• Magnetabscheider

    Kostengünstiges Verfahren
    zur Abtrennung metallischer Anteile

  • Magnetabscheider

    Standzeitverlängerung durch Abtrennung
    feinster Metallpartikel aus O/W-Emuslionen

  • Magnetabscheider

    Drucklose Kühlwasserreinigung ohne Chemikalien

Magnetabscheider

Standzeitverlängerung durch Abtrennung feinster Metallpartikel aus O/W-Emuslionen und drucklose Kühlwasserreinigung ohne Chemikalien.

Zur Abtrennung der metallischen Anteile wurde ein Verfahren auf der Basis der Magnetabscheidung mit Hochleistungsmagneten entwickelt. Dieses Verfahren kann kontinuierlich im Bypass und im Vollstrom eingesetzt werden, um effizient den Feststoff-Gehalt sowie den der magnetischen Feinstpartikel von der Emulsion bei geringstem Ölaustrag abzutrennen.

Emulsionen

In den Branchen der Metallbearbeitung (Walzen, Bohren, Drehen, Fräsen und Schleifen) werden wassermischbare Kühlschmierstoffe (Emulsionen) eingesetzt. Diese haben die Funktion der Wärmeabfuhr, Verminderung der Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück sowie des Abtransportes von Metallpartikeln und -abrieb.

Magnetabscheider
Magnetabscheider - kostengünstiges Verfahren zur Abtrennung metallischer Anteile
Magnetabscheider - kostengünstiges Verfahren zur Abtrennung metallischer Anteile

Die metallischen Partikel und der Metallabrieb haften beim jeweiligen Bearbeitungsprozess an der Ölphase der Emulsion und führen zur Qualitätsminderungen durch Oberflächenschädigungen, zu veringerter Bandsauberkeit, zur Reduzierung der Standzeiten von Werkzeugen durch erhöhten Verschleiß, bzw. zu Kosten durch Nachschärfen der Emulsion, Zusatz von Chemikalienpaketen oder vollständiger Austausch der Emulsion und Entsorgungskosten für die Emulsion und den Metallschlamm.

Kühlwasser

Ein weiteres wichtiges Betriebsmittel in der metallbearbeitenden Industrie sind Kühlwasser, die in vielen Bereichen der Produktion eingesetzt werden. So z.B. beim Warmwalzen, dem Abschrecken von Warmbändern zur Einstellung spezieller physikalischer Eigenschaften, zur Entzunderung oder bei der Laminarkühlung. Das Wasser hat die Funktion der kontrollierten Wärmeabfuhr und des Abtransports der Metallpartikel (Zunder, Metallabrieb). Bei Einsatz konventioneller Verfahren wie kontinuierliche bzw. druckbetriebene diskontinuierliche Sand- und Kiesfilter fallen hohe Entsorgungsvolumenströme im Bereich von 3 - 10 % des behandelten Volumenstroms an, die aufgrund des relativ geringen Feststoff-Gehaltes nachbehandelt werden müssen. Gängige Praxis ist der Einsatz von Flockungshilfsmitteln in Verbindung mit Lamellenklärern und der anschließenden Entwässerung des Lamellenklärerschlamms in einer Dekanterzentrifuge.

Magnetabscheider

Die Hauptkomponenten des Magnetabscheiders

Der Magnetabscheider besteht aus folgenden Hauptkomponenten:
(Die Anlage ist auf einem Edelstahlrahmen montiert)

  • Behälter mit Hüllrohren für die Magnetstäbe
  • Verfahrbare Permanentmagnete mit Hydraulikantrieb
  • Spüldüsen zur Reinigung der Hüllrohre und des Kammerbodens
  • Es gibt nur eine Zuführpumpe (Behälter -> Magnetabscheider), die aber entfällt, wenn der Magnetabscheider direkt an eine Rohrleitung angeschlossen wird
  • Schaltschrank mit SPS-Steuerung (S7) für den manuellen und Automatikbetrieb
  • Zu- und Ablaufverrohrung
Magnetabscheider
Magnetabscheider
Magnetabscheider
Magnetabscheider
Schematische Darstellung des Magnetabscheiders mit verfahrbarem Düsenbalken

Technische Daten

Flow: 50 m³/h
Anschlussleistung: 4,75k W
Abmessung: 1,9 x 1,4 x 3,3 m (LxBxH)

Der oxytec-Magnetabscheider kann wahlweise kontinuierlich und diskontinuierlich betrieben werden.

Die schematische Darstellung des Magnetabscheiders stellt die 5 m³/h Anlage vor der Umrüstung auf bewegliche Düsenbalken.

Verfahren

Das Verfahren im Ablauf

Während des Betriebs des Magnetabscheiders werden die Magnetstäbe in die Hüllrohre gefahren, die somit keinen direkten Kontakt zur Emulsion oder dem Kühlwasser haben. Anschließend wird die Emulsion aus einem Vorlagebehälter mit einer Pumpe oder direkt aus der Hauptleitung durch die Kammer mit den Hüllrohren gefördert. In dieser Kammer wird mit den Magneten der metallische Anteil abgetrennt und an den Hüllrohren abgeschieden. Bei der Abtrennung erfolgt eine starke Kompaktierung der metallischen Partikel auf den Hüllrohren.

Vorteile des Verfahrens:

  • Druckloser Betrieb des Magnetabscheiders
  • Keine zusätzlichen Kosten durch Einsatz von Chemikalien
  • Reduzierung der Energiekosten
  • Verringerung des Schlammanfalls um einen Faktor 50 im Vergleich zu konventionellen Abscheidern möglich
  • Verringerung der Entsorgungskosten durch hohe Feststoff-Gehalte im Schlamm

Bei vollständiger Belegung der magnetisierten Hüllrohre wird der Magnetabscheider außer Betrieb genommen, die Kammer entleert, die Magnete aus den Hüllrohren mit einem Hydraulikantrieb herausgefahren und anschließend die entmagnetisierten Hüllrohre durch Spüldüsen mit optimierter Anordnung und geringem Wasserverbrauch abgereinigt. Der Schlamm wird über eine separate Rohrleitung aus der Kammer abgetrennt. Anschließend werden die Magnetstäbe wieder in die Hüllrohre eingebracht und der Separationsprozess wird fortgesetzt.

Magnetabscheider während der Metallabtrennung
Magnetabscheider während der Metallabtrennung
Magnetabscheider während der Metallabtrennung

Exemplarisches Beispiel für die Leistungsfähigkeit der Magnetabscheidung:

Werkstoff Zulaufkonzentration
(in mg/l)
Abscheidegrad
(in %)
C-Stahl 3000 > 97 bis 99
Spezialstahl 300 > 95 bis 98
Edelstahl 10 > 95 bis 98
Legierter Stahl 300 > 50 bis 90
Si-Stahl 140 > 58
Roheisen 1000 > 90 (mit Zusatz)
Magnetabscheider nach der Reinigung
Magnetabscheider nach der Reinigung
Magnetabscheider nach der Reinigung

Die Kundenvorteile des Verfahrens

  • Modulares Anlagensystem für Anlagenergänzungen und Neuanlagen
  • Deutliche Erhöhung der Emulsionsstandzeiten
  • Feststoff-Abscheidegrade bis zu 95 % möglich
  • Verbesserung der Produktqualität durch Reduzierung von Oberflächenfehlern
  • Erhöhung von Werkzeugstandzeiten, besonders beim Schleifen
  • Verringerung der Ablagerungen an Wärmetauschern und Verschleiß von Pumpen
  • Verringerung des Ölaustrages während des Reinigungsprozesses
  • Verminderung der Emulsionsalterung durch Abtrennung katalytisch wirksamer Metallpartikel

Anwendungsbeispiele

1. Emulsionen/Stahlindustrie (Kaltband)

Standzeitverlängerung durch Abtrennung feinster Metallpartikel aus O/W-Emulsionen und Kühlwässern.

In der Stahlindustrie werden Emulsionen für den Kaltwalzprozess verwendet. Bei diesen Prozessen werden metallische Partikel in die Bearbeitungsflüssigkeiten eingebracht.

Neue Generation der Metallabscheidung:

Um die metallischen einschließlich der feinpartikulären Anteile von der jeweiligen Emulsion abzutrennen, wurde für diese Betriebsprozesse von der oxytec in Kooperation mit dem Betriebsforschungsinstitut Stahlindustrie in Düsseldorf eine neue Generation der Magnetabscheidung entwickelt. Beim Einsatz dieses Magnetabscheiders ergeben sich die nachstehenden Vorteile für den Betriebsprozess.

  • Reduzierung der Feinstpartikel in der Emulsion
  • Verbesserte Bandsauberkeit
  • Kostenreduktion durch geringeren Grundölaustrag
  • Kostenreduktion durch Standzeiterhöhung der Emulsion
  • Steigerung der Betriebs- und Qualitätssicherheit

2. Abschreck-/Kühlwässer (Warmband)

Standzeitverlängerung durch Abtrennung feinster Metallpartikel aus O/W-Emulsionen und Kühlwässern

In der Stahlindustrie werden Kühlwässer im Warmwalzprozess verwendet. Bei diesen Prozessen werden metallische Partikel in die Bearbeitungsflüssigkeiten eingebracht.

Neue Generation der Metallabscheidung:

Um die metallischen einschließlich der feinpartikulären Anteile von Abschreck- oder Kühlwässern abzutrennen, wurde für diese Betriebsprozesse von der oxytec in Kooperation mit dem Betriebsforschungsinstitut Stahlindustrie in Düsseldorf eine neue Generation der Magnetabscheidung entwickelt. Beim Einsatz dieses Magnetabscheiders ergeben sich die nachstehenden Vorteile für den Betriebsprozess.

  • Hocheffiziente Abtrennung der Metallpartikel ohne Chemikalienzusätze und Filterhilfsmittel
  • Energieeinsparung durch drucklose Betriebsweise
  • Senkung Investitionskosten für Schlammnachbehandlung aufgrund geringer Schlammanfallmengen und hohen Feststoff-Gehalten (10 -20 Gew.-%)
  • Recycling der abgeschiedenen Metallpartikel im Bereich der Eisen- und Stahlindustrie

3. Emulsionen (metallverarbeitende Industrie)

Standzeitverlängerung durch Abtrennung feinster Metallpartikel aus O/W-Emulsionen

In der metallverarbeitenden Industrie sowie in der Stahlindustrie werden Emulsionen für spangebende Bearbeitungsprozesse verwendet. Bei diesen Prozessen werden metallische Partikel in die Emulsionen eingebracht.

Neue Generation der Metallabscheidung:

Um die metallischen einschließlich der feinpartikulären Anteile von den Emulsionen abzutrennen, wurde für die Betriebsprozesse von der oxytec in Kooperation mit dem Betriebsforschungsinstitut für die metallverarbeitende Industrie wie auch Stahlindustrie eine neue Generation der Magnetabscheidung entwickelt.

Beim Einsatz dieses Magnetabscheiders ergeben sich die nachstehenden Vorteile für den Bearbeitungsprozess.

  • Reduzierung der Feinstpartikel in der Emulsion
  • Kostenreduktion durch geringeren Grundölaustrag
  • Kostenreduktion durch Standzeiterhöhung der Emulsion
  • Verringerung des Bakterienbefalls und dadurch Standzeiterhöhung der Emulsion
  • Erhöhung der Werkzeugstandzeiten
  • Verminderung der Emulsionsalterung katalytisch wirksame metallische Feinstpartikel.
  • Steigerung der Betriebs- und Qualitätssicherheit