EFEKTY EKONOMICZNE REGENERACJI OSNOWY MAS T. BOGACZ 1, Z. GÓRNY 2

Transkrypt

1 5/9 Archives of Foundry, Year 2003, Volume 3, 9 Archiwum Odlewnictwa, Rok 2003, Rocznik 3, Nr 9 PAN Katowice PL ISSN EFEKTY EKONOMICZNE REGENERACJI OSNOWY MAS T. BOGACZ 1, Z. GÓRNY 2 1 PPU Metalodlew S.A. Kraków Ujastek 1 2 Instytut Odlewnictwa Kraków Zakopiańska 73 STRESZCZENIE Przedstawiono koncepcję obliczania efektów ekonomicznych stosowania regeneracji mechaniczno-wibracyjnej w P.P.Metalodlew S.A w Krakowie dla mas samoutwardzalnych (z form dwu warstwowych). Wyliczono efekty ekonomiczne w roku 2000 i następnych. 1. WPROWADZENIE Przemysłowe zastosowanie recyklingu osnowy mas formierskich i rdzeniowych sięga lat międzywojennych. W miarę jego wykorzystywania stopniowo ugruntowane zostały kierunki jego praktycznego wykorzystania, a mianowicie: zastępowanie piasku świeżego poprzez regenerat wyeliminowanie lub ograniczenie składowania odpadów mas na wysypiskach ograniczenie dodatków spoiw i dodatków specjalnych (utwardzaczy, przyspieszaczy) przez wykorzystanie ich aktywnej części w regeneracie. Oba ostatnie elementy efektów ekonomicznych wiążą się z ekologią przez ograniczenie nakładów na ochronę środowiska naturalnego. Ten ostatni kierunek efektów ekonomicznych poprzez ograniczenie nakładów na ekologie - jest właściwie dopiero sygnalizowany [1] i tylko sporadycznie wykorzystywany 2. KONCEPCJA EKONOMICZNEJ OCENY REGENERACJI OSNOWY MAS W ocenie ekonomicznej regeneracji osnowy mas konfrontuje się poniesione (inwestycje) i ponoszone (eksploatacja) nakłady z uzyskiwanymi efektami. 1 dr inż 2 prof. dr hab. inż.

2 46 Nakłady w okresie rocznym określić można ze wzoru: N K i L Se Rb M Rbn K pn K p zł/rok (1) Z N nakłady, zł/rok K i koszt inwestycji, zł Z okres zwrotu, lat L nakład związany z zużytą energią elektryczną w roku, kwh/rok (odczyt licznikowy) S e stawka za zużytą energię, zł/kwh R b wynagrodzenie pracowników obsługi wraz z pochodnymi, zł/rok M koszt zużytych do napraw materiałów i podzespołów, zł/rok R bn wynagrodzenie za naprawy i konserwacje z pochodnymi, zł/rok K pn koszty pośrednie związane z prowadzeniem napraw i konserwacji, zł/rok K p koszty pośrednie eksploatacji, zł/rok W kosztach zużycia energii (w przeliczeniu na energię elektryczną) zawarte są udziały na regeneracje i odpylanie oraz zużycie wody, sprężonego powietrza itp. Można również wyliczyć nakłady za uzyskane 1 tony regeneratu: N K re, zł/mg (2) P R P R - ilość uzyskanego regeneratu w roku (okresie obrachunkowym), Mg/rok Efekty uzyskane z regeneracji to wartość regeneratu jako substytutu piasku świeżego oraz zbędność kosztów składowania: E f = R + K sn + K z + K w +K tp, zł/mg (3) R wartość regeneratu, zł/mg K sn opłata za składowanie odpadów mas, zł/mg K z koszt załadunku odpadów w odlewni, zł/mg K w koszt wyładunku odpadów ( na składowisku), zł/mg K tp koszt transportu odpadów (samochodowego, kolejowego itp.), zł/mg W odniesieniu do rocznego okresu obliczeniowego K dr = (K sk + K z + K w + K tp ) P R, zł/rok (4) Można również wyliczyć wartość regeneratu uzyskaną w roku (okresie obliczeniowym) R rw = K pn P R, zł/rok (5) K pn cena świeżego piasku (loco odlewnia), zł/mg Pełne ujęcie efektów regeneracji w rocznym okresie obliczeniowym to: E fr = R rw + K dr, zł/rok (6) a wskaźnik efektywności ekonomicznej określa się jako W E = E fr /N (7)

3 47 3. WARUNKI PROWADZONYCH BADAŃ W SKALI PRZEMYSŁOWEJ W PPU Metalodlew S.A zbudowana została stacja regeneracji osnowy mas. Jest to instalacja do regeneracji mechaniczno-wibracyjnej (rys 1) przeznaczona do mas samoutwardzalnych z form dwuwarstwowych. Wybita z form, na zespole dwóch krat wstrząsowych (WKM-10), masa samoutwardzalna transportowana jest zespołem przenośników taśmowych i kubełkowych do zbiorników masy zużytej. Stąd podajnikiem wibracyjnym (1) oraz przenośnikiem taśmowym (2) podawana jest do kruszarki mechaniczno-wibracyjnej (3). Rozkruszona masa o granulacji ok. 4 mm, kierowana jest podajnikiem wibracyjnym (4) do suszarki szczelinowej (5). Nie rozkruszone kawałki masy są okresowo usuwana z bębna kruszarki. Zbiornik masy zużytej Zbiornik regeneratu Odpady 4 9 Odpady 10 Rys 1. Schemat technologiczny stanowiska regeneracji osnowy mas samoutwardzalnych w PPU Metalodlew S.A (opis w tekście) Fig 1.Scheme of stand for self-hardening moulding sand regeneration in PPU Metalodlew S.A. Tak przygotowana masa przenośnikiem kubełkowym (6) podawana jest do regeneratora talerzowego (7), w którym przebiega właściwy proces regeneracji. Uzyskany regenerat zostaje odpylony w odpylaczu kaskadowym (8) a stąd przenośnikiem taśmowym (9) z zabudowanym nad nim taśmowym oddzielaczem elektro magnetycznym (12) i przenośnikiem taśmowym (10) podawany jest przez przenośnik kubełkowy (11) i podajnik wibracyjny (13) do zbiornika regeneratu (15); (14) to zbiornik na ponad wymiarowe kawałki masy, kierowanej do ponownego obiegu).urządzenie ma znamionową wydajność 10 t/h, sprawność (uzysk) 90%, zainstalowaną moc 76 kw oraz powierzchnię zabudowy 220 m 2. Stosowane są odpylacze sprawności 99,4%. Obok regeneracji osnowy podstawowych mas

4 48 samoutwardzalnych przymodelowych (z alkaliczną żywicą fenolową jako spoiwem i ciekłym utwardzaczem estrowym tzn. złożonych z dwuoctanu glikolu propylenowego i węglanu propylenu) i wypełniających (ze szkłem wodnym sodowym jako spoiwem i tym samym utwardzaczem estrowym) sporadycznie w niewielkiej ilości procesowi regeneracji podlegały odpady innych mas samoutwardzalnych. 4. UZYSKANE EFEKTY EKONOMICZNE Oceny efektów ekonomicznych przeprowadzono w oparciu o dane statystyczne z 2000 roku. Nakłady przy założonym 8-letnim okresie amortyzacji urządzenia wynosiły ,60 zł/rok, roczny koszt zużycia energii, elektrycznej 21737,36 zł/rok, koszt sprężonego powietrza 1554,04 zł/rok, wynagrodzenie pracowników ,00 zł/rok, koszt napraw 39760,00 zł/rok oraz łączne nakłady na regeneracje N = ,0 zł/rok. Uzyskano Mg regeneratu, a więc koszt uzyskania 1 Mg regeneratu wyniósł 14,70 zł/mg. Ponieważ urządzenie do regeneracji pracowało w 2000 roku 1795 godz. to godzina pracy urządzenia kosztowała 111,80 zł/godz. Do wyliczenia efektów regeneracji założono koszty 1 Mg: - piasku świeżego loco odlewna 24,00 zł/mg - składowanie odpadów 23,90 zł/mg - transportu na składowisko (łącznie z załadunkiem i wyładunkiem) 16,55 zł/mg Wartość uzyskanego regeneratu wyniosła ,00 zł/rok, a oszczędności z tytułu zbędności deponowania (składowania odpadów) ,90 zł/rok. Łączne efekty wyniosły E fr ,90 zł/rok W związku z tym wskaźnik efektywności W E jako stosunek efektów do nakładów wyniósł 4,31. Natomiast efektywność regeneracji jako stosunek rocznych oszczędności (E fr N) ,90 zł/rok do nakładów na regenerację przy 8-letnim zwrocie nakładów wynosi ,60 zł/rok, a więc wynosi 5,52; jest to wartość wysoka. Natomiast okres zwrotu poniesionych nakładów jako różnica pomiędzy efektami rocznymi ,90 zł/rok nakładami całkowitymi ,12 zł sięga niewiele ponad 1 rok. Uzyskano bardzo znaczące efekty pracy instalacji. W latach następnych (2001, 2002, I kwartał 2003) uzyskano dalsze łączne efekty w ilości regeneratu odpowiednio ,5 Mg/rok; ,5 Mg/rok oraz 3 284,8 Mg/3 mies. Pewne wahania na przełomie 2001/2002 spowodowane były decyzją o zmianie systemu filtrowania, na podstawie oceny właściwości technologicznych badanej masy, a szczególnie przepuszczalności. Uzyskane duże efekty związane z regeneracją osnowy mas w PPU Metalodlew S.A. uległyby zmniejszeniu przy uwzględnieniu w nakładach kosztów oprocentowania kredytu [3], a powiększeniu przy korekcie dodatków spoiwa i utwardzacza przy ocenie ich aktywności [1].

5 49 5. WNIOSKI 1. Efekty stosowania regeneracji osnowy mas samoutwardzalnych w PPU Metalodlew S.A. są znaczące i pozwalają na uzyskanie okresu zwrotu w czasie sięgającym niewiele ponad 1 rok eksploatacji. 2. Relatywna łatwość regenerowania w zastosowanym układzie mechanicznowibracyjnym i dobre właściwości regeneratu możliwe były do uzyskania dzięki chemicznej zgodności (odczynów) mas przymodelowej i wypełniającej 3. Dalsze pogłębienie obliczeń efektywności, a szczególnie kosztów kredytowania i korekty dodatków spoiwa i utwardzacza przynieść mogą uściślenie jej obliczeń. LITERATURA [1] Morgan A. D.: Brit.Foundr. 5/1981, 96 [2] Bogacz T.: Wskaźnikowa ocena regeneracji na przykładzie form dwuwarstwowych z mas samoutwardzalnych, praca doktorska, Wydział Odlewnictwa AGH 2003 [3] Law T. D., Serimshire D. Z., Lalaud G. S.: Hommes et Fonderie, VIII 1979, Instalacja do regeneracji osnowy mas w PPU Metalodlew S.A. powstała w wyniku grantu celowego KBN przy współpracy z Instytutem Odlewnictwa i Prodlewem Kraków ECONOMIC EFFECTS OF MOULDING SAND MATRIX REGENERATION SUMMARY Calculating of economic effects of using mechanic-vibratory regeneration in P.P. Metalodlew S.A in Kraków for self-hardening moulding sand (from two layer mould) has been shown. Economic effect in year 2000 has been calculated. Recenzował: prof. Józef Gawroński