DE10027998A1 - Verfahren und Anordnung zur Reinigung von verunreinigten Metallspänen - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Reinigung von verunreinigten Metallspänen

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Reinigung von vorzugsweise mit Kühlschmiermittel verunreinigten Metallspänen, insbesondere Edelmetallspänen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die verunreinigten Metallspäne (16) unter Verdampfung und teilweiser Verbrennung der die Verunreinigung bewirkenden Substanzen aufgeheizt. Die herbei entstehenden Verdampfungsgase werden einer Hochtemperatur-Nachverbrennung bei Temperaturen oberhalb 900 DEG C zugeführt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Reini­ gung von vorzugsweise mit Kühlschmiermittel verunreinigten Metallspänen, insbesondere Edelmetallspänen.
Bei der spanenden Bearbeitung von Metallen in Werkzeugmaschinen fallen mit Kühlschmiermittel verunreinigte Metallspäne an, denen vor allem bei der Edelmetallbearbeitung ein erheblicher Wert zukommt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anord­ nung zu entwickeln, womit die verunreinigten Metallspäne mit einfachen und umweltschonenden Mitteln von ihren Verunreinigungen vollständig befreit werden können.
Um dies zu erreichen, werden die in den Ansprüchen 1 und 6 angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprü­ chen.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht prinzipiell darin, daß die Metall­ späne unter Verdampfen der die Verunreinigung bewirkenden Substanzen bei erhöhter Temperatur unter dem Schmelzpunkt der Metalle aufgeheizt werden und daß die Verdampfungsgase einer Nachverbrennung bei Tempe­ raturen oberhalb 900°C zugeführt werden. Vorteilhafterweise werden die verunreinigten Gase zum Ausdampfen der Verunreinigungen auf eine Tem­ peratur von 500 bis 700°C erhitzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Aufheizung bei Luftzutritt unter teilweiser Verbrennung der die Verunreinigung bewirken­ den Substanzen durchgeführt. Ganz besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn die verunreinigten Metallspäne gegebenenfalls unter Luftzu­ tritt abgellammt werden, und wenn die hierbei entstehenden Verdampfungs- und Verbrennungsgase abgesaugt und der Nachverbrennung zugeführt werden. Die Rauchgase der Nachverbrennung können einer zusätzlichen Rauchgasreinigung zugeführt und/oder über einen Schornstein in die Umge­ bungsluft entsorgt werden.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Reinigung von vorzugsweise mit Kühlschmiermittel verunreinigten Metallspänen, vorzugsweise Edelmetall­ spänen besteht im wesentlichen aus einem Flammofen, der einen Ofenraum zur Aufnahme der verunreinigten Metallspäne und mindestens eine von oben her in den Ofenraum gerichteten Brenner zur Abflammung und Aufhei­ zung der verunreinigten Metallspäne aufweist. Weiter ist mindestens ein an den Ofenraum angeschlossenes Abzugrohr sowie ein druckseitig an das Ab­ zugsrohr angeschlossener, einen Brenner enthaltender Brennraum zur Hochtemperatur-Nachverbrennung der aus dem Flammofen abgezogenen Gase vorgesehen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Metall­ späne chargenweise gereinigt. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß min­ destens eine in den Ofenraum einführbare Wanne zur Aufnahme der verun­ reinigten Metallspäne vorgesehen. Um eine gleichmäßige Abflammung zu ermöglichen, sind in dem Ofenraum mehrere im Abstand voneinander nach unten in die Wanne weisende Brenner angeordnet. Vorteilhafterweise ist im Abzugrohr ein Gebläse so angeordnet, daß das Abzugrohr saugseitig an den Ofenraum und druckseitig an den Brennraum des Hochtemperatur- Nachverbrenners angeschlossen ist. Der Hochtemperatur-Nachverbrenner ist mit seinem Rauchgasaustritt zweckmäßig an einen luftdurchströmten Schornstein angeschlossen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Er­ findung sieht vor, daß das Abzugrohr an einen in Brennernähe angeordneten Eingangsstutzen des Hochtemperatur-Nachverbrenners angeschlossen ist, wobei in dem Brennraum des Hochtemperatur Nachverbrenners ein auf der Seite des Eingangsstutzens angeordneter, an seinen Rändern zumindest teilweise umströmbarer Leit- und Prallschirm vorgesehen ist, dessen Innen­ fläche als Leitfläche für die aus dem Brenner im wesentlichen axial in den Brennraum austretende Flamme und dessen Außenfläche als Prall- und Leitfläche für die über den Eingangsstutzen in den Brennraum eintretenden Verdampfungsgase dienen. Der Leit- und Prallschirm erstreckt sich dabei im wesentlichen achsparallel vom Brenner aus über die Weite des Eingangs­ stutzens hinweg und ist vorzugsweise als zum Brennraum im wesentlichen konzentrisches, teilzylindrisch gekrümmtes Blech ausgebildet. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß die in den Brennraum einströmenden Ver­ dampfungsgase nicht unmittelbar auf die Brennerflamme treffen, sondern zunächst an der Außenfläche des Leit- und Prallschirms und an der Wan­ dung des Brennraums auf kürzester Strecke vorgeheizt und verwirbelt wer­ den, so daß sie beim Auftreffen auf die Flamme auf sehr kurzer Strecke auf Flammtemperatur gelangen. Eine weitere Verbesserung sieht vor, daß in Strömungsrichtung hinter dem Eingangsstutzen mindestens ein quer zur Längsachse des Brennraums ausgerichtetes Prallblech achszentral ange­ ordnet ist, das einen kleineren Durchmesser als der Brennraum und Durch­ brüche für den Flammendurchtritt aufweist.
Die erfindungsgemäße Anordnung wird bevorzugt zur Reinigung von mit Kühlschmiermittel verunreinigten Edelmetallspänen eingesetzt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schemati­ scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Schema einer Reinigungsanlage für verunreinigte Metallspä­ ne.
Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Reinigungsanordnung ist vor allem zur Reinigung von mit Kühlschmiermittel verunreinigten Edelmetall­ spänen bestimmt. Die Anordnung besteht im wesentlichen aus einem Flammofen 10, in dessen Ofenraum 12 eine Wanne 14 zur Aufnahme von verunreinigten Metallspänen 16 einführbar ist und der mehrere im Abstand voneinander in die Wanne 14 weisende Preßluftbrenner 18 aufweist. Die Flammtemperatur der Preßluftbrenner 18 ist so eingestellt, daß die Metall­ späne auf 500 bis 700°C aufheizbar sind. An den Flammofen 10 sind nach oben abgehende Abzugrohre 20 angeschlossen, in denen ein gemeinsames, vorzugsweise als Radialgebläse ausgebildetes Druckerhöhungsgebläse 22 sowie saugseitige Drosselklappen 24 angeordnet sind. Auf der Druckseite des Gebläses 22 sind die Abzugrohre 20 gemeinsam an den Eingangsstut­ zen 26 eines Hochtemperatur-Nachverbrenners 28 angeschlossen. Der Hochtemperatur-Nachverbrenner 28 weist bei dem gezeigten Ausführungs­ beispiel ein im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 30 auf, in welchem ein Brennrohr 32 mit einem zylindrischen Brennraum 34 angeordnet ist. An das Brennrohr 32 ist ein mit Heizöl oder Heizgas beaufschlagbarer Brenner 36 angeschlossen, während der Rauchgasstutzen 38 des Brennrohrs 32 in einen luftdurchströmten Schornstein 40 mündet.
In dem Flammofen 10 werden die beispielsweise aus Kühlschmiermittel be­ stehenden organischen Verunreinigungssubstanzen durch die Einwirkung der Flammen aus den Preßluftbrennern 18 verdampft und teilweise ver­ brannt. Von dort aus gelangen die Reinigungsgase über die Abzugsrohre 20 zum Eingangsstutzen 26 des Hochtemperatur-Nachverbrenners 28. Der Ein­ gangsstutzen 26 mündet in Brennernähe radial in den Brennraum 34. Um eine gute Durchmischung der Reinigungsgase mit der vom Flammrohr 42 des Brenners 36 kommenden Flamme zu erzielen, befindet sich in dem Brennraum 34 ein exzentrisch auf der Seite des Eingangsstutzens 26 ange­ ordneter, an seinen Seitenrändern umströmter Leit- und Prallschirm 44, des­ sen Innenfläche als Leitfläche für die aus dem Brenner 36 axial in den Brennraum 34 austretende Flamme und dessen Außenfläche als Leit- und Prallfläche für die über den Eingangsstutzen 26 mit radialer Strömungskom­ ponente in den Brennraum eintretenden Verdampfungsgase dient. Der Leit- und Prallschirm 44 erstreckt sich im wesentlichen achsparallel von dem Brenner 36 aus über die Weite des Eingangsstutzens 26 hinweg, so daß die Flamme vollständig gegenüber dem unmittelbar einströmenden Verdamp­ fungsgas abgeschirmt ist. Weiter befindet sich in Strömungsrichtung hinter dem Eingangsstutzen 26 ein achszentral angeordnetes, quer zur Längsach­ se des Brennraums 34 ausgerichtetes Prallblech 46, das einen kleineren Durchmesser als der Brennraum 34 sowie Durchbrüche für den Flammen­ durchtritt aufweist.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Reinigung von vorzugsweise mit Kühlschmiermittel verunreinigten Metallspänen, insbesondere Edelmetall­ spänen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die verunreinigten Metallspäne 16 unter Verdampfung und teilweiser Verbrennung der die Ver­ unreinigung bewirkenden Substanzen aufgeheizt. Die hierbei entstehenden Verdampfungsgase werden einer Hochtemperatur-Nachverbrennung bei Temperaturen oberhalb 900°C zugeführt.

Claims (16)

1. Verfahren zur Reinigung von vorzugsweise mit Kühlschmiermittel ver­ unreinigten Metallspänen, insbesondere Edelmetallspänen, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallspäne (16) unter Verdampfung der die Verunreinigung bewirkenden Substanzen bei erhöhter Temperatur un­ ter dem Schmelzpunkt der Metallspäne aufgeheizt werden, und daß die Verdampfungsgase einer Hochtemperatur-Nachverbrennung bei Tem­ peraturen oberhalb 900°C zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verun­ reinigten Metallspäne auf eine Temperatur von 500 bis 700°C erhitzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizung bei Luftzutritt unter teilweiser Verbrennung der Verdamp­ fungsgase durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die verunreinigten Metallspäne (16) chargenweise gegebe­ nenfalls unter Luftzutritt abgeflammt werden und daß die hierbei ent­ stehenden Verdampfungsgase abgesaugt und der Hochtemperatur- Nachverbrennung zugeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Hochtemperatur-Nachverbrennung entstehenden Rauchgase über ei­ nen Schornstein in die Umgebungsluft entsorgt werden.
6. Anordnung zur Reinigung von vorzugsweise mit Kühlschmiermittel ver­ unreinigten Metallspänen, vorzugsweise Edelmetallspänen, gekenn­ zeichnet durch einen Flammofen (10), der einen Ofenraum (12) zur Aufnahme der verunreinigten Metallspäne (16) und mindestens einen von oben her in den Ofenraum gerichteten Brenner (18) zur Beflam­ mung und Aufheizung der verunreinigten Metallspäne (16) aufweist, durch mindestens ein an den Ofenraum (12) angeschlossenes Ab­ zugrohr (20) und durch einen druckseitig an das Abzugrohr ange­ schlossenen, einen weiteren Brenner enthaltenden Brennraum (34) zur Hochtemperatur-Nachverbrennung der aus dem Flammofen (10) abge­ saugten Verdampfungsgase.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ofenraum (12) mindestens eine Wanne (14) zur Aufnahme der verun­ reinigten Metallspäne (16) einführbar ist.
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ofenraum (12) des Flammofens (10) mehrere im Abstand vonein­ ander nach unten weisende Brenner (18) angeordnet sind.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der oder die Brenner (18) des Flammofens (10) als Preßluft­ brenner ausgebildet sind.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß im Abzugrohr (20) ein Gebläse (22) so angeordnet ist, daß das Abzugrohr saugseitig an den Ofenraum (12) des Flammofens und druckseitig an den Brennraum (34) des Hochtemperatur- Nachverbrenners (28) angeschlossen ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hochtemperatur-Nachverbrenner (28) rauchgasseitig an einen Schornstein (40) angeschlossen ist.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Abzugrohr (20) an einen in Brennernähe angeord­ neten Eingangsstutzen des Hochtemperatur-Nachverbrenners (28) an­ geschlossen ist.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Brennraum (34) des Hochtemperatur-Nachverbrenners (28) auf der Seite des Eingangsstutzens (26) ein zumindest teilweise umströmbarer Leit- und Prallschirm (44) angeordnet ist, dessen Innenfläche als Leit­ fläche für die aus dem Hochtemperatur-Brenner (36) axial in den Brennraum (34) austretende Flamme und dessen Außenfläche als Leit- und Prallfläche für die über den Eingangsstutzen (26) mit radialer Strömungskomponente in den Brennraum (34) eintretenden Verdamp­ fungsgase dienen.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Leit- und Prallschirm (44) sich im wesentlichen achsparallel vom Hochtem­ peratur-Brenner (36) aus über die Weite des Eingangsstutzens (26) hinweg erstreckt.
15. Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Leit- und Prallschirm (44) als zum Brennraum (34) im wesentlichen konzentrisches, teilzylindrisch gekrümmtes Blech ausgebildet ist.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß axial stromabwärts hinter dem Eingangsstutzen (26) mindestens ein quer zur Längsachse des Brennraums (34) ausgerich­ tetes Prallblech (46) achszentral angeordnet ist, das einen kleineren Durchmesser als der Brennraum (34) sowie Durchbrüche für den Flammendurchtritt aufweist.
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