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T1 - Entwicklung einer Radialspalt-Rotorschere zur Zerkleinerung von metallischen Spänen als wesentlicher Beitrag zur Aufbereitung hochwertiger Briketts für den Einsatz in der metallurgischen Industrie

AU - Schmid, Andreas

N1 - nicht gesperrt

PY - 2016

Y1 - 2016

N2 - Die Aufbereitung metallischer Reststoffe stellt an die Aufbereitungstechnik große Herausforderungen, da bei der Aufbereitung dieser Reststoffe einige Besonderheiten zu berücksichtigen sind. Zum einen liegen die aufzubereitenden Reststoffe in ausgesprochen heterogener Form in großen Dispersitätsbereichen und überwiegend als großvolumige Spänebüschel vor, zum anderen sind diese z.T. stark mit Störstoffen, wie z.B. metallischen Grobteilen oder Ölen, verunreinigt. Übergeordnetes Ziel der Aufbereitung metallischer Reststoffe ist es, durch Einsatz mechanischer Aufbereitungsprozesse hochwertige Sekundärrohstoffe für die metallurgische Industrie unter Maximierung des Sekundärrohstoffwertes herzustellen. Die Dissertation baut auf einer sorgfältigen Erhebung der verschiedenen metallischen Reststoffarten und -qualitäten (z.B. Schrotten) auf, die in unterschiedlichen Mengen am Markt verfügbar sind. Breiter Raum wird der Charakterisierung dieser metallischen Reststoffe samt der dabei vorgefundenen Herausforderungen gewidmet, wobei der Fokus in dieser Dissertation auf die Metallspäne ausgerichtet ist. In einem weiteren Abschnitt werden die gegenwärtig in der Industrie verwendeten Aufbereitungsaggregate für die Aufbereitung dieser unterschiedlichen Schrotte aufgezeigt. Als Hauptverarbeitungsschritt bei der Aufbereitung metallischer Späne wurde das Brikettieren identifiziert, wobei im Zuge systematischer Untersuchungsreihen aufgezeigt werden konnte, dass der Spänevorbereitung eine entscheidende Bedeutung in Bezug auf die Brikettqualität zukommt. Zum einen müssen diese metallischen Reststoffe entölt werden, um den gesetzlichen abfallrechtlichen Vorgaben zu entsprechen, zum anderen sind diese Spänebüschel derart zu zerkleinern, dass diese zu hochdichten brikettierten Sekundärrohstoffen verarbeitet werden können. An ausgewählten Metallspänen wurden daher mit unterschiedlichen am Markt eingesetzten Zerkleinerungsaggregaten Untersuchungen durchgeführt, wobei auf den Einfluss der Störstoffe und auf die Spänequalität nach erfolgtem Zerkleinerungsschritt besonderer Wert gelegt wurde. Aus den Erkenntnissen dieser Versuche – insbesondere im Hinblick auf die Grobteilproblematik und die für optimierte Brikettqualitäten zu erzielenden Spänedispersitäten – wurde ein neuartiges Zerkleinerungsaggregat auf Basis des Konzeptes einer Radialspalt-Rotorschere entwickelt und im Technikum von ATM Recyclingsystems in Betrieb genommen. Um eine Reihe relevanter Betriebsparameter wie Drehmoment, Drehzahl und Position des Rotors kontinuierlich erfassen zu können, wurde das Aggregat mit einer modernen Messtechnik ausgestattet. Aus den Erkenntnissen einer Vielzahl an unterschiedlichen Untersuchungsreihen wurde eine marktreife Radialspalt-Rotorschere entwickelt, die über einen Grobteilaustrag verfügt und damit neue Maßstäbe bei der energieeffizienten Aufbereitung von Reststoffen setzt. Die Radialspalt-Rotorschere hat sich in unterschiedlichen Maschinengrößen bestens in das bereits vorhandene Produktportfolio der Firma ATM Recyclingsystems einfügt und der Firma dazu verholfen, den bedeutenden Schritt vom klassischen Maschinenanbieter hin zum Anbieter von Komplettlösungen im Bereich der Aufbereitung metallischer Reststoffe zu setzen. Besonders erfreulich ist die Tatsache, dass mittlerweile zehn derartige Aufbereitungsanlagen unterschiedlicher Baugrößen für die Aufbereitung metallischer Späne erfolgreich in Betrieb genommen werden konnten, beispielsweise bei der nahegelegenen Firma Kuttin in Knittelfeld/Österreich.

AB - Die Aufbereitung metallischer Reststoffe stellt an die Aufbereitungstechnik große Herausforderungen, da bei der Aufbereitung dieser Reststoffe einige Besonderheiten zu berücksichtigen sind. Zum einen liegen die aufzubereitenden Reststoffe in ausgesprochen heterogener Form in großen Dispersitätsbereichen und überwiegend als großvolumige Spänebüschel vor, zum anderen sind diese z.T. stark mit Störstoffen, wie z.B. metallischen Grobteilen oder Ölen, verunreinigt. Übergeordnetes Ziel der Aufbereitung metallischer Reststoffe ist es, durch Einsatz mechanischer Aufbereitungsprozesse hochwertige Sekundärrohstoffe für die metallurgische Industrie unter Maximierung des Sekundärrohstoffwertes herzustellen. Die Dissertation baut auf einer sorgfältigen Erhebung der verschiedenen metallischen Reststoffarten und -qualitäten (z.B. Schrotten) auf, die in unterschiedlichen Mengen am Markt verfügbar sind. Breiter Raum wird der Charakterisierung dieser metallischen Reststoffe samt der dabei vorgefundenen Herausforderungen gewidmet, wobei der Fokus in dieser Dissertation auf die Metallspäne ausgerichtet ist. In einem weiteren Abschnitt werden die gegenwärtig in der Industrie verwendeten Aufbereitungsaggregate für die Aufbereitung dieser unterschiedlichen Schrotte aufgezeigt. Als Hauptverarbeitungsschritt bei der Aufbereitung metallischer Späne wurde das Brikettieren identifiziert, wobei im Zuge systematischer Untersuchungsreihen aufgezeigt werden konnte, dass der Spänevorbereitung eine entscheidende Bedeutung in Bezug auf die Brikettqualität zukommt. Zum einen müssen diese metallischen Reststoffe entölt werden, um den gesetzlichen abfallrechtlichen Vorgaben zu entsprechen, zum anderen sind diese Spänebüschel derart zu zerkleinern, dass diese zu hochdichten brikettierten Sekundärrohstoffen verarbeitet werden können. An ausgewählten Metallspänen wurden daher mit unterschiedlichen am Markt eingesetzten Zerkleinerungsaggregaten Untersuchungen durchgeführt, wobei auf den Einfluss der Störstoffe und auf die Spänequalität nach erfolgtem Zerkleinerungsschritt besonderer Wert gelegt wurde. Aus den Erkenntnissen dieser Versuche – insbesondere im Hinblick auf die Grobteilproblematik und die für optimierte Brikettqualitäten zu erzielenden Spänedispersitäten – wurde ein neuartiges Zerkleinerungsaggregat auf Basis des Konzeptes einer Radialspalt-Rotorschere entwickelt und im Technikum von ATM Recyclingsystems in Betrieb genommen. Um eine Reihe relevanter Betriebsparameter wie Drehmoment, Drehzahl und Position des Rotors kontinuierlich erfassen zu können, wurde das Aggregat mit einer modernen Messtechnik ausgestattet. Aus den Erkenntnissen einer Vielzahl an unterschiedlichen Untersuchungsreihen wurde eine marktreife Radialspalt-Rotorschere entwickelt, die über einen Grobteilaustrag verfügt und damit neue Maßstäbe bei der energieeffizienten Aufbereitung von Reststoffen setzt. Die Radialspalt-Rotorschere hat sich in unterschiedlichen Maschinengrößen bestens in das bereits vorhandene Produktportfolio der Firma ATM Recyclingsystems einfügt und der Firma dazu verholfen, den bedeutenden Schritt vom klassischen Maschinenanbieter hin zum Anbieter von Komplettlösungen im Bereich der Aufbereitung metallischer Reststoffe zu setzen. Besonders erfreulich ist die Tatsache, dass mittlerweile zehn derartige Aufbereitungsanlagen unterschiedlicher Baugrößen für die Aufbereitung metallischer Späne erfolgreich in Betrieb genommen werden konnten, beispielsweise bei der nahegelegenen Firma Kuttin in Knittelfeld/Österreich.

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M3 - Dissertation

ER -