stahl, im Freien möglich. Die Wasseraufnahme ist nur minimal (ca.   2-370    max.); eine Beeinträchtigung der Festigkeit durch eine Lagerung im Freien wird nicht   beobachtet.      Formkörper    aus Stempelpressen müssen dagegen palettiert und mit Folien abgedeckt werden.



  Der Umschlag des Späneschrotts ist vereinfacht, ebenso die Dosierung. Eine Bewegung mit der Schaufel oder dem Greifer ist ohne Erzeugung von Feingut oder Staub ermöglicht. Eine   Umweltverschmutzung    unterbleibt während des Verfahrens und bei der Weiterverwendung.



   Die Trocknung in der Zentrifuge und eventuell im Verdampfungstrockner vermeidet jegliche Brandgefahr, wie sie z.B. in derzeit benutzten direkt beheizten Trockentrommeln vorhanden ist. Jegliche Oxydation der Metallspäne ist vermieden, ohne dass es einer teuren reduzierenden Atmosphäre bedarf, Auch entsteht bei einer   Nachverdampfungstrocknung    durch Heissluft keine Umweltverschmutzung, da die verdampften öl- und Wasserdämpfe auf einfache Weise kondensiert werden können.



   Die feuchten Metallspäne werden also so aufbereitet, dass sie als hochwertiges Material direkt in die Schmelz öfen eingesetzt werden können. Neben einem zum Teil sehr hohen Wertzuwachs werden auch andere Eigenschaften des Produkts verbessert.



   Das neue Verfahren eignet sich für die verschiedensten Metallspäne, insbesondere für Aluminium oder Aluminiumlegierungen, Messing, Grauguss, Stahl usw.

 

   Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung werden nachfolgend näher beschrieben.



   Bei der Aufbereitung von feuchten Aluminium- oder Aluminiumlegierungsspänen werden diese zunächst in einer Hammermühle oder dem   Prallbecher    zerkleinert, sofern es sich um grössere Bohr- und   Drehspäne    handelt, und dann einstufig mittels einer Zentrifuge oder zweistufig mittels Zentrifuge und Verdampfungstrockner getrocknet. Danach werden die Eisenverunreinigungen mit einem Walzenmagnetscheider entfernt. Die so   aufbereite-    ten Späne werden in einer   Walzenbrikettiermaschine    zu Formkörpern mit einem Rauminhalt von vorzugsweise 2-3   cm3    aber bis zu 150   cm3    verpresst.

  Die Magnetabscheidung vor dem Verpressen ist bei allen Nicht   Eisenmetallen   zweckmässig.    Gerade bei aluminiumhaltigen Metallspänen ist der Dichte-Zuwachs gegenüber den bekannten Aufbereitungsverfahren besonders eindrucksvoll, so dass die Formkörper direkt als Legierungsbestandteil verwendbar sind.



   Die Aufbereitung feuchter Graugussspäne bedarf im allgemeinen nicht der Zerkleinerung; sie werden also vielfach unmittelbar einer ein- oder zweistufigen Trocknung in einer Zentrifuge und gegebenenfalls einem Verdampfungstrockner unterworfen, worauf sie unmittelbar einer Walzenbrikettiermaschine zum Verpressen in Formkörper zugeführt werden. Hierbei lassen sich ebenfalls besonders hohe Dichten erzielen, weshalb die Formkörper für das Ein schmelzen im Kupolofen genauso wie Gussbruch klassifiziert werden wobei Preise erzielbar sind, die etwa einem Drittel derer vom   Gussbruch    entsprechen. Es hat sich überraschend gezeigt, dass auch Späne mit geringen   Bindekräiften    brikettiert werden können und dass der Umschlag der   Formkörper    ohne nenneswerten Bruch möglich ist. Feinanteile treten nicht auf.

  Jegliche Umweltverschmutzung und Oxydation entfällt bei der neuen Aufbereitung.



   Auf die gleiche Weise können auch beliebige andere feuchte Metallspäne (auch Legierungen) aufbereitet werden, z.B. Stahl, Messing usw. Bei Nichteisen-Metallen kommt stets eine Enteisenung in Frage.



   Für die Zerkleinerung von Metallspänen sind spezielle Spänebrecher entwickelt worden, deren Einsatz sich besonders empfiehlt. Spänebrecher werden beispielsweise von der Firma Lindemann KG, Düsseldorf, hergestellt.



  Ihr Rotor ist mit kräftigen Schlagringen, also ohne stumpfwerdende Messer, bestückt.



   Für die Spänetrocknung bzw. -entölung eignen sich vollautomatische, kontinuierlich arbeitende Zentrifugen, wie sie von der Firma   Gebr.    Steimel, Hennef-Sieg, unter der geschützten Bezeichnung   aPermolex-Polar ,    vertrieben werden. Zentrifugen dieser Bauart zeichnen sich durch eine tulpenförmige Trommel aus, die direkt durch einen Motor angetrieben wird, der in robusten Gummiringen, die in ein stabiles Fusslager eingepasst sind, elastisch gelagert ist. Das öl oder die Wasser-ölemulsion und die Späne werden über eine vibrierende Schleuderrutsche getrennt abgeführt. Die Zentrifugen können zur Herabsetzung der   Ölviskosität    eine Heissluftheizung aufweisen.

  Die in den Boden der tulpenförmigen Trommel zwangsweise eingeführten zerkleinerten Späne schieben sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft und der Trommelform nach oben, so dass sich anhaftende Feuchtigkeitsreste von den   Spänen    lösen und durch mehrere Lochreihen im grössten Durchmesser im oberen Trommelbereich austreten.   Die    derart getrockneten Späne schieben sich weiter hoch und werden über den Trommelrand allseitig gegen ein Prallblech geschleudert, von wo sie auf eine Schräge der Schleuderrutsche fallen, die in ein Transportmittel entleert.

  Die Leistung einer Zentrifuge mit einem Trommeldurchmesser von 600 mm beträgt für Grauguss 2,2 bis 4 t/h bei einer Drehzahl von 980   UplM.    Mit diesen   Zentrifugen    können   97 lo    und mehr des den Metallspänen anhaftenden Kühlmittels, das bis zu 25% des eingesetzten Kühlmittels betragen kann, zurückgewonnen werden. Das abgeschleuderte bzw. abzentrifugierte Kühlmittel   (Schneidöl)    kann über einen   Absetzbehälter    zu einem Sammeltank geführt und über die zentrale   ölversorgung    wieder eingesetzt werden.



   Für eine gegebenenfalls vorgesehene Nachtrocknung eignen sich sogenannte Düsenbandtrockner, wie sie auch in Metallhütten zum Trocknen von Kupfergranulaten verwendet werden und beispielsweise von der Firma Ipak, Industrie- und Produktions-Anlagen, Franz Kettenbauer, Murg/Baden, hergestellt werden. Als   Waizenbrikettiermaschinen    sind solche mit und ohne Zwangseinspeisung des zu verpressenden Guts verwendbar.



      PATENTANSPRÜCHE   
I. Verfahren zur Aufbereitung von feuchten Metallspänen zum Wiedereinschmelzen, bei dem diese getrocknet und verpresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die feuchten Späne durch Zentrifugieren zumindest vorgetrocknet und mittels einer Walzenbrikettiermaschine in Formkörper hoher Dichte und Festigkeit verpresst werden.



     II. Anlage    zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I mit einer Trocknungseinrichtung und einer dieser nachgeschalteten Spänepresse, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinrichtung eine Späneentölungszentrifuge für die feuchten Späne aufweist und die Spänepresse eine Walzenbrikettiermaschine zum Verpressen der getrockneten Späne zu Formkörpern hoher Dichte ist.



      UNTERANSPRüCIPE   
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung in einer Entölungs Zentrifuge erfolgt.



   2. Verfahren nach Patentanspruch   1,    dadurch gekennzeichnet, dass die Späne nach dem Zentrifugieren einer Verdampfungsnachtrocknung mittels Heissluft unterworfen werden.

 

   3. Verfahren nach Patentanspruch I für   Nichteisen-    Met alle, dadurch gekennzeichnet, dalss die getrockneten Späne vor dem Verpressen einer Magnetabscheidung unterworfen werden.



   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die feuchten Späne vor der Trocknung einer Zerkleinerung unterworfen werden.



   5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne in Formkörper von 2 bis 150 cm3 Rauminhalt verpresst werden.



   6. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinrichtung eine der Späneentölungszentrifuge nachgeschaltete Heissverdampfungsnachtrocknungsvorrichtung aufweist.



   7. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungseinrichtung ein Spänebrecher vorgeschaltet ist.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. Eisenmetallen zweckmässig. Gerade bei aluminiumhaltigen Metallspänen ist der Dichte-Zuwachs gegenüber den bekannten Aufbereitungsverfahren besonders eindrucksvoll, so dass die Formkörper direkt als Legierungsbestandteil verwendbar sind.

   Die Aufbereitung feuchter Graugussspäne bedarf im allgemeinen nicht der Zerkleinerung; sie werden also vielfach unmittelbar einer ein- oder zweistufigen Trocknung in einer Zentrifuge und gegebenenfalls einem Verdampfungstrockner unterworfen, worauf sie unmittelbar einer Walzenbrikettiermaschine zum Verpressen in Formkörper zugeführt werden. Hierbei lassen sich ebenfalls besonders hohe Dichten erzielen, weshalb die Formkörper für das Ein schmelzen im Kupolofen genauso wie Gussbruch klassifiziert werden wobei Preise erzielbar sind, die etwa einem Drittel derer vom Gussbruch entsprechen. Es hat sich überraschend gezeigt, dass auch Späne mit geringen Bindekräiften brikettiert werden können und dass der Umschlag der Formkörper ohne nenneswerten Bruch möglich ist. Feinanteile treten nicht auf.

   Jegliche Umweltverschmutzung und Oxydation entfällt bei der neuen Aufbereitung.

   Auf die gleiche Weise können auch beliebige andere feuchte Metallspäne (auch Legierungen) aufbereitet werden, z.B. Stahl, Messing usw. Bei Nichteisen-Metallen kommt stets eine Enteisenung in Frage.

   Für die Zerkleinerung von Metallspänen sind spezielle Spänebrecher entwickelt worden, deren Einsatz sich besonders empfiehlt. Spänebrecher werden beispielsweise von der Firma Lindemann KG, Düsseldorf, hergestellt.

   Ihr Rotor ist mit kräftigen Schlagringen, also ohne stumpfwerdende Messer, bestückt.

   Für die Spänetrocknung bzw. -entölung eignen sich vollautomatische, kontinuierlich arbeitende Zentrifugen, wie sie von der Firma Gebr. Steimel, Hennef-Sieg, unter der geschützten Bezeichnung aPermolex-Polar , vertrieben werden. Zentrifugen dieser Bauart zeichnen sich durch eine tulpenförmige Trommel aus, die direkt durch einen Motor angetrieben wird, der in robusten Gummiringen, die in ein stabiles Fusslager eingepasst sind, elastisch gelagert ist. Das öl oder die Wasser-ölemulsion und die Späne werden über eine vibrierende Schleuderrutsche getrennt abgeführt. Die Zentrifugen können zur Herabsetzung der Ölviskosität eine Heissluftheizung aufweisen.

   Die in den Boden der tulpenförmigen Trommel zwangsweise eingeführten zerkleinerten Späne schieben sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft und der Trommelform nach oben, so dass sich anhaftende Feuchtigkeitsreste von den Spänen lösen und durch mehrere Lochreihen im grössten Durchmesser im oberen Trommelbereich austreten. Die derart getrockneten Späne schieben sich weiter hoch und werden über den Trommelrand allseitig gegen ein Prallblech geschleudert, von wo sie auf eine Schräge der Schleuderrutsche fallen, die in ein Transportmittel entleert.

   Die Leistung einer Zentrifuge mit einem Trommeldurchmesser von 600 mm beträgt für Grauguss 2,2 bis 4 t/h bei einer Drehzahl von 980 UplM. Mit diesen Zentrifugen können 97 lo und mehr des den Metallspänen anhaftenden Kühlmittels, das bis zu 25% des eingesetzten Kühlmittels betragen kann, zurückgewonnen werden. Das abgeschleuderte bzw. abzentrifugierte Kühlmittel (Schneidöl) kann über einen Absetzbehälter zu einem Sammeltank geführt und über die zentrale ölversorgung wieder eingesetzt werden.

   Für eine gegebenenfalls vorgesehene Nachtrocknung eignen sich sogenannte Düsenbandtrockner, wie sie auch in Metallhütten zum Trocknen von Kupfergranulaten verwendet werden und beispielsweise von der Firma Ipak, Industrie- und Produktions-Anlagen, Franz Kettenbauer, Murg/Baden, hergestellt werden. Als Waizenbrikettiermaschinen sind solche mit und ohne Zwangseinspeisung des zu verpressenden Guts verwendbar.

   PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Aufbereitung von feuchten Metallspänen zum Wiedereinschmelzen, bei dem diese getrocknet und verpresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die feuchten Späne durch Zentrifugieren zumindest vorgetrocknet und mittels einer Walzenbrikettiermaschine in Formkörper hoher Dichte und Festigkeit verpresst werden.

   II. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I mit einer Trocknungseinrichtung und einer dieser nachgeschalteten Spänepresse, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinrichtung eine Späneentölungszentrifuge für die feuchten Späne aufweist und die Spänepresse eine Walzenbrikettiermaschine zum Verpressen der getrockneten Späne zu Formkörpern hoher Dichte ist.

   UNTERANSPRüCIPE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung in einer Entölungs Zentrifuge erfolgt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne nach dem Zentrifugieren einer Verdampfungsnachtrocknung mittels Heissluft unterworfen werden.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I für Nichteisen- Met alle, dadurch gekennzeichnet, dalss die getrockneten Späne vor dem Verpressen einer Magnetabscheidung unterworfen werden.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die feuchten Späne vor der Trocknung einer Zerkleinerung unterworfen werden.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Späne in Formkörper von 2 bis 150 cm3 Rauminhalt verpresst werden.

   6. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinrichtung eine der Späneentölungszentrifuge nachgeschaltete Heissverdampfungsnachtrocknungsvorrichtung aufweist.

   7. Anlage nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungseinrichtung ein Spänebrecher vorgeschaltet ist.