Resurseffektivisering vid yt- och värmebehandlingsprocesser Anders Klässbo och Eva Troell, Swerea IVF
Innehåll Inledning Nyckeltal Värmebehandling Pågående arbete Energikartläggning Möjligheter för resurseffektivisering Ytbehandling Pågående arbete Energikartläggning Möjligheter för resurseffektivisering
Miljöpåverkan för en produkt Utsläpp sker huvudsakligen/vanligtvis under användningsfasen Optimera funktionen: Ökad prestanda minskad vikt/ökad livslängd Lägre friktion lägre bränsleförbrukning/ökad livslängd Ökat korrosionsmotstånd ökad livslängd Utseende försäljningsargument Resurseffektivisering: Tillverkningsfasen Bibehållen eller förbättrad prestanda
Nyckeltal Varför? Följa upp förbättringsarbete Underlag för investering Behov av underhåll Jämföra processer Jämföra med andra företag produkt process - anläggningsberoende Exempel nyckeltal: tomgång + drift MWh/omsättning MWh/ugnsvolym MWh/area(lackerad yta) MWh/ton gods
Resurseffektivisering VÄRMEBEHANDLING
Värmebehandling Ugnskonstruktioner: batchugnar pusher Atmosfär vakuum plasma induktion/laser Processer: t ex sätthärdning induktionshärdning nitrerprocesser Kylning tvätt anlöpning närliggande operationer Produkt Prestanda Produktion
Energieffektivisering värmebehandling
Energikartläggning Exjobb - genomfört Pågående projekt FFI Sustainable Heat Treatment Metod för energikartläggning Jämförelse ugnar och processer Förbättringsmöjligheter seminarium ENIG nyckeltal värmebehandling Möjligheter och metodik för energieffektivisering
Exjobb Resurseffektivisering vid värmebehandlingsprocesser Genomskjutningsugn vid Volvo CE Ref: Exjobb Anna Ångström, 2009
Forts. Flöde in Energi (GJ/år) Flöde ut Energi (GJ/år) Propan 5 580,72 Förbränningsluft 2 440,97 Gods 462,67 Gods 1 041,01 Fixtur 330,26 Fixtur 743,08 Förluster väggar 839,35 Oidentifierade förluster 1 309,24 Totalt 6 373,65 Totalt 6 373,65 Ref: Exjobb Anna Ångström, 2009
Energikartläggning Mäta över tiden: tomgång + under drift Ampere-/voltmätare Gasförbrukning IR-kamera Härdkar Gropugn
Exjobb Resurseffektivisering vid sätthärdning Ref: Exjobb Yassine Kazi-Tani, 2010
Möjligheter för energieffektivisering Ugnskonstruktion: t ex chargering via botten av ugnen Alt chargeringsmaterial: CFC Återanvändning av energi från en process till en annan: t ex härdkar tvätt Återvinna rökgaser Effektiva brännare Tomgångsdrift Lönsamhet "tomgångsdrift" Bespering [kr] 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 Antal timmar [h] 400 800 850
Återanvändning av atmosfärsgaser Endogas/kväve-metanol: Endast 2% av processgasen används Resten förbränns HybridCarb: minskade utsläpp och gaskostnader (90%) Återvinningsprocess använd gas förs till en beredningskammare förbrukat kol kompenseras och gasen förs tillbaka till ugnsutrymmet. reducerade CO2-utsläpp med en faktor 10-15, 20% ökad effektivitet, gaskostnader reducerade med 98%. Ref www.ipsen.de
Resurseffektivisering YTBEHANDLING
Lackeringsanläggning Pålastning/Avlastning Conveyor Förbehandling Varma processbad och ventilation Avfettning 50-60 C Sköljning 25-50 C Ytomvandling 25-50 C Sköljning 25 C Torkugn 100-130 C Lackering Ventilation av lackbox Våtlackering eller pulverlackering Härdning Ventilation av härdugn Konvektion, IR, NIR och UV 150-220 C
Energikartläggning Nulägesanalys Kunskapsinsamling Bearbetning av information Åtgärdsförslag med investeringskalkyl Efterkalkyl
Nulägesanalys Skaffa fram all tillgänglig information Elbolag, gasbolag, oljebolag och fjärrvärme Märkeffekter Färgförbrukning Vattenförbrukning Skaffa den information som saknas Värmekamera Effektmätning Flödesmätare för ventilation Flödesmätare för vatten Tidtagning
Förbättringspotential Använda sig av skärmsläckare En ytbehandlingsprocess består av en mängd delsteg och hos en typisk legolackerare kan det vara mellan 10-50 olika produkter som går igenom anläggningen. Alla produkter behandlas inte på samma sätt och därmed används inte hela anläggningen på en gång. Markörer läggs in i ett styrsystem som visar när och hur länge olika delsteg skall vara aktiva. Under till exempel helg, lunch, fika och skiftbyte Kan styra pumpar, ventilation och temperatur i ugnar Mest effektivt på enheter som saknar startsträcka för att komma upp i full effekt igen Optimera för enheter med startsträcka till exempel härdugn Hur lång uppehåll behövs och hur lågt ska temperaturen sänkas
Härdning Lågtemperaturhärdande lacker IR-ramper för att snabbt få upp godset till rätt temperatur UV härdande lacker Robothärdning
Robothärdning Robothärdning med NIR eller UV Komplexa detaljer med stor godsvolym Effekten blir att man i vissa fall inte kommer behöva någon ugn överhuvudtaget eller att temperaturen och/eller uppehållstiden i ugnen kan sänkas drastiskt
Ersätta energikrävande förbehandling Järnfosfatering, som är den dominerande förbehandlingen före lackering kräver processbad som är 55 C varma vilket leder till en ökad Swerea IVF har under 3 års tid satsat resurser på att utvärdera och produktionsanpassa nya förbehandlingssystem som fungerar vid rumstemperatur Ett projekt inom fordonsforskningen har startats upp och ett EUprojekt är i uppstartsfasen
Ta tillvara spillvärme Ventilation av ugnar Spaltprodukter Förbränningsrester Varma processbad Uppvärmt gods Värmeväxlarlösningar
Tack för visat intresse Finns det några frågor?