Drvenie kovových triesok

Dlhé a zamotané kovové triesky môžu zaberať veľký objem a komplikovať manipuláciu, dopravu, skladovanie aj ďalšie spracovanie. Drvením sa upravia do kratšej a sypkejšej formy, s ktorou možno jednoduchšie manipulovať alebo ju pripraviť na ďalší technologický krok.

CASTULIK navrhuje riešenia pre drvenie oceľových, nerezových, hliníkových a medených triesok. Konfiguráciu drviča volíme podľa materiálu, geometrie triesok, spôsobu dávkovania, požadovaného výstupu a nadväzujúcej technológie.

Dlhé kovové triesky majú často veľmi nízku objemovú hmotnosť a vytvárajú nepravidelné zhluky, ktoré sa zle skladujú, dopravujú a dávkujú do ďalších zariadení. Drvením sa ich tvar upraví do kratšej a sypkejšej formy, ktorá je vhodnejšia na ďalšiu manipuláciu a spracovanie.

Jedným z hlavných dôvodov je redukcia objemu. V konkrétnych aplikáciách CASTULIK sa po drvení kovových triesok dosiahla redukcia objemu až približne o 90 %. Výsledok závisí od druhu materiálu a predovšetkým od geometrie vstupných triesok.

Drvenie zároveň zjednodušuje manipuláciu, dopravu a skladovanie triesok. Dlhé špony sa môžu vzájomne zachytávať a vytvárať zhluky, ktoré komplikujú ich dopravu medzi obrábacími strojmi a miestom ďalšieho spracovania. Po skrátení sa materiál jednoduchšie sype a možno ho efektívnejšie zhromažďovať alebo dávkovať.

Ďalším dôvodom je príprava triesok na nadväzujúcu technológiu. Drvenie možno zaradiť napríklad pred odstreďovanie oleja alebo reznej emulzie, briketovanie, tavenie alebo ďalšie materiálové zhodnotenie.

Skrátenie dlhých a zamotaných triesok môže zároveň obmedziť potrebu ručnej manipulácie s objemnými zhlukmi ostrého materiálu.

Nie každú triesku treba drviť. Drvenie má význam najmä tam, kde dĺžka a geometria triesok komplikujú manipuláciu, dopravu, skladovanie alebo ďalšie spracovanie.

Pri trieskovom obrábaní kovov, najmä pri sústružení, nevznikajú vždy krátke a ľahko sypateľné triesky. V závislosti od obrábaného materiálu a rezných podmienok môžu vznikať dlhé špirálovité triesky – špony, ktoré sa navzájom zachytávajú a vytvárajú objemné zhluky. Ani použitie lámačov triesok na rezných nástrojoch nemusí za každých podmienok zabezpečiť vznik krátkej triesky.

Problémom pritom nie je iba samotná dĺžka triesky. Dlhé špony sa v zberných nádobách navzájom prepletajú a medzi jednotlivými trieskami zostáva veľké množstvo voľného priestoru. Výsledkom je materiál s veľkým objemom a nízkou objemovou hmotnosťou, ktorý sa zle presúva, skladuje a dávkuje do ďalších technologických zariadení.

CASTULIK sa stretol aj s mimoriadne masívnymi oceľovými trieskami s prierezom približne 20 × 2 mm, stočenými do špirály s dĺžkou až okolo jedného metra. Takáto trieska predstavuje pre drvič výrazne náročnejší materiál než jemná sústružnícka trieska.

Dlhé triesky pritom nevznikajú iba pri obrábaní ocele. CASTULIK riešil aj dlhé hliníkové triesky vznikajúce pri rezaní hliníka za špecifických technologických podmienok.

Pri výbere technológie nestačí rozlišovať iba medzi „kovovými trieskami“. Oceľ, nehrdzavejúca oceľ, hliník alebo meď majú rozdielne mechanické vlastnosti a samotné triesky môžu mať veľmi rozdielnu geometriu.

CASTULIK má praktické skúsenosti s drvením oceľových, nerezových, hliníkových a medených triesok, od malých lokálnych zariadení pri obrábacom stroji až po drviče integrované do centrálneho trieskového hospodárstva.

Oceľové triesky

Oceľové triesky patria medzi najčastejšie aplikácie. Pri sústružení môžu vznikať dlhé špirálovité špony, ktoré sa navzájom zachytávajú a vytvárajú objemné zhluky.

CASTULIK používa drviče oceľových triesok napríklad pri ČD Cargo, v motorárni KIA Slovakia, v Mincovni Kremnica, v ďalších priemyselných prevádzkach a tiež vo vlastnej obrobni. Dôvodom môže byť redukcia objemu, úprava materiálu pred briketovaním alebo zabezpečenie vhodnejšej geometrie triesok pre ďalšiu dopravu a manipuláciu.

Nerezové triesky

Dlhé nerezové triesky môžu byť problematické napríklad tam, kde sa má materiál po obrábaní vrátiť späť do hutníckeho procesu.

Takáto aplikácia bola realizovaná v Booster Precision Components, kde pri obrábaní nerezových komponentov vznikali dlhé triesky. Materiál sa následne opätovne využíval v procese tavenia a odlievania, pričom nepravidelná forma dlhých triesok komplikovala jeho manipuláciu a dávkovanie.

Hliníkové triesky

Hliník predstavuje jednu z dobre doložených aplikácií CASTULIK. Drviče hliníkových triesok boli použité v rôznych konfiguráciách a pri rozdielnych spôsoboch následného spracovania.

V spoločnosti Imopra sa dlhé hliníkové triesky dávkujú do drviča vyklopením zberného kontajnera a po podrvení pokračujú na briketovací lis. Ďalšie aplikácie zahŕňajú napríklad Saker a FENEGA.

Pri hliníkových trieskach má CASTULIK skúsenosti aj s jednorotorovým drvením s použitím kalibračného sita.

Medené triesky

CASTULIK má skúsenosť aj s drvením dlhých medených triesok. V aplikácii BM Foundry sa materiál upravuje do manipulovateľnejšej formy pre ďalšie hutnícke spracovanie.

Druh kovu však nie je jediným rozhodujúcim parametrom. Dve triesky z rovnakého materiálu môžu mať úplne rozdielnu dĺžku, prierez a tvar, a predstavovať preto pre drvič rozdielnu úlohu.

Na spracovanie dlhých kovových triesok sa najčastejšie používajú dvojrotorové drviče. Ich dôležitou vlastnosťou je schopnosť zachytiť dlhé a nepravidelné špony, vtiahnuť ich do drviacej komory a postupne ich rozdeliť na kratšie časti.

Zachytenie a vtiahnutie triesok

Dlhé špony vytvárajú nepravidelný materiál, ktorý nemožno vždy rovnomerne dávkovať ako bežnú sypkú frakciu. Zuby drviacich nástrojov zasahujú do zhluku triesok, zachytávajú ich a vťahujú do priestoru medzi rotormi.

Práve schopnosť zachytiť dlhú triesku a vtiahnuť ju medzi rotory patrí medzi podstatné vlastnosti dvojrotorového princípu pri tejto aplikácii.

Strihanie, trhanie, lámanie a deformácia

Po zachytení materiálu na triesku nepôsobí iba čistý strih. Podľa jej tvaru a mechanických vlastností dochádza ku kombinácii strihania, trhania, lámania, krútenia a ďalších mechanických deformácií.

Dlhá špona sa tak postupne mení na kratší materiál, ktorý sa jednoduchšie sype, dopravuje a dávkuje.

Konfigurácia drviacej komory

Výsledok ovplyvňuje okrem vlastností materiálu aj konfigurácia drviacej komory – najmä šírka a geometria drviacich nástrojov, počet zubov, veľkosť komory a disponibilný krútiaci moment.

Pri požiadavke na kratší výstup možno použiť jemnejšiu konfiguráciu nástrojov. Tá však zároveň zvyšuje požiadavky na krútiaci moment a môže ovplyvniť potrebnú veľkosť pohonu alebo samotného drviča.

Výsledkom dvojrotorového drvenia nie je presne kalibrovaná frakcia. Cieľom je predovšetkým skrátiť dlhé a zamotané triesky a vytvoriť sypkejší materiál, ktorý sa jednoduchšie dopravuje, skladuje alebo ďalej spracováva.

Kratšia a sypkejšia trieska

Výsledná geometria závisí od materiálu a konfigurácie drviacich nástrojov. Pri jemnejších konfiguráciách môže byť typická dĺžka veľkej časti podrvených triesok rádovo okolo 10 mm. Nejde však o garantovanú maximálnu veľkosť – jednotlivé dlhšie triesky môžu drviacou komorou prejsť.

Ak aplikácia vyžaduje kontrolovanejší výstup, možno zvoliť inú technológiu, napríklad drvenie s kalibračným sitom.

Výrazné zvýšenie objemovej hmotnosti

Dlhé triesky sa pred drvením navzájom prepletajú a medzi nimi zostáva veľké množstvo voľného priestoru. Po ich skrátení sa materiál uloží podstatne kompaktnejšie.

Výrazným príkladom sú oceľové triesky vznikajúce pri sústružení železničných kolies v ČD Cargo.

10 kg/m³ → 100 kg/m³

Pred drvením: približne 10 kg/m³
Po drvení: približne 100 kg/m³

Objemová hmotnosť konkrétneho materiálu sa teda zvýšila približne desaťnásobne, čo pri rovnakej hmotnosti zodpovedá približne 90 % redukcii potrebného objemu.

Takýto výsledok nemožno automaticky preniesť na každý druh triesok. Miera objemovej redukcie závisí predovšetkým od geometrie vstupného materiálu.

Drvenie kovových triesok je často iba jedným krokom technologického procesu. Jeho úlohou je upraviť dlhý a nepravidelný materiál do formy vhodnejšej na dopravu, dávkovanie alebo ďalšie spracovanie.

Typický materiálový tok môže vyzerať:

Kovové triesky → drvenie → oddelenie oleja alebo emulzie → briketovanie → materiálové zhodnotenie

Konkrétna linka nemusí obsahovať všetky uvedené kroky.

Drvenie triesok pred briketovaním

Dlhé a zamotané triesky nemusia mať geometriu vhodnú na priame dávkovanie do briketovacieho lisu. Drvenie ich skráti a upraví do sypkejšej formy, ktorú možno jednoduchšie dávkovať. CASTULIK má takéto aplikácie doložené pri oceľových aj hliníkových trieskach.

Separácia oleja alebo reznej emulzie

Triesky vznikajúce pri obrábaní môžu obsahovať procesné kvapaliny. Po úprave geometrie môže materiál pokračovať do zariadenia na odstreďovanie oleja alebo reznej emulzie. Jednou z možných technologických postupností je preto:

drvenie → odstreďovanie → briketovanie.

Tavenie a materiálové zhodnotenie

Briketovanie nie je nevyhnutným krokom. Podrvené triesky môžu pokračovať aj do ďalšieho procesu recyklácie alebo tavenia.

Príkladom sú dlhé nerezové triesky z Booster Precision Components, kde sa materiál po obrábaní vracia späť do procesu tavenia a odlievania.

Redukcia objemu pred odvozom

V niektorých aplikáciách nie je potrebná ďalšia technologická úprava. Účelom drvenia môže byť jednoducho zníženie objemu triesok pred ich zhromažďovaním, manipuláciou a odvozom.

Spôsob ďalšieho spracovania preto treba poznať ešte pred návrhom drviča. Ovplyvňuje požadovaný výstup a tým aj konfiguráciu stroja.

Podľa organizácie výroby môže byť drvič umiestnený priamo pri obrábacom stroji, v centrálnej dopravnej trase alebo v samostatnom mieste centrálneho spracovania triesok.

Drvič priamo pri obrábacom stroji

Pri menšom množstve materiálu možno triesky spracovať už v mieste ich vzniku.

Takéto riešenie používa CASTULIK aj vo vlastnej obrobni. Malý dvojrotorový DR120 je umiestnený na výstupe dopravníka triesok zo sústruhu. Triesky sa tak skracujú a ich objem sa redukuje ešte pred zhromaždením v nádobe.

Obrábací stroj → dopravník → drvič → zberná nádoba

Drvič v centrálnej dopravnej trase

Vo väčších závodoch možno triesky z viacerých obrábacích pracovísk odvádzať spoločným dopravným systémom.

Takto je technológia riešená v motorárni KIA Slovakia. Triesky sa zbierajú z jednotlivých pracovísk a prechádzajú cez dvojrotorový drvič. Krátke triesky môžu prepadnúť, zatiaľ čo problematické dlhé triesky sa zachytia a podrvia. Materiál potom pokračuje k ďalšiemu spracovaniu alebo do zberného kontajnera.

Centrálne spracovanie triesok z kontajnerov

Ďalšou možnosťou je zhromažďovať triesky z viacerých pracovísk a následne ich spracovať na jednom centrálnom drviči.

Pri takomto riešení je mimoriadne dôležitý spôsob dávkovania. Postupné podávanie triesok predstavuje inú požiadavku než vyklopenie celého kontajnera naraz. Pri nárazovom dávkovaní musí mať stroj dostatočne veľkú komoru a potrebný krútiaci moment.

Mobilné riešenie

Medzi lokálnym a centrálnym spracovaním môže byť aj mobilný koncept. CASTULIK realizoval malý DR120 na kolieskach, ktorý možno presúvať medzi jednotlivými pracoviskami v obrobni a používať podľa aktuálnej potreby.

Pri výbere drviča nestačí poznať iba množstvo odpadu v kilogramoch za hodinu. Dve prevádzky s rovnakou produkciou triesok môžu potrebovať úplne rozdielne zariadenia.

Rozhoduje kombinácia viacerých parametrov.

1. Materiál

Oceľ, nerezová oceľ, hliník alebo meď majú rozdielne mechanické vlastnosti.

2. Geometria triesok

Dôležitá je ich dĺžka, prierez, tvar a schopnosť vytvárať zhluky. Aj triesky z rovnakého materiálu môžu predstavovať pre drvič výrazne rozdielnu záťaž.

3. Spôsob dávkovania

Triesky možno podávať ručne, dopravníkom alebo vyklopením celej nádoby či kontajnera.

Práve spôsob dávkovania môže zásadne ovplyvniť potrebnú veľkosť drviacej komory a krútiaci moment.

Malé množstvo triesok automaticky neznamená malý drvič.

Ak zákazník produkuje relatívne malé množstvo materiálu, ale chce do drviča naraz vysypať celý kontajner, okamžité zaťaženie stroja môže byť vysoké.

4. Požadovaná kapacita

Treba poznať množstvo triesok v kg/h, t/h alebo za pracovnú zmenu. Tento údaj však treba vždy posudzovať spolu so spôsobom dávkovania.

5. Požadovaný výstup

Ak je cieľom iba redukcia objemu, požiadavky môžu byť iné ako pri príprave triesok pre konkrétnu nadväzujúcu technológiu.

Jemnejšia konfigurácia drviacich nástrojov môže znamenať vyššie požiadavky na krútiaci moment.

6. Ďalšie spracovanie

Treba vedieť, či podrvené triesky smerujú do kontajnera, dopravného systému, odstredivky, briketovacieho lisu alebo do procesu tavenia.

7. Prevádzkový režim

Iné požiadavky má drvič používaný niekoľkokrát denne v malej obrobni a iné zariadenie integrované do nepretržitej priemyselnej výroby.

Na drvenie kovových triesok neexistuje jeden univerzálny typ stroja. Z aplikácií CASTULIK vyplýva, že dominantným riešením sú dvojrotorové drviče, pri špecifických požiadavkách však možno použiť aj štvorrotorové alebo jednorotorové zariadenia.

Dvojrotorové drviče DR

Dvojrotorové drviče predstavujú hlavné riešenie CASTULIK pre dlhé a zamotané triesky. Zuby nástrojov dokážu nepravidelnú šponu zachytiť, vtiahnuť medzi rotory a postupne ju skracovať.

CASTULIK používa viac veľkostných radov – napríklad DR120, DR160 alebo DR240 – pričom konkrétna veľkosť a konfigurácia závisí od aplikácie.

Rovnaký základný rad môže byť použitý na veľmi rozdielne úlohy. DR120 pracuje napríklad ako malý lokálny drvič vo vlastnej obrobni CASTULIK, ale iná konfigurácia DR120 spracováva podstatne náročnejšie triesky v ČD Cargo.

Štvorrotorové drviče ARIES

Pri komplexnejších aplikáciách možno použiť štvorrotorové alebo viacstupňové riešenie.

Príkladom je FENEGA, kde ARIES umožňuje podľa spracovávaného materiálu využívať jeden alebo dva stupne drvenia. Pri hliníkových trieskach sa používa jeden stupeň, zatiaľ čo pri inom hliníkovom odpade možno materiál spracovávať vo viacerých stupňoch.

Jednorotorové drviče CASTOR

Najmä pri hliníkových trieskach má CASTULIK skúsenosti aj s jednorotorovými drvičmi CASTOR.

Ich podstatnou vlastnosťou je kalibračné sito. Materiál zostáva v procese drvenia dovtedy, kým nedosiahne veľkosť umožňujúcu jeho prepad cez sito. Takéto riešenie môže byť vhodné tam, kde je potrebná väčšia kontrola výstupu.

Konkrétny typ a konfiguráciu drviča preto odporúčame voliť podľa reálneho materiálu, spôsobu dávkovania a požadovaného výsledku, nie iba podľa množstva triesok.

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?

Áno. Práve dlhé a zamotané triesky patria medzi typické aplikácie dvojrotorových drvičov. Zuby drviacich nástrojov zachytia dlhé špony, vtiahnu ich medzi rotory a materiál sa následne skracuje kombináciou strihania, trhania, lámania a deformácie.

O koľko sa drvením zmenší objem triesok?

Výsledok závisí najmä od geometrie vstupných triesok. Pri veľmi dlhých a objemných šponách môže byť redukcia výrazná. V konkrétnych aplikáciách CASTULIK bola zaznamenaná redukcia objemu až približne o 90 %.

Aká je veľkosť triesok po drvení?

Výstup z dvojrotorového drviča nie je presne kalibrovaná frakcia. Výsledná geometria závisí od materiálu a konfigurácie drviacich nástrojov. Pri jemnejších konfiguráciách môže byť typická dĺžka veľkej časti materiálu rádovo okolo 10 mm, jednotlivé dlhšie triesky však môžu drviacou komorou prejsť.

Možno drviť hliníkové triesky?

Áno. Hliníkové triesky patria medzi materiály, s ktorými má CASTULIK viacero praktických skúseností. Podľa konkrétnej aplikácie možno použiť dvojrotorové, štvorrotorové alebo jednorotorové riešenie.

Možno podrvené triesky briketovať?

Áno. Drvenie možno použiť ako predúpravu pred briketovaním. Jeho úlohou je skrátiť dlhé a zamotané triesky a pripraviť materiál do formy vhodnejšej na ďalšie dávkovanie. CASTULIK má takéto aplikácie doložené pri oceľových aj hliníkových trieskach.

Aký výkon drviča kovových triesok potrebujem?

Výkon nemožno určiť iba podľa množstva triesok v kg/h. Rozhoduje aj materiál, geometria triesok, požadovaný výstup a spôsob dávkovania. Prevádzka s malou produkciou môže potrebovať väčší drvič, ak sa doň má naraz vysypávať celý kontajner triesok.

Je potrebné drviť aj krátke triesky?

Nie vždy. Ak krátke triesky nespôsobujú problém pri doprave, skladovaní alebo ďalšom spracovaní, ich drvenie nemusí byť potrebné. V KIA Slovakia sú napríklad drviče zaradené do dopravnej trasy tak, že krátke triesky môžu prepadnúť, zatiaľ čo problematické dlhé triesky sa zachytia a podrvia.

Každá aplikácia drvenia kovových triesok má rozdielne požiadavky. Pre návrh vhodného riešenia potrebujeme poznať druh kovu, geometriu triesok, ich množstvo, spôsob dávkovania a požadovaný výsledok.

Pošlite nám fotografie alebo vzorku triesok, približné množstvo materiálu a informáciu, čo má nasledovať po drvení. Na základe týchto údajov navrhneme vhodný typ drviča a konfiguráciu drviacej komory.

Pri neštandardných aplikáciách môžeme riešenie overiť skúškou na reálnom materiáli.

Navrhneme riešenie pre vaše triesky