obcoość tlenku węgla na stanowiskach pracy w tym formierskich; rdzeniowych realiwwanych wg technologii CMS wystc;powala podwyżswna

Transkrypt

1 35/14 Soidification ofmctas and aoys, No.35, 1998 Krzepnięcie Metai i Stopów, Nr 35, 1998 PAN- Oddział Katowice PL. ISSN JAN KACZKOWSKI", GRZEGORZ NOGL y, ZBIGNIEW TO MANEK" OCENAREZULTATÓW WDROŻENIA KOMPONENTU BENTONITU GRECKIEGO I NOŚNIKA WĘGLA BŁYSZCZĄCEGO ORAZ ZMIAN TECHNOLOGII SPORZĄDZANIA MAS RDZENIOWYCH W ODLEWNI ŻELIWA "PAWŁA" ŻORY Z PERSPEKTYWY CZTERECH LAT STOSOWANIA. MOTYWY WPROWADZENIA ZI\IIAN W PROCESACH CERAMICZNYCH NA TLE OCENY STANU POPRZEDNIEGO Stosowane procesy ceramiczne w odewni przysparzay szere kłopotów natury techniczno-ospodarczej i oranizacyjnej, a w szczeóności przy masach: formierskich opartych o bentonit krajowy i pył węłowy stwierdzano stay wzrost zużycia materiałów i związaną z nim iość odpadów, iczność wad powierzchni surowej odewów (łównie pochodzenia azoweo) oraz nadmierne zapyenie i obcoość tenku węa na stanowiskach pracy w tym formierskich; rdzeniowych reaiwwanych w technooii CMS wystc;powaa podwyżswna materiałochłonność, enerochłonność i pracochłonność rdzeniowania, przy czym ta ostania wynikała z niskiej wybijaności. Notowano ponadto na stanowisku wybijania rdzeni wieokrotne przekroczenia NOS i NON szczeónie w zakresie zapyenia, hałasu i wibracji. Wybita masa rdzeniowa nie znajdowaa daszeo zastosowania w odewni z tytułu nadmiemeo zbryawania i wysokiej zasadowości jej odczynów wodnych, kwaifikujący powstały opad do II kateorii uciążiwości. Pojawienie się stosownych ofert w zakresie nowych materiałów formierskich, w tym zwłaszcza bentonitów o wyższej sie wiązania oraz spoiw do mas rdzeniowych umożiwiających kontynuowanie metody "no bake" w wytwarzaniu rdzeni, stworzyło warunki do wypróbowania i wdrożenia nowych procesów ceramicznych ikwi dując ych szere nicdoodności technooii uprzednio stosowanych w tym zakresie. Odewnia Żeiwa "PAWŁA" w Żorach

2 TERMINARZ I ZAKRES WDROŻONYCH ZMIAN Pierwsze próby zastosowania komponentu o symbou B RZ rozpoczęto w ipcu 1993 roku w masie przymodeowej na wyodrębnionym stanowisku formowania maszynoweo rozszerzając sukcesywnie jeo stosowanie na inne stanowiska. Z początkiem rudnia teoż roku zmieniono masę rdzeniową CMS na SMS opartą o żywicę mocznikowo-formadehydową utwardzaną chemicznie. Z tą chwią wybita masa rdzeniowa zastąpiła świeży piasek kwarcowy w procesie sporządzania mas formierskich, szczeółnie w obieowych, a zwłaszcza jednoitych. Czasokres pełneo wdrożenia zmian w procesach ceramicznych obrazuje następujące zestawienie: rodzaj masy/daty stosowania Lp. stanowiska formowania przymodel wypełniająca wybita z rdzeni jednoita (obieowa) SMS formierki wstrz prasujjące 2 fonnierka z obrotowem stołem 3 formierki FRPGA 1.09_ (1inia kadłubów) 4 Disamatic ręczneo " masa przymodełowa Jako Jedno h ta ze stanowisk o. p Panowane składy mas obrazuje zestawienic I. Składy rzeczywiście uzyskane ujmuje poniższa tabea masa masa jednoita L. p. materia masa przymodeowa wypełniająca do czasu bez komponentu z zastosowania (uprzednia) komponentem masv jednoitej piasek ,2-3,0 sporadycznie kwarcowy świeży 2 bentonit 5- O (Zębiec) 3 pył węowy komponent - 5,8-3,0 o 9- o - 1,4 5 masa wybita dopełnienie dopełnienie dopełnienie dopełnienie, w tym z rdzeni SMS

3 127 Uzyskane własności mas sa nasteouiace: parametr masa masa masa jednoita i jednostka miary przymode. wypełniając z a do czasu komponente m zastosowani a masy ienoitei po Rew [MPa~ 0,11-0,12 0,12-0,13 O, 12- O, 13 w dr o- p.iq-s(m pa s-1) o.3> w as- żeni u WIo/o 3,6-3, ,5 n o ś ci uzyski- Ww [MPa\ 0,13-0,135-0,128 0, ,123 3 wane p.iq-s(m pa s-1) > - 245,1 228, 213 w f% , ,3 40 Uwaa: ) średma hpca ) średma hpca ) średma hpca 1997 Porównując powyższa dane dotyczące składu mas z panowanymi do uzyskania (zestawienie I) naeży stwierdzić, że nie uzyskano pełneo obniżenia udziału komponentu w masach z przyczyn wynikających ze zmian asortymentowych w produkcji oraz braku możiwości daszej modernizacji przerobu mas. Własności mas poza nieznacznym wahaniem przepuszczaności naeży uznać za wyrównane. Odnotowano pewną zaeżność w zużyciu bentonitu od udziałów w obieu świeżych piasków i rdzeniachłonnych technooii formowania w danym okresie, czyi od zrzutu wybitych mas rdzeniowych z zarysowanym trendem oszczędności komponentu. Powyższe iłustruje rys. 4. J. UZYSKANE WYNIKI PRAKTYCZNE I EFEKTY Rezutaty praktyczne wdrożenia bentonitu reckieo z dodatkiem węła błyszcząceo (komponentu) oraz zmiany technooii w W)twarzaniu rdzeni przedstawiono w zestawieniach II i III oraz zobrazowano na rys. 1,2 i3. Są one zbiżone do oczekiwanych pomimo występowania szereu przeszkód stojących na drodze do pełneo wydobycia optymanych własności mas sporządzanych na bazie komponentu. Do łównych przeszkód zaiczyć naeży: - brak homoenizacji masy wybitej, w tym oraniczone możiwości stymuowania jej przeci~tncj wiotności na zaecanym poziomie 2 %, - niedostateczne schładzanie tej masy, której zaparowane i orące porcje pojawiają się już po 30 cykach mieszania to jest po otrzymaniu zaedwie 15-procentoweo zapotrzebowania dzienneo na masę jednoitą da inii DISAMATIC i kadłubów (180 cyki mieszania średnio na dobę). Zastosowanie omawianych zmian pozwoiło w szczeóności i w odniesieniu:

4 128 - do mas formierskich : *poprawić środowisko pracy poprzez 2-3 krotne obniżenie zapyenia oraz oraniczyć emisji( tenku w(a podczas zaewania form, *oraniczyć braki odewnicze. - do mas rdzcnio")'ch : - radykanie poprawić wybijauość rdzeni, a tym samym zikwidować odnośne stanowisko pracy powodujące wieokrotne przekroczenia dopuszczanych norm zapyenia, hałasu i wibracji. Dało to oszczędność ok rb średniorocmie i wstrzymało wydatkowanie panowanych nakładów na modernizację teo stanowiska. - zikwidować zabie podsuszania rdzeni. Dzięki równoczesnemu zastosowaniu omawianych zmian uzyskano: - zmniejszenie zużycia śwsieżych materiałów formierskich i rdzeniowych w przeiczeniu na tonę wyprodukowanych dobrych odewów o ca 2, 7 razy - oraniczenie iości powstałych odpadów w przeiczeniu na ton~ ciekeo metau o 2, 75 razy, przy czym udział tych odpadów w odpadach oółem zmaał z 62 %do 40 %. - zmniejszenie kosztów transportu związanych z mniejszym zapotrzebowaniem na materiał y i wywozem oraniczonej iości odpadów. Szczeółowe wyiczenie efektów ekonomicmych, w tym na okoicmość udziału w konkursie ołoszonym przez Prezesa STOP pt. : "Nowoczesność technooii odewniczej podstawą rozwoju przemysłu" w 1995 roku wykazało maczące oszczędności w stosunkowo maej odewni o rząd 101,24 tys.zł (1.012,4 mn starych z) uzyskane w 1994 roku w porównaniu do roku Anałoicme efekty wystąpiły również w druim roku (1995) stosowania nowych technooii i to pomimo wyższeo poziomu kosztów materiałowych średnio o 25, %w stosunku do stanu sprzed zmian, które iustruje w warunkach porówn)'wanych rys. 3. Na koszt ten niewątpiwie rzutują zmieniające się ceny komponentu, któreo koszt tony wynosił 556,50 zi w chwii wdrażania (ipiec 1993} i osiąnął wysokość 950 zi (ipiec 1997) co omacza wzrost o 71 %. 4. PODSU!\IOW ANIE WNIOSKI Rezutat wdrożenia do produkcji noweo bentonitu łącmie z inną niż do tej pory technooią wytwarzania rdzeni, dostarczającą wybitą masę w miejsce świeżych piasków kwarcowych do sporządzania mas formierskich, naeży ocenić pozyt)'wfiie. Do takieo podsumowania upoważniają autorów niniejszeo opracowania uzyskane wyniki praktycme. Nasuwają się również nastqpującc wnioski:

5 129. Pomimo stosowania droższych materiałów można uzyskać znaczące efekty ekonomiczne rozpatrując procesy ceramiczne i ich skutki całościowo. 2. Koejnym krokiem po zastosowaniu materiałów winno być poszukiwanie sposobów zmniejszania zyżycia bazując na dążeniu do pełniejszeo wykorzystania ich właściwości. Wymaana jest tu też pewna modernizacja związana z okreśonym poziomem nakładów (np. w naszej odewni rozpatrywana jest homoenizacja wybitej masy). 3. Daszy wzrost cen materiałów, w tym komponentu, może niweować uzyskiwane efekty i doprowadzić do zaprzestania ich stosowania. 5. LITERATIJRA. Prospekty producentów zstosowanych metriaów 2. Dane ewidencyjne wynikające ze stosowania instrukcji wewnętrznych : zamówienie, ewidencjonowanie, anaizy zużycia i kosztów oraz składowania i transportu materiałów odewniczych Nr OŻP/02/93- Procesy ceramiczne - Masy formierskie i rdzeniowe Nr OŻP/02/95 Wniosek na konkurs Prezesa STOP: "Nowoczesność technooii odewniczej podstawą rozwoju przemysłu " z uteo 1995 r.

6 ZEST A WIEI'iE I Masa przymodeowa- fonnowanie maszynowe- panowane zmiany składów (Stanowiska wydzieone) w o Składniki masy Stary cyk Koejne cyke wdrażania i zmiany składu (pan) stosowany Skład masy (wyjściowy) uprzednio I II III IV V k % k % k % k % k % k % k % O Ił masa zwrotna 2ł4,2 59, , , , , ,29 2 piasek kwarcowy świeży ł02,6 28, IIO 30, ,3 35 9,6 20 5,6 O 4, komponent 88075RZ - - 2ł 5,8 16 4,4 13 3,6 2,2 5 bentonit 27 7, py węowy 16,2 4, , , Razem W ramach komponentu: 6 bentonit (7,5) 4,35 3,3 2,7,65 1,05 0,71 7 nośnik węa błyszcząceo (4,5) 1,45 1,1 0,9 0,55 0,35 0,24 8 koszt porcji (naboju) masy w z 9,80 12,82 9,86 7,84 4,76 2,96 Uwai:. Zaecany czas trwania cyku O dn1 2. Wiotność masy 3,3-3,6% 3. Przy dodawaniu wody do mieszarki naeży uwzędnić zawartość wioci w masie obieowej i piasku kwarcowym 4. Koszt porcji masy obiczono z zastosowaniem obowiązujących wówczas (III kw. 1993r.) cen: -piasek kwarcowy- 8,70ztonę -komponent 0, 5565złk -bentonit 0,2 z!!k -py węowy 0,20zk 1,20

7 ZESTAWIENIE II Iościowe i wartościowe zestawienie materiałów odzwierciedające zmiany zastosowane w procesach ceramicznych za ata 1992 ( II półrocze) (I półrocze). Zu.tycie w atach t'ony) Wartość por6wnywa In a w z. Ceny Lp. MATERIAŁ rudnia p p O MASY FORM IERSK IE 1 P iasek kw. dr s o o o o 2 Ben ton~ (kraj) o o o o o o o o 3 S Rz o o o Spoiw o DEKO o o o o o o 5 Pyfwęowy o o o o o o o o 6 Grafit ' 7 RAZEM : 8 Na 1tonę dobrych o odew ów (k.zł) 11 MASY RDZ~NIOWE (CMS i SMS). 1 Piasek kw sr Szkłowodne o o o o o o o o o 3 Utw. U o o o o o o o o 4 FLOTOL C o o o o o o o o 5 S po. UREFUR 3 o o 'utw. PU-2 o o ' 7 ZELIOD P Spoiw o DEKQ RAZEM i Na 1 tonę dobrych o odew ów (k,z) III :' 1 ~9: OGÓŁEM Na 1 tonę dob rych odew ów J oółem -- w

8 132 UWAGI:. Piasek kwarcowy drobny początkowo z kopani Grudzień Las, później Biała Góra - stosowany do mas przymodeowych do I kw oraz do mas rdzeniowych na spoiwie "DEKO" o frakcji K 0,10-0,16-0, Piasek kwarcowy średni początkowo z kopani Poraj obecnie Biała Góra stosowany do mas rdzeniowych technooią CMS (do istopada 1993 ), a następnie sporządinych na bazie żywicy "UREFUR 3" (no bake) o frakcji IK 0,20-0,32-0, *) masy rdzeniowe na spoiwie,,deko" przypisano odpowiednio do stosowaneo piasku kwarcoweo. 4. Wskaźniki odniesiono do produkcji dobrych odewów w atach odpowiednio: 1992(IIp)- 711,7 t ~ t; ,3 t; ,9 t; ,4 t oraz 1997(Ip)- 770,15 t. 5. Zestawienie traktuje o zużyciu świeżych materiałów formierskich i rdzeniowych. Okreśenie iości ZESTAWJENIE III odpadów stałych w atach 1992 ( i i półrocze) ( i półrocze) na podstawie zużycia materiałów wykazaneo w zestawieniu II. Zużycie w atach ~ony) Iość odpadów ~ony) z uwzędnieniem strat Przyjęte straty i p. ip. p. ubytki p. w% Lp. MATERIAŁ, e MASY FORIIIIERSKIE 1 Pasek kw. dr o o o o Bentonit krai c--2 o o o o o o o o 3 s Rz o o Sporwo DEKO o o o o o o - 5 Pvł w eoow v o o o o o o o o 6 Grafit RAZEM Na 1tonę 6 dobrych odew ów (k.zł) 11 MASY RDZENIOWE (CMS i SMS). 1 Piasek kw. sr Szkb wodne o o o o o o o o 3 Utw LJ o o o o o o o o 4 FLOTOL C o o o o o o o o 5 Spo. UREFUR 3 o o Utw. PU-2 o o ZaiOD P Sporwo OEJ<O o o o RAZEM Na 1 tonę 10 dobrych III ~ew ów (k.zł) OGÓŁEM Na 1 tonę dobrych odewów oółem

9 133 Zestawienie IV Zużyc ie materiaów i okre ś enie iości odpadów w przeiczeniu na tonę ciekeo metau. <RPA Zuż}cie rrrjeri aótma 1 tr:nę cie<ej tfiii'.b Fł:Mstciy o;t:a:i re 1 tr:nę cif#ej tfiiv.s ~SI< rm~fjł..o/ia 19921/p /p % 9921/p p: R::Rv11R1<E~ 3745 :;me !BID E5 100.S FUINO/\E~crę ::B2S a ) E 124.:.: <()... )..ffi < 119E ~ RA2EM SZ1.7.f70.7 <m1 178.( \Mym I3ENTThi1Y Ą :B ) :: 1E5E Wskaźniki odniesiono do ciekeo żeiwa w tonach w at: 1992(1Ip.) ,7, 1993,2. 591,5, ,5, , 1, ,3,997(1p.) ,4.

10 k 600 M ?.., 4 6? _.., o G ó Ł E M k M k o 1992(11 pór da mas formiersk zużycie oóe m ata (1 pór.) D da mas rdzeniow. bentonity (k) 10 Rys. ZUZycie świezych materiałów formierskich na ton~ dobrych odewów w atach

11 135 k 1 M 1992(11 p) odpady z mas form. D mat do mas rdzeń ata - mat. do mas form. - odpady oółem 1997(1 p) - odpady z mas rdzeń. ~ materiay oóem Rys. 2 Zużycie świeżych materiałów formierskich oraz iość powstałych odpadów z teo tytułu w przeiczeniu na tonę ciekeo metau w atach

12 p R 100 o c E N 90 T Y OA, :W:.7 ', r3p '',,,,' ',,.:z,ę 3 /. ' ~,_6 1_2,1,'... 1t? _,_4_ /. /. 11$i '1.~ _ ę~s ata...- Masy rdzeniowe Masy formierskie półr.) - e - Masy oóem - - Stosunek%braków~) Rys. 3 Poziom kosztów materiaowych i braków na odewni przy założeniu 00% wykonania w 1993 roku.

13 !!._3 711, n,.~...! k M p R 40 o c 50 o k E 3 N 38 e ' T Y 40 Q '.1 30 ~ ~ '',,, m '',,,' ~ ~ o 1 t a 34 u ' 20 1JJ_ 32 11,~ Jf \,~ (1 p.) LATA zu:t:.bentontu pas.otaczany(%) udział techno.('.4) zut.a.pas<ów('-1) Rys. 4 Kształtowanie się zużycia bentonitu (komponentu) w przeiczeniu na tonę ciekeo metau w atach na te udziałów procentowych: O - piasków oółem (kwarcoweo i otaczaneo) stosunku c a ości zużywanych świeżych materiałów fomierskich piasku otaczaneo w stosunku do zużywanych świeżych materiałów -- formierskich. -produkcji dobrych odewów w technooii rdzcniochonnych ( fonnowanie ręczne i maszynowe na inii kadłubów) w stosunku do produkcji oółem.