Témata
Reklama

Technologie pro zpracování druhotného odpadu

Tváří v tvář současným náročným ekonomickým podmínkám závody na zpracování hliníku napříč celou Evropou hledají lepší a efektivnější způsoby, jak zpracovat druhotný kovový odpad. Z finančního hlediska je to logické, ale přináší to kromě zajímavých možností také komplikace.

Druhotný kovový odpad je často znečištěn oleji, laky nebo plasty, a právě z toho pramení problém při jejich zpracování. Při vsázení takového materiálu do pece dochází k intenzivnímu hoření a při použití konvenčních technologií také k nedokonalému spalování uhlovodíků z důvodů nedostatku kyslíku ve spalovacím procesu. Takovéto spaliny obsahují vysokou koncentraci CO a po jejich smíchání se vzduchem v odtahovém potrubí dochází k jejich dohořívání. Toto hoření mimo tavicí pec způsobuje nadměrné teplotní zatížení odtahového potrubí a snižuje efektivitu celé následné filtrace spalin.

Reklama
Reklama
Reklama

Technologie s vysokou výtěžností a minimálními emisemi

Společnost Air Products vyvinula novou generaci kyslíko-palivové technologie tavení, která se skládá ze dvou hlavních prvků – kyslíko-palivového hořáku s vysokou výtěžností (HYB = High Yield Burner) a nového řídicího systému (ALEM – Advanced Low Emission Melting system), který zajišťuje minimalizaci emisí. Tuto technologii lze přizpůsobit specifickým podmínkám tavení každé slévárny a jejím cílem je umožnit zpracování vysoce kontaminovaného šrotu, minimalizovat ztráty vsázeného materiálu, a to při současném zvýšení produktivity, snížení výrobních nákladů a celkových emisí. Systém ALEM je schopen měřit míru dopálení kontaminantů a automaticky regulovat průtok kyslíku do spalovacího procesu tak, aby bylo dosaženo co nejúčinnějšího spalování a využití energie z kontaminantů pro vlastní proces tavení.

Vlastní kyslíko-palivový hořák s vysokou výtěžností je navržen tak, aby přinášel stejné výhody jako běžný kyslíko-palivový hořák – úsporu paliva, vyšší produkci, nižší emise a zatížení filtrace –, ale navíc také zvýšil výtěžnost taveného materiálu. Při srovnávacích testech s běžnými kyslíko-palivovými hořáky se ukázalo, že u hořáků s vysokou výtěžností dochází k úspoře tavidla o 10–15 % a zvyšuje se výtěžnost o 1–2 %.

Nová technologie tavení, která je složena z výše popsaných prvků, rovněž přináší úsporu díky kratší době vlastní tavby, opakovatelnosti a konzistentnímu provozu. Technologii lze snadno instalovat do stávajících výrobních pecí při minimálním narušení výroby.

Systém ALEM je schopen měřit míru dopálení kontaminantů a automaticky regulovat průtok kyslíku do spalovacího procesu.

Technologie ALEM v praxi

Řadu let spolupracuje společnost Air Products se společností Remet, výrobcem hliníkových slitin, a pomáhá jí zlepšovat technologické postupy tavení v rotačních a plamenných pecích.

Tato společnost používá od začátku roku 2012 novou technologii tavení společnosti Air Products. Vedoucí výroby Ing. Luděk Šeptun je s výsledky spokojený: „Pozorujeme kladný dopad na výtěžnost a v kombinaci s další optimalizací regulace tavení technologií ALEM dosahujeme dobrých výsledků výroby a výtěžnosti s nižšími požadavky na údržbu odtahového systému a filtrace.“

V posledních několika letech začala společnost Remet vylepšovat procesy v oblasti řízení procesu spalování. Díky systému ALEM tak dnes zpracovává vyšší procento znečištěného šrotu než dříve.

U moderních technologií pro tavení je spalovací vzduch buď částečně, nebo úplně nahrazen kyslíkem. Mluvíme pak o kyslíko-vzduchových nebo o kyslíkových hořácích. Potřebný kyslík byl původně do Remetu dodáván ve zkapalněné formě. V roce 2006 pak byla velká část dováženého kapalného kyslíku nahrazena výrobou přímo ve slévárně. Společnost Air Products postavila v Remetu generátor s označením PRISM T2 VSA s kapacitou 5 tun kyslíku denně.

Spolu s dynamickým rozvojem, nárůstem výroby a přechodem většiny pecí ze vzduchového spalování na spalování s kyslíkem rostla také spotřeba kyslíku. V minulém roce byl proto nahrazen stávající generátor větším zařízením PRISM T7 VSA s kapacitou 24 tun plynného kyslíku denně.

Generátory PRISM VSA jsou alternativním, ekonomicky výhodnějším řešením dovozu zkapalněného kyslíku. Na výrobu 1 000 kg plynného kyslíku je zapotřebí 300 kWh elektrické energie, zatímco na výrobu 1 000 kg zkapalněného kyslíku je zapotřebí 480 až 550 kWh. Zkapalněný kyslík je navíc ještě nutné na místo dopravit, což vyžaduje další energii. Výroba technických plynů přímo u zákazníka je ekologičtější a dodávky jsou spolehlivější.

Generátor PRISM T7 VSA s kapacitou 24 tun plynného kyslíku denně

Princip systému PRISM

VSA generátory jsou založeny na principu střídání zvýšeného tlaku a vakua (tzv. vakuum swing adsorption). Stlačený vzduch vstupuje do adsorpčních nádob, kde je uložené vysoce účinné molekulární síto. Toto síto přednostně adsorbuje dusík a odpadní plyny (vodní páry, oxid uhličitý a další uhlovodíky) a efektivně propouští proud molekul kyslíku, který je dodáván zákazníkovi. Kyslík je produkován v čistotě až 93 % a průtoku a tlaku přesně podle potřeby.

K

ompletní instalace a implementace nových systémů je v režii odborníků ze společnosti Air Products.

Systémy výroby kyslíku (ale i dusíku a vodíku) PRISM mají stavebnicovou konstrukci, díky které je instalace méně časově náročná a umožňuje vycházet vstříc specifickým požadavkům projektů. Společně s vlastními generátory bývají zajištěny rovněž záložní systémy, ze kterých se dodává plyn v době odstávky generátoru.
Instalaci a implementaci nových systémů včetně zaškolení obsluhy provádějí vyškolení odborníci společnosti Air Products. Počáteční nastavení systému jsou přednastavena, poté je nutné nastavení optimalizovat pro specifické provozní podmínky slévárny. Optimalizace probíhá zpravidla několik týdnů pomocí kontinuálního sběru dat a využitím zkušeností personálu obsluhy přímo u zákazníka. „S výsledky, kterých jsme dosáhli, nyní provozujeme nové technologie u dvou rotačních pecí, kde nadále pozorujeme skutečné finanční a provozní výhody,“ dodává Ing. Šeptun.

Air Products

Petr Tlamicha

tlamicp@airproducts.com

www.airproducts.cz

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 160121
Datum: 10. 02. 2016
Rubrika: Trendy / Slévárenství
Autor:
Firmy
Související články
Slévárna navýší kapacitu výroby

Uplynulý rok 2015 byl ve slévárně Kovosvitu MAS obdobím řady důležitých změn a rozhodnutí.

Odlitek nebo výkovek - vždy perfektně tryskaný

Rozmanitost slévárenských a kovárenských technologií vyrábějících díly nezná mezí. U výkovků a odlitků jsou nepostradatelnými pracovními procesy odstranění okují, písku a jader a tryskání pro sjednocení povrchu. Zvláště pro tyto průmyslové účely byly vyvinuty různé koncepty tryskacích zařízení na míru – včetně automatizace.

Slévárna, která exportuje také na západní trhy

Díky téměř stomilionové investici a včasné diverzifikaci výroby jsou nyní pro slévárnu Kovosvitu MAS hlavními exportními partnery Německo, Švýcarsko a Anglie.

Související články
Unikátní technologie 3D tisku písku

3D tisk písku neboli sandprint je technologie, která byla vyvinuta primárně pro výrobu pískových forem pro odlévání kovů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Nové trendy v technologii výroby slévárenských forem

V současné době stojíme na historickém prahu změny jednoho z fundamentů slévárenské výroby, protože technologicky jsme schopni vyrábět odlitky bez nutnosti zhotovit modelové zařízení a každý odlitek tedy vyrobit jako originál.

Automatické formování

V polovině šedesátých let byl na výstavě GIFA v Německu poprvé vystaven průkopnický vertikální formovací stroj, schopný vyrábět daleko více vysoce kvalitních pískových forem za hodinu než do té doby výhradně používané tradiční horizontální stroje, a to při mnohem nižší spotřebě energie a v mnohem menším prostoru. Tehdy byl položen základ stroje, který dodnes představuje vysoké průmyslové standardy v kvalitě, přesnosti, rychlosti a efektivitě nákladů.

Optimalizace výroby těžkých kovářských ingotů

Těžké kovářské ingoty jsou využívány zejména v těžkém strojírenství, např. pro výrobu zalomených klikových hřídelí pro lodní motory či speciálních dílů pro energetiku – jak pro klasickou, tak i jadernou (turbíny, výměníky, parogenerátory). Výroba těžkých kovářských ingotů je doprovázena výskytem segregací jednotlivých prvků ve struktuře oceli, které způsobují anizotropii mechanických vlastností. Ovšem v případě těchto strojírenských komponent musejí být tyto součásti prakticky bez vad, aby splnily nejnáročnější požadavky.

Vysoce přesné odlitky pro energetiku

V dnešní době je kladen důraz na dodávky přesných odlitků vyráběných metodou vytavitelného modelu, u kterých nebude nutné provádět již další operace obrábění. Za posledních pět až sedm let se požadavky na relativní přesnost odlitků zvedly několikanásobně.

Dispečink na telefonu v dlani jedné ruky

Až čtyřicet pět procent z celkových nákladů na provoz slévárny tvoří spotřebovaná energie. Řešení, které umožňuje efektivně nastavovat využití energie v reálném čase podle potřeby jednotlivých zakázek, tak uspoří deset až patnáct procent její celkové spotřeby.

Keramická jádra v technologii lití hliníkových slitin na vytavitelný model

Používání keramických jader pro odlitky lité na vytavitelný model je běžná praxe u odlitků ze superslitin a ocelí, zvláště pak u odlitků pro náročné aplikace v leteckém a energetickém průmyslu. Tato jádra jsou vyráběna technologií vstřikolisování směsi keramických komponent a vosků do kovových forem. Jádra se následně pálí v zásypu v keramických pouzdrech. Během výpalu dochází k vyhořívání vosku a ke vzniku keramické vazby.

Přesně lité odlitky ze superslitin na bázi niklu a kobaltu

Článek se ve stručnosti zabývá historií slévárny v První brněnské strojírně ve Velké Bíteši, výrobním programem a užívanými materiály. Rovněž je uveden přehled výrobního zařízení pořízeného v rámci čtyř inovačních programů. Je zde i zmínka o úzké spolupráci s výzkumnými ústavy a vysokými školami.

Kombinace technologií slévání a 3D tisku

Aditivní technologie přinášejí do oboru slévárenství nový pohled na věc a výrazně ovlivňují nejen proces výroby odlitků, ale i myšlení pracovníků ve slévárnách. Aditivní výroba zásadním způsobem mění zavedené pracovní postupy, systémy práce s výrobní dokumentací, technickou přípravu výroby a technologii výroby odlitků. Mění také možnosti konstrukce odlitků včetně jejich tvarové náročnosti. Proto můžeme bez přehánění tvrdit, že celou slévárnu a její postup výroby odlitků lze vměstnat do jednoho stroje - 3D tiskárny na kovy.

Budoucnost nástrojových materiálů bez kritických kovů

V současné době jsou nejrozšířenějšími nástrojovými materiály slinuté karbidy a nástrojové oceli. Slinuté karbidy, tedy cermety tvořené vysokým podílem karbidů, převážně karbidu wolframu, a dále TiC, TaC a NbC, a kobaltem jako pojivem jsou využívány především pro výrobu výměnných břitových destiček pro strojní obrábění, případně vrtáků do zdiva a betonu. Díky výborné otěruvzdornosti a velmi dobré lomové houževnatosti jsou v poslední době tyto materiály využívány pro různé aplikace, jako je obrábění ocelí, litin i neželezných kovů.

Efektivní obrábění hliníkových tlakových odlitků

Pokud jde o sériovou výrobu složitých tlakových odlitků z hliníkových slitin, je Kovolis Hedvikov preferovaným partnerem automobilových výrobců a dodavatelů. S cílem rozšířit kapacitu i možnosti zpracování investovala společnost do nového omílacího systému, přizpůsobeného široké škále dílů a místním podmínkám.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit