Токарная стружка и ее переработка

На заводе металлоконструкций, в частных предприятиях и даже в небольших мастерских по обработке металлических деталей и изделий образуется большое количество отходов в виде токарной стружки. В отличие от других отходов производственного процесса металлическая стружка легко перерабатывается, что позволяет сократить расходы на приобретение сырья для изготовления металлоконструкций, закладных деталей, проката.

Образование и сбор стружки

Стружка при токарных работах в зависимости от сложности деталей или конструкций может образовываться в больших количествах – вплоть до 5-10% от массы обрабатываемых заготовок. Понятно, что рациональная переработка таких отходов на предприятиях полного цикла позволит, во-первых, избавиться от проблем с утилизацией стружки, а во-вторых, сократить затраты на закупку сырья для изготовления металлоконструкций. Но со сбором, сортировкой, переработкой токарной стружки возникают объективные сложности:

• Не полностью изучено поведение стружки при прессовании в несколько стадий, нагреве в ротационных печах.
• Различные химические реакции вследствие нагрева при металлообработке, в т.ч. окисление, обезуглероживание.
• Содержание в стружке масел и других неметаллических примесей.
• Расходы на хранение и транспортировку – по объемной массе токарная стружка может превосходить плотность лома в 3 раза и более, поэтому требуется достаточно габаритная тара.

Даже перечисленные выше проблемы, хотя это далеко не полный перечень, требуют от предприятия грамотного решения. В противном случае качество переработанного в лом металла будет значительно уступать закупаемому сырью, иметь худшие технические, эксплуатационные характеристики.

Этапы переработки токарной стружки

Переработка металлической стружки осуществляется в несколько этапов:

• Сбор – предварительно стружка сортируется по размеру, сплаву или металлу.
• Измельчение – для последующей переработки стружку требуется измельчить до заданного размера.
• Очистка, осушка от масел, керосинов, СОЖ и пр.
• Прессование (брикетирование) для компактного хранения и транспортировки, а также для снижения процента угара.
• Переплавка для последующего повторного использования металла.

Первичным этапом самой переработки является измельчение отходов до состояния, пригодного для последующих операций. При этом предприятия могут оснащаться различными типами дробилок:

• Молотковые.
• Одновалковые роторные.
• Многовалковые и др.

Получение брикетов из очищенной и осушенной стружки является одним из важных этапов переработки. Во-первых, при прессовании или брикетировании удается существенно снизить объем отходов, что позволяет сделать хранение на собственных складах более рациональным, экономичным. Во-вторых, угар стружки при повторном плавлении уменьшается в разы, а потому увеличивается общая масса получаемого металла после переработки.

Смазочно-охлаждающие жидкости недопустимы при переплавке, поэтому одним из этапов является разделение СОЖ и токарной стружки в сепараторах (центрифугах).

Оборудование для переработки стружки

Предприятия могут оснащаться различным оборудованием для эффективной переработки токарной стружки. Цех обязательно оснащается дробилкой, сепаратором, прессом. Дополнительно возможна комплектация накопителей для сбора и хранения отходов металлообработки, транспортеров для перемещения стружки из одного цеха в другой, где производится непосредственная переработка, сепаратор концевых отходов для предварительной очистки от посторонних твердых элементов (вибросито), магнитный сепаратор, если сбор стружки цветных и черных металлов осуществляется без предварительной сортировки.

Два подхода к переработке токарной стружки

Перечисленные выше этапы и оборудование используются на многих предприятиях и заводах – это классический подход к переработке стружки цветных и черных металлов, называемый «холодное» брикетирование. Т.е. конечный этап подразумевает прессование без температурного нагрева. В таком случае важно предварительно подготовить стружку, отделить от СОЖ, твердого мусора, осушить до минимального уровня влажности. В итоге именно подготовка к брикетированию является наиболее ответственным, длительным и дорогим процессом переработки стружки.

Есть также метод «горячего» брикетирования, при котором металлообработка отходов осуществляется при нагреве без предварительного очищения. К преимуществам такого метода относятся:

• Существенная экономическая выгода – отсутствуют расходы на транспортировку и последующую переработку стружки на отдельных предприятиях, поскольку обработка осуществляется на заводах, где эти отходы образуются.
• Экономия места в цехах переработки – не требуется предварительная подготовка, поэтому не нужна покупка и установка дробильных установок, центрифуг.
• СОЖ не вредит, а, наоборот, помогает в процессе «горячего» брикетирования – чем больше масел, тем меньший расход топлива печи.

«Горячее» брикетирование может осуществляться в одну или в две стадии. В первом случае сначала выполняется прессование подготовленной очищенной/неочищенной стружки и нагрев полученных блоков до 750 C максимум. Стоимость таких брикетов выше, чем при «холодном» брикетировании, хотя качество самих брикетов намного лучше.

Более рациональным в плане получения качественных брикетов плотностью свыше 6000 кг/куб. м со снижением себестоимости переработки и повышением КПД в целом является нагрев до 850 C в ротационных наклонных печах. Данный процесс выполняется в одну стадию без сепарации, центрифуги, предварительного прессования, что ускоряет процедуру и позволяет сократить энергозатраты.

Впрочем, на каждом предприятии выбирается свой способ переработки токарных стружек в зависимости от производственных мощностей и возможностей по установке того или иного оборудования, рентабельности рециклинга в целом.