Drcení kovových třísek

Dlouhé a zamotané kovové třísky mohou zabírat velký objem a komplikovat manipulaci, dopravu, skladování i další zpracování. Drcením se upraví do kratší a sypnější formy, se kterou lze jednodušeji manipulovat nebo ji připravit na další technologický krok.

CASTULIK navrhuje řešení pro drcení ocelových, nerezových, hliníkových a měděných třísek. Konfiguraci drtiče volíme podle materiálu, geometrie třísek, způsobu dávkování, požadovaného výstupu a navazující technologie.

Dlouhé kovové třísky mají často velmi nízkou objemovou hmotnost a vytvářejí nepravidelné shluky, které se špatně skladují, dopravují a dávkují do dalších zařízení. Drcením se jejich tvar upraví do kratší a sypnější formy, která je vhodnější pro další manipulaci a zpracování.

Jedním z hlavních důvodů je redukce objemu. V konkrétních aplikacích CASTULIK se po drcení kovových třísek dosáhlo redukce objemu až přibližně o 90 %. Výsledek závisí na druhu materiálu a především na geometrii vstupních třísek.

Drcení zároveň zjednodušuje manipulaci, dopravu a skladování třísek. Dlouhé třísky se mohou vzájemně zachytávat a vytvářet shluky, které komplikují jejich dopravu mezi obráběcími stroji a místem dalšího zpracování. Po zkrácení se materiál jednodušeji sype a lze jej efektivněji shromažďovat nebo dávkovat.

Dalším důvodem je příprava třísek na navazující technologii. Drcení lze zařadit například před odstřeďování oleje nebo řezné emulze, briketování, tavení nebo další materiálové zhodnocení.

Zkrácení dlouhých a zamotaných třísek může zároveň omezit potřebu ruční manipulace s objemnými shluky ostrého materiálu.

Ne každou třísku je třeba drtit. Drcení má význam zejména tam, kde délka a geometrie třísek komplikují manipulaci, dopravu, skladování nebo další zpracování.

Při třískovém obrábění kovů, zejména při soustružení, nevznikají vždy krátké a snadno sypatelné třísky. V závislosti na obráběném materiálu a řezných podmínkách mohou vznikat dlouhé spirálovité třísky – špony, které se navzájem zachytávají a vytvářejí objemné shluky. Ani použití lamačů třísek na řezných nástrojích nemusí za každých podmínek zajistit vznik krátké třísky.

Problémem přitom není pouze samotná délka třísky. Dlouhé špony se ve sběrných nádobách navzájem proplétají a mezi jednotlivými třískami zůstává velké množství volného prostoru. Výsledkem je materiál s velkým objemem a nízkou objemovou hmotností, který se špatně přesouvá, skladuje a dávkuje do dalších technologických zařízení.

CASTULIK se setkal i s mimořádně masivními ocelovými třískami s průřezem přibližně 20 × 2 mm, stočenými do spirály s délkou až kolem jednoho metru. Taková tříska představuje pro drtič výrazně náročnější materiál než jemná soustružnická tříska.

Dlouhé třísky přitom nevznikají pouze při obrábění oceli. CASTULIK řešil i dlouhé hliníkové třísky vznikající při řezání hliníku za specifických technologických podmínek.

Při výběru technologie nestačí rozlišovat pouze mezi „kovovými třískami“. Ocel, nerezová ocel, hliník nebo měď mají rozdílné mechanické vlastnosti a samotné třísky mohou mít velmi rozdílnou geometrii.

CASTULIK má praktické zkušenosti s drcením ocelových, nerezových, hliníkových a měděných třísek, od malých lokálních zařízení u obráběcího stroje až po drtiče integrované do centrálního třískového hospodářství.

Ocelové třísky

Ocelové třísky patří mezi nejčastější aplikace. Při soustružení mohou vznikat dlouhé spirálovité špony, které se navzájem zachytávají a vytvářejí objemné shluky.

CASTULIK používá drtiče ocelových třísek například u ČD Cargo, v motorárně KIA Slovakia, v Mincovně Kremnica, v dalších průmyslových provozech a také ve vlastní obrobně. Důvodem může být redukce objemu, úprava materiálu před briketováním nebo zajištění vhodnější geometrie třísek pro další dopravu a manipulaci.

Nerezové třísky

Dlouhé nerezové třísky mohou být problematické například tam, kde se má materiál po obrábění vrátit zpět do hutnického procesu.

Taková aplikace byla realizována v Booster Precision Components, kde při obrábění nerezových komponentů vznikaly dlouhé třísky. Materiál se následně opětovně využíval v procesu tavení a odlévání, přičemž nepravidelná forma dlouhých třísek komplikovala jeho manipulaci a dávkování.

Hliníkové třísky

Hliník představuje jednu z dobře doložených aplikací CASTULIK. Drtiče hliníkových třísek byly použity v různých konfiguracích a při rozdílných způsobech následného zpracování.

Ve společnosti Imopra se dlouhé hliníkové třísky dávkují do drtiče vyklopením sběrného kontejneru a po podrcení pokračují na briketovací lis. Další aplikace zahrnují například Saker a FENEGA.

U hliníkových třísek má CASTULIK zkušenosti také s jednorotorovým drcením s použitím kalibračního síta.

Měděné třísky

CASTULIK má zkušenost také s drcením dlouhých měděných třísek. V aplikaci BM Foundry se materiál upravuje do manipulovatelnější formy pro další hutnické zpracování.

Druh kovu však není jediným rozhodujícím parametrem. Dvě třísky ze stejného materiálu mohou mít zcela rozdílnou délku, průřez a tvar, a představovat proto pro drtič rozdílnou úlohu.

Pro zpracování dlouhých kovových třísek se nejčastěji používají dvouhřídelové drtiče. Jejich důležitou vlastností je schopnost zachytit dlouhé a nepravidelné špony, vtáhnout je do drticí komory a postupně je rozdělit na kratší části.

Zachycení a vtažení třísek

Dlouhé špony vytvářejí nepravidelný materiál, který nelze vždy rovnoměrně dávkovat jako běžnou sypkou frakci. Zuby drticích nástrojů zasahují do shluku třísek, zachytávají je a vtahují do prostoru mezi rotory.

Právě schopnost zachytit dlouhou třísku a vtáhnout ji mezi rotory patří mezi podstatné vlastnosti dvourotorového principu při této aplikaci.

Stříhání, trhání, lámání a deformace

Po zachycení materiálu na třísku nepůsobí pouze čistý střih. Podle jejího tvaru a mechanických vlastností dochází ke kombinaci stříhání, trhání, lámání, kroucení a dalších mechanických deformací.

Dlouhá špona se tak postupně mění na kratší materiál, který se jednodušeji sype, dopravuje a dávkuje.

Konfigurace drticí komory

Výsledek ovlivňuje kromě vlastností materiálu také konfigurace drticí komory – zejména šířka a geometrie drticích nástrojů, počet zubů, velikost komory a disponibilní krouticí moment.

Při požadavku na kratší výstup lze použít jemnější konfiguraci nástrojů. Ta však zároveň zvyšuje požadavky na krouticí moment a může ovlivnit potřebnou velikost pohonu nebo samotného drtiče.

Výsledkem dvourotorového drcení není přesně kalibrovaná frakce. Cílem je především zkrátit dlouhé a zamotané třísky a vytvořit sypnější materiál, který se jednodušeji dopravuje, skladuje nebo dále zpracovává.

Kratší a sypnější tříska

Výsledná geometrie závisí na materiálu a konfiguraci drticích nástrojů. Při jemnějších konfiguracích může být typická délka velké části podrcených třísek řádově kolem 10 mm. Nejde však o garantovanou maximální velikost – jednotlivé delší třísky mohou drticí komorou projít.

Pokud aplikace vyžaduje kontrolovanější výstup, lze zvolit jinou technologii, například drcení s kalibračním sítem.

Výrazné zvýšení objemové hmotnosti

Dlouhé třísky se před drcením navzájem proplétají a mezi nimi zůstává velké množství volného prostoru. Po jejich zkrácení se materiál uloží podstatně kompaktněji.

Výrazným příkladem jsou ocelové třísky vznikající při soustružení železničních kol v ČD Cargo.

10 kg/m³ → 100 kg/m³

Před drcením: přibližně 10 kg/m³
Po drcení: přibližně 100 kg/m³

Objemová hmotnost konkrétního materiálu se tedy zvýšila přibližně desetinásobně, což při stejné hmotnosti odpovídá přibližně 90% redukci potřebného objemu.

Takový výsledek nelze automaticky přenést na každý druh třísek. Míra objemové redukce závisí především na geometrii vstupního materiálu.

Drcení kovových třísek je často pouze jedním krokem technologického procesu. Jeho úkolem je upravit dlouhý a nepravidelný materiál do formy vhodnější pro dopravu, dávkování nebo další zpracování.

Typický materiálový tok může vypadat:

Kovové třísky → drcení → oddělení oleje nebo emulze → briketování → materiálové zhodnocení

Konkrétní linka nemusí obsahovat všechny uvedené kroky.

Drcení třísek před briketováním

Dlouhé a zamotané třísky nemusí mít geometrii vhodnou pro přímé dávkování do briketovacího lisu. Drcení je zkrátí a upraví do sypnější formy, kterou lze jednodušeji dávkovat. CASTULIK má takové aplikace doložené u ocelových i hliníkových třísek.

Separace oleje nebo řezné emulze

Třísky vznikající při obrábění mohou obsahovat procesní kapaliny. Po úpravě geometrie může materiál pokračovat do zařízení pro odstřeďování oleje nebo řezné emulze. Jednou z možných technologických posloupností je proto:

drcení → odstřeďování → briketování.

Tavení a materiálové zhodnocení

Briketování není nezbytným krokem. Podrcené třísky mohou pokračovat také do dalšího procesu recyklace nebo tavení.

Příkladem jsou dlouhé nerezové třísky z Booster Precision Components, kde se materiál po obrábění vrací zpět do procesu tavení a odlévání.

Redukce objemu před odvozem

V některých aplikacích není nutná další technologická úprava. Účelem drcení může být jednoduše snížení objemu třísek před jejich shromažďováním, manipulací a odvozem.

Způsob dalšího zpracování je proto třeba znát ještě před návrhem drtiče. Ovlivňuje požadovaný výstup a tím i konfiguraci stroje.

Podle organizace výroby může být drtič umístěn přímo u obráběcího stroje, v centrální dopravní trase nebo v samostatném místě centrálního zpracování třísek.

Drtič přímo u obráběcího stroje

Při menším množství materiálu lze třísky zpracovat již v místě jejich vzniku.

Takové řešení používá CASTULIK i ve vlastní obrobně. Malý dvourotorový DR120 je umístěn na výstupu dopravníku třísek ze soustruhu. Třísky se tak zkracují a jejich objem se redukuje ještě před shromážděním v nádobě.

Obráběcí stroj → dopravník → drtič → sběrná nádoba

Drtič v centrální dopravní trase

Ve větších závodech lze třísky z více obráběcích pracovišť odvádět společným dopravním systémem.

Takto je technologie řešena v motorárně KIA Slovakia. Třísky se sbírají z jednotlivých pracovišť a procházejí přes dvourotorový drtič. Krátké třísky mohou propadnout, zatímco problematické dlouhé třísky se zachytí a podrtí. Materiál poté pokračuje k dalšímu zpracování nebo do sběrného kontejneru.

Centrální zpracování třísek z kontejnerů

Další možností je shromažďovat třísky z více pracovišť a následně je zpracovat na jednom centrálním drtiči.

Při takovém řešení je mimořádně důležitý způsob dávkování. Postupné podávání třísek představuje jiný požadavek než vyklopení celého kontejneru najednou. Při nárazovém dávkování musí mít stroj dostatečně velkou komoru a potřebný krouticí moment.

Mobilní řešení

Mezi lokálním a centrálním zpracováním může být i mobilní koncept. CASTULIK realizoval malý DR120 na kolečkách, který lze přesouvat mezi jednotlivými pracovišti v obrobně a používat podle aktuální potřeby.

Při výběru drtiče nestačí znát pouze množství odpadu v kilogramech za hodinu. Dva provozy se stejnou produkcí třísek mohou potřebovat zcela rozdílná zařízení.

Rozhoduje kombinace více parametrů.

1. Materiál

Ocel, nerezová ocel, hliník nebo měď mají rozdílné mechanické vlastnosti.

2. Geometrie třísek

Důležitá je jejich délka, průřez, tvar a schopnost vytvářet shluky. I třísky ze stejného materiálu mohou představovat pro drtič výrazně rozdílnou zátěž.

3. Způsob dávkování

Třísky lze podávat ručně, dopravníkem nebo vyklopením celé nádoby či kontejneru.

Právě způsob dávkování může zásadně ovlivnit potřebnou velikost drticí komory a krouticí moment.

Malé množství třísek automaticky neznamená malý drtič.

Pokud zákazník produkuje relativně malé množství materiálu, ale chce do drtiče najednou vysypat celý kontejner, okamžité zatížení stroje může být vysoké.

4. Požadovaná kapacita

Je třeba znát množství třísek v kg/h, t/h nebo za pracovní směnu. Tento údaj je však třeba vždy posuzovat společně se způsobem dávkování.

5. Požadovaný výstup

Pokud je cílem pouze redukce objemu, požadavky mohou být jiné než při přípravě třísek pro konkrétní navazující technologii.

Jemnější konfigurace drticích nástrojů může znamenat vyšší požadavky na krouticí moment.

6. Další zpracování

Je třeba vědět, zda podrcené třísky směřují do kontejneru, dopravního systému, odstředivky, briketovacího lisu nebo do procesu tavení.

7. Provozní režim

Jiné požadavky má drtič používaný několikrát denně v malé obrobně a jiné zařízení integrované do nepřetržité průmyslové výroby.

Pro drcení kovových třísek neexistuje jeden univerzální typ stroje. Z aplikací CASTULIK vyplývá, že dominantním řešením jsou dvouhřídelové drtiče, při specifických požadavcích však lze použít i čtyřhřídelová nebo jednorotorová zařízení.

Dvouhřídelové drtiče DR

Dvouhřídelové drtiče představují hlavní řešení CASTULIK pro dlouhé a zamotané třísky. Zuby nástrojů dokážou nepravidelnou šponu zachytit, vtáhnout mezi rotory a postupně ji zkracovat.

CASTULIK používá více velikostních řad – například DR120, DR160 nebo DR240 – přičemž konkrétní velikost a konfigurace závisí na aplikaci.

Stejná základní řada může být použita pro velmi rozdílné úlohy. DR120 pracuje například jako malý lokální drtič ve vlastní obrobně CASTULIK, ale jiná konfigurace DR120 zpracovává podstatně náročnější třísky v ČD Cargo.

Čtyřhřídelové drtiče ARIES

Při komplexnějších aplikacích lze použít čtyřhřídelové nebo vícestupňové řešení.

Příkladem je FENEGA, kde ARIES umožňuje podle zpracovávaného materiálu využívat jeden nebo dva stupně drcení. U hliníkových třísek se používá jeden stupeň, zatímco u jiného hliníkového odpadu lze materiál zpracovávat ve více stupních.

Jednohřídelové drviče CASTOR

Zejména u hliníkových třísek má CASTULIK zkušenosti také s jednohřídelovými drtiči CASTOR.

Jejich podstatnou vlastností je kalibrační síto. Materiál zůstává v procesu drcení, dokud nedosáhne velikosti umožňující jeho propad přes síto. Takové řešení může být vhodné tam, kde je potřebná větší kontrola výstupu.

Konkrétní typ a konfiguraci drtiče proto doporučujeme volit podle reálného materiálu, způsobu dávkování a požadovaného výsledku, nikoli pouze podle množství třísek.

Drvenie oceľových triesok v KIA Slovakia

Aplikačná štúdia ako výrobný závod koncernu Hyundai Motor Group využíva drviče CASTULIK na centralizované drvenie dlhých oceľových triesok.

Aké kovové triesky možno drviť?

CASTULIK má praktické skúsenosti s drvením oceľových, nerezových, hliníkových a medených triesok. O vhodnosti konkrétneho drviča však nerozhoduje iba druh kovu. Dôležitá je aj dĺžka, prierez a geometria triesok, spôsob ich dávkovania a požadovaný výsledok.

Možno drviť dlhé a zamotané kovové špony?

Ano. Právě dlouhé a zamotané třísky patří mezi typické aplikace dvouhřídelových drtičů. Zuby drticích nástrojů zachytí dlouhé špony, vtáhnou je mezi rotory a materiál se následně zkracuje kombinací stříhání, trhání, lámání a deformace.

O kolik se drcením zmenší objem třísek?

Výsledek závisí zejména na geometrii vstupních třísek. U velmi dlouhých a objemných špon může být redukce výrazná. V konkrétních aplikacích CASTULIK byla zaznamenána redukce objemu až přibližně o 90 %.

Jaká je velikost třísek po drcení?

Výstup z dvouhřídelového drtiče není přesně kalibrovaná frakce. Výsledná geometrie závisí na materiálu a konfiguraci drticích nástrojů. Při jemnějších konfiguracích může být typická délka velké části materiálu řádově kolem 10 mm, jednotlivé delší třísky však mohou drticí komorou projít.

Lze drtit hliníkové třísky?

Ano. Hliníkové třísky patří mezi materiály, se kterými má CASTULIK více praktických zkušeností. Podle konkrétní aplikace lze použít dvouhřídelové, čtyřhřídelové nebo jednohřídelové řešení.

Lze podrcené třísky briketovat?

Ano. Drcení lze použít jako předúpravu před briketováním. Jeho úkolem je zkrátit dlouhé a zamotané třísky a připravit materiál do formy vhodnější pro další dávkování. CASTULIK má takové aplikace doložené u ocelových i hliníkových třísek.

Jaký výkon drtiče kovových třísek potřebuji?

Výkon nelze určit pouze podle množství třísek v kg/h. Rozhoduje také materiál, geometrie třísek, požadovaný výstup a způsob dávkování. Provoz s malou produkcí může potřebovat větší drtič, pokud se do něj má najednou vysypávat celý kontejner třísek.

Je nutné drtit i krátké třísky?

Ne vždy. Pokud krátké třísky nezpůsobují problém při dopravě, skladování nebo dalším zpracování, jejich drcení nemusí být nutné. V KIA Slovakia jsou například drtiče zařazeny do dopravní trasy tak, že krátké třísky mohou propadnout, zatímco problematické dlouhé třísky se zachytí a podrtí.

Každá aplikace drcení kovových třísek má rozdílné požadavky. Pro návrh vhodného řešení potřebujeme znát druh kovu, geometrii třísek, jejich množství, způsob dávkování a požadovaný výsledek.

Pošlete nám fotografie nebo vzorek třísek, přibližné množství materiálu a informaci, co má následovat po drcení. Na základě těchto údajů navrhneme vhodný typ drtiče a konfiguraci drticí komory.

U nestandardních aplikací můžeme řešení ověřit zkouškou na reálném materiálu.

Navrhneme řešení pro vaše třísky