Современные технологии переработки и брикетирования металлической стружки
творческая работа учащихся

Современные технологии переработки и брикетирования металлической стружки

В современной России процесс утилизации металлов и их последующая переработка, являются одним из самых полезных для экономики страны процессом. Главный вопрос состоит лишь в том, как сделать это самым эффективным способом и получить гарантированную прибыль при хорошо прогнозируемом результате.  

    Резкий рост мирового потребления металла при ограниченном его производстве привел к дефициту и как следствие к резкому удорожанию сырья как на внешнем рынке, так и внутри страны. Легкодоступные запасы дешевого металлического лома практически все исчерпаны, и лом появляется только по мере планомерного вывода металлоемких изделий из использования. В этой связи приобретает экономическую привлекательность такой вид отходов, как металлическая стружка. Конечно, вопрос переработки стружки стоял во все времена, но обычно главной целью этого было избавление от ненужных отходов, а не употребление с пользой. Причинами подобного положения были такие объективные факторы, как сравнительно низкая цена первичного металла, высокие затраты на доставку к местам переплавки, низкое качество и большая засоренность стружки, а также большой угар во время плавки

    Как же сделать переработку металлической стружки наиболее результативным? Ответ достаточно прост: необходимо решить вышеперечисленные задачи. Первый пункт решен рынком — цена на металл достаточно высока и привлекательна. Все остальные пункты решаются за счет технологии глубокой первичной переработки стружки. Эта технология состоит из нескольких различных этапов, а их количество зависит от начального состояния стружки и требований к ее конечному качеству. 
    Обычно первой операцией является измельчение длинной сливной витой стружки до сыпучего состояния. Стружка становится пригодной для дальнейшей обработки, при этом занимаемый стружкой объем уменьшается в несколько раз, значит, в разы уменьшаются затраты на погрузочно-разгрузочные работы и транспортировку.

Для измельчения применяются различные виды стружкодробилок: ножевые, роторные, молотковые и т.п. Все они имеют как свои положительные, так и отрицательные стороны. Так, молотковые дробилки при высокой производительности очень чувствительны к засоренности исходной стружки различными твердыми предметами и концевыми отходами металлообработки (при попадании твердых предметов они выходят из строя). У одновалковых стружкодробилок высока вероятность аварийных остановок из-за забивания стружкой зазора между сеткой и ротором и его последующего заклинивания. Многовалковые дробилки при работе имеют быстрый износ режущих кромок, следовательно, требуют частой перезаточки ножей. Смена ножей и их заточка очень трудоемкая задача, иногда занимающая несколько дней. Стоимость же дополнительного комплекта ножей для дробилки в среднем составляет от 40 до 70% стоимости всей установки.

    В связи с этим интересен опыт применения измельчителей. Компанией АТМ ( Австрия) разработан измельчитель металлической стружки Главным принципом работы дробилок является измельчение стружки за счет трения витков друг о друга, без резания или ударов. Такое дробление стружки позволяет расходовать минимум энергии и иметь очень небольшой износ рабочих частей. Установки серии KB работают с большинством типов материалов независимо от формы металлической стружки. Дробилка разрывает плотные комки длинной сливной витой металлической стружки и дробит ее на мелкие части. Она легко работает с большими скрученными мотками стружки. Измельчители имеют высокую аварийную устойчивость, так при попадании в зону измельчения твердых предметов не происходит поломки оборудования. Камера дробления сама в автоматическом режиме освобождается от крупных предметов, и только при попадании очень больших кусков необходимо останавливать дробилку. Все это минимизирует эксплуатационные расходы.

    Одной из наиболее важных операций переработки стружки (для повышения продажной стоимости) является ее брикетирование. Экономический эффект от брикетирования стружки складывается из нескольких составляющих.

    Важнейшей причиной его высокой эффективности является многократное снижение угара во время плавления. При прессовании на порядок уменьшается контактная поверхность стружки, а повышенная плотность брикетов позволяет им быстро погружаться в расплавленный металл, что уменьшает угар во время плавления в несколько раз. Таким образом, металл, который безвозвратно улетал в трубу в виде вредных выбросов, возвращается для вторичного использования, принося значительную прибыль.

    Второй немаловажный фактор, делающий выгодным процесс брикетирования – это колоссальное снижение объёма, занимаемого стружкой. Объём спрессованной стружки может составлять всего пять - десять процентов от первоначального. А значит, в несколько раз снижаются затраты на обработку и транспортировку. Если для перевозки и хранения непрессованной, часто витой стружки требуется большое количество контейнеров или вагонов, то для брикетов нужен только один. В отечественной металлургической промышленности есть опыт использования брикетировочных прессов, но сейчас в большинстве своем это уже устаревшие, выработавшие свой ресурс громоздкие установки весом 15-20 тонн. На смену им пришли современные компактные прессы, не занимающие много места на производстве, простые в работе и обслуживании.

Например, прессы поставляемые компанией КЕМЕТ имею вес от 1100 до 3800 кг и габариты по площади всего несколько квадратных метров. Нет необходимости в дорогом монтаже, так как брикетировочные прессы поставляются готовыми для электрического подключения и могут быть установлены без какого-нибудь специального фундамента. При этом диапазон брикетируемых материалов очень широк: магниевая и алюминиевая стружка, дробленые алюминиевые банки, стружка из медных и титановых сплавов, чугунная и стальная стружка. Качество брикетов соответствует практически всем требованиям металлургов.
    Для повышения качества стружки в случаях, когда она загрязнена остатками смазочно-охлаждающей жидкости, можно применять сепараторы СОЖ. Уникальное решение в области переработки и очистки стружки представляет собой центрифуга. Смазочно-охлаждающая жидкость и стружка разделяются в барабане, где СОЖ отводится через клиновой решетчатый экран. Эта центрифуга создает самое большое центробежное ускорение среди существующих на рынке центрифуг, а следовательно, самую высокую степень сепарации СОЖ из стружки. При начальной влажности 10-15% остаточная составляет всего около процента, то есть снижаются выбросы от сгорания охлаждающих масел и эмульсий, оставшихся на стружке. Очистка барабана занимает 5-6 минут, что на порядок меньше по сравнению с другими центрифугами, у которых на это требуется 3-4 часа. Автоматическое опорожнение центрифуги после каждого рабочего цикла позволяет легко чистить ее для последующей обработки стружки из другого материала. Стружка и смазочно-охлаждающая жидкость не остаются в центрифуге. Центрифуги снабжены вариаторами скорости, что позволяет устанавливать оптимальное осушение стружки из различных типов материалов. Электронный мягкий пуск дает минимальную нагрузку на электросеть, а остановка происходит за минимально короткое время.  
    Различное оборудование для переработки металлической стружки может использоваться как индивидуально, выполняя определенную функцию в технологическом процессе утилизации стружки, так и в составе комплексных систем переработки.

 Наиболее выгоден комплексный подход к решению задачи обеспечения производства оборудованием для переработки и утилизации стружки, что дает пользователям уникальную возможность получить оптимальную стружечную систему. Основными блоками системы являются: дробилка, служащая для измельчения длинной витой стружки, центрифуга для отделения остатков СОЖ и брикетировочный пресс, предназначенный для получения стружечных брикетов. К дополнительным блокам относятся: накопители и транспортеры, вибросито — сепаратор концевых отходов, магнитный сепаратор (для отделения стальной стружки от цветной), специальный скиповый подъемник. 

    В зависимости от задач пользователя комбинация оборудования подбирается индивидуально исходя из необходимой производительности, марки материала, вида и формы стружки, а также требуемой степени механизации. Примером такого подхода может быть линия, запущенная на Каменск-Уральском заводе по обработке цветных металлов. В состав линии входят: центрифуга для осушения стружки, брикетировочный пресс МР800, скиповый погрузчик и транспортеры. Вся линия управляется с единого поста управления и контролируется системой ЧПУ. Другой пример — ОАО «МТЗ "ТРАНСМАШ"» (г. Москва), где установлены две комплексные линии по измельчению и осушению стружки. Одна линия предназначена для переработки стружки черных металлов, а другая — стружки цветных металлов и сплавов. Линии располагаются на небольшой производственной площадке в непосредственной близости от металлообрабатывающих станков. С помощью скиповых погрузчиков стружка подается в дробилки и измельчается, затем центрифуги осушают стружку от остатков СОЖ. 

Вывод

Стружка является экологически опасным и одновременно ценным отходом процессов механической обработки изделий и должна быть использована в рециклинге предприятий. Наиболее эффективным методом переработки и утилизации стружки является стружечная система.