Utdrag ur Nordic Foundries Best Available Techniques (BAT) Utgiven av Nordiska Ministerrådet.
Detta dokument Detta är ett utdrag och översättning ur den rapport om BAT i den nordiska gjuteriindustrin som Swerea SWECAST sammanställt åt Nordiska ministerrådet. Best available techniques, BAT, är ett begrepp som används inom EU. Genom att använda BAT kan ett företag minska sin miljöpåverkan och skapa det hållbara gjuteriet. I begreppet techniques innefattas både teknisk utrustning och arbetssätt. Ordet available innebär att tekniken ska finnas tillgänglig på marknaden till ett rimligt pris. Hela rapporten kan laddas ned från Nordiska ministerrådet www.norden.org, sök på foundries eller rapport 2017:562. Vill du ha hjälp att komma vidare med arbetet med BAT och att skapa det hållbara gjuteriet? Kontakta oss på Swerea SWECAST.
BAT Utsläpp till luft Använd huvar och fläktar för att samla in utsläpp eller kapsla in processer som kan orsaka luftutsläpp, t.ex. damm, partiklar, gaser eller lukt, så att utgående luft effektivt kan renas. Arbeta för att minimera VOC och lukt och om det inte går, använda reningsutrustning. Konstruera och använd ventilation och huvar på bra sätt. När förändringar är gjorda i ventilationssystemen, ska hela ventilationssystemen gås igenom så att det fortfarande fungerar korrekt. Använd textila spärrfilter eller bättre teknik för att rena stoft från luft. Anpassa filtermediet så att det är korrekt valt för typ och mängd av stoft. Säkerställ att stoft från filtret inte läcker när filtret töms. Undersök om stoftet som samlas i filtren kan återanvändas i processen. Vid pressgjutning använd filter för att rena oljedimma. Utför regelbundet underhåll och service av filtersystem och fläktar. Detta minskar risken för läckage, minskar energiförbrukningen samt minskar buller. Utför regelbunden mätning på utgående luft efter filter. Installera tryckfallsmätare på filterutrustningen. Ta fram rutiner som beskriver hur ofta mätaren ska kontrolleras och vad är den normala nivån, samt åtgärder att vidta om något avviker från normalt. Använd fluorescerande pulver för att identifiera läckage i textila spärrfilter. För större mängder stoft använd kontinuerlig stoftmätare. Det finns olika varianter från enkla varningssystem till system som ständigt loggar den exakta mängden stoftutsläpp. Om kontinuerlig stoftmätare används, kalibrera den regelbundet. Om det är en risk för att filterfunktionen försämras på grund av kallt klimat bör filtret vara försett med uppvärmning. Säkerställ att eventuell utomhushantering av sand inte orsakar dammning. Om ett öppet kyltorn används, se till att det inte finns någon risk för uppkomst av legionella som kan spridas till omgivningarna. Buller och vibrationer Lossa skrot inomhus. Utför urslagning inomhus, så långt som möjligt med tanke på storleken på gjutgodset. Utför rensning inomhus, så långt som möjligt med tanke på storleken på gjutgodset. Mät buller i omgivningen och vid behov använd bullersimulering. Utför regelbundna bullerronder, där någon går och lyssnar och mäter på företagets fläktar och utblås. Prioritera regelbundet underhåll av fläktar, motorer, remmar, lager, etc. Styr arbetstiden för att minimera störningar för grannar. Stäng av fläktar etc. när de inte används. Informera personalen om gjuteriets bullervillkor. Håll dörrar och fönster stängda när det är möjligt. Utbilda truckförare i tyst körning. Försök att placera bullrande verksamhet skärmat från närliggande bostäder. Om trucktransport sker utomhus, se till att marken är jämn och asfalterad. Begränsa tiderna för externa transporter.
Ljudnivåerna bör vara ett viktigt kriterium vid inköp av ny utrustning. Om ovanstående åtgärder inte hjälper, undersök potentialen att minska buller genom att installera ljuddämpare eller skärmväggar för buller. Om ljuddämpare används är det viktigt att regelbundet kontrollera och rengöra dessa. Om vibrationer kan orsaka problem, mät vibrationer vid närliggande bostäder. Om det finns problem med vibrationer, kontrollera om den vibrerande utrustningens frekvens kan justeras eller om det är möjligt isolera maskinen från golvet. Styr arbetstiden så att vibrerande aktiviteter inte sker när grannarna sover. Vattenutsläpp Rena vatten som använts för att spraya släppmedel hos pressgjutare och andra processer som producerar förorenat avloppsvatten. Om det är möjligt återanvända vattnet på något sätt, till exempel återvinning av vatten från trumling. Om förorenat skrot lagras utomhus, förvara det under tak annars bör det finnas oljerening på dagvattensystemet. För att hindra att läckage av kemikalier når dagvattnet använd ett lock till dagvattenbrunnarna. Pressgjutning Undvik att smältan kommer i kontakt med syre i luften, till exempel genom att använda vakuumdoseringsugn istället för att med öppen skopa ta smältan från ugnen till påfyllningskammaren i maskinen. Det ger också mer exakt dosering. Optimera mängden kolvsmörjning. För mycket smörjning innebär risken för att smörjningen läcker och kommer i kontakt med smältan vilket ger upphov till kraftig rökutveckling. För liten mängd kolvsmörjning innebär att maskinen är hackar, vilket kan leda till lägre produktion och mer kassation. Tid från det att smältan tas upp från ugnen till att den införs i fyllkammaren i maskinen bör vara så kort som möjligt. Använd automatisk sprayning av släppmedel och optimera mängden släppmedel. Använd IR-kamera eller liknande verktyg för att säkerställa temperaturen på verktyget och justera kylningen utifrån resultat av mätningen. Undersök om det aktuella släppmedlet kan ersättas med nyare mer miljövänliga varianter. Förvärm verktygen för längre livslängd. Underhåll verktygen för att förlänga livslängden, inklusive blästring och slipning av verktygets yta. Sand och bindemedel Om råsand används, undersök möjligheten att byta ut sot mot ett sotersättningsmedel som minskar VOC-utsläppen. Om råsand används, försök att minimera mängden sot eller sotersättningsmedel för att minimera VOC-utsläpp. Undersök möjligheterna att byta bindemedel till ett med lägre miljöpåverkan. Förvara komponenterna i bindemedelssystemet så att de inte kan reagera med varandra. Använd så lite bindemedel som möjligt. Studera styrkan hos kärnor och formar för att bestämma hur mycket bindemedel som behövs.
Utför underhåll av sandblandaren för att säkerställa en god blandning och för att undvika överdriven användning av bindemedel. Använd så lite sand som möjligt. Om ett bindemedelssystem t.ex. coldbox som härdas med en amin används, rena luften med en syra-skrubber. Undersök om det är möjligt att minska användningen av black. Vid torkning av vattenbaserad black se till att minimera energiförbrukningen. Om en alkoholbaserad black används, använd lock på blackkaren när de inte används. Optimera blandning av black och följ blackens kvalitet genom att exempelvis kontrollera viskositeten. Se till att återvinningsgrad av sanden är så hög som möjligt. Maximal återvinningsgrad beror på vilken typ av bindemedel som används. Om sanden inte kan återvinnas internt bör sanden i första hand användas för något annat ändamål utanför gjuteriet snarare än att hamna på en deponi. Användningen av sanden för annat ändamål regleras ofta i lagstiftning och det behövs ofta en kemisk analys av innehållet för att se att kraven uppfylls. Använd inte kall sand. Detta är särskilt viktigt när man använder furan som bindemedel. Kemikaliehantering Korrekt märkning av kemikalier. Detta är speciellt viktigt för att undvika att blanda de olika komponenterna i bindemedelssystemet eftersom detta kan leda till kraftiga kemiska reaktioner. Har absorbentmaterial tillgängligt. Sandgjuterier kan använda sand. Tilldela en person ansvaret för kontrollen av nya kemikalier. Förvara kemikalier så det finns ingen risk för spill till mark eller vatten. Förvara flytande kemikalier i invallning eller på spilltråg. Avfallshantering Minimera spillsand som slutar som avfall. Undvik till exempel att spilla sand på golvet. Underhåll av transportband för sand är viktigt för att minska internt avfall. Sortera avfall för att underlätta återvinning. Korrekt sortering av återvunnen metall kan öka den mängd som kan återvinnas. Undvik att lagra sand direkt på marken utomhus för att minimera dammning. Om det finns sand på marken utanför gjuteriet, använd en sopmaskin för att samla in detta för att undvika att dammning. Undersök möjligheterna att använda avfallet som resurs i andra sammanhang. Till exempel kan sand användas för byggnadsarbete, det kan också användas för att täcka gamla deponier eller användas i betong. Slagg från järn och stål kan ibland krossas och användas för anläggningsändamål. Konstruktion och simulering Använd simulering för att optimera gjutprocessen. Saker som bör simuleras är flödet, termisk stelning, kylning och defekter. På detta vis kan kassationerna minskas. Gör flera simuleringar för att få bättre resultat. Kontrollera kontinuerligt simuleringarna jämfört med verkliga data. Designa och placera inlopp och gjutsystem så att det lätt kan brytas bort i stället för att behöva använda en såg som kräver mer energi.
Nära samarbete mellan köpare och konstruktör är viktigt för att få en produkt som är lätt att gjuta, vilket ger lägre kassation. Vid byggandet av nya gjuterier eller nya produktionsanläggningar är det möjligt att använda produktionsmodellering för att hitta flaskhalsar och andra kritiska punkter i tillverkningsprocessen. Energi Generellt Hantera råmaterial inomhus för att undvika att utsätta det för fukt. Använd spillvärme från ventilation, kylvatten från ugnar eller kompressorer för att värma och torka råmaterialet. Behandla metallspån som kan innehålla olja eller oljemulsion genom exempelvis centrifugering innan smältning Krossa skrot och återgång eller be leverantörerna av skrot att leverera skrot i rätt storlek för optimal packning i ugnen. Använd kort smältningstid och omedelbar gjutning utan onödig fördröjning. Packa råmaterialet så tätt som möjligt i ugnen. Försök att undvika överhettning av smältan. Chargera ugnen i rätt ordning. Pressa briketter av metallspån av t.ex. aluminium som används som råmaterial. Använd låg tappningshöjd mellan skänk och ugn för att inte förlora i värme vid avgjutning och minska risken för att syre löser in sig i smältan. Flytta smältan snabbt från ugnen till platsen för gjutning för att inte tappa i värme. Använd locket på smältugnen, eventuell hållugn och skänk så mycket som möjligt. Om det inte är möjligt att använda locket på ugnen är det ett alternativ att ha ett lager slagg på toppen. Användningen av isolerande foder i skänkar reducerar värmeförlusten. Högisolerade skänkar har möjligen sämre mekanisk hållfasthet, så det är tveksamt om de är lämpliga för behandling av segjärn. Planera förvärmning av skänkar och förbered formar så att de är klara i tid när smältningen är klar. Använd lock på skänkar eller placera dem upp och ner mellan användningen. Placera skänkarna på isoleringsmaterial för att minska värmeöverföringen till golvet. Undersök möjligheterna till att använda nyare förvärmningsteknik än konventionell gasbrännare, t.ex. med ett flamlöst system eller elvärme Använd rätt skänkstorlek med avseende på smältmängden. Gör praktiska tester för att ta reda på vad det kostar att överhetta smält kwh / grad / ton och gör personalen medveten om detta. Använd full ugnseffekt så tidigt som möjligt och sedan genom smältningsprocessen för att ge den snabbaste och mest energieffektiva smältprocessen. Ibland görs det inte eftersom det här ger en hög kostnad från elleverantören. Använd mätare som visar ugnens energianvändning för varje charge och notera detta tillsammans med temperatur och chargevikt för varje smälta. Om jämförelsen görs med tidigare smältor kan operatörerna upptäcka variationerna i energiförbrukningen och direkt minska energiförbrukningen. För att undvika överdriven smälttid är det viktigt att snabbt komma fram till smältans korrekta legeringssammansättning. Det är därför viktigt att väga in de olika legeringsmetallerna. Vägning är också viktigt för att bestämma energiförbrukningen per ton
smälta och hitta energieffektiva metoder. För övervakning av produktionen är det också bra att väga mängden tappad smält- och slaggvikt. Mät temperaturen ofta istället för att gissa. Efter användning av temperaturlans ersätt sondspetsen och låt lansspetsen sjunka i temperatur före nästa mätning. Om det uppkommer spillvärme från processen, försök att effektivisera processen först. När detta är gjort ska spillvärmen användas internt eller skickas till externa mottagare, alternativt lagras för användning vid en senare tidpunkt. Återvinn värme från kylvattnet och från kylning av gjutgods. Optimera värmebehandling så att godset inte värmebehandlas i onödan. Sänk temperaturen om ugnen inte används och sänk ventilationen om den inte behövs. Genomföra energikartläggning. Använd värmeväxlare för att hantera överflödig värme från processerna. När värme samlas in för återanvändning, blanda inte värme med hög temperatur (till exempel direkt efter avgjutning) med låg temperatur (till exempel i slutet av kylsträckan). Induktionsugn Lägg lätt smältbara material som tackjärn i botten av ugnen. Chargera ugnen på ett sådant sätt att återstående värme utnyttjas, t.ex. fyll den varma ugnen i slutet av skiftet på kvällen. Stor mängd slagg indikerar att förbättringar kan göras både vad gäller energiförbrukning och metallåtervinning. Om nödvändigt bör chargeringsmaterialet blästras före användning för att avlägsna sand och rost. Metall och smältning Järn och stål Använd matare som inte orsakar problem i restsanden. Till exempel kan användningen av fluorerade matare ge en högre nivå av fluor i restsand om matarens rester hamnar i sanden. Ange kvalitetskrav på inköpt skrot. Rent råmaterial ger mindre slagg. Kontrollera kvaliteten på det mottagna skrotet. Använd moderna tekniker för att chargera optimalt, till exempel datorprogram för beräkning av chargens sammansättning. Stora skänkar för stål kan spolas med argon för att effektivt minska risken för att syre löser in sig i smältan. Inlöst syre kan orsaka defekter och kassation. När järn behandlas med magnesium för att producera segjärn, se till att tillsatt magnesium stannar i smältan. Om möjligt använd en metod för att producera segjärn som ger mindre rök eller försök att minimera röken som emitteras till luften, exempelvis genom att använda metoder där smältan behandlas i skänk med lock så att röken kan samlas upp eller att magnesium läggs ner i smältan och inte på ytan. Om ympning sker direkt i gjutstrålen, se till att ympningen hamnar i smältan och inte vid sidan av. Kontrollmät att smältan innehåller rätt mängd ympmedel efter ympningen. Använd automatiserad ympning om möjligt. Om en kupolugn används, tillsätt 2-3% extra syre, så kan mängden förbränningsgaser och använd mängd koks minskas.
Generellt Kalibrera instrumentet för mätning av temperatur. Använd snabb och tillförlitlig processkontroll av smältan för att undvika felaktig blandning som kan leda till kassation eller onödig överdosering av ämnen, såsom magnesium för segjärnbehandling. Använd deoxidisers / degassing för att avlägsna syre / väte och andra gaser i smältan för att undvika kassation. Använd rätt mängd. Kan användas för stål och andra metaller men inte för järn. Ledningssystem mm Arbeta med LEAN eller liknande system. Använd standardiserade arbetssätt. Använd FMEA (Failure modes and effects analysis). FMEA innebär att man utvärderar varje produktionssteg och analyserar vad som kan gå fel, hur allvarligt kan felet bli, hur ofta det händer eller kan hända, hur sannolikt det är att felet upptäcks. Utvärdera innan ny teknik köps in. Planera interna och externa transporter och logistik och granska de interna processflödena. Använd ett standardiserat hanteringssystem, till exempel ISO 9001, ISO 14001 eller ISO 50001. Utveckla en policy för att fastställa vad miljöbeslut får kosta, samt ta hänsyn till miljöaspekter vid inköp av varor och tjänster. Försök att tillämpa cirkulär ekonomi. Det kan innebära att man försöker förlänga livslängden på utrustning som används under produktionen genom reparation eller förbättrat underhåll. Andra exempel kan vara att överväga nya affärsmodeller, etablera ett system för återtagning av produkter för återvinning av värdefulla legeringar, för produktrenovering eller för att skapa ett miljöbaserat förhållande med kunderna. Undersök andra metoder, verktyg och standarder som kan vara användbara för att förbättra eller bedöma verksamhetens miljöprestanda. Exempel är livscykelanalys, som beskrivs i den internationella ISO 14040-standarden. Eller ISO 14060 familjen som ger vägledning om hur man mäter och anpassar verksamheten till klimatförändringar. Miljöansvarig bör stödjas i sitt arbete, antingen internt från olika personer i organisationen eller externt. Använd materialflödesanalys, MFCA, eller liknande för att kartlägga de ekonomiska kostnaderna för spill och slöseri med material och energiresurser. Ha rutiner för alla arbetsmoment, till exempel för smältning, hur man köper kemikalier, hur man hanterar avfall osv. Energi, buller, kemikalier och avfall är några faktorer att tänka på när man köper ny utrustning. Ha en rutin som säkerställer att så sker. Hela rapporten kan laddas ned från www.norden.org, sök på foundries eller rapport 2017:562. Hur arbetar ditt företag med BAT?