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Unternehmen in der Recyclingbranche können ihre Kosten – sowohl finanziell als auch ökologisch – erheblich senken, indem sie ihre Anlagen mit Verschleißschutz versehen. Inaki Ezpeleta, Global Business Development Manager für Recycling bei Castolin Eutectic, erläutert die wichtigsten verschleißbedingten Herausforderungen und die verfügbaren fortschrittlichen Verschleißschutzlösungen.
Der Gesetzgeber und die Öffentlichkeit fordern immer stärkere Anstrengungen beim Recycling. Die meisten Menschen erkennen, dass es eine Verschwendung von natürlichen Ressourcen ist, gebrauchte Gegenstände einfach wegzuwerfen. Sie sind sich auch darüber im Klaren, dass die Herstellung von Ersatz für weggeworfene Gegenstände zusätzliche Energie verbraucht und mehr CO2 ausstößt. Diese Kosten sind sogar noch höher, wenn die Herstellungskette mit neuen statt mit recycelten Materialien beginnt.
Schwierige Marktbedingungen
Recycling ist von grundlegender Bedeutung für die Nachhaltigkeit, aber um als Geschäftszweig rentabel zu sein, muss es Gewinn abwerfen. Das kann aus verschiedenen Gründen schwierig sein. Einer davon ist der stark schwankende Wert von recycelten Materialien. Der Preis von Kupfer oder Aluminium beispielsweise kann plötzlich fallen, so dass das Recycling weniger rentabel oder sogar unrentabel wird.
Auch die steigenden Energiepreise zehren an den Gewinnen des Sektors. Die Senkung des Verbrauchs ist für die Aufrechterhaltung der Gewinne und die Einhaltung der immer strengeren Ziele für die Kohlenstoffemissionen unerlässlich geworden.
Eine weitere Schwierigkeit ist die Komplexität und der schnelle Wandel des Recyclingmarktes. Neue Materialien, Prozesse und Technologien erfordern ständige Investitionen in teure Anlagen, was die Kapital- und Wartungskosten in die Höhe treibt.
Schwere Aufgaben und harte Belastungen
Um zu verstehen, wie Verschleißschutz diese Probleme löst, müssen wir uns zunächst mit der Art, der Funktion und den Betriebsbedingungen von Maschinen befassen. Obwohl das Recycling eine komplexe, vielschichtige Industrie ist, gibt es gemeinsame Prozesse, die für jeden spezialisierten Bereich gelten. Dazu gehören:
Bei jeder Aktivität führt der Kontakt zwischen Materialien und Geräten zu Verschleiß und Schäden – insbesondere an den Kontaktflächen. Zu den verschleißenden und schädigenden Kräften gehören Abrieb, Erosion, Aufprall, Ermüdung und Vibrationsbelastung.
Die wahren Kosten des Verschleißes
Der Ersatz von verschlissenen Teilen ist kostspielig. Manager müssen nicht nur den Preis des neuen Teils berücksichtigen, sondern auch die Arbeitskosten für den Einbau und die Einkommensverluste, während die Maschine außer Betrieb ist. Der Produktionsausfall ist sogar noch höher, wenn die Maschine ungeplant ausfällt, weil eine verschlissene Komponente während des Betriebs versagt.
Bei Schlüsselkomponenten wie den Schneideelementen in Zerkleinerungsmaschinen kann der Verschleiß ebenfalls zu Ineffizienz führen. Eine abgenutzte Schneide ist weniger effektiv, so dass das Material möglicherweise mehrmals durch den Zerkleinerer geführt werden muss, um es auf die erforderliche Größe zu reduzieren. Das bedeutet zusätzliche Laufzeit, Energieverbrauch und Verschleiß für die Maschine sowie zusätzliche Arbeitskräfte für den Betrieb und die Beschickung der Maschine.
Bei einigen Geräten muss eine abgenutzte Klinge mit mehr Kraft – und höheren Energiekosten – eingesetzt werden als eine Klinge in scharfem Zustand. In jedem Fall erhöht der höhere Energieverbrauch die Kohlenstoffemissionen und die Stromrechnungen.
Verschleißschutz ist die Antwort
All diese Kosten können gesenkt werden, indem die Lebensdauer der Komponenten durch Verschleißschutz – oder Hartauftragsschweißen, wie es manchmal genannt wird – verlängert wird. Schutzbeschichtungen können bei der ursprünglichen Herstellung oder Montage der Geräte auf die Oberflächen aufgebracht werden. Sie können auch im Rahmen einer Reparatur nachgerüstet werden, wodurch das Bauteil wiederhergestellt und verbessert wird, so dass es ein zweites Leben und eine besser geschützte und längere Lebensdauer erhält.
Obwohl die Maschinen und Prozesse in allen Recyclingbetrieben ähnlich sind, weist jeder Betrieb andere Bedingungen und Anforderungen auf. Zu den variablen Faktoren gehören die Art der verarbeiteten Materialien sowie Verschleißmuster, Drücke, Temperaturen und das Vorhandensein von korrosiven Substanzen.
Dies führt zu einer Vielzahl von Verschleißproblemen, die durch eine breite Palette von Verschleißschutztechnologien und -produkten gelöst werden können. Jedes dieser Produkte kann in Bezug auf Struktur und Zusammensetzung modifiziert werden, um spezifische Anforderungen zu erfüllen. Keine Aufgabe ist wie die andere.
Eine Vielzahl von Materialien
Die wichtigsten wiederverwertbaren Materialsegmente sind heute:
Während harte Materialien wie Metall besonders anspruchsvoll erscheinen mögen, zeigen auch weiche Stoffe wie Papier erhebliche Verschleißerscheinungen an den Geräten. Dasselbe gilt für Haushaltskunststoffe, während gemahlenes Glas besonders abrasiv ist, und auch jedes andere wiederverwertbare Material hat seine eigenen einzigartigen Eigenschaften und Anforderungen.
Anspruchsvolle Prozesse und Geräte
Sammelfahrzeuge und Container sind oft die ersten Oberflächen, die mit Wertstoffen und deren Verschleißerscheinungen in Berührung kommen. In der Recyclinganlage transportieren Greifer, Kipper, Greiferwagen, Planierraupen und Förderbänder die Materialien zwischen den Prozessen. Jedes dieser Geräte ist anfällig für Abnutzung und Abrieb durch die Materialien. Das Gleiche gilt für Aufgaberutschen, Trichter, Pumpen und Rohrleitungen, durch die das Material läuft.
Zerkleinerungsmaschinen verfügen in der Regel über rotierende Wellen, die mit Schneidscheiben, Klingen, Messern, Zähnen oder Hämmern ausgestattet sind. Es überrascht nicht, dass diese sehr schnell stumpf werden und sich abnutzen können. Neben hartem Abrieb und ständigen schweren Stößen sind die Maschinen auch starken Vibrationen ausgesetzt.
Vibrationen können auch ein Faktor bei Sortiervorgängen sein, insbesondere bei der Verwendung von Vibrationsförderern. Neben der relativ einfachen Sortierung mit unterschiedlich großen Sieben gibt es auch anspruchsvollere Methoden. Dazu gehören Magnettrommeln für Eisenmetalle, Wirbelströme für Nichteisenmetalle, Zyklonabscheider zur Entstaubung, Lasertechniken, die Materialien nach Farbe trennen, und der Einsatz von Röntgenstrahlen oder Flotationstanks zur Trennung nach Dichte. Diese Technologien erfordern teure Geräte, die gewartet und geschützt werden müssen.
Nach dem Sortieren kann es weitere Prozesse geben. Beim Glasrecycling wird beispielsweise gemahlen, um das Granulat auf eine gleichmäßige Größe zu bringen. Diese werden dann mit anderen Bestandteilen gemischt, bevor sie in den Glasherstellungsofen gelangen. Die Maschinen zum Mahlen und Mischen von Glas sind starken abrasiven und erosiven Einflüssen durch diese Materialien ausgesetzt.
Umfassende Lösungen für das Verschleißmanagement
Für viele der beschriebenen Geräteoberflächen besteht ein einfacher Schutzansatz darin, sie mit CDP-Verschleißplatten aus Stahl auszukleiden. Diese sind mit Legierungen gehärtet und können z.B. zur Auskleidung von Planierraupen- und Greiferschaufeln, Förderbändern, Rutschen und jeder anderen Auffang- oder Transportfläche in der Recyclinganlage verwendet werden.
Sie sind äußerst widerstandsfähig gegen Abrieb, Stöße und Vibrationen und halten in der Regel fünfmal länger als OEM-Auskleidungen. Sie lassen sich leicht zuschneiden, formen und anbringen, um jede Oberfläche mit Schrauben, Nieten oder Punktschweißen zu schützen. Bei Bedarf können die Platten als Standardplatten oder als vorgeschnittene und geformte Abschnitte geliefert werden, die auf die Größe und Form des Geräts abgestimmt sind. Letzteres ist besonders wichtig bei der Auskleidung der zylindrischen oder konischen Teile eines Zyklons oder der Innenflächen von Glasbrechern, Mahl- und Mischmaschinen.
Es gibt eine Reihe von Verschleißplatten, Verschleißbelägen und Beschichtungsvarianten für verschiedene Umstände, wobei die optimale Wahl von den zu verarbeitenden Materialien und den auftretenden Kräften abhängt.
Für Rohrleitungen gibt es eine weitere fertige Lösung in Form von Rohrstücken, Bögen und Y-Verbindungen mit legierungsverstärkter Auskleidung. Die CastoTubes sind in verschiedenen Durchmessern und Profillängen erhältlich und lassen sich einfach zusammenbauen.
Für die Brech- und Schneidelemente von Brechern und Zerkleinerern kann eine Reihe von legierten und polymeren Verschleißschutzbeschichtungen (bei Castolin Eutectic MeCaTec genannt) und Schweißdrähten zur Verstärkung der Oberflächen aufgetragen werden. Idealerweise sollten diese Beschichtungen von Anfang an als vorbeugende Maßnahme aufgetragen werden, aber in einigen Fällen können sie auch zur Reparatur und Wiederherstellung verwendet werden.
In einigen Fällen kann die ursprüngliche Form und Schärfe einer Schneidfläche wiederhergestellt werden. Bei großen Hämmern, die durch Abnutzung viele Kilogramm Metall verloren haben, ist es jedoch unwirtschaftlich, einen so großen Verlust durch Schweißen zu ersetzen. Hier ist es wichtig, die Lebensdauer der Ersatzhämmer durch eine vorbeugende Verschleißschutzbehandlung zu verlängern. Bei Vergleichstests, bei denen die Kunden der Behandlung eines Hammers zugestimmt haben, wird der Unterschied in der Lebensdauer sehr schnell deutlich.
Verschleißschutzschichten können zur Verstärkung und zum Schutz von Greifern verwendet werden, die durch den Kontakt von Metall zu Metall und durch Stöße aggressivem Verschleiß ausgesetzt sind. Keramische Oberflächenpolymere sind ebenfalls vielseitig einsetzbar, um wertvolle Geräte zu schützen.
Technische Anwendungsspezialisten helfen Ihnen gerne
Spezialisierte Verschleißschutzprodukte können für den Einsatz durch die eigenen Techniker des Kunden gekauft oder von den Außendiensttechnikern des Unternehmens eingesetzt werden, die auch für die Beratung, die Beurteilung von Verschleißproblemen, die Empfehlung von Lösungen und die Schulung in der ganzen Welt herangezogen werden können. Es ist sogar möglich, alternative Lösungen mit dem EcoTest-Rechner von Castolin Eutectic zu vergleichen, der die Kosteneinsparungen und die CO2-Emissionen für vorgeschlagene Verschleißschutzlösungen aufzeigt. Diese Art der Beratung durch Lieferanten wird im Laufe der Zeit immer wertvoller, da die externen Experten mit der Anlage und ihrer Gesundheits- und Wartungshistorie vertraut werden.
Weitere Informationen darüber, wie die Verschleißschutzlösungen von Castolin Eutectic die Rentabilität und Nachhaltigkeit von Recyclingunternehmen steigern können, finden Sie unter https://www.castolin.com/de-DE.
Castolin Eutectic GmbH, Gutenbergstrasse 10, 65830 Kriftel, Germany
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