Von der Materialform und den Transportkosten bis hin zur Schmelzrückgewinnung und den Investitionen in die Ausrüstung ist nicht unbedingt die Maschine mit der höchsten Kraft die richtige Lösung. Es ist das System, das den tatsächlichen Betriebsbedingungen des Kunden entspricht.
Stahlschrott, Gusseisenspäne und Aluminiumspäne werden oft in die gleiche allgemeine Kategorie von Metallschrott eingeordnet. In der Praxis unterscheiden sich diese Materialien jedoch deutlich in Dichte, Form, Ölgehalt, Oxidationsverhalten und nachgelagerter Anwendung.
Wenn Unternehmen ihre Ausrüstung nur nach der Anzahl der pro Tag erzeugten Tonnen auswählen, kann es zu einer geringen Auslastung der Ausrüstung, einer instabilen Produktion, ungeeigneten Endprodukten und unerwartet hohen Betriebskosten kommen. In manchen Fällen kann ein falscher Prozess sogar zu einer Erhöhung der Metalloxidation und des Schmelzverlusts führen.
Für Schrottplätze, Gießereien, Bearbeitungsbetriebe und Sekundärmetallverarbeiter sollte die erste Frage nicht einfach lauten: „Wie viel Presskraft brauchen wir?“
Eine praktischere Bewertung sollte mit mehreren operativen Fragen beginnen:
Handelt es sich bei dem Material um sperrigen Stahlschrott oder um lose Bearbeitungsspäne?
Ist das primäre Ziel die Reduzierung der Transportkosten oder die Verbesserung der Schmelzrückgewinnung?
Enthält das Material Schneidflüssigkeit, Schmieröl oder andere Verunreinigungen?
Wird das fertige Material an ein Stahlwerk verkauft, in einen hauseigenen Ofen zurückgeführt oder an eine Gießerei geliefert?
Die Antworten bestimmen, ob für das Projekt eine hydraulische Metallballenpresse, eine Schrottschere, eine Brikettierpresse für Metallspäne oder eine komplette Linie, die Förderung, Zerkleinerung, Ölentfernung und Brikettierung kombiniert, erforderlich ist.
Beim Recycling von Stahlschrott liegt der Schwerpunkt auf Volumenreduzierung und Größenkontrolle
Stahlschrott kann Stahlplatten, Stanzreste, Bewehrungsstäbe, Baustahl, Leichtschrott, zerlegte Maschinen und Automobilschrott umfassen.
Im Gegensatz zu Bearbeitungsspänen besteht Stahlschrott im Allgemeinen aus größeren und unregelmäßigen Stücken. Insbesondere bei leichten Blech- und Hohlbauteilen kann die Rohdichte gering sein. Infolgedessen sind viele Schrottverarbeiter mit hohen Lager- und Transportkosten konfrontiert, selbst wenn ihre tatsächliche Materialmenge moderat ist.
Loser Leichtschrott hinterlässt erheblichen Leerraum im Inneren von LKWs und Containern. Ein Fahrzeug kann zwar voll erscheinen, aber deutlich weniger Gewicht transportieren als erwartet.
Um dieses Problem zu lösen, werden üblicherweise zwei Verarbeitungsmethoden verwendet.
Das erste ist das hydraulische Ballenpressen. Eine Metallballenpresse komprimiert losen Schrott zu dichten, regelmäßig geformten Ballen, die sich leichter stapeln, wiegen, verladen und in nachgelagerte Verarbeitungssysteme einspeisen lassen. Diese Lösung wird üblicherweise bei Stanzschrott, leichtem Stahlschrott, ausrangierten Metallprodukten und gemischtem wiederverwertbarem Stahl angewendet.
Die zweite Methode ist das Scheren. Alligatorscheren, Containerscheren und Portalscheren werden verwendet, um langen, dicken oder übergroßen Schrott auf handliche Längen zu reduzieren. Das resultierende Material kann den Abmessungen der Ofenöffnung, den Transportanforderungen oder nachfolgenden Ballenpressprozessen besser entsprechen.
Für Werften, die gleichzeitig lange Stahlprofile, schweren Bauschrott und leichtes Blechmaterial annehmen, reicht eine Ballenpresse allein möglicherweise nicht aus. Ein effektiverer Prozess kann darin bestehen, zunächst übergroßes Material zu scheren und den losen, leichten Schrott separat zu Ballen zu pressen.
Beim Recycling von Gusseisenspänen geht es darum, den materiellen Wert zurückzugewinnen
Gusseisenspäne entstehen üblicherweise durch Drehen, Fräsen, Bohren und andere Bearbeitungsprozesse. Sie sind klein, lose und schwer ohne Materialverlust zu lagern oder zu transportieren.
Wenn feine Gusseisenspäne direkt in einen Ofen gefüllt werden, setzt ihre große Oberfläche mehr Metall dem Sauerstoff aus. Dies kann die Oxidation verstärken. Feine Partikel können auch auf der Oberfläche des Schmelzbades verbleiben, anstatt effizient in das Schmelzbad einzudringen, wodurch die Menge des erfolgreich zurückgewonnenen Metalls verringert wird.
Das Ziel des Gussspäne-Recyclings beschränkt sich daher nicht nur auf die Mengenreduzierung. Das Material muss in eine dichte und stabile Form überführt werden, die sich leichter transportieren, laden und schmelzen lässt.
Zu diesem Zweck wird üblicherweise eine hydraulische Brikettierpresse für Metallspäne verwendet. Die Maschine verdichtet lose Späne zu zylindrischen oder speziell geformten Briketts. Beim Verdichten wird dem Material Luft entzogen und die Schüttdichte erhöht. Die Briketts zerstreuen sich bei der Handhabung weniger und können besser in den Ofen gelangen.
Das Endergebnis hängt jedoch stark vom Zustand des eingehenden Materials ab. Vor der Auswahl einer Brikettierpresse sollte der Kunde Folgendes bewerten:
Ob die Chipgröße einigermaßen konsistent ist;
Ob dem Material lange faserige Späne, massive Stahlstücke oder abgebrochene Werkzeuge beigemischt sind;
Wie viel Schneidflüssigkeit oder Öl verbleibt in den Spänen?
Ob eine automatische und kontinuierliche Zuführung erforderlich ist;
Ob die Briketts in einen Kupolofen, Induktionsofen oder eine andere Schmelzanlage zurückgeführt werden.
Wenn die Späne einen hohen Anteil an Schneidflüssigkeit enthalten, lässt sich das Problem nicht allein durch die Anwendung einer höheren Druckkraft lösen. Möglicherweise ist eine Zentrifugalentölung, eine Filtration oder eine andere Vorbehandlungsstufe erforderlich.
Zu viel Flüssigkeit kann die Brikettbildung beeinträchtigen und beim Schmelzen zu Rauch, Verunreinigungen und Sicherheitsbedenken führen.
Das Recycling von Aluminiumspänen erfordert eine stärkere Beachtung der Oxidation und des Flüssigkeitsgehalts
Auch Aluminiumspäne können verdichtet werden, sie sollten jedoch nicht automatisch wie Gussspäne behandelt werden.
Aluminium ist leicht und bei der Bearbeitung entstehen oft sehr voluminöse Locken, Flocken und lose Späne. Trotz ihres relativ geringen Gewichts nehmen diese Materialien viel Lagerraum ein.
Auch Aluminiumspäne bilden leicht eine Oxidschicht. Feine Aluminiumpartikel können im losen Zustand erhebliche Schmelzverluste erleiden. Darüber hinaus können Späne aus Bearbeitungsvorgängen Schneidöl oder -emulsion enthalten. Wenn der Flüssigkeitsgehalt nicht kontrolliert wird, können die Briketts instabil sein und beim Schmelzprozess kann zusätzlicher Rauch entstehen.
Ein Projekt zum Recycling von Aluminiumspänen muss daher gleichzeitig Volumenreduzierung, Flüssigkeitstrennung, Oxidationskontrolle und Ofenbeschickungseffizienz berücksichtigen.
Relativ trockene und gleichmäßige Aluminiumspäne, die in kleinen Mengen anfallen, können mit einer eigenständigen hydraulischen Brikettierpresse verarbeitet werden. Für eine kontinuierliche Produktion, einen hohen Flüssigkeitsgehalt oder unregelmäßige Spanformen muss das System möglicherweise ein Förderband, einen Brecher, einen Zentrifugalabscheider, einen Vorratstrichter, einen Schneckenförderer und eine Brikettierpresse umfassen.
Es ist auch wichtig zu verstehen, dass eine Brikettiermaschine bei der Verarbeitung von Gusseisenspänen und Aluminiumspänen möglicherweise nicht die gleiche Leistung liefert.
Aluminiumspäne haben eine geringere Schüttdichte und können nach der Kompression eine stärkere Rückfederung aufweisen. Die Zuführeffizienz und das Brikettgewicht können je nach Chipform erheblich variieren. Aus Gusseisen-Spänetests gewonnene Kapazitätsdaten sollten daher nicht ohne Materialbewertung direkt auf ein Aluminiumprojekt angewendet werden.
Die Ausrüstungsauswahllogik ist für jedes Material unterschiedlich
| Vergleich |
Stahlschrott |
Gusseisenspäne |
Aluminiumspäne |
| Typische Form |
Platten, Stangen, Strukturteile und leichter Schrott |
Körnige Späne und kleine Bruchstücke |
Locken, Flocken und lose Späne mit geringer Dichte |
| Hauptschmerzpunkt des Kunden |
Hohe Lager- und Transportkosten, unregelmäßige Abmessungen |
Streuung, Oxidation und ineffiziente Ofenbeschickung |
Hohes Volumen, Flüssigkeitsgehalt, Oxidation und Schmelzverlust |
| Hauptziel der Verarbeitung |
Scheren, Verdichten und Erhöhen der Transportdichte |
Erhöhung der Dichte und Verbesserung der Schmelzrückgewinnung |
Flüssigkeit entfernen, Volumen reduzieren und Schmelzverlust begrenzen |
| Gemeinsame Ausrüstung |
Metallballenpresse, Alligatorschere, Containerschere und Portalschere |
Brikettierpresse für Späne und Ausrüstung zur Flüssigkeitstrennung |
Brikettierpresse, Brecher, Zentrifuge und automatisches Zuführsystem aus Aluminium |
| Wichtige Auswahlfaktoren |
Abfallabmessungen, -dicke, -volumen und erforderliche Ballengröße |
Flüssigkeitsgehalt, Spanform und Ofenanforderungen |
Flüssigkeitsgehalt, Schüttdichte, Rückfederung und kontinuierlicher Produktionsbedarf |
Typischer Anwendungsfall: Ähnliche Tagestonnage, völlig unterschiedliche Lösungen
Ein allgemeines Bearbeitungsunternehmen erzeugte Stanzschrott, Gusseisenbearbeitungsspäne und eine kleinere Menge Aluminiumspäne. Das Unternehmen plante zunächst die Anschaffung einer großen hydraulischen Metallballenpresse und deren Einsatz für alle drei Materialien.
Eine Überprüfung der tatsächlichen Abfallströme ergab, dass die Stanzreste und kurzen Stahlplatten für die Ballenpressung geeignet waren. Die Gusseisenspäne waren fein und enthielten eine kleine Menge Schneidflüssigkeit, was bedeutete, dass eine Flüssigkeitskontrolle und Brikettierung erforderlich waren. Die Aluminiumspäne wurden in geringerer Menge produziert, nahmen aber aufgrund ihrer lockeren Struktur viel Platz ein.
Eine Vermischung der Aluminiumspäne mit Gusseisenspänen hätte die Qualität der Briketts verringert und den Wiederverkaufswert beider Materialien verringert.
Anstatt für jedes Material eine Maschine zu verwenden, hat das Unternehmen einen separaten Prozess eingeführt:
Der Stahlschrott wurde mit einer hydraulischen Metallballenpresse mittlerer Kapazität zu regelmäßigen Ballen gepresst, wodurch die LKW-Beladung verbessert und der Lagerraum reduziert wurde.
Die Gusseisenspäne wurden separat gesammelt, abgelassen und mit einer hydraulischen Brikettierpresse verarbeitet, bevor sie in den Gießereiprozess zurückgeführt wurden;
Die Aluminiumspäne wurden in speziellen Behältern gelagert und nach ausreichender Materialansammlung portionsweise brikettiert.
Dieser Ansatz erforderte eine gezieltere Materialhandhabung als eine Einzelmaschinenlösung, verhinderte aber eine Kontamination, bewahrte den Wert jedes Metalls und vermied die Investition in eine übergroße automatisierte Aluminiumspänelinie für einen relativ kleinen Abfallstrom.
Der Fall zeigt, dass eine effektive Geräteauswahl nicht die Wahl der größten oder am stärksten automatisierten Maschine bedeutet. Es bedeutet, jedes Material einem Prozess zuzuordnen, der sein Volumen, seinen Wert und seine nachgelagerte Verwendung widerspiegelt.
Welche Informationen sollten Kunden bereitstellen, bevor sie ein Angebot anfordern?
Ein Angebot, das nur auf der Maschinenkraft oder der Tagestonnage basiert, spiegelt möglicherweise nicht die tatsächlichen Betriebsanforderungen wider.
Um eine zuverlässigere Empfehlung zu erhalten, sollten Kunden Folgendes bereitstellen:
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Klare Fotos und Videos des tatsächlichen Materials;
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Die wichtigsten Materialarten und ob sie getrennt sind;
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Maximale Materialabmessungen, Dicke und allgemeine Form;
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Tatsächliches stündliches, tägliches oder monatliches Produktionsvolumen;
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Ungefährer Schneidflüssigkeits-, Öl- oder Feuchtigkeitsgehalt;
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Erforderliche Ballen- oder Brikettabmessungen;
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Der Endkäufer oder die Art des Schmelzofens;
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Verfügbare Stromversorgung, Installationsraum und Einspeisemethode;
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Ob ein kontinuierlicher automatischer Betrieb erforderlich ist;
-
Lokale Anforderungen an Lärm, Staub, Flüssigkeitssammlung und Maschinensicherheit.
Mit diesen Informationen kann der Ausrüstungslieferant die Presskraft, die Kammerabmessungen, die Matrizengröße, die Zuführkonfiguration und die erforderliche Zusatzausrüstung genauer bestimmen. Außerdem verringert sich das Risiko kostspieliger Änderungen nach der Installation.
Die Presskraft ist nicht das einzige Maß für die Geräteleistung
Die Maschinenkraft ist eine der am einfachsten zu vergleichenden Spezifikationen, sollte jedoch nicht die einzige Grundlage für Kaufentscheidungen sein.
Kammergröße, Zuführgeschwindigkeit, Zykluszeit, hydraulische Stabilität, Lebensdauer der Verschleißteile und Wartungszugang können einen gleichen oder größeren Einfluss auf die tatsächliche Produktion haben.
Beispielsweise kann eine Hochleistungs-Brikettierpresse immer noch eine schlechte Leistung liefern, wenn ihre Einfüllöffnung für sperrige Aluminiumspäne zu klein ist. Im Gegensatz dazu kann ein mäßig angetriebenes System mit kontinuierlicher Zufuhr und ordnungsgemäßer Materialvorbehandlung eine stabilere Produktion erzielen.
Beim Vergleich von Ausstattungsvorschlägen sollten Kunden Folgendes bewerten:
Leistung mit dem tatsächlichen Material des Kunden;
Verfügbarkeit von Testvideos oder Betriebsdaten ähnlicher Anwendungen;
Einfacher Austausch von Klingen, Dichtungen und Matrizen;
Ob der Automatisierungsgrad mit der verfügbaren Arbeitskraft übereinstimmt;
Zugänglichkeit beim Beseitigen von Verstopfungen oder beim Umgang mit abnormalem Material;
Die Möglichkeit des Lieferanten, die Kammer, die Zuführmethode und die Endproduktabmessungen individuell anzupassen.
Übergang vom Kauf einer einzelnen Maschine zu einem vollständigen Recyclingprozess
Da Stahlwerke, Gießereien und Nichteisenmetallverarbeiter mehr Wert auf die Rohstoffrückgewinnung und die Produktionskosten legen, geht die Auswahl der Ausrüstung über den Kauf einer Einzelmaschine hinaus.
Der Schwerpunkt von Stahlschrottprojekten liegt auf dem Scheren, Verdichten und Transportieren. Gusseisenspäneprojekte konzentrieren sich auf Flüssigkeitskontrolle, Brikettstabilität und Ofenrückführung. Bei Aluminiumspänenprojekten muss besonders auf Ölabscheidung, Oxidation und Schmelzverlust geachtet werden.
Obwohl es sich bei allen drei Materialien um recycelbare Metalle handelt, sollten sie nicht über ein identisches System verarbeitet werden.
Für ein Unternehmen, das ein neues Recyclingprojekt plant oder eine bestehende Anlage modernisiert, besteht der effektivste erste Schritt darin, das Material zu klassifizieren, das tatsächliche Produktionsvolumen zu erfassen und zu definieren, wo das fertige Produkt verwendet werden soll.
Erst wenn diese Faktoren verstanden sind, sollte sich das Unternehmen für eine Metallballenpresse, eine Schrottschere, eine Spanbrikettierpresse oder eine automatisierte Recyclinglinie entscheiden. Dieser Ansatz kann die Transport- und Schmelzkosten senken und gleichzeitig den Gesamtwert der Metallabfälle verbessern.
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