DCF-Filter von Eaton helfen Global Titanium bei der Wiederverwertung von wichtigen Metallen für die Luft- und Raumfahrt

Hintergrund 

Titan ist dank seines geringen Gewichts und der hohen Widerstandsfähigkeit ein wichtiger Werkstoff für viele Luft- und Raumfahrtanwendungen.

Global Titanium aus Detroit, Michigan (USA), recycelt monatlich mehr als 450 Tonnen Titanspäne und -staub, die das Unternehmen von Herstellern auf der ganzen Welt kauft. Das Material wird zur Herstellung von Titan, Stahl, Edelstahl, Aluminium und pulvermetallurgischen Produkten verwendet.

Die Späne werden zerkleinert und anschließend mit Wasser auf einem Siebwerk gewaschen, das größere Teile zurückhält. Teile mit einer Größe unter 230 µm werden jedoch nicht aufgefangen und gelangen so in den Abwasserstrom. Das Waschwasser wird im Sinne der Umweltvorschriften vor Ort mit Hilfe eines Ultrafiltrationssystems gereinigt und erneut verwendet. 

Herausforderung

Die kleinen Titanpartikel führten zur Beschädigung des Ultrafiltrationssystems, sodass ein Vorfilter integriert werden musste. Global Titanium beabsichtigte, die Titanpartikel zurückzugewinnen, da sie eine zusätzliche Quelle für Recyclingmaterial darstellen. Daher galt es, knapp 380 m³ Wasser zu filtern, das pro Tag beim Waschprozess verbraucht wurde. Global Titanium benötigte darüber hinaus einen selbstreinigenden Filter mit permanenten Siebelementen, um die Ausfallzeiten und den Wartungsaufwand so gering wie möglich zu halten.

„Die Titanspäne enthalten die unterschiedlichsten Kontaminations­stoffe: Kühlmittel, Schmutz, Kunststoff, Pappe...“, erklärte Jesse Oliver, Anlagentechniker bei Global Titanium. „Am häufigsten kommt eine Verunreinigung durch Pappe in Form von langen, fadenförmigen Fasern vor, die schwer zu handhaben sind.“ 

Lösung 

Der Kunde mietete einen DCF-800-Filter von Eaton mit mechanischer Abreinigung, um die Machbarkeit einer Vorfiltration des Abwasserstroms zu prüfen.

„Der Start verlief gut, obwohl die Feststoffbelastung im Wasser so hoch war, dass alle zehn Minuten ein Spülvorgang durchgeführt werden musste“, berichtet Bruce Law, Regional Sales Manager bei Eaton. „Der Kunde war sowohl über die Leistung des Filters als auch über die Menge an zurückgewonnenem Titan erfreut.“ Kundenerfolgsgeschichte: Global Titanium – bedienter Markt: Fertigung und Industrie

Es wurden verschiedene unterschiedliche Filterfeinheiten ausprobiert. Letztendlich entschied man sich für 0,15-mm-Kantenspaltsiebe, da diese die Titanpartikel am effizientesten zurückhielten und gleichzeitig den erforderlichen Durchfluss und Druck im System aufrechterhielten.“

Filter der Serie DCF sind die wahrscheinlich effizientesten derzeit erhältlichen Filter mit mechanischer Abreinigung. Sie können bei konstant niedrigen Differenzdrücken eingesetzt werden, sind im Betrieb einfach zu handhaben, zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit aus und erfordern lediglich eine geringe Anfangsinvestition.

DCF-Filter bestehen aus einem zylindrischen Edelstahlgehäuse, in dem das Filterelement untergebracht ist, in diesem Fall ein Kantenspaltsiebelement. Das Fluid strömt in das Filterelement, lässt die Kontaminationsstoffe auf diesem zurück und fließt dann zum Auslass des Filters.

Eine federbelastete Reinigungsscheibe bewegt sich am Filterelement auf und ab, entfernt dabei die Kontaminationsstoffe von dessen Oberfläche und schiebt diese zum Boden des Filtergehäuses, wo sie sich außerhalb des Fluidstroms befinden. Da der Filter während der Reinigung in Betrieb bleibt, ermöglichen DCF-Filter eine hohe Prozesseffizienz und minimieren reinigungsbedingte Produktverluste. 

Ergebnis 

Angesichts der Leistung des Testsystems erwarb Global Titanium innerhalb von 45 Tagen nach Ende der Mietdauer zwei selbstreinigende DCF-Filter. Beide Filter werden zum Schutz des Ultrafiltrationssystems vor Kontamination aus zwei unterschiedlichen Wasserquellen im Werk eingesetzt.

Als der Kunde den bestmöglichen Standort für die neuen Filter ermittelte, wurde festgestellt, dass aufgrund der hohen Durchflussraten statt der DCF-800-Filter, die während des Testlaufs eingesetzt worden waren, der Kauf von Filtern des Typs DCF-1600 angezeigt war. In beiden DCF-1600-Filtern kommen Filtermedien mit einer Feinheit von 0,15 mm zum Einsatz, um die Menge an Reinigungswasser bewältigen und den Spülzyklus verlängern zu können.

„Die Filter von Eaton sind Teil unseres groß angelegten Wasseraufbereitungsprojekts, mit dem wir unseren Wasserverbrauch um 75 Prozent senken konnten“, berichtete Jesse Oliver. „Die Filter funktionieren wie erwartet, und der Kundendienst von Eaton hat herausragende Arbeit geleistet.“

Die geschätzte Amortisationsdauer beträgt angesichts der Menge an abgeschiedenen Partikeln und der Wasserersparnis weniger als sechs Monate.