DE60114917T2

DE60114917T2 - Aufarbeitung und Wiederverwendung von Schleifschlamm in Brikettform

Info

Publication number: DE60114917T2
Application number: DE2001614917
Authority: DE
Inventors: Kanji Iwata-shi Nakamura; Yasuyuki Iwata-shi Yamada; Tetsuo Iwata-shi Suzuki; Katsuhiro Iwata-shi Suzuki
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: US6874411B2; EP1149926B1; EP1149926A3; EP1149926A2; DE60114917D1; US20010050006A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(Gebiet der Erfindung)
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Recycling von Metall enthaltendem Schlamm und, insbesondere, auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Realisieren einer Rückführung von Schleifschlamm beim Komprimieren eines Schleifschlamms von in einer Schleiflinie erzeugten gehärteten Komponententeilen, z.B. eisenhaltige Komponententeile von Wälzlagern wie innere und äußere Laufringe und Wälzelemente, oder irgendeines anderen Schleifschlamms, um damit ein komprimiertes Material (im folgenden als ein "Brikett" bezeichnet) zu bilden und ebenso auf das komprimierte Material und ein Recyclingsystem dafür.
(Beschreibung des Standes der Technik)
Eisenhaltige Komponententeile von Wälzlagern wie innere und äußere Laufflächen und Wälzelemente werden, nachdem sie gehärtet worden sind, einem Schleifprozess unterzogen, um Laufflächen und anderes zu schleifen. Als ein Resultat des Schleifens erzeugte pulverige Schleifabfälle oder Schleifspäne werden als ein Schlamm zusammen mit einem Kühlmittel an das äußere des Systems entladen und werden dann gefiltert, so dass das Kühlmittel wiederverwendet werden kann. Der als ein Resultat der Filtrierung verbleibende Schleifschlamm wird in den meisten Fällen bei einer Landauffüllung vergraben.
19 stellt ein den Prozessablauf zeigendes Blockdiagramm dar. Die von einer Schleifmaschine 101 erzeugten Schleifabfälle werden zusammen mit einem Kühlmittel durch eine Rohranlage gespeist und werden dann durch ein Filtermittel wie einem Filter oder einer Reinigungseinrichtung 102 gefiltert, wobei das filtrierte Kühlmittel durch eine Pumpe und über den Weg eines Filters an ein Kühlmittelreservoir zurückgegeben wird, von welchem das Kühlmittel der Schleifmaschine 101 zugeführt wird. Der nach Filtrierung übrig gebliebene Schleifschlamm enthält immer noch ei ne Menge des Kühlmittels, weshalb dieser nicht wiederverwendet werden kann und somit durch eine industrielles Abfallmaterial entsorgende Industrie entsorgt wird, wie z.B. durch Landfüllung.
Obwohl die Menge der als Resultat des Schleifens erzeugten Schleifabfälle im Vergleich zur Menge von Schleidabfällen relativ gering ist, führt eine Massenproduktionslinie zum Herstellen von z.B. Lagern zu einer relativ großen Menge von Schleifabfällen und es ist nicht nur so, dass das Vergraben von Schleifschlamm bei Landfüllungen im allgemeinen, vom Standpunkt der Umweltverschmutzung aus, unerwünscht ist, sondern es ist ebenfalls offensichtlich in Anbetracht dessen, dass die Abfallbehandlungsstellen ihre Grenzen erreichen, dass der Schleifschlamm nicht länger bei Landfüllmaßnahmen vergraben werden sollte.
Unter diesen Umständen ist es vorgeschlagen worden, den Schleifschlamm durch Zusammenpressen zu komprimieren, um ein komprimiertes Material (nachfolgend als ein "Brikett" bezeichnet) zur Verfügung zu stellen, so dass das daraus herausgedrückte Kühlmittel wiederverwendet werden kann, während das Brikett als ein Material für die Stahlproduktion verwendet werden kann.
Der ein wasserbasiertes Kühlmittel nutzende Schleifschlamm kann leicht komprimiert werden, um das Brikett zur Verfügung zu stellen und tatsächlich wird eine Komprimierungsmaschine deshalb auf dem Markt verkauft.
Unglücklicherweise hat ein ölbasiertes Kühlmittel eine höhere Viskosität als die eines wasserbasierten Kühlmittels und deshalb stellen sich beim Komprimieren eines ein ölbasiertes Kühlmittel nutzenden Schleifschlamms vielfältige Probleme. Beispielsweise ist es schwierig, während des Zusammenpressens das ölbasierte Kühlmittel ablaufen zu lassen und selbst wenn der während des Zusammenpressens verwendete Druck erhöht wird, kann eine Kompression des Schleifschlamms auf eine vorbestimmte Stärke nicht erreicht werden. Aus diesem Grund ist die Kompression von ölbasiertem Kühlmittel enthaltenden Schleifschlamm bisher nicht praktiziert worden.
In einer Schleiflinie, in welcher infolge der Herstellung von gewalzten Stahlplatten das Schleifen ausgeführt wird, um an Oberflächen von Metallplatten erscheinende Formfehler zu entfernen, ist vorgeschlagen worden, einen Schleifschlamm zu filtern und ihn dann durch Zusammenpressen zu komprimieren, um darüber komprimiertes Material als ein Brikett wiederzuerlangen, so dass das Brikett als Material zur Produktion von gewalzten Stahlplatten wiederverwendet werden kann. Der als ein Resultat des Schleifens von gewalzten Stahlplatten erzeugte Schleifschlamm enthält Schleifabfälle, die derart weich und nachgiebig sind, dass es ermöglicht ist, den Schleifschlamm leicht zu komprimieren. Des weiteren hat der so erzeugte Schleifschlamm eine relativ geringe Menge von Kühlmittel, was es ermöglicht, solchen Schleifschlamm leicht zu komprimieren.
Im Gegensatz, im Falle von an gehärteten Komponententeilen erzeugtem Schleifschlamm, ist der Schleifschlamm hart und schwierig in einen Festkörper zu überführen. Aus diesem Grunde muss der Schleifschlamm von gehärteten Komponententeilen stark komprimiert werden. Unglücklicherweise ist der das ölbasierte Kühlmittel wie zuvor beschrieben enthaltende Schleifschlamm schwieriger in einen Festkörper zu überführen, da oftmals einer Schwierigkeit beim Ableiten des Kühlmittels während des Zusammendrückens begegnet wird. Auch ist, im Falle des Schleifschlamms von gehärteten Komponententeilen – da einige zehn Milliliter Kühlmittel pro Minute zum Schleifen von beispielsweise 1 bis 2 Gramm Stahl verwendet wird – der Anteil des Kühlmittels im Schleifschlamm relativ hoch und unter Berücksichtigung, dass ein hauptsächlicher Teil des Schleifschlamms durch das Kühlmittel belegt ist, ist ein solcher Schleifschlamm schwer in einen Festkörper zu überführen.
Das durch Komprimieren eines Schleifpulvers gebildete Brikett und das Brikett, das durch Komprimieren des wasserbasierendes Kühlmittel enthaltendem Schleifschlamms gebildet ist, – beide bisher verfügbar – stellt im allgemeinen eine zylindrische Form wie in 18 gezeigt dar. Allerdings wird es für praktikabel betrachtet, die inneren und äußeren Durchmesser des Briketts B zu erhöhen, ohne dass der angelegte Oberflächendruck während der Pressarbeit reduziert wird, um für das eine relativ hohe Viskosität aufweisende ölbasierte Kühlmittel effizient zusammenzudrücken. Die Verwendung einer Ableitungspassage zum Ableiten einer Ölkomponente oder ein Druckventil in einem Stempel zum Zusammendrücken des Schleifschlamms ist vorgeschlagen worden, aber dabei besteht ein hohes Risiko, dass der Schlamm in der Ableitpassage oder dem Druckventil zusammenklumpt und deshalb ist die vorgeschlagene Verwendung der Ableitpassage und des Ventils nicht praktikabel.
Bezüglich anwendbarem Stand der Technik offenbart sowohl US-A-3,980,014 und DE-A 19812459 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Recyceln von Schleifschlamm durch Filtrierung und Kompression. Während das vorhergehende Dokument eine in der Presskammer der bekannten Vorrichtung integrierte Filtrierung zur Verfügung stellt, so erwähnt das letztere Dokument die Bereitstellung eines getrennten Filters für die Schleifemulsion.
Zusätzliche Vorrichtungen und Verfahren zum Herstellen eines komprimierten festen Materials durch Komprimieren eines Schleifschlamms sind aus DD-A-224773, SU-A-1806211 und JP-A 10264026 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend ist es eine wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Komprimieren des Schleifschlamms zur Verfügung zu stellen, welches wirksam für das Komprimieren des Schleifschlamms ist, um ein bestimmungsgemäß starres Brikett zur Verfügung zu stellen, obwohl der Schleifschlamm Schleifabfälle von gehärtetem Eisen und/oder Stahlmaterialien enthält und ein ölbasiertes Kühlmittel und auch um die Wiederverwendung des Briketts zu ermöglichen.
Eine andere wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Komprimieren des Schleifschlamms zur Verfügung zu stellen, welche die Wirkung hat, den Schleifschlamm effizient zu komprimieren, um ein bestimmungsgemäß starres Brikett zur Verfügung zu stellen, das schwierig aufzubrechen ist, obwohl der Schleifschlamm Schleifabfälle von gehärteten Eisenkomponententeilen und einem ölbasiertem Kühlmittel enthält.
Eine weitere wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Behandeln des Schleifschlamms zur Verfügung zu stellen, welches wirksam ist, den Schleifschlamm zu komprimieren, obwohl der Schleifschlamm in einer Schleiflinie erzeugt ist, in welcher gehärtete Komponententeile die Basis sind, die Wiederverwendung desselben zu ermöglichen als auch das aus der Vorgehensweise resultierende Kühlmittel und auch ein eine solche Behandlungsvorrichtung umfassendes Recyclingsystem zur Verfügung zu stellen.
Das Verfahren zum Komprimieren des Schleifschlamms um ein komprimiertes festes Material gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen, ist geeignet, den ein ölbasiertes Kühlmittel enthaltenden Schleifschlamm zu komprimieren, welcher Schleifschlamm Schleifabfälle enthält, die als ein Resultat des Schleifens von gehärtetem Stahlmaterial für Lager erzeugt ist, wobei der Schleifschlamm gefiltert wird, um einen konzentrierten Schlamm zur Verfügung zu stellen, welcher anschließend durch Zusammenpressen in zwei Schritten unter Verwendung einer in Anspruch 1 definierten Vorrichtung komprimiert wird.
Gemäß dem oben definierten Komprimierungsverfahren wird eine Belastung während des Zusammenpressens minimiert und eine Kompression ist möglich, obwohl der Schleifschlamm das ölbasierte Kühlmittel enthält, welches mit den gehärteten Eisen und/oder Stahlmaterialien verwendet ist, weil der Schleifschlamm gefiltert wird, um den konzentrierten Schlamm zur Verfügung zu stellen, welcher anschließend durch Zusammenpressen komprimiert wird. Mit anderen Worten, obwohl der Schleifschlamm von einer Art ist, bei welcher die Schleifabfälle hart und fein sind, und es erforderlich ist, zu komprimieren, und in welchem aufgrund des ölbasierten Kühlmittels das Kühlmittel schwierig auszudrücken ist, kann eine zufriedenstellende Kompression erreicht werden. Auch das resultierende Brikett ist eine feste Aggregation von Schleifabfällen von für Lager verwendetem Stahlmaterial, welches ein hoch qualitatives Stahlmaterial ist und deshalb von hoher Qualität ist, weil der Schleifschlamm als ein Resultat des Schleifens von für Lager verwendetem Stahlmaterial eingesetzt ist. Aus diesem Grund kann das Brikett als ein Material zur Produktion von Stahlmaterial wiederverwendet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Schleifschlamm bevor er gefiltert wird ein fluides Medium, welches das Kühlmittel in einer Menge von gleich oder größer als 90 Gew.-% enthält. Während das Schleifen von gehärteten Komponententeilen aus Stahlmaterial für Lager in einem Schleifschlamm resultiert, der aus Schleifabfällen der gehärteten Komponententeile und einer relativ großen Menge an Kühlmittel gemacht ist, ist eine Kompression durch Zusammenpressen durch Filtern des Schleifschlamms ermöglicht, um den konzentrierten Schlamm zur Verfügung zu stellen.
Vorzugsweise enthält das durch den Komprimierungsschritt geformte komprimierte feste Material das Kühlmittel in einer Menge innerhalb des Bereichs von 5 bis 10 Gew.-%. Während das komprimierte feste Material, d.h. das Brikett, bevorzugtermaßen eine relativ geringe Menge von Kühlmittel hat, d.h. eine Verunreinigung, so dass es als Material zur Produktion von Stahl wiederverwendet werden kann, würde das Zusammenpressen schwierig zu erreichen sein und die Effizienz der Kompression würde verringert werden, wenn die Menge des in dem komprimierten festen Material enthaltenden Kühlmittels kleiner als 5 Gew.-% ist. Es würde auch schwierig sein, das komprimierte feste Material zur Verfügung zu stellen, das hart genug ist, um nicht während es gehandhabt wird, aufzubrechen, wenn die Menge des in dem komprimierten festen Material enthaltenden Kühlmittels größer als 10 Gew.-% ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Schleifschlamm während des Filterungsschritts vorzugsweise auf einen Filterriemen ge führt und dann unter Druck durch Verwendung von komprimierter Luft gefiltert.
Eine Filtrierung durch die Nutzung des Filterriemen kann nachfolgend eine Entwässerung mittels einer Luftblastechnik effektiv ermöglichen, um in einer hohen Entwässerung des Schlamms zu resultieren. Auch kann der in dem Filterriemen abgelagerte Schlamm gleichzeitig als ein Filter dienen und deshalb kann der Filterriemen eine verlängerte Lebenszeit zusammen mit einer höheren Filtereffizienz haben. Darüber hinaus kann der in den Filterriemen abgelagerte konzentrierte Schlamm anschließend zur Filtrierung leicht durch Abkratzen vom Filterriemen entfernt werden, wenn der Filterriemen bewegt wird.
Der auf diese Weise geformte konzentrierte Schlamm stellt Schleifabfall einer Form dar, die ähnlich ist der Form einer vermischten gelockten Faser und erfüllt wichtige Bedingungen, die benötigt sind, um eine Komprimierung zu ermöglichen.
Während eine Vielzahl von Arten von Kühlmitteln in einer Schleiflinie verwendet werden, werden der Filterschritt und der Kompressionsschritt vorzugsweise für jede Art von Kühlmittel in einer angepassten Weise durchgeführt.
Eine unabhängige Behandlung für jede Art der Kühlmittel hat die Wirkung, eine mögliche Vermischung von unterschiedlichen Arten von Kühlmitteln zu vermeiden, die aus der Filtrierung und dem Zusammenpressen resultieren und deshalb können die Kühlmittel zum Wiederverwenden leicht behandelt werden. Auch die Behandlungsbedingungen, wie der angelegte Druck während des Zusammenpressens und die zum Beenden des Zusammenpressens benötigte Zeitspanne können für jede Art von Kühlmittel eingerichtet werden, um dadurch eine Kompression zu ermöglichen.
Das als ein Material für die Lager verwendete Stahlmaterial können Komponententeile von Wälzlagern sein, wie z.B. innere und äußere Laufringe und Wälzelemente.
Es ist wohlbekannt, dass in einem Verfahren zum Schleifen der Komponententeile von Wälzlagern das ölbasierte Kühlmittel häufig verwendet wird und die erzeugten Schleifabfälle im allgemeinen so hart und so fein sind, dass eine Kompression schwierig zu erreichen ist. Allerdings sind die Schleifabfälle hochqualitatives Stahlmaterial, das für die Wälzlager verwendet wird. Berücksichtigend, dass die Lager im allgemeinen massenproduziert werden, wird der resultierende Schleifschlamm auch im allgemeinen einheitlich in der Zusammensetzung sein. Wenn solch ein Schleifschlamm komprimiert wird, kann aus diesen Gründen das komprimierte feste Material, d.h. das Brikett, mit einer hohen Qualität erzeugt werden, die ausreichend ist, um es als Material für die Produktion von Stahl zu verwenden. Erforderliche Bedingungen, die zum Zusammenpressen eingerichtet werden müssen, können leicht eingerichtet werden, um die Kompression zu ermöglichen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt zum Herstellen eines komprimierten festen Materials durch Komprimieren des ein öl-basierendes Kühlmittel enthaltenden Schleifschlamms, welcher Schlamm ein Schleifschlamm ist, der aus einem als ein Material für Lager verwendetes gehärtetes Stahlmaterial resultiert. Diese Kompressionsvorrichtung umfasst vorzugsweise ein Filtermittel zum Filtern des Schleifschlamms, um einen konzentrierten Schlamm zur Verfügung zu stellen und ein Kompressionsmittel zum Komprimieren des konzentrierten Schlamms durch Zusammenpressen um dadurch ein komprimiertes festes Material zur Verfügung zu stellen. Obwohl der Schleifschlamm das ölbasierte Kühlmittel in Kombination mit dem Schleifabfall der aus Eisen oder Stahl gemachten, gehärteten Komponententeile enthält, kann mit dieser Kompressionsvorrichtung eine Kompression desselben leicht erreicht werden, um das Brikett zur Verfügung zu stellen, das als ein Hochqualitätsstahlmaterial zur Wiederverwendung verwendet werden kann.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines komprimierten festen Materials durch Komprimieren eines ein Kühlmittel enthaltenden Schleifschlamms zur Verfügung gestellt, welcher Schlamm in einer Schleiflinie zum Schleifen gehär teter Komponententeile erzeugt ist, durch Filtern des Schleifschlamms, um einen konzentrierten Schlamm zu erzeugen, welcher anschließend durch Zusammenpressen komprimiert wird, um ein komprimiertes festes Material zur Verfügung zu stellen. Diese Kompressionsvorrichtung umfasst eine erste Presseneinheit zum Aufnehmen einer vorbestimmten Menge des konzentrierten Schlamms und Vorkomprimieren des konzentrierten Schlamms der aufgenommen worden ist und eine zweite Presseneinheit zum komprimieren des vorkomprimierten Schlamms bei einem vorbestimmten Druck, um darüber das komprimierte feste Material zur Verfügung zu stellen.
Aufgrund der Verwendung einer primären Kompressionseinheit zum Vorkomprimieren des konzentrierten Schleifschlamms nachdem dieser gefiltert worden ist, welcher anschließend durch die zweite Presseneinheit zusammengepresst und komprimiert ist, um das komprimierte feste Material, d.h. das Brikett, zur Verfügung zu stellen, kann mit dieser Kompressionsvorrichtung der Schleifschlamm komprimiert werden, obwohl dieser als ein Resultat des Schleifens von gehärteten Komponententeilen erzeugt ist und aufgrund der harten und sehr feinen resultierenden Schleifabfälle. Mit anderen Worten kann, selbst wenn der Druck erhöht wird, das Zusammenpressen des Schleifschlamms nicht schnell erreicht werden aufgrund der Viskosität des Kühlmittels und feiner Zwischenräume zwischen den im Schleifschlamm enthaltenden Schleifabfällen, und es wird deshalb als schwierig angesehen, die Menge des Kühlmittels ausreichend zu reduzieren. Jedoch ist die von der Kompression gefolgte Vorkompression, so wie in der hier zuvor beschriebenen vorliegenden Erfindung ausgeführt, wirksam, um Zusammenpressbedingungen zu erlauben, die geeignet für jede Stufe des Zusammenpressens eingestellt werden können, so dass die in dem Schleifschlamm enthaltene Menge an Kühlmittel ausreichend auf solch ein Ausmaß reduziert werden kann, dass er zusammengepresst werden kann, was zu einem zu erreichenden effizienten und effektiven Zusammenpressen führt. Die erste und zweite Presseneinheiten können auch parallel zueinander betrieben werden und deshalb ist ein hocheffizientes Zusam mendrücken möglich. Obwohl der Schleifschlamm derjenige von gehärteten Komponententeilen ist, welche als schwierig zu komprimieren angesehen werden und obwohl der Schleifschlamm das ölbasierte Kühlmittel enthält, kann aus diesem Grund eine effiziente Kompression erreicht werden, um das sarre komprimierte feste Material, welches schwierig aufzubrechen ist, zur Verfügung zu stellen.
In der Kompressionsvorrichtung gemäß dem zweiten erwähnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die erste Presseneinheit eine vertikale Presse mit einer primären Komprimierungskammer sein, in welcher der konzentrierte Schlamm in einer abwärtigen Richtung vorkomprimiert wird und welche einen an einem unteren Ende derselben definierten Verschluss zum Entladen des vorkomprimierten Schlamms umfasst. In diesem Fall ist die zweite Presseneinheit vorzugsweise eine querlaufende Presse umfassend eine zweite Komprimierungskammer mit einem unmittelbar unterhalb dem Verschluss angeordneten Teil zum Aufnehmen des vorkomprimierten Schlamms durch den Verschluss. Das damit verwendete Kühlmittel kann ein ölbasiertes Kühlmittel sein.
Mit dieser Komprimierungsvorrichtung kann die vorbestimmte Menge von Schleifschlamm, welcher für die erste Presseneinheit während der Verschluss geschlossen ist bereitgestellt ist, innerhalb der ersten Presseneinheit vorkomprimiert werden. Der vorkomprimierte Schlamm wird dann zur zweiten Presseneinheit durch den Verschluss abgegeben und wird durch Zusammenpressen komprimiert, um das komprimierte feste Material zur Verfügung zu stellen. Da die erste Presseneinheit eine vertikale Presse ist, kann in diesem Fall der von der ersten Presseneinheit eingenommene Raum klein sein und die Zuführung des vorkomprimierten Schlamms auf die zweite Presseneinheit kann leicht erreicht werden, bloß indem es dem vorkomprimierten Schlamm ermöglicht wird, unter Schwerkrafteinwirkung durch den Verschluss zu fallen. Da die zweite Presseneinheit ein senkrecht zur ersten Presseneinheit liegender Transversaltyp ist, kann das aus dem Schleifschlamm ausgedrückte Kühlmittel lateral noch außerhalb abgeleitet werden, ohne um den zusammenzudrückenden Schlamm herum zu stocken. Aus diesem Grund kann das derart abgeleitete Kühlmittel leicht entladen werden, um auf diese Weise eine Komprimierung durch ein effizienteres Zusammendrücken zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Kompressionsvorrichtung gemäß dem zweiten erwähnten Aspekt der vorliegenden Erfindung mit einer Schlammzufuhreinheit versehen, die oberhalb der ersten Presseneinheit zum Zuführen des konzentrierten Schlamms in die erste Komprimierungskammer angeordnet sein kann. Diese Schlammzufuhreinheit ist vorzugsweise eine Schlammzufuhreinheit vom Vertikaltyp umfassend einen Füllschacht, durch welchen es dem konzentrierten Schlamm ermöglicht ist, aufgrund der Schwerkraft in die erste Komprimierungskammer durch eine Schlammaufnahmeöffnung der unter dem Füllschacht angeordneten ersten Presseneinheit zu fallen.
Die Verwendung der Schlammzufuhreinheit des Vertikaltyps ermöglicht es dem Schlamm, gleichmäßig in einer kompakten Struktur zugeführt zu werden. Ähnlich umfasst die Komprimierungsvorrichtung gemäß dem zweiten erwähnten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Heizmittel zum Heizen und Halten der ersten Presseneinheit auf und bei einem vorbestimmten Temperaturbereich. Die Viskosität des im Schleifschlamm enthaltenden Kühlmittels ist geringer bei einer Temperatur oberhalb der normalen Temperatur. Entsprechend kann das Kühlmittel einfacher angedrückt werden, wenn der konzentrierte Schlamm innerhalb der ersten Presseneinheit auf und bei einer erhöhten Temperatur durch das Heizmittel erhitzt gehalten ist, um dadurch die Zeitspanne zu verringern, welche benötigt wird, um einen Pressvorgang zu beenden. Da in der zweiten Presseneinheit der vorkomprimierte Schlamm, welcher in der ersten Presseneinheit erhitzt worden ist, eingegeben ist, ist ein Zusammenpressen bei einer hohen Temperatur möglich, obwohl in der zweiten Presseneinheit kein Heizmittel angebracht ist. Da die erste Presseneinheit einen geringeren Druck erfordert als der, der in der zweiten Presseneinheit erforderlich ist und eine einfachere Struktur haben kann, kann das Heizmittel leicht installiert werden. Aus diesem Grund erlaubt das zur Verfü gungstellen des Heizmittels in der ersten Presseneinheit, dass der Schlamm bei einer erhöhten Temperatur nicht nur in der ersten Presseneinheit, sondern auch in der zweiten Presseneinheit mit einer vereinfachten Struktur komprimiert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Komprimierungsvorrichtung gemäß dem zweiten erwähnten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Pressenkontrollmittel zum Kontrollieren eines Druckes, der zum Zusammenpressen in der zweiten Presseneinheit auf einen vorbestimmten Druck und eine vorbestimmte Kompressionsgeschwindigkeit verwendet wird. Während des in der zweiten Presseneinheit stattfindenden Prozesses zum Komprimieren, um das komprimierte feste Material zur Verfügung zu stellen, wird ein relativ großer Druck benötigt und aufgrund der Viskosität des Kühlmittels und der feinen Zwischenstellen zwischen den Schlammabfällen beeinflussen der angelegte Druck und die Kompressionsgeschwindigkeit erheblich die Zusammenpresswirksamkeit und das Abschließen. Aus diesem Grund bewirkt die Verwendung des Pressenkontrollmittels das Herstellen des starren komprimierten festen Materials einer erwünschten Zusammensetzung in einer verringerten Zeit, selbst wenn der Schleifschlamm ölbasiertes Kühlmittel hoher Viskosität hält.
Bei der Komprimierungsvorrichtung gemäß dem erwähnten zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat die zweite Presseneinheit vorzugsweise eine darin definierte Entladeöffnung zum Entladen des komprimierten festen Materials und weist des weiteren einen auf die Entladeöffnung folgenden Transportweg auf. In diesem Fall ist der Transportweg in zwei Wege geteilt. Es wird auch ein Sortiermittel zur Verfügung gestellt, zum selektiven Vermitteln des komprimierten festen Materials, das aus der Entladeöffnung entladen ist, auf einen der zwei Wege.
Die Teilung des auf die Entladeöffnung folgenden Transportwegs in zwei Wege in Kombination mit der Verwendung des Sortiermittels bewirkt, das akzeptierbare kompri mierte feste Material und das zurückgewiesene komprimierte feste Material separat zu transportieren.
Wenn der Transportweg in zwei Wege geteilt ist, ist die Verwendung eines in der zweiten Presseneinheit zur Verfügung gestellten Drucksensors bevorzugt und ein Sortierkontrollmittel, so dass das Sortierkontrollmittel einen Vermittlungsbetrieb des Sortiermittels durch Vergleichen eines durch den Drucksensor detektierten Drucks mit einem Schwellenwert kontrollieren kann. Selbst wenn der Schlamm durch die zweite Presseneinheit auf ein vorbestimmtes Volumen oder Kapazität komprimiert wird, und für den Fall, dass der Zusammenpressdruck noch nicht einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wird das resultierende komprimierte feste Material nicht ausreichend komprimiert und ihm fehlt eine ausreichende Festigkeit. Entsprechend bewirkt der in der zweiten Presseneinheit zur Verfügung gestellte Drucksensor, dass es der Sortiertätigkeit ermöglicht wird, gemäß dem selektierten Druck ausgeführt zu werden, wodurch ein effizientes Sortieren des komprimierten festen Materials erreicht wird. Deshalb kann nur das akzeptable und komprimierte feste Material durch den vorbestimmten Weg transportiert werden, ohne dass es mit dem zurückgewiesenen komprimierten festen Material vermischt wird.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines komprimierten festen Materials zur Verfügung gestellt durch Komprimieren eines ein Kühlmittel enthaltenden Schleifschlamms, welcher Schlamm in einer Schleiflinie zum Schleifen gehärteter Komponententeile erzeugt ist, durch Filtern des Schleifschlamms, um einen konzentrierten Schlamm zur Verfügung zu stellen, welcher anschließend durch Zusammenpressen komprimiert wird, um ein komprimiertes festes Material zur Verfügung zu stellen. Diese Komprimierungsvorrichtung enthält eine erste Presseneinheit zum Aufnehmen einer vorbestimmten Menge von konzentriertem Schlamms und Vorkomprimieren des konzentrierten Schlamms, der aufgenommen worden ist und ein Heizmittel zum Heizen und Halten des konzent rierten Schlamms innerhalb der ersten Presseneinheit auf und bei einem vorbestimmten Temperaturbereich.
Mit der Komprimiervorrichtung gemäß dem dritten genannten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann nicht nur das Zusammenpressen während eines nachfolgenden Prozessschrittes ermöglicht werden, da der konzentrierte Schleifschlamm nachdem er gefiltert worden ist, durch die erste Presseneinheit vorkomprimiert wird, sondern das Kühlmittel hat seine Viskosität vorteilhafterweise reduziert, um das Ausdrücken des Kühlmittels während des Zusammenpressens zu ermöglichen, da das Heizmittel in der ersten Presseneinheit angebracht ist zum Heizen auf und Halten des konzentrierten Schlamms innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs.
Mit anderen Worten kann das Zusammenpressen des Schleifschlamms nicht schnell erreicht werden, obwohl der Druck erhöht ist aufgrund der Viskosität des Kühlmittels und der feinen Zwischenstellen zwischen den im Schleifschlamm enthaltenen Schleifabfällen und es wird deshalb als schwierig angesehen, die Menge an Kühlmittel ausreichend zu reduzieren. Doch bewirkt es die von der Komprimierung gefolgte Vorkomprimierung wie in der vorliegenden Erfindung ausgeführt und hier beschrieben, Zusammenpressumstände zu erlauben, die für jeden Schritt des Zusammenpressens geeignet gesetzt sind, so dass die in dem Schleifschlamm enthaltene Menge des Kühlmittels ausreichend reduziert werden kann auf ein solches Maß, dass es ausgedrückt werden kann, was in einem zu erreichenden effizienten und effektiven Zusammenpressen resultiert.
Auch die Viskosität des im Schleifschlamm enthaltenen Kühlmittels ist bei einer zu Normaltemperaturen höheren Temperatur geringer. Wenn entsprechend der konzentrierte Schlamm innerhalb der ersten Presseneinheit durch das Heizmittel geheizt wird auf und gehalten wird bei einer erhöhten Temperatur, kann das Kühlmittel leicht ausgedrückt werden, wodurch die zur Vervollständigung des Pressvorgangs erforderliche Zeitspanne reduziert ist. Die Verwendung des Heizmittels bewirkt auch, den Umfang des ölbasierten Kühlmittels, das in dem komprimierten festen Material ver bleibt, zu reduzieren. Insbesondere bewirkt die Verwendung des Heizmittels im Falle eines mit dem Schleifschlamm enthaltenen ölbasiertem Kühlmittels hoher Viskosität, die Viskosität des Kühlmittels beträchtlich auf einen Wert zu verringern, welcher vergleichbar ist zum Beispiel mit der Viskosität eines wasserbasierten Kühlmittels, wodurch ein Verbesserungseffekt beim Ausdrücken erhöht wird. Da während des nachfolgenden Zusammenpressvorgangs nur der konzentrierte Schlamm, welcher in der ersten Presseneinheit vorkomprimiert worden ist, an die zweite Presseneinheit gegeben wird, kann das Zusammendrücken bei erhöhter Temperatur ohne irgendein in der zweiten Presseneinheit angebrachtes Heizmittel durchgeführt werden. Das Vorsehen solch eines Heizmittels ist besonders wirksam in Niedrig-Temperaturumgebungen wie in der Winterzeit.
Aufgrund dieser oben diskutierten Merkmale kann der Schleifschlamm zufriedenstellend komprimiert werden, obwohl der Schleifschlamm solcher von gehärteten Komponententeilen ist und schwer komprimierbar ist aufgrund seiner harten und feinen Natur und obwohl der Schleifschlamm ölbasiertes Kühlmittel enthält. Auch die Kompression kann effizient erreicht werden, um ein schwer aufzubrechendes komprimiertes festes Material zur Verfügung zu stellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Heizmittel eine in der ersten Presseneinheit installierte Heizung enthalten.
Die Heizung kann in einer Wand eines Topfes der ersten Presseneinheit eingebettet sein, innerhalb dem der Schleifschlamm vorkomprimiert ist oder kann in einer äußeren Peripherie davon untergebracht sein. Die Verwendung der Heizung für das Heizmittel ermöglicht es, das Heizmittel zu vereinfachen.
Alternativ oder in Kombination damit kann das Heizmittel ein Heißluftgebläse enthalten zum Blasen heißer Luft zur ersten Presseneinheit.
Vorzugsweise reicht der vorbestimmte Temperaturbereich auf den und bei dem der konzentrierte Schlamm inner halb der ersten Presseneinheit geheizt und gehalten wird von 20 bis 60°C.
Während das in dem Schleifschlamm enthaltene Kühlmittel seine Viskosität verringert hat, wenn die Temperatur hoch ist, beinhaltet ein exzessives Heizen das Risiko des Entzündens des ölbasierten Kühlmittels und deshalb sollte die obere Grenze der Temperatur auf welche der Schleifschlamm erhitzt wird, bei etwa 60°C sein. Wenn die Temperatur geringer als 20°C ist, ist sie nahe normaler Temperatur und eine durch das Erhitzen erreichte Reduzierung der Viskosität wird ungenügend sein.
Das Kühlmittel ist vorzugsweise ölbasiert und das eines Paraffintyps. Das Paraffintyp-Kühlmittel ist von Natur aus stabil und leicht zu handhaben.
In der Kompressionsvorrichtung gemäß dem dritten erwähnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die erste Presseneinheit vorzugsweise eine vertikale Presseneinheit, welche eine erste Komprimierungskammer hat, innerhalb welcher der Schlamm abwärts komprimiert wird.
Wenn die erste Presseneinheit eine vertikale Pressenauslegung aufweist, kann der von der ersten Presseneinheit belegte Raum reduziert werden. Ebenso kann der in der ersten Presseneinheit vorkomprimierte Schlamm von einem unteren Ende der selben auf die nachfolgende Stufe gegeben werden und deshalb kann ein Transport des vorbestimmten Schlamms ermöglicht werden.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Komprimieren eines ein Kühlmittel enthaltenden Schleifschlamms zur Verfügung gestellt, welcher Schlamm in einer Schleiflinie zum Schleifen gehärteter Komponententeile erzeugt ist, durch Filtern des Schleifschlamms, um einen konzentrierten Schlamm zur Verfügung zu stellen, welcher anschließend durch Zusammendrücken komprimiert wird, um ein komprimiertes festes Material zur Verfügung zu stellen. Diese Vorrichtung enthält eine Presseneinheit, welche eine darin definierte Komprimierungskammer hat zum Komprimieren des konzentrierten Schlamms innerhalb der Komprimierungskammer, um darüber das komprimierte feste Material zur Verfügung zu stellen, und ein Pressenkontrollmittel zum Kontrollieren einer zum Zusammenpressen aufgewendeten Pressarbeit auf einen vorbestimmten Druck und eine vorbestimmte Komprimierungsgeschwindigkeit.
Während des stattfindenden Prozesses, um den Schleifschlamm durch Zusammendrücken zu komprimieren, ist ein relativ großer Druck erforderlich und aufgrund der Viskosität des Kühlmittels und der feinen Zwischenstellen zwischen den Schleifabfällen, beeinflusst der angelegte Druck und die Komprimierungsgeschwindigkeit erheblich die Zusammenpresseffizienz und das Abschließen. Die Viskosität des Kühlmittels beeinflusst signifikant die Entladefähigkeit des Kühlmittels nachdem der Schleifschlamm ausgeschröpft worden ist, und/oder auf dem Pfad, über welchen es durch einen Spalt in der Presseneinheit entladen wird. Wegen dieser Gründe wird ein Pressenkontrollmittel verwendet, um den Druck zu kontrollieren, welcher beim Zusammenpressen auf einen vorbestimmten Druck und eine vorbestimmte Kompressionsgeschwindigkeit verwendet ist, so dass das komprimierte feste Material eine erwünschte Menge von Kühlmittel enthält und eine erforderliche Festigkeit kann in einer verringerten Zeitspanne hergestellt werden, obwohl der Schleifschlamm das ölbasierte Kühlmittel hoher Viskosität enthalten hat.
Vorzugsweise ist das Pressenkontrollmittel betreibbar, um den Druck für eine vorbestimmte Zeit zu halten, wenn der angewendete Druck einen Zieldruck erreicht. Wenn, genauer gesagt, der Druck den Zielwert erreicht, wird der Druck nicht sofort danach reduziert aber wird für eine vorbestimmte Zeit gehalten. Die vorbestimmte Zeit über welche der Druck gehalten wird, ist vorzugsweise gleich oder länger als 10 Sekunden.
Das Halten des Drucks bewirkt, eine effiziente Komprimierung in Koordination mit einem Verzug im Ausschröpfen des Kühlmittels vom komprimierten festen Material zu ermöglichen und deshalb ist das starre komprimierte feste Material schwer aufzubrechen und ein enthaltener erwünschter Anteil des Kühlmittels kann effizient wünschter Anteil des Kühlmittels kann effizient hergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt das Pressenkontrollmittel wiederholt eine Tätigkeit aus, um den vorbestimmten Druck für einen vorbestimmten Zeitraum einige Male zu halten während einer Phase, in welcher der während des Zusammenpressens verwendete Druck fortschreitend erhöht wird. Der vorbestimmte Zeitraum über welchen der Druck während eines solchen Druckerhöhungsprozesses gehalten wird, liegt vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 2 bis 3 Sekunden.
Aufgrund der Viskosität des Kühlmittels tendiert ein Ausschröpfen des Kühlmittels vom Schlamm der komprimiert wird dazu, sich relativ zur Kompressionstätigkeit zu verzögern. Insbesondere tritt ein Ausschröpfen mit erheblichem Verzug im Falle des ölbasierten Kühlmittels mit hoher Viskosität auf. Während des Vorgangs, in welchem der Druck fortschreitend erhöht wird, durch wiederholtes Halten des Drucks für eine vorbestimmte Zeit und Erhöhen des Drucks, kann das viskose Kühlmittel aus diesem Grund effektiv und effizient ausgedrückt werden, während komprimiert wird, ohne dass der konzentrierte Schlamm, welcher zum einfachen Komprimieren als zusammenhängende gelockte Schleifabfälle konditioniert worden ist, in einen Schlicker versetzt wird. Das so produzierte Brikett kann einen geringen Gehalt von Kühlmittel aufweisen.
Das Pressenkontrollmittel ist vorzugsweise von einer Art, die eine langsame Reduktion der Kompressionsgeschwindigkeit ermöglicht. Aufgrund der Viskosität des Kühlmittels wird das Ausschröpfen des Kühlmittels schwierig sobald die Kompression fortschreitet. Aus diesem Grund kann das Kühlmittel effizient durch langsames Verringern der Kompressionsgeschwindigkeit ausgedrückt werden.
Vorzugsweise ist das Pressenkontrollmittel von einer Art, die es ermöglicht, einen Druck zum Zusammendrücken anzulegen, welcher gleich oder geringer als 400 MPa ist.
Ein Resultat von Experimenten hat gezeigt, dass wenn der während des Zusammendrückens genutzte Druck höher als 400 MPa ist, weder eine Reduktion des Gehalts des Kühlmittels in dem komprimierten festen Material noch ein Anstieg der Stärke desselben erwartet ist und dass ein geeigneter Kühlmittelgehalt und eine ausreichende Festigkeit des komprimierten festen Materials erreicht werden kann, wenn der Druck 400 MPa ist.
In der Kompressionsvorrichtung entsprechend des vierten genannten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist die Presseneinheit von einer Art, die es ermöglicht, ein Pressteil mittels eines von einem Elektromotor angetriebenen Kugelgewindespindel-Mechanismus anzutreiben.
Obwohl die Antriebsquelle für die Presseneinheit eine hydraulische Presse sein kann, hat die hydraulische Presse ein Problem in der Art, dass deren Effizienz aufgrund eines Wärmeverlustes gering ist und es besteht eine Schwierigkeit darin, sie zu kontrollieren. Im Gegenteil dazu kann die Verwendung des Elektromotors in Kombination mit dem Kugelgewindespindel-Mechanismus eine erwünschte Kontrolllinie zur Verfügung stellen, wobei das komprimierte feste Material demzufolge effizient hergestellt wird. Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein komprimiertes festes Material zur Verfügung, das durch Komprimieren eines ein Kühlmittel enthaltenden Schleifschlamms hergerichtet ist, welcher Schlamm in einer Schleiflinie zum Schleifen gehärteter Komponententeile erzeugt ist, durch Zusammenpressen, wobei das genannte komprimierte feste Material eine ausgehöhlte zylindrische Form mit einer darin definierten Höhlung hat.
Mit dem komprimierten festen Material der oben beschriebenen Struktur bewirkt die Anwesenheit der zylindrischen Höhlung darin, im Vergleich zum festen zylindrischen Säulenbrikett, das zur Verfügungstellen von erhöhten inneren und äußeren Umfängen ohne deren Bereich der Querschnittsfläche erhöhen zu müssen, welches einen Oberflächendruck während der Kompression beeinflussen würde, wodurch das Ausdrücken des Kühlmittels während des Herstellens durch Verwenden des Komprimierungsprozesses ermöglicht. Insbesondere können die inneren und äußeren Umfänge davon erhöht werden, obwohl deren Bereich der Querschnittsfläche der gleiche bleibt. Aus diesem Grund kann durch Zusammenpressen leicht komprimiert werden, selbst wenn der Schleifschlamm das ölbasierte Kühlmittel enthält und selbst ohne eine verwendete Ablaufpassage kann das Kühlmittel effizient ablaufen. Das Kühlmittel kann auch leicht ausgedrückt werden, selbst für Schleifschlamm mit harten und feinen von gehärteten Komponententeilen resultierenden Schleifabfällen und deshalb kann die Komprimierung leicht erreicht werden. Aufgrund dieser Merkmale kann ein robustes und schwer aufzubrechendes Brikett erhalten werden. Die Höhlung in dem Brikett ist vorzugsweise zylindrisch.
Vorzugsweise erstreckt sich die Höhlung in dem komprimierten festen Material vollständig über die Länge des komprimierten festen Materials, wobei sich seine gegenüberliegenden Enden nach außen durch entsprechende Endflächen davon öffnen. Wenn das komprimierte feste Material in Form einer ausgehöhlten zylindrischen Form ist, wobei die darin definierte Höhlung in Form eines Durchgangsloches ist, können die inneren und äußeren Umfänge davon, welche als ein Entladeoberflächenbereich für das Kühlmittel dienen, vorteilhaft erhöht werden. Aus diesem Grund kann im Vergleich zu der festen zylindrischen Form für eine gegebene Menge des Schleifschlamms oder ein gegebenes Volumen des komprimierten festen Materials der Spalt durch welches das Kühlmittel ausfließen kann, erhöht werden, ohne den Oberflächendruck zu reduzieren, wodurch eine Kompression des Schleifschlamm ermöglicht wird.
Wenn das komprimierte feste Material von oben diskutierter hohler zylindrischer Form ist, ist das Verhältnis des inneren Durchmessers D2 der zylindrischen Höhlung relativ zu einem äußeren Durchmesser D1 des komprimierten festen Materials vorzugsweise D2/D1 = 0,40 bis 0,60.
Je größer das Verhältnis ist, desto größer ist der Oberflächenbereich. Um jedoch das gleiche Volumen zu erhalten, erhöht sich der äußere Durchmesser D1 und eine solche Erhöhung des äußeren Durchmessers des komprimierten festen Materials erzeugt ein mit der Erhöhung der Größe der Komp rimierungsvorrichtung verknüpftes Problem. Eine Erhöhung des äußeren Durchmessers des komprimierten festen Materials geht auch einher mit einer Erhöhung des inneren Durchmessers D2, was in einer Verringerung der Wanddicke des komprimierten festen Materials resultiert, welche zwischen den äußeren und inneren umfänglichen Oberflächen davon gemessen ist, und wenn dieses Verhältnis 0,60 überschreitet, ist die Wanddicke übermäßig klein, wobei das komprimierte feste Material demzufolge für einen Bruch anfällig ist. Wenn zum anderen das Verhältnis klein ist, wird ein ausreichender durch die Erhöhung des Oberflächenbereichs erbrachter Effekt nicht auftreten, während, wenn das Verhältnis geringer als 0,40 ist, keine Effektivität erhalten wird, um ein Ausdrücken des Kühlmittels zu ermöglichen, welches durch die Bildung der Höhlung in dem komprimierten festen Materials erbracht werden sollte.
Das Kühlmittel in dem komprimierten festen Material kann ein ölbasiertes Kühlmittel sein, in welchem Fall die Menge des ölbasierten Kühlmittels vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 5 bis 10 Gew.-% ist.
Wenn das komprimierte feste Material als Material für die Produktion von Stahl wiederverwendet werden soll, ist es um so besser je geringer die Menge an Kühlmittel ist, welche eine Verunreinigung ist. Wenn jedoch der Gehalt an Kühlmittel kleiner als 5 Gew.-% ist, würde das Zusammenpressen schwierig zu erreichen sein, was in einer nicht ausreichenden Zusammenpresseffizienz resultiert. Wenn zum anderen das Gehalt des Kühlmittels größer als 10 Gew.-% ist, ist die Wiederverwendung als Material für die Produktion von Stahl schwierig und die Festigkeit würde auch unzureichend sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die gehärteten Komponententeile eisenhaltige Komponententeile von Wälzlagern wie z.B. innere und äußere Laufflächen und Wälzelemente. Das Herstellen des komprimierten festen Materials aus Schleifschlamm von solchen Komponententeilen hat die oben erwähnten Vorteile.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Schleifschlamm-Recycling-Verfahren zur Verfügung zum Recyceln eines komprimierten festen Materials aus dem Schleifschlamm als ein Material zur Stahlproduktion, wobei das genannte Recyclingverfahren aufweist: Filtern eines in einer Schleiflinie zum Schleifen gehärteter Komponententeile produzierten Schleifschlamms, um einen konzentrierten Schlamm zur Verfügung zu stellen, welcher anschließend durch Zusammenpressen komprimiert wird, um dadurch das komprimierte feste Material zur Verfügung zu stellen, während ein Kühlmittel vom Schleifschlamm während des Filterns und Komprimierungsprozesses vom Schleifschlamm getrennt wird und zur Schleiflinie rückgeführt wird. Obwohl die oben in Bezug genommenen gehärteten Komponententeile vorzugsweise Stahlmaterial für Lager sind, können sie jedes andere Material außer dem Stahlmaterial für Lager sein.
Der Schleifschlamm kann gemäß dem Recyclingverfahren komprimiert werden, wie im Falle des Komprimierungsverfahrens. Das resultierende komprimierte feste Material kann als Material für die Produktion von Stahl wiederverwendet werden und das als Resultat des Behandlungsprozesses produzierte Kühlmittel kann ebenfalls wiederverwendet werden.
Die begrenzten natürlichen Ressourcen können entsprechend effektiv genutzt werden und jede mögliche Umweltverschmutzung kann minimiert werden.
Beim Praktizieren des Recyclingverfahrens der vorliegenden Erfindung, wobei eine Vielzahl von Arten von Kühlmitteln in der Schleiflinie verwendet werden, sind eine Vielzahl von Prozessierlinien, vorzugsweise abhängig von der Art der verwendeten Kühlmittel, eingeteilt. In diesem Fall enthält jede der genannten Prozessierlinien Mittel zum Durchführen der Filtrierung, Mittel zum Komprimieren durch Zusammenpressen, einen Transportweg zum Transportieren des Schleifschlamms von der Schleiflinie zu dem Filtermittel, und Kühlmittel-Rückgewinnungsdurchgänge zum Rückgeben des betroffenen Kühlmittels vom Filtermittel und dem Komprimierungsmittel zurück zur Schleiflinie.
Ein separates Behandeln der Kühlmittel gemäß ihrer Arten ermöglicht eine Komprimierung und das Kühlmittel kann leicht wiederverwendet werden wie dies im Zusammenhang mit dem Komprimierungsverfahren der vorliegenden Erfindung beschrieben ist.
Die vorliegende Erfindung stellt des weiteren ein Schleifschlamm-Recyclingsystem zum Recyceln eines in einer Schleiflinie zum Schleifen von gehärteten Komponententeilen produzierten Schleifschlamms zur Verfügung. Das Recyclingsystem umfasst ein Transportmittel zum Transportieren des Schleifschlamms, ein Filtermittel zum Filtern des derart transportierten Schleifschlamms, um damit einen konzentrierten Schleifschlamm zur Verfügung zu stellen, ein Komprimierungsmittel zum Komprimieren des konzentrierten Schleifschlamms durch Zusammenpressen um darüber ein komprimiertes festes Material zur Verfügung zu stellen und Kühlmittel-Wiedergewinnungsdurchgänge zum Rückgeben eines vom Schleifschlamm während des Filtrierungs- und Komprimierungsprozesses vom Schleifschlamm getrennten Kühlmittels zurück zur Schleiflinie.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Für alle Fälle wird die vorliegende Erfindung durch die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen davon klarer zu verstehen sein, wenn diese im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird. die Ausführungsformen und Zeichnungen sind jedoch nur zum Zwecke der Veranschaulichung und Erklärung gegeben und dürfen nicht als für den Schutzbereich der vorliegen Erfindung in irgendeiner Art als begrenzend angenommen werden, wobei der Schutzbereich sich über die beigefügten Ansprüche bestimmt. In den beigefügten Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen für mehrere Ansichten verwendet und:
1A ist ein Blockdiagramm, das einen konzeptionellen Aufbau einer Herstellungsvorrichtung für komprimiertes festes Material zeigt und ein Verfahren zum Behandeln eines Metall enthaltenden Schlamms gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1B ist ein erklärendes Diagramm, das einen Prozessschritt zeigt, der nachdem der Schlamm brikettiert worden ist, vorzunehmen ist;
2 ist ein Blockdiagramm, das die Verwendung einer Vielzahl von Herstellungsmaschinen für das komprimierte feste Material zeigt und die parallel dazu angeordneten Schlammbehandlungsverfahren;
3 ist ein schematisches Diagramm, das die Herstellungsvorrichtung für das komprimierte feste Material und das Schlammbehandlungsverfahren zeigt;
4 ist eine Teilansicht, die ein Filtermittel zeigt, das in der Herstellungsvorrichtung für das komprimierte feste Material verwendet ist;
5 ist eine Teilansicht einer Brikettherstellungsmaschine, die in einer Herstellungsvorrichtung für das komprimierte feste Material verwendet ist;
6 ist eine ausgebrochene Teilansicht auf vergrößerter Skala, die die Brikettiermaschine zeigt;
7 ist ein schematisches Diagramm, das eine Transportpassage und ein Sortiermittel zeigt, wobei beide in der Brikettiermaschine angebracht sind;
8 ist ein schematisches Diagramm, das eine Kurve zeigt, die das Verhältnis zwischen der Druckanwendungszeit und dem Druck zeigt;
9 ist eine Kurve, die ein bestimmtes Beispiel des Verhältnisses zwischen der Druckanwendungszeit und dem Druck zeigt;
10 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Briketts zeigt;
11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine abgeänderte Form des Briketts zeigt;
12 ist ein erklärendes Diagramm, das ein verwendetes Modell zum Studium eines Ausdrückprozesses eines Kühlmittels zeigt;
13 ist eine Kurve, die das Verhältnis zwischen der Temperatur und der Viskosität des Kühlmittels zeigt;
14 ist eine Teilansicht, die die Brikettiermaschine gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ist eine Teilansicht, die die Brikettiermaschine gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 ist auf vergrößerter Skala eine ausgebrochene Teilansicht der in 15 gezeigten Brikettiermaschine;
17 ist eine Teilansicht der Brikettiermaschine;
18 ist eine perspektivische Ansicht der Stand der Technik-Brikettiermaschine; und
19 ist ein Blockdiagramm, das das Stand der Technik-Verfahren zum Behandeln von Schleifschlamm zeigt.
GENAUE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In 1A wird bei einer Bearbeitungslinie 1 eine Bearbeitung durch eine Schleifmaschine 2 unter Verwendung eines von einem Kühlmittelreservoir 3 gegebenen Kühlmittels vorgenommen. Ein das Kühlmittel und Schleifschnitzel enthaltender Schleifschlamm, der als ein Resultat der durch die Schleifmaschine 2 vorgenommene Bearbeitung erzeugt ist, wird durch ein Filtermittel 4 gefiltert und ein konzentrierter Schlamm, welcher als ein Resultat der Filtrierung produziert ist wird anschließend durch eine Brikettiermaschine 5 zusammengepresst, welche ein Komprimierungsmittel zur Erzeugung eines Briketts (eines komprimierten Materials) B ist. Das Filtermittel 4 und die Brikettiermaschine 5 bilden die Komprimierungsvorrichtung 6. Das, nachdem der Schleifschlamm durch das Filtriermittel 4 gefiltert worden ist, erzeugte Kühlmittel und das als ein Resultat des durch die Brikettiermaschine 5 durchgeführten Zusammenpressens erzeugte Kühlmittel werden an das Kühlmittelreservoir 3 der Bearbeitungslinie 1 über entsprechende Rückführungspassagen 7 und 8 zurückgegeben. Von den Rück führungspassagen 7 und 8 wird das Kühlmittel an das Kühlmittelreservoir 3 mittels eines Filters und einer Pumpe zurückgegeben.
Des weiteren wird das Kühlmittel vom Kühlmittelreservoir 3 an die Schleifmaschine 2 durch einen Filter und eine Pumpe gegeben. Die durch die Brikettiermaschine 5 komprimierten Briketts B werden zu einem Stahlhersteller 9 transportiert, welcher anschließend die Briketts B als ein Material für Stahlprodukte nutzt. Der Transport der Briketts B wird durch einen Lastkraftwagen oder ein anderes geeignetes Transportfahrzeug vorgenommen, nachdem diese in Transportcontainer 10, wie sie in 1B gezeigt sind, gefüllt wurden. Der Stahlhersteller 9 nutzt die Briketts B als ein Material für Stahlprodukte unter Verwendung eines Lichtbogenofens od.dgl.. Das so durch den Stahlhersteller 9 hergestellte Stahlprodukt wird als ein Rohmaterial für einen zu schleifenden Gegenstand verwendet. Der zu schleifende Gegenstand bei der Bearbeitung 1 ist eine gehärtete Komponente wie z.B. ein Stahlmaterial für Lager wie z.B. Lagerstähle. Als ein Beispiel kann die oben erwähnte gehärtete Komponente ein eisenhaltiges Komponententeil eines Wälzlagers sein und insbesondere kann diese Laufflächen wie innere und äußere Laufflächen und/oder Wälzelemente wie z.B. Kugeln sein. Das im Zusammenhang mit dem Schleifen verwendete Kühlmittel wird in Form eines ölbasierten Kühlmittels oder eines wasserbasierten Kühlmittels angewandt. Das Stahlmaterial für Lager kann ein schier gehärtetes Material wie z.B. ein kohlenstoffreicher, Chrom enthaltender Stahl (SUJ 2 usw.), ein Hochfrequenz gehärtetes Material wie z.B. ein Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (S 53 C usw.) und ein aufgekohlt gehärtetes Material wie z.B. ein hochlegierter Stahl (CSR 414 usw.) sein. Der beim Schleifen des Gegenstands erzeugte Schleifschlamm ist durch die Schleifmaschine 2 geschliffen und ist ein fluides Medium, enthaltend 90 Gew.-% oder mehr des Kühlmittels, wobei der Rest pulvrige Schleifschnitzel und eine kleine Menge von Partikeln des Schleifsteins ist. Die Schleifschnitzel sind im allgemeinen von schlank gelockter Form. Nach der Filtrierung durch das Filtriermittel 4 zur Erzeugung des konzentrierten Schlamms enthält der Schleifschlamm im allgemeinen die Hälfte der Menge des verwendeten Kühlmittels. Die Zusammensetzung des konzentrierten Schlamms ist z.B. etwa 50 Gew.-% der Schleifschnitzel des Lagerstahls oder ähnlichem, etwa 50% des Kühlmittels und eine geringe Menge von Schleifsteinpartikeln.
Die Zusammensetzung des Briketts B ist Stahl, wobei das meiste davon verbleibende Schleifschnitzel, 5 bis 10 Gew.-% des Kühlmittels und eine geringe Menge von Schleifsteinpartikel sind, nachdem das meiste der Zusammensetzung zusammen mit dem Kühlmittel während des Komprimierungsprozesses abgeflossen ist. Wenn die Schleifschnitzel hochqualitativer Stahl wie Lagerstahl od.dgl. ist, enthält das Brikett B trotzdem eine geringe Menge an Schleifsteinpartikeln, wobei die Wiederverwendung derselben als ein Material für die Produktion von Stahl kein Problem darstellt. Das Brikett B hat eine vorbestimmte Festigkeit, z.B. eine solche Festigkeit, dass, wenn das Brikett B auf eine Oberfläche von einer Höhe von z.B. 1 m fallengelassen wird, die Anzahl der Trümmer des Briketts drei nicht übersteigt. Es ist jedoch zu bemerken, dass überhaupt kein Binder (wie z.B. Schneideschnipsel) zum Zusammenbinden der Schleifschnitzel in das Brikett B gemischt sind.
Wenn eine Vielzahl von Kühlmitteln unterschiedlicher Art in der Bearbeitungslinie 1 verwendet sind, so sind z.B. eine Vielzahl von zwei in 2 gezeigten Prozessierlinien L1 und L2 abhängig von der Art der benutzten Kühlmittel verteilt. Mit anderen Worten, es werden die Prozessierlinien L1 und L2 verwendet, wobei jede das Filtriermittel 4, das Komprimierungsmittel (Brikettiermaschine 5), einen Transportweg 13, durch welchen der Schleifschlamm von der entsprechenden Bearbeitungslinie 1 zum Filtriermittel 4 transportiert wird und die Kühlmittelrückführpassagen 7 und 8 umfasst. Obwohl die zwei Prozessierlinien L1 und L2 in 2 gezeigt sind, hängt die Anzahl der Prozessierlinien von der Anzahl von verwendeten Kühlmittelarten ab. Die in dieser Beschreibung bezeichnete Bearbeitungslinie 1 ist nicht immer beschränkt auf eine einzige Bearbeitungslinie, aber kann eine Aggregation von individuellen Bearbeitungslinien meinen und entsprechend kann sie alle in einem Werk installierte Schleifmaschinen umfassen oder sie kann eine Aggregation von individuellen Bearbeitungslinien für jede Arbeitseinheit innerhalb eines Werks sein. Die Verwendung einer Vielzahl von Prozessierlinien L1 und L2 bewirkt, das Zusammentreffen unterschiedlicher Arten von unterschiedliche Arten von Kühlmitteln enthaltender Schleifschlämme zur Filtrierung und/oder für Komprimierungsprozesse zu vermeiden.
Die Prozessierlinien können in jede geeignete Anzahl von Prozessierlinien abhängig vom Typ des Stahls der zu schleifenden Gegenstände unterteilt werden zusätzlich zur Unterteilung derselben abhängig von der Art der Kühlmittel.
Wie in 3 gezeigt, umfasst das Filtriermittel 4 eine Reinigungseinrichtung 15 und eine Filtriereinrichtung 16. Der in der Bearbeitungslinie 1 erzeugte Schleifschlamm wird als erstes in die Reinigungseinrichtung 15 eingegeben, wo der Schleifschlamm gereinigt wird und anschließend durch eine Pumpe 17 zur Filtriereinrichtung 16 geleitet wird, wo der Schleifschlamm wiederum gefiltert wird. Die Reinigungseinrichtung 15 kann z.B. einen zylindrischen Tank umfassen mit einem Boden, der geformt ist, um eine abwärts konvergierende Kegelform darzustellen und der eine Gestaltung aufweist, in welcher der Schleifschlamm in dem zylindrischen Reinigungstank in einer zum zylindrischen Reinigungstank tangentialen Richtung eingegeben wird. Eine tangentiale Eingabe des Schleifschlamms in die Reinigungseinrichtung 15 erlaubt es, dem Schleifschlamm sich in einer Oberflächenströmung zu vermischen, um dadurch die Schleifschnitzel einheitlich im Kühlmittel zu verteilen.
Die Filtriereinheit 16 verwendet einen Filtriergurt 18 und wird in der Form eines Gurtfilters des Drucktyps verwendet, in welchem der Schleifschlamm durch die Wirkung eines Pressluftdrucks gefiltert werden kann.
Die sich von der Brikettiermaschine 5 zum Kühlmittelreservoir 3 erstreckende Kühlmittelpassage 8 umfasst eine Reinigungseinrichtung 15A zum Wiedererlangen des gefilterten Kühlmittels. Es ist jedoch anzumerken, dass anstelle der Reinigungseinrichtung 15A ein Filtriermittel zum Filtern des Kühlmittels in einer anderen Art eingesetzt werden kann.
4 beschreibt ein Beispiel einer Filtriereinrichtung 16 umfassend den Gurtfilter des Drucktyps. Diese Filtriereinrichtung 16 hat eine Struktur, in welcher das Innere eines Kessels 19 in eine obere Druckkammer 19a und eine untere Druckkammer 19b durch einen horizontalen Verlauf des Endlosfiltergurts 18 unterteilt ist. Der Filtergurt 18 ist um eine Vielzahl von Rollen gezogen, um entlang eines vorbestimmten Pfades mit seinem sich über das Innere des Kessels 19 erstreckenden horizontalen Verlaufs zu erstrecken. Die Druckkammer 19a ist mit einem Schleifschlammeinlass 21 durch einen Spender 20 zur Verfügung gestellt und ist mit einer Druckluftversorgungsquelle 22 verbunden.
Der zu filternde Schleifschlamm wird unter Druck mittels der Pumpe 17 gepumpt, um einheitlich durch den Spender 20 über das Einlassventil 24 in die Druckkammer 19a eingeführt zu werden. Das derart unter Druck eingeführte in dem Schleifschlamm enthaltende Kühlmittel passiert durch den im Filtrierungsgurt 18 abgelagerten Schlamm und den Filtergurt 18. Das Kühlmittel ist im wesentlichen gereinigt, während es durch den abgelagerten Schlamm auf dem Filtergurt 18 dringt und der Filtergurt 18 wird anschließend von der oberen Kammer 19b entfernt und zur Bearbeitungslinie 1 zurückgegeben.
Nach dem vorbestimmten Filterprozess wird der Bezug von Schleifschlamm unterbrochen und ein Luftgebläseventil 25 wird geöffnet, um es Druckluft zu ermöglichen in die Druckkammer 19a eingeführt zu werden. Die derart eingespeiste Druckluft wird verwendet, um das in der Druckkammer 19a verbleibende Kühlmittel in die untere Druckkammer 19b durch den abgelagerten Schlamm zu drängen und dann das dann am abgelagerten Schlamm haftende Kühlmittel vom abgelagerten Schlamm abzublasen. Nach dem Luftstoß mit Druckluft wird die Druckkammer 19a entlastet, um Atmosphärendruck anzugleichen und die Druckkammer 19a wird geöffnet. In diesem Zustand wird der Filtergurt 18 bewegt, so dass der auf dem Filtergurt 18 ruhende Schlamm abgekratzt werden kann und durch einen Kratzer 26 an einem Ort außerhalb des Kessels 19 entfernt wird.
Der derart entfernte Schlamm ist der konzentrierte Schlamm, wovon die Hälfte, wie zuvor beschrieben, durch Kühlmittel belegt ist und welcher anschließend zu einer folgenden Prozessierstation transportiert wird, wo die Brikettiermaschine 5 installiert ist.
Die den Filtergurt 18 verwendende unter Druck erfolgende Filtrierung bewirkt es, eine Verbesserung des Schlamms mittels des Luftgebläses bis zu einer hohen Entwässerungsrate zu ermöglichen. Die Wirkung des auf dem Filtergurt 18 abgelagerten als ein Filter agierender Schlamm zahlt sich wirksam aus und entsprechend kann nicht nur der Filtergurt 18 eine höhere Lebenszeit haben, sondern die Filtriergenauigkeit ist ebenfalls hoch.
Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, umfasst die Brikettiermaschine 5 eine erste Presseneinheit 31 zum Aufnehmen einer vorbestimmten Menge eines konzentrierten Schlamms und zum Vorkomprimieren des konzentrierten Schlamms und eine zweite Presseneinheit 32 zum Komprimieren des vorkomprimierten Schlamms durch die Anwendung eines vorbestimmten Drucks, um diesen dadurch zu komprimieren, um ein komprimiertes festes Material zur Verfügung zu stellen.
Die erste Presseneinheit 31 ist in der Form einer vertikalen Presse, umfassend eine im allgemeinen zylindrische erste Komprimierungskammer 33, ein kolbenartiges Pressteil 41 zum abwärtigen Vorkomprimieren des innerhalb der ersten Komprimierungskammer 33 aufgenommenen Schlamms, und einen an einem unteren Ende der ersten Komprimierungskammer 33 angebrachten Verschluss 35 zum Entladen des Schlamms, welcher vorkomprimiert worden ist. Das Pressteil 41 ist angepasst, um durch eine Pressenantriebsquelle 42 angetrieben zu werden wie z.B. durch einen hydraulischen Zylinder zwischen einer gehobenen und gesenkten Position innerhalb der ersten Komprimierungskammer 33. Eine Schlammaufnahmeöffnung 38 ist in einer inneren Oberfläche der ersten Komprimierungskammer 33 definiert.
Die zweite Presseneinheit 32 ist in der Form einer querlaufenden Presse umfassend eine im allgemeinen zylindrische zweite Komprimierungskammer 34 und kolbenartige Pressteile 43 und 44, welche zum Pressen des vorkomprimierten Schlamms B' innerhalb der zweiten Komprimierungskammer 34 horizontal beweglich sind. Eines der in einer Richtung konform zur Richtung des Komprimierens gegenüberliegenden Enden der zweiten Komprimierungskammer 34 ist unmittelbar unterhalb dem Verschluss 35 positioniert und öffnet sich, um eine Aufnahmeöffnung 34a zum Empfangen des vorkomprimierten Schlamms B' durch den Verschluss 35 zu definieren, während die andere der gegenüberliegenden Seiten der zweiten Komprimierungskammer 34 öffnet, um eine Brikettentladeöffnung 34 zu definieren, welche wiederum mit einem Briketttransportpfad 47 zum Transportieren der Briketts B verbunden ist. Der Briketttransportpfad 47 kann durch eine Schütte od.dgl. definiert sein. Jedes der Pressteile 43 und 44 ist antreibenderweise mit einer entsprechenden Pressenantriebsquelle 45 oder 46 verbunden, welche ein hydraulischer Zylinder od.dgl. sein kann. Von den Pressteilen 43 und 44 ist das Pressteil 43 ein bewegliches Arbeitsteil, welches zu einer vorgerückten Position benachbart zum Pressteil 44 vorgeschoben werden kann, um einen Druck auf den vorkomprimierten Schlamm B auszuüben, um den letzteren zu komprimieren. Das Pressteil 44 ist ein Stopfenteil, welches in einer verschließenden Position gehalten ist, um die Brikettentladeöffnung 34b während der Komprimierung der durch das Pressteil 43 durchgeführten Komprimierung des vorkomprimierten Schlamms B zu verschließen, aber welches zu einer öffnenden Position zurückgezogen wird, um die Brikettentladeöffnung 34b zu einer Zeit, zu der das Brikett B auf den Briketttransportpfad 47 entladen werden soll, zu öffnen.
Eine Schlammzufuhreinheit 36, von welcher der konzentrierte Schlamm zur ersten Presseneinheit 31 eingegeben wird, ist in der Form einer vertikalen Schlammablassstruktur gebildet, umfassend einen Füllschacht 37 mit seinem eine Schlammauslassöffnung definierenden Boden, welcher mit der Schlammaufnahmeöffnung 38 verbunden ist, so dass der konzentrierte Schlamm vom Füllschacht 37 in die primäre Komprimierungskammer 33 über die Schlammaufnahmeöffnung 38 unter Wirkung der Gravitationskraft eingegeben werden kann. Der Füllschacht 37 umfasst einen Rührer 39, welcher operativ innerhalb dem Inneren desselben angeordnet ist, zum Rühren des Schlammes innerhalb des Füllschachts 37 und ebenso um den Schlamm zu einer Auslassöffnung beim Boden des Füllschachts 37 zu drängen. Es ist anzumerken, dass die Schlammzufuhreinheit 36 oberhalb der primären Presseneinheit 31 angeordnet ist, wie dies durch die einfach gestrichelte Linie in 5 gezeigt ist, und die Details derselben sind in einem vergrößerten Maßstab in dem darin gezeichneten Kreis gezeigt.
Die Pressenantriebsquellen 45 und 46 der zweiten Presseneinheit 32 sind angepasst, um durch ein Pressenkontrollmittel 48 kontrolliert zu werden, um einen kontrollierten Druck auf den Schlamm bei einer kontrollierten Komprimierungsgeschwindigkeit auszuüben. Die erste Presseneinheit 31 hat ein eingebautes Heizmittel 40 (siehe 6) zum Heizen des Schleifschlamms innerhalb der ersten Komprimierungskammer 33 auf eine vorbestimmte Temperatur und Halten des Schleifstands bei der vorbestimmten Temperatur. Dieses Heizmittel 40 kann ein elektrischer Heizer, ein Heißluftgebläse oder eine Rezirkulierungspassage, durch welche ein Heizmedium fließt, sein.
Die Tätigkeit der Brikettiermaschine 5 gemäß der oben beschriebenen Struktur wird nun beschrieben. Während der Verschluss 35 geschlossen ist, wird eine vorbestimmte Menge von konzentriertem Schlamm vom Füllschacht 37 in die primäre Komprimierungseinheit 31 eingegeben und die Maschine wird dann in einem Wartezustand gehalten bis der konzentrierte Schlamm innerhalb der primären Komprimierungs einheit auf eine vorbestimmte Temperatur geheizt ist. Wenn der konzentrierte Schlamm innerhalb der primären Komprimierungseinheit 31 über das Heizmittel 40 auf einen vorbestimmten Temperaturbereich geheizt wird, wird das Pressteil 41 gesenkt, um eine Vorkomprimierung des konzentrierten Schlamms innerhalb der ersten Komprimierungseinheit 31 vorzunehmen.
Der vorkomprimierte Schlamm B' innerhalb der primären Komprimierungseinheit 31 wird, nachdem der Verschluss 35 geöffnet worden ist, in eine Entladeöffnung an dem Ende der zweiten Komprimierungseinheit 32 gegeben. Die Zufuhr des vorkomprimierten Schlamms B' in die zweite Komprimierungseinheit 32 erfolgt unter Wirkung der Gravitationskraft, aber kann unterstützend durch Senken des Pressteils 41 der ersten Komprimierungseinheit 31 bewerkstelligt werden. Der auf diese Weise der zweiten Komprimierungseinheit 32 zugeführte vorkomprimierte Schlamm B' wird innerhalb der zweiten Komprimierungskammer 34 durch die Pressteile 43 und 44 aus unterschiedlichen Richtungen aufeinander zu komprimiert, um dadurch ein Brikett B zu formen. Die innerhalb der zweiten Komprimierungskammer 34 stattfindende Komprimierung wird unter Verwendung eines vorbestimmten Drucks und einer vorbestimmten Komprimierungsgeschwindigkeit ausgeführt.
Das so geformte Brikett wird von der Brikettentladeöffnung 34b auf den Briketttransportpfad 47 (5) entladen, durch Zurückziehen des stopfenartigen Pressteils 44 zur öffnenden Position und zum anderen durch Vorschieben des Pressteils 43 weiter zu der vorgerückten Position. Der mit der Brikettentladeöffnung 34b der zweiten Presseneinheit 32 kommunizierende Briketttransportpfad 47 wird, wie in 7 gezeigt, in erste und zweite Zweigpassagen 47A und 47B verzweigt, wo ein Sortiermittel 70 zum selektiven Leiten des Briketts B in die erste und zweite Zweigpassage 47A und 47B, welches aus der Brikettentladeöffnung 34b entladen ist, zur Verfügung gestellt ist. Die erste Zweigpassage 47A dient dem sukzessiven Transport von Briketts, die für akzeptabel gehalten werden und besteht aus einer Schüt te. Das Sortiermittel 70 umfasst eine drehbar unterstützte Rutsche, die zwischen die Brikettentladeöffnung 34b und einem stromaufwärtigen Ende der ersten Zweigpassage 47A eingefügt ist und drehbar zwischen geschlossenen und offenen Positionen um eine Drehachse 71 ist. Das aus der drehbar unterstützten Rutsche bestehende Sortiermittel 70 erstreckt sich schräg, um die Brikettentladeöffnung 34b mit der ersten Zweigpassage 47A zu verbinden, wenn sie in der geschlossenen Position gehalten wird, aber erstreckt sich abwärtig, wie durch eine Phantomlinie in 7 gezeigt ist, um die Brikettentladeöffnung 34b von der ersten Zweigpassage 47A zu lösen, wenn diese in der öffnenden Position gehalten ist. Zum anderen ist die zweite Zweigpassage 47B für einen sukzessiven Auswurf von Briketts B'', welche für zurückweisenswert gehalten werden, und umfasst eine Herausfall-Passagenöffnung unterhalb der Brikettentladeöffnung 34b. Das Sortiermittel 70 ist antreibenderweise mit einer Antriebsquelle 72 verbunden, welche elektrisch oder mechanisch mit einem Sortierkontrollmittel 73 zum abschließenden Kontrollieren des Sortierablaufs (d.h. Offen-/Geschlossen-Antrieb) des Sortiermittels 70 verbunden ist.
Das Sortierkontrollmittel 73 kontrolliert den Sortierablauf des Sortiermittels 70, basierend auf einem Resultat eines Vergleichs eines Drucks, der durch einen Drucksensor 74 detektiert ist, welcher in operativer Verbindung mit der Pressenantriebsquelle 45 der zweiten Presseneinheit 32 steht, mit einem vorbestimmten Schwellwert. Zum Beispiel, wenn der detektierte Druck gleich oder höher als der Schwellwert ist, veranlasst das Sortierkontrollmittel 73 das Sortiermittel 70 auf die geschlossene Position, wobei die Brikettentladeöffnung 34b folglich mit der ersten Zweigpassage 47A dadurch verbunden ist, aber wenn der detektierte Druck geringer als der Schwellwert ist, kontrolliert das Sortierkontrollmittel 73 das Sortiermittel 70 auf die Offen-Position, wobei die Brikettentladeöffnung folglich von der ersten Zweigpassage 47A gelöst ist und mit der zweiten Zweigpassage 47B verbunden ist. Der Drucksensor 74 ist, wenn die Antriebsquelle 46 in Form eines Hydraulikzy linders verwirklicht ist, dargestellt über ein Mittel zum Detektieren eines hydraulischen Drucks wie zum Beispiel eines hydraulischen Rückdrucks. Der Drucksensor 74 kann solcher Art sein, die es ermöglicht, einen durch die Drucktreiberquelle 45 ausgeübten pressenden Druck zu detektieren und den detektierten pressenden Druck in einen Druck zu konvertieren. Zum Beispiel kann ein Druckdetektiermittel zum Detektieren einer Last auf das Pressteil 43, welches durch die Pressenantriebsquelle 45 angetrieben ist, als ein Drucksensor 74 verwendet werden.
Das in 5 gezeigte Druckkontrollmittel 48 kontrolliert die Pressenantriebsquelle 45 für das bewegliche Pressteil 43, um es dem beweglichen Pressteil 43 zu erlauben, einen vorbestimmten Druck auszuüben und um bei einer vorbestimmten Komprimierungsgeschwindigkeit, wie sie nachfolgend beschrieben ist, bewegt zu werden. Es ist zu bemerken, dass die Pressenantriebsquelle 46 für das stopfenartige Pressteil 44 entweder durch das Druckkontrollmittel 48 kontrolliert werden kann oder einem unabhängigen Druckkontrollmittel getrennt vom Druckkontrollmittel 48 oder es kann nicht kontrolliert werden betreffend den dadurch ausgeübten Druck.
Genauer gesagt ist das Druckkontrollmittel 48 von einer Art, die es erlaubt, die Pressenantriebsquelle 45 zu kontrollieren, durch Überwachen des Wertes eines Druckes, welcher über ein Druckerfassungsmittel (nicht gezeigt), detektiert ist, welches den auf das Pressteil 43 wirkenden Druck detektiert. Das Druckdetektionsmittel kann zum Beispiel in Form eines Kraftaufnehmers gebildet sein. In solch einem Fall bewirkt das Druckkontrollmittel eine Kontrolle in einer Weise, wie sie in 8 gezeigt ist, wenn der durch das Pressteil 43 ausgeübte Druck einen Zieldruck P_max erreicht, welches ein Wert gleich oder geringer als zum Beispiel 400 MPa sein kann, welcher Druck für eine vorbestimmte Zeitspanne gehalten wird, zum Beispiel 10 oder mehr Sekunden und dann entfernt wird. Auch ist das Druckkontrollmittel 48 vorzugsweise von einer Art, die es ermöglicht, eine Funktion für eine Anzahl von Zeiten zu wieder holen und einen vorbestimmten Druck für eine vorbestimmte Zeitspanne, zum Beispiel 2 bis 3 Sekunden während eines Vorgangs eines Anhebens eines Druckes zum Komprimieren, wie in 9 gezeigt, vorzunehmen. Bislang führt das Druckkontrollmittel 48 eine Kontrolle aus, um die Komprimierungsgeschwindigkeit stufenweise zu verringern.
Das so gebildete Brikett wird gemacht, um eine in der Form zylindrische Säule darzustellen, mit einem äußeren Durchmesser und einer Höhe der Form, welche einem inneren Durchmesser und einer Höhe der zweiten Komprimierungskammer 34 der zweiten Presseneinheit 32 entspricht. Zum Beispiel, wie in 10 gezeigt, kann das Brikett B eine zylindrische Säule mit einem Durchmesser D3 von etwa 80 mm, einer Höhe von etwa 60 bis 70 mm und einem Gewicht innerhalb des Bereichs von 600 bis 700 g darstellen.
Es ist jedoch anzumerken, dass das Brikett B nicht nur solch eine Form wie gezeigt haben kann, und jede beliebige Form haben kann, zum Beispiel die Form ähnlich einem zylindrischen Fass mit einer longitudinalen Höhlung, wie sie in 11 gezeigt ist (d.h. eine dickwandige Rohrform), eine rechteckige Säule oder eine Säule mit gegenüberliegenden Enden die sphärisch sind.
Entsprechend dem Schlammkomprimierungsverfahren oder dem Schlammbehandlungsverfahren wird der Schleifschlamm in solch einem Maße gefiltert, dass er das Kühlmittel in einer Menge ungefähr entsprechend der Hälfte der Menge des Schleifschlamms enthält, um dadurch den konzentrierten Schlamm zur Verfügung zu stellen, welcher anschließend komprimiert wird, um das Brikett zur Verfügung zu stellen. Entsprechend ist die Belastung während der Komprimierung klein und ebenso, selbst wenn der Schleifschlamm ein ölbasiertes Kühlmittel für gehärtete Eisen- und Stahlmaterialien enthält, kann es effektiv komprimiert werden. Soweit auch der Schleifschlamm eines Stahlmaterials für Lager verwendet wird, ist das durch Komprimieren solch eines Schleifschlamms geformte Brikett ein Block von Schleifabfällen des Stahlmaterials für Lager, welches ein hochqualitatives Stahlmaterial ist und deshalb als ein hochqualita tives Material für die Produktion von Stahl verwendet werden kann. Zu diesem Zweck kann das Brikett als Stahlmaterial recycelt werden.
Mit der in 5 gezeigten Brikettiermaschine 5 wird der Schleifschlamm, welcher gefiltert worden ist, um den konzentrierten Schlamm zur Verfügung zu stellen, vorkomprimiert durch die primäre Presseneinheit 31, und der vorkomprimierte Schlamm wird dann durch die zweite Presseneinheit komprimiert, um das Brikett zur Verfügung zu stellen. Welche Art von Schleifschlamm auch immer aus gehärteten Komponententeilen präpariert wird oder ein ölbasiertes Kühlmittel enthält, so kann er entsprechend effektiv und effizient komprimiert werden. Ein Komprimieren des Schleifschlamms wird nicht schnell zu erreichen sein, selbst wenn ein hoher Druck angewendet wird und die Menge des Kühlmittels kann nicht ausreichend reduziert werden wegen der Viskosität des Kühlmittels und der Anwesenheit von kleinen Zwischenräumen zwischen den Schleifabfällen des Schleifschlamms, wie zuvor beschrieben worden ist. Allerdings ist die Verwendung des von der ersten Presseneinheit 31 ausgeführten Vorkomprimierungsprozesses und des von der zweiten Presseneinheit 32 ausgeführten Komprimierungsprozesses wirksam, um Komprimierungsbedingungen zu etablieren, welche für jede der Komprimierungsstufen angemessen sind, so dass eine Komprimierung ausgeführt werden kann, bis die Menge von Kühlmittel ausreichend reduziert werden kann, wodurch eine effiziente Komprimierung erreicht ist. Die primäre und sekundäre Presseneinheit 31 und 32 können simultan betrieben werden und die Komprimierung kann deshalb effizient erreicht werden.
Das Vorsehen des Heizmittels 40 (6) zum Heizen und Halten der ersten Presseneinheit 31 auf und bei einem vorbestimmten Temperaturbereich ist effektiv und vorteilhaft in der Weise, dass die Viskosität des Kühlmittels verringert werden kann unterhalb eines Wertes, welcher vergleichbar mit dem eines wasserbasierten Kühlmittels abhängig ist von der gewählten Temperatur, auf welche es geheizt ist, und deshalb kann das Kühlmittel leicht während der Komprimierung ausgedrückt werden. Da der Schlamm welcher in der ersten Presseneinheit 31 vorkomprimiert worden ist, und in der ersten Presseneinheit 31 geheizt worden ist, der zweiten Presseneinheit 32 zugeführt wird, benötigt die zweite Presseneinheit 32 nicht das Vorsehen eines ähnlichen Heizmittels und kann eine Komprimierung bei einem hohen Temperaturzustand erreichen. Da auch in der zweiten Presseneinheit 32 die Komprimierung bei einem vorbestimmten Druck bei einer vorbestimmten Komprimierungsgeschwindigkeit, wie später beschrieben, ausgeführt wird, kann die Komprimierung auch effizient ausgeführt werden, was es möglich macht, das feste Brikett B, welches schwer aufzubrechen ist, zu erzeugen.
Aufgrund der oben diskutierten Gründe kann, selbst im Falle eines Schleifschlamms von gehärteten Komponententeilen, die schwierig zu komprimieren sind oder eines ein ölbasiertes Kühlmittel enthaltenden Schleifschlamms, dieser effizient komprimiert werden um das feste Brikett B, welches schwer aufzubrechen ist, zur Verfügung zu stellen. Da das Brikett B wie oben beschrieben fest und hart ist, wird es sich nicht während seines Transports lockern und kann als ein Material für die Stahlproduktion wiederverwendet werden.
Weil die primäre Presseneinheit 31 die eines Vertikaltyps ist, kann der Raum für ihre Installation minimiert werden und die Zufuhr des Schlamms B', welcher vorkomprimiert worden ist, in die zweite Presseneinheit 32 kann leicht durchgeführt werden, indem ihm erlaubt wird, durch den Verschluss 35 am unteren Ende davon hinunter zu fallen. Zum anderen, da die zweite Presseneinheit 32 die eines Transversaltyps ist, wird das aus dem Schleifschlamm ausgedrückte Kühlmittel nicht um den zu komprimierenden Schlamm herum verbleiben und wird leicht lateral nach außen fließen. Aus diesem Grund kann ein Abfließen des ausgedrückten Kühlmittels leicht erreicht werden, was es möglich macht, eine effizientere Komprimierung des Schlamms zu bewerkstelligen.
Die Schlammzufuhreinheit 36 (5), durch welche der konzentrierte Schlamm in die erste Presseneinheit 31 gegeben wird, ist die eines Vertikaltyps, welche es dem Schlamm erlaubt, abwärtig vom Füllschacht 37 zur darunter positionierten Schlammaufnahmeöffnung 38 zu fallen, und eine problemlose Zufuhr des Schlamms in die erste Presseneinheit 31 kann mit einer vereinfachten und kompakten Struktur erreicht werden.
Der Druck und die bei der zweiten Presseneinheit 32 angewandte Komprimierungsgeschwindigkeit werden nun beschrieben. Wenn der Druck, unter dem die Komprimierung vorgenommen wird, einen Zieldruck P_max unter der Kontrolle eines Druckkontrollmittels 48 (siehe 8 und 9) erreicht, wird solch ein Druck für eine vorbestimmte Zeit beibehalten. Diese vorbestimmte Zeit, über welche der Druck beibehalten ist, ist gleich oder größer als 10 Sekunden.
Während der Druck stufenweise für die Komprimierung erhöht wird, wiederholt das Druckkontrollmittel eine Anzahl von Male einen Ablauf, um den vorbestimmten Druck für die Zeit zu halten. In dem in 9 gezeigten Beispiel wird während eines einzelnen Durchgangs einer Druckanwendung zur Komprimierung eine Aufrechterhaltung des Komprimierungsdrucks einschließlich einer Aufrechterhaltung des Zieldrucks P_max fünfmal ausgeführt. Die vorbestimmte Zeit über welche die Druckaufrechterhaltung im Verlaufe der Druckanwendung ausgeführt wird, wird innerhalb dem Bereich von beispielsweise 2 bis 3 Sekunden gewählt. Die Komprimierungsgeschwindigkeit wird langsam verringert.
Spezifische numerische Werte der Komprimierungsgeschwindigkeit und des Drucks während der Druckaufrechterhaltung werden anhand von Beispielen aufgezählt. Die Komprimierungsgeschwindigkeit kann 6,5 cm/sec für die erste Stufe, 6,1 cm/sec für die zweite Stufe, 5,7 cm/sec für die dritte Stufe und 4,8 cm/sec für die vierte Stufe sein. Der verwendete Druck, um die Komprimierungsgeschwindigkeit zu ändern (der zeitweise beibehaltene Druck), kann 40 MPa beim ersten Mal, 120 MPa beim zweiten Mal, 240 MPa beim dritten Mal und 360 MPa beim vierten Mal sein. Der Maximaldruck (der Zieldruck P_max) ist als 400 MPa gewählt worden.
Aufgrund der Viskosität des Kühlmittels tendiert ein Ausschröpfen des Kühlmittels aus dem zu komprimierenden Schlamm dazu, den Komprimierungsablauf zu verzögern. Insbesondere im Falle eines ölbasierten Kühlmittels mit hoher Viskosität tritt ein beträchtlicher Verzug beim Ausschröpfen auf. Aus diesem Grunde wird in dem Verlauf in welchem der Druck stufenweise erhöht wird, durch wiederholtes Aufrechterhalten des Drucks für eine vorbestimmte Zeit und Erhöhen des Drucks das viskose Kühlmittel effektiv und effizient ausgedrückt, während des Komprimierens, ohne dass der konzentrierte Schlamm in einen Schlicker zersetzt wird, welcher Schlamm mit gelockten Schleifabfällen oder zusammenhängenden Schleifschnitzeln konditioniert wurde, um leicht komprimiert zu werden. Das derart erzeugte Brikett kann einen geringen Anteil von Kühlmittel aufweisen.
Der Grund aus dem der Maximalwert des Drucks zum Komprimieren zu einem Wert gleich oder geringer als 400 MPa gewählt wurde, ist das Resultat einer Reihe von Experimenten gemäß dem die Verwendung von Drücken über einem Wert höher als 400 MPa während des Komprimierens keine Verringerung des Anteils von Kühlmittel in dem Brikett erbringen wird und eine Erhöhung der Festigkeit und die Verwendung eines Druckes von MPa wurde für Effektiv befunden, um das Brikett mit einem angemessenen Anteil von Kühlmittel in dem Brikett und einer ausreichenden Festigkeit zur Verfügung zu stellen.
Der Effekt des Heizens des Schleifschlamms, welcher durch das Heizmittel 40 in der primären Presseneinheit 31 ausgeführt wird, wird nun beschrieben. Eine Betrachtung ist zunächst in Zusammenhang mit dem Prozess des Ausdrückens des ölbasierten Kühlmittels aus dem Schleifschlamm gemacht. In diesem Zusammenhang wird ein Vorgang betrachtet, in welchem das aus dem Schleifschlamm ausgedrückte Kühlmittel zum äußeren der Komprimierungskammer fließt. Berücksichtigt man den Fluss in einem Raum innerhalb eines in 12 gezeig ten Ringspalts, so kann der Massenfluss Q durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: Q = [π d(p1 – p2)δ3]/(12 μL) (1)wobei:

d:: Achsdurchmesser
δ:: Spalt
μ:: Viskositätskoeffizient
L:: Länge (Länge einer mit der inneren Zylinderoberfläche verbundenen Achse)
(p1 – p2):: Druckdifferenz

Berücksichtigt man die in 5 gezeigte Brikettiermaschine, so stellt der oben bezeichnete Achsdurchmesser d den Durchmesser jedes der Pressteile 43 und 44 der zweiten Presseneinheit 32 dar und der oben bezeichnete Spalt δ entspricht einem zwischen einer inneren peripheren Oberfläche der zweiten Komprimierungskammer 34, welches eine Zylinderkammer ist, und den Komprimierungsteilen 43 und 44 begrenzten Spalt.
Die obige Gleichung (1) schlägt deutlich vor, dass zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit einer Komprimierung eines ein ölbasiertes Kühlmittel enthaltenden Schlamms einer oder mehrere der Parameter des Spalts δ, der Länge l und der Viskosität μ modifiziert werden sollten.
Während der Spalt δ in der dritten Potenz eingeht müssen der innere Zylinderdurchmesser und der Achsdurchmesser auf eine hohe Toleranz bearbeitet werden. Da jedoch der Spalt eng mit dem Fluss des Schlamms verknüpft ist, ist es notwendig, einen angemessenen Spalt mit der Durchführung von Tests anzusetzen.
Die Länge sollte bevorzugtermaßen so klein wie möglich sein, aber da die Länge ebenfalls als eng mit dem Fluss des Schlamms verbunden ist, sollten Tests durchgeführt werden, um eine angemessene Beziehung zwischen der Länge und dem Spalt einzustellen.
Je geringer die Viskosität ist, desto höher ist der Fluss und deshalb sollte der Komprimierungsprozess bevorzugterweise unter einer Bedingung erfolgen, bei der die Viskosität gering ist. Die obige Gleichung 1 zeigt auch den auftretenden Massenfluss, wenn das ausgedrückte Kühlmittel aus der Komprimierungskammer ausgeschröpft wird, aber die Viskosität μ setzt dem Kühlmittelfluss einen Widerstand entgegen, wenn dieses durch die Leerräume um die Schleifschnitzel innerhalb des Schlamms herum passiert. Entsprechend gilt, je geringer die Viskosität desto besser.
13 zeigt eine die Beziehung zwischen der Temperatur und der Viskosität eines ölbasierten Kühlmittels illustrierende Kurve.
Gemäß der in 13 gezeigten Kurve kann man unmittelbar verstehen, dass eine Erhöhung der Temperatur des Kühlmittels von 20°C, welches normale Temperaturen des Kühlmittels sind, auf 40°C in einer Reduzierung der Viskosität resultiert, hinunter auf etwa 1/4 von der Viskosität zu einer Zeit, zu der das Kühlmittel normale Temperaturen hat. Aus diesem Grund wird ebenso unmittelbar ersichtlich sein, dass eine Erhöhung der Temperatur des ein Kühlmittel enthaltenden Schleifschlamms auf etwa 60°C wirksam ist, um die Zeitspanne merklich zu verkürzen, um den Komprimierungsprozess abzuschließen. Es ist jedoch anzumerken, dass, wenn die Temperatur des Schleifschlamms 40°C übersteigt, die Temperatur der Maschine für den anwesenden Arbeiter zu hoch ist, um einen Service während des Laufs der Maschine durchzuführen zusammen mit dem Risiko eines Feuers oder anderer nachteiliger Einflüsse in der Umgebung. Zum anderen, wenn die Temperatur des Schleifschlamms unterhalb von 20°C liegt, welches nahe von Normaltemperaturen ist, wird eine durch das Heizen erreichte Reduzierung der Viskosität unzureichend sein. Als solches sollte die Temperatur, auf welche der Schlamm geheizt und gehalten wird, vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 20° bis 60°C liegen.
Es ist zu bemerken, dass obwohl in dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel das in der primären Presseneinheit 31 verwendete Heizmittel in Form eines elektrischen Heizers ausgeführt ist, das Heizmittel, welches in der Praxis der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, in Form eines Heißluftgebläses 40A zum Blasen von heißer Luft auf die primäre Presseneinheit 31, wie in 14 gezeigt, gebildet sein kann. Dieses Heißluftgebläse 40A kann eine Vielzahl von benachbart zu einem äußeren Umfang der primären Presseneinheit 31 angeordnete Düsen 61 umfassen, ein Gebläse 62 zum Zuführen eines Luftstroms zu den Düsen 61 und einen luftbeheizenden Heizer 63 zum Heizen des Luftstroms.
Das Heizmittel kann eine in der primären Presseneinheit 31 zur Verfügung gestellte rezirkulierende Passage 40B für den Fluss eines Heizmediums durch dieselbe, wie in 15 gezeigt, umfassen. Die rezirkulierende Passage 40B kann entweder die eines Manteltyps oder eines Rohrtyps sein. Das in der rezirkulierenden Passage 40B verwendete Heizmedium kann entweder ein Öl oder ein heißes Wasser od.dgl. sein. Ein Mittel zum Heizen des Heizmediums in der rezirkulierenden Passage 40B kann Abfallwärme sein, die von einem erzwungenen Kühlbaustein 65 erzeugt ist, d.h., wenn die eingesetzten Pressenantriebsquellen 42, 45 und 46 hydraulischer Art sind, ein zum zwangsweisen Kühlen eines Arbeitsfluids für jede der hydraulischen Pressenantriebsquellen 42, 45 und 46 verwendeter Kühlbaustein. In diesem Fall kann der erzwungene Kühlbaustein 65 abwechselnd gestartet und angehalten werden, so dass die Temperatur des Öls auf einem vorbestimmten Wert kontrolliert werden kann und das Arbeitsöl kann als eine Wärmequelle in der Rezirkulationspassage 40B zirkuliert werden. Das in den Pressenantriebsquellen 42, 45 und 46 verwendete Arbeitsfluid kann direkt als ein Heizmedium verwendet werden, um in der Rezirkulationsphase 40B verwendet zu werden oder es kann verwendet werden, um Wärme mit einem anderen Heizmedium auszutauschen, so dass das wärmeausgetauschte Heizmedium durch die Rezirkulationspassage 40B fließen kann. Eine Druckantriebsquelle, welche die Abfallwärme nutzt, kann eine, zwei oder alle der Pressenantriebsquellen 42 der ersten Presseneinheit 31 und die Pressenantriebsquellen 45 und 46 der zweiten Presseneinheit 32 nutzen.
16 beschreibt die Details der Pressenantriebsquelle 45 für das Pressteil 43 in der zweiten Presseneinheit 32. Von den Pressteilen 43 und 44 ist das Pressteil 43 ein bewegliches Arbeitsteil, welches in der Lage ist, zu einer vorgerückten Position benachbart zu dem stopfenartigen Pressteil 44 vorgeschoben zu werden, um einen Druck auf den vorkomprimierten Schlamm auszuüben, um den letzteren zu komprimieren. Das stopfenartige Pressteil 44 ist ein Stopfenteil, welches bei einer schließenden Position gehalten wird, um die Brikettentladeöffnung während des Komprimierens des vorkomprimierten Schlamms B, ausgeführt durch das Pressteil 43, zu schließen, aber welches zu einer öffnenden Position hin zurückgezogen wird, um die Brikettentladeöffnung 34b zu einer Zeit zu öffnen, zu der das Brikett B auf den Briketttransportpfad 47 entladen werden soll.
Außerdem ist die Pressenantriebsquelle 45 zum selektiven Vorrücken und Zurückziehen des beweglichen Pressteils 43 in einer Gestaltung, in der das bewegliche Pressteil 43 selektiv vorgerückt und zurückgezogen werden kann durch eine Vielzahl von elektrischen Motoren 41 über verbundene Kugelgewindespindeln 52. Die Anzahl der Kugelgewindespindeln 52, welche eingesetzt werden können, kann z.B. innerhalb des Bereichs von zwei bis vier liegen und sie sind parallel zueinander angeordnet, so dass die Pressteile 43 durch die verbundenen elektrischen Motoren 51 vorgerückt oder zurückgezogen werden können.
Jeder der elektrischen Motoren 51 kann ein Servoantriebsmotor sein und ist mit einem entsprechenden Encoder 53 zum Detektieren der Anzahl von Umdrehungen des entsprechenden elektrischen Motors 51 ausgerüstet. Jeder der Kugelgewindespindeln 52 hat einen Spindelschaft 52 und seine gegenüberliegenden Enden werden durch entsprechende Stützteile 54 und 55 unterstützt, welche an einem die zweite Komprimierungskammer 34 der zweiten Presseneinheit 32 definierenden Gehäuse gesichert sind oder eine nicht gezeigte, ein solches Gehäuse unterstützende Rahmenstruktur. Das Pressteil 43 ist mit einem beweglichen Teil 56 gekoppelt, welches mit Motoren 52b der entsprechenden Kugelgewinde spindeln versehen ist. Das bewegliche Teil 56 ist mit einem angebrachten Druckdetektionsmittel 57 zur Verfügung gestellt wie z.B. einem Kraftaufnehmer zum Detektieren eines angelegten Drucks. In dem beschriebenen Fall ist das angelegte Druckdetektionsmittel 57 zwischen das Pressteil 43 und das bewegliche Teil 56 eingefügt.
Es ist zu bemerken, dass die Pressenantriebsquelle 45 für das bewegliche Pressteil 43, anstatt der Kombination eines Elektromotors 51 und der Kugelgewindespindel 52, in der Form eines oder mehrerer hydraulischer Zylinder eingesetzt werden kann. Wenn der hydraulische Zylinder oder die Zylinder für die Pressenantriebsquelle 45 eingesetzt werden sind Kontrollventile wie z.B. Servoventile (nicht gezeigt) in einem hydraulischen Kreis einzusetzen. Die Pressenantriebsquelle 46 für das stopfenartige Pressteil 44 ist in der Form eines hydraulischen Zylinders verwendet.
Das in 5 gezeigte Pressenkontrollmittel 48 wird verwendet, um die Pressenantriebsquelle 45 für das bewegbare Pressteil 43 zu kontrollieren, um es dem letzteren zu erlauben, einen vorbestimmten Druck bei einer vorbestimmten Komprimierungsgeschwindigkeit anzulegen. Wenn die Pressenantriebsquelle 45 einen in 16 gezeigten und wie hier zuvor beschriebenen elektrischen Motor 51 umfasst, wird der Druck mit einer Torsionskontrolle oder einer Kontrolle eines elektrischen Stroms kontrolliert und die Komprimierungsgeschwindigkeit wird durch Kontrollieren einer Rotationsgeschwindigkeit kontrolliert. Es ist anzumerken, dass die Pressenantriebsquelle 46 für das stopfenartige Pressteil 44 von einer Gestaltung sein kann, in welcher eine Druckkontrolle durch das Pressenkontrollmittel 48 ausgeführt wird oder von einer Gestaltung sein kann, in welcher keine Druckkontrolle ausgeführt wird.
Genauer gesagt ist das Pressenkontrollmittel 48 betreibbar, um den Druck zu überwachen, welcher durch das angewendete Druckdetektionsmittel 57 zum Kontrollieren der Pressenantriebsquelle 45 detektiert wird. In solch einem Fall arbeitet das Pressenkontrollmittel 48 in einer oben in Bezug auf die 8 und 9 beschriebenen Art.
Die in der beschriebenen Ausführungsform eingesetzte Pressenantriebsquelle 45 ist von einer Art, die in der Lage ist, das bewegliche Pressteil 43 durch die elektrische Motoren 51 über die Kugelspindelgewinde 52 anzutreiben und deshalb kann eine erwünschte Kontrolllinie leicht erhalten werden, um effizient die Briketts zu erzeugen. Mit anderen Worten kann die Pressenantriebsquelle 45 für die zweite Presseneinheit 32 in der Form eines hydraulischen Zylinders gebraucht werden, aber der hydraulische Zylinder ist im allgemeinen ineffizient aufgrund des aus Wärmedissipation reduzierenden Verlusts und schwierig zu kontrollieren. Dementsprechend wird ein solches Problem dort nicht auftauchen, wo die Kombination des elektrischen Motors 51 und der Kugelgewindeschrauben für die Pressenantriebsquelle 45 eingesetzt ist.
Es ist festzustellen, dass, obwohl in der Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen die erste Presseneinheit 31 eingesetzt worden ist, die Verwendung der ersten Presseneinheit 31 nicht immer notwendig ist und deshalb entbehrt werden kann.
Die Form des gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugten Briketts wird nun beschrieben. Das Brikett ist durch Komprimieren des ein ölbasierten Kühlmittel enthaltenden Schleifschlamms gebildet, welcher in der Schleiflinie zum Behandeln gehärteter Komponententeile in der oben beschriebenen Art generiert wird und in unterschiedlichen Gestalten verfügbar ist, z.B. in einer durch die 10 gezeigten zylindrischen Säule oder einer dickwandigen röhrenförmigen durch B1 in 11 gezeigten Säule und aufweisend eine darin definierte zylindrische Höhlung Ba. Die zylindrische Höhlung Ba des dünnwandigen röhrenförmigen Briketts B1 erstreckt sich gänzlich entlang der Länge des dünnwandigen röhrenförmigen Briketts B1. Das Verhältnis des inneren Durchmessers D2 der zylindrischen Höhlung Ba relativ zum äußeren Durchmesser D1 des Briketts B1 ist z.B. D2/D1 = 0, 40 bis 0, 60. Das Verhältnis der Höhe H des Briketts B2 relativ zum äußeren Durchmesser D1 davon ist z.B. H/D1 = 0,5 bis 1,0.
Bei dem Brikett B1 der oben beschriebenen Struktur bewirkt die Anwesenheit der zylindrischen Höhlung Ba darin im Vergleich zu dem festen zylindrischen Brikett, das zur Verfügungstellen erhöhter innerer und äußerer Umfänge, welche als ein Oberflächenbereich zum Ableiten von Öl dienen, ohne die Notwendigkeit den querschnittlichen Oberflächenbereich davon zu erhöhen, welcher einen Oberflächendruck während des Komprimierens beeinflussen würde, wodurch ein Ausdrücken des Kühlmittels während der Herstellung unter Verwendung des Komprimierungsprozesses ermöglicht wird. Da insbesondere die zylindrische Höhlung Ba in der Form eines Durchgangslochs ist, können die inneren und äußeren Umfänge desselben erhöht werden, selbst wenn der querschnittliche Oberflächenbereich desselben der gleiche bleibt (und die entsprechenden Oberflächendrücke folglich während der Komprimierung die gleichen bleiben). Selbst im Falle eines ein ölbasierendes Kühlmittel enthaltenden Schleifschlamms kann dieser aus diesem Grund leicht durch Zusammenpressen komprimiert werden und selbst ohne eine verwendete Abflusspassage kann das Kühlmittel effizient abfließen. Selbst im Falle eines Schleifschlamms von harten und feinen von einem gehärteten Komponententeil resultierenden Schleifschnipseln kann das Kühlmittel ebenfalls leicht ausgedrückt werden und deshalb kann die Komprimierung leicht erreicht werden. Aufgrund dieser Merkmale kann das Brikett robust und schwer aufbrechbar erhalten werden.
Wenn das Brikett B1 gemacht wird, um einen dickwandigen gehöhlten wie in 11 gezeigten Zylinder zu präsentieren, werden deren innere und äußere Umfänge die folgenden Einflüsse haben, welche in Abhängigkeit der äußeren und inneren Durchmesser D1 und D2 davon variieren relativ zu denen eines festen zylindrischen Briketts der 10 mit dem selben Volumen (Kapazität) wie dem des Briketts B1. Numerische in unten stehender Tabelle 1 tabellierte Werte sind berechnet für den Fall, dass der äußere Durchmesser D1 des dickwandigen gehöhlten zylindrischen Briketts B1 variiert wird, während das feste zylindrische Brikett B1 einen Durchmesser D3 von 80 mm hat. Beide dieser Briketts B und B1 haben eine Höhe von 50 mm.
Die Beziehung der querschnittlichen Oberflächenbereiche wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt: (π × D3 × D3)/4 = (π × D1 × D1 – π × D2 × D2)/4
Das Verhältnis zwischen den inneren und äußeren Umfängen wird ausgedrückt durch die folgende Formel: [π × (D1 + D2)]/(π × D3)
Tabelle 1
Wie leicht von obiger Tabelle 1 verstanden werden kann steigen die inneren und äußeren Umfänge entsprechend wenn das Verhältnis des inneren Durchmessers D2 der zylindrischen Höhlung Ba relativ zum äußeren Durchmesser D1 des Briketts B1 ansteigt, aber um das gleiche Volumen zu erhalten, steigt der äußere Durchmesser D1 entsprechend und ein Anstieg des äußeren Durchmessers D1 des Briketts D1 tendiert dazu ein Problem im Zusammenhang mit der anwachsenden Größe der Brikettiermaschine zu verknüpfen. Auch der innere Durchmesser D2 steigt entsprechend an und die Wanddicke zwischen den inneren und äußeren peripheren Oberflächen des Briketts B1 sinken entsprechend wenn der äußere Durchmesser D1 des Briketts B1 ansteigt. Wenn das Verhältnis D2/D1 0,6 übersteigt würde ein Problem auftauchen derart, dass wenn die Wandstärke abnimmt das Brikett B1 anfällig für einen Bruch ist. Wenn dieses Verhältnis zu schmal ist, ist ein angesprochener Effekt durch Erhöhen des Oberflächenbereichs unzureichend aber wenn das Verhältnis geringer als 0,4 ist, wird die Anwesenheit der zylindrischen Höhlung Ba in dem Brikett B1 nicht länger wirksam sein, um das Kühlmittel auszudrücken. Entsprechend ist das oben bezeichnete Verhältnis, d.h. D2/D1, vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0,4 bis 0,5 und entsprechend werden beispielsweise die äußeren und inneren Durchmesser D1 und D2 vorzugsweise jeweils zwischen 100 mm und 60 mm gewählt.
17 beschreibt eine Teilansicht der Brikettiermaschine 5 in einem vergrößerten Maßstab, insbesondere eine Darstellung der zweiten Presseneinheit 32 davon. Die Briekttiermaschine 5 umfasst die zylindrische Komprimierungskammer 34 innerhalb welcher die Pressteile 43 und 44 für eine Bewegung nahe beieinander und voneinander weg aufgenommen sind. Die periphere Wand 50 der Brikettiermaschine 5, welche die Komprimierungskammer 34 definiert, ist mit der Aufnahmeöffnung 34a zum Aufnehmen des Schleifschlamms gebildet. Der in die Komprimierungskammer 34 durch die Aufnahmeöffnung 34a gegebene Schleifschlamm wird komprimiert durch und zwischen den Pressteilen 43 und 44 wie diese bei einer axialen von der Aufnahmeöffnung 34a verrückten Anordnung gezeigt sind, um dadurch das Brikett B1 zur Verfügung zu stellen. Die Pressteile 43 und 44 werden durch die entsprechenden Pressenantriebsquellen 45 und 46 angetrieben. Jede der Pressenantriebsquellen 45 und 46 kann ein hydraulischer Zylinder, umfassend einen beweglich innerhalb einer Zylinderkammer 45a oder 46a aufgenommenen Kolben 45b oder 46b sein.
Eines der Pressteile ist das Pressteil 44 mit einem zurückziehbaren Dorn 79, welcher von einem Zentrum von einer Endfläche davon zurückziehbar ist, welche als eine druckausübende Endfläche dient, welcher Dorn 79 durch eine Dornantriebsquelle 80 zur Bewegung zwischen vorgerückten und zurückgezogenen Positionen in einer axialen Richtung davon angetrieben wird. Die Dornantriebsquelle 80 ist in Form eines eine Zylinderkammer 80a umfassenden hydraulischen Zylinders angebracht, welche in dem Pressteil 44 und einem Kolben 80b beweglich innerhalb der Zylinderkammer 80a aufgenommen ist. Gegenüberliegende Endteile der Zylinderkammer 80a auf entsprechenden Seiten des Kolbens 80b innerhalb der Zylinderkammer 80a sind fluide, mit einer Hydraulikfluidversorgung und einem Entsorgungsmittel (nicht gezeigt) durch entsprechende Fluidpassagen 81 und 82 verbunden. Das das Pressteil 44 axial konfrontierende Pressteil 43, welches mit dem zurückziehbaren Dorn 79 versehen ist, ist mit einem Ausgangsloch 83 gebildet, welches in einer Endfläche davon definiert ist und welches als eine Druck anwendende Endfront des Pressteils 43 dient, um den Dorn 79 aufzunehmen, wenn der letztere in die vorgerückte Position gefahren wird. Dieses Auslaufloch kommuniziert wiederum mit dem Äußeren über eine Kühlmittel-Auslassöffnung 84.
Der Schleifschlamm, welcher innerhalb der Komprimierungskammer 34 komprimiert wird, wird komprimiert, um ein dickwandiges gehöhltes zylindrisches Brikett B1 zur Verfügung zu stellen, wenn der Schleifschlamm komprimiert wird durch und zwischen den Pressteilen 43 und 44 mit dem Dorn 79, welcher sich durch ein Zentrum wie in der Figur erstreckt, um die zylindrische Höhlung in dem eventuell zu formenden Brikett B1 zu definieren. Das aus dem Schleifschlamm während der Komprimierung ausgerückte Kühlmittel ist, wie durch Pfeile R gezeigt, durch einen Spalt zwischen der inneren peripheren Oberfläche der Komprimierungskammer 34 und der entsprechenden äußeren peripheren Oberflächen der Pressteile 43 und 44 entladen und ebenfalls durch einen Spalt zwischen dem Dorn 79 und einer inneren peripheren Oberfläche des Auslassloches 83.
Das so geformte Brikett kann aus der Komprimierungskammer 34 abgeführt werden, wenn das Pressteil 44 zu der zurückgezogenen Position bewegt wird, während das Pressteil 43 vorgerückt wird.
Es ist festzustellen, dass in der vorgehenden Beschreibung die in 17 gezeigte Maschine als die in der in 6 gezeigten Brikettiermaschine 5 verwendete zweite Presseneinheit 32 beschrieben ist. Allerdings kann die in 17 gezeigte Maschine eine unabhängige Brikettiermaschine in ihrer Gesamtheit darstellen, unabhängig davon, ob oder ob es nicht die zweite Presseneinheit 32 ist. In solch einem Fall kann der Schleifschlamm ohne Vorkomprimierung komprimiert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen davon in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, welche nur zum Zwecke der Illustration genutzt wurden, wird ein Fachmann unmittelbar eine Vielzahl von Änderungen und Modifikationen innerhalb des Rahmens des Naheliegens erfassen während des Lesens der hier dargestellten Beschreibung der vorliegenden Erfindung. Entsprechend sind solche Änderungen und Modifikationen, außer wenn sie von dem Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist, abweichen, als darin mit eingeschlossen anzusehen.

Claims

Vorrichtung zum Herstellen eines komprimierten festen Materials durch Komprimieren eines ein Kühlmittel enthaltenden Schleifschlamms, welcher Schlamm in einer Schleiflinie zum Schleifen gehärteter Komponententeile erzeugt wird, durch Filtern des Schleifschlamms, um einen k onzentrierten Schlamm zur Verfügung zu stellen, welcher anschließend durch Zusammenpressen komprimiert wird, um ein komprimiertes festes Material zur Verfügung zu stellen, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch eine erste Presseneinheit (31) zum Aufnehmen einer vorbestimmten Menge des konzentrierten Schlamms und zum Vorkomprimieren des konzentrierten Schlamms, der aufgenommen worden ist; und eine zweite Presseneinheit (32) zum Komprimieren des vorkomprimierten Schlamms bei einem vordefinierten Druck, um damit das komprimierte feste Material zur Verfügung zu stellen.
Vorrichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die erste Presseneinheit eine vertikale Presse ist mit einer primären Komprimierungskammer (33), in welcher der konzentrierte Schlamm in einer abwärtigen Richtung vorkomprimiert wird und die einen an einem unteren Ende derselben definierten Verschluss (35) zum Entladen des vorkomprimierten Schlamms umfasst und wobei die zweite Presseneinheit eine querlaufende Presse ist, die eine zweite Komprimierungskammer umfasst mit einem unmittelbar unterhalb des Verschlusses angeordneten Teil zum Aufnehmen des vorkomprimierten Schlamms durch den Verschluss.
Vorrichtung wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, weiter aufweisend eine oberhalb der ersten Presseneinheit angeordnete Schlammzufuhreinheit (36) zum Eingeben des konzentrierten Schlamms in die erste Komprimierungskammer, wobei die Schlammzufuhreinheit eine Schlammzufuhreinheit des Vertikaltyps ist, umfassend einen Füllschacht (37) durch welchen es dem konzentrierten Schlamm ermöglicht ist, aufgrund der Schwerkraft durch eine Schlammaufnahmeöffnung (38) der unter dem Füllschacht angeordneten ersten Presseneinheit in die erste Komprimierungskammer zu fallen.
Vorrichtung wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, weiter aufweisend ein Heizmittel (40) zum Heizen und Halten der ersten Presseneinheit auf und bei einem vorbestimmten Temperaturbereich.
Vorrichtung wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 beansprucht, weiter aufweisend ein Pressenkontrollmittel (48) zum Kontrollieren einer zum Zusammenpressen in der zweiten Presseneinheit aufgewendeten Pressarbeit auf einen vorbestimmten Druck und eine vorbestimmte Komprimierungsgeschwindigkeit.
Vorrichtung wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, wobei die zweite Presseneinheit eine darin definierte Entladeöffnung (34b) zum Entladen des komprimierten festen Materials hat und weiter einen sich der Entladeöffnung anschließenden Transportweg (47) aufweist, wobei der Transportweg in zwei Wege geteilt ist, und ein Sortiermittel (70) zum selektiven Vermitteln des von der Entladeöffnung entladenen komprimierten festen Materials auf einen der zwei Wege.
Vorrichtung wie in Anspruch 6 beansprucht, weiter aufweisend einen in der zweiten Presseneinheit zur Verfügung gestellten Drucksensor und ein Sortierkontrollmittel zum Kontrollieren des Vermittlungsbetriebs des Sortiermittels durch Vergleichen eines durch den Drucksensor erfassten Drucks mit einem Schwellenwert.
Vorrichtung wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht, wobei das in dem Schleifschlamm enthaltene Kühlmittel ein ölbasiertes Kühlmittel ist.
Vorrichtung wie in einem der Ansprüche 1 bis 8 beansprucht, wobei die gehärteten Komponententeile die eines Wälzlagers sind.
Vorrichtung wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 beansprucht, weiter aufweisend ein Heizmittel (40) zum Heizen und Halten des konzentrierten Schlamms innerhalb der ersten Presseneinheit auf und bei einem vorbestimmten Temperaturbereich.
Vorrichtung wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei das Heizmittel eine in der ersten Presseneinheit eingerichtete Heizung aufweist.
Vorrichtung wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei das Heizmittel ein Heißluftgebläse zum Blasen heißer Luft zur ersten Presseneinheit aufweist.
Vorrichtung wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei der vorbestimmte Temperaturbereich, auf und bei dem der konzentrierte Schlamm innerhalb der ersten Presseneinheit geheizt und gehalten ist, von 20 bis 60°C reicht.
Vorrichtung wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei das Kühlmittel ölbasiert und das eines Paraffintyps ist.
Vorrichtung wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei die erste Presseneinheit eine vertikale Presse mit einer ersten Komprimierungskammer ist, in welcher der Schlamm abwärtig komprimiert wird.
Vorrichtung wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei die gehärteten Komponententeile eisenhaltige Komponententeile eines Wälzlagers sind.