PRZEWODNIK W ZAKRESIE NAJLEPSZYCH DOSTPNYCH TECHNIK

(NDT)

WYTYCZNE DLA BRANY ODLEWNICZEJ

Sfinansowano ze rodkw Narodowego Funduszu Ochrony rodowiska i Gospodarki Wodnej na zamwienie Ministra rodowiska

Ministerstwo rodowiska

Wrzesie 2005

2

PRZEWODNIK W ZAKRESIE NAJLEPSZYCH DOSTPNYCH TECHNIK

(NDT)

WYTYCZNE DLA BRANY ODLEWNICZEJ

Opracowa zesp:

prof. dr hab. Mariusz Holtzer kierownik zespou

mgr in. Ewa Bagiska,

prof. dr hab. in. Andrzej Baliski,

dr in. Kazimierz Borla

prof. dr hab. in. Adam Bydaek,

prof. dr hab. in. Jzef Dako,

mgr Krzysztof Kowalski,

mgr in. Mariola Lataa Holtzer,

mgr in. Mariusz Myski,

prof. dr hab. in. Czesaw Podrzucki,

Jarosaw Roek,

mgr Maria mudziska

Ministerstwo rodowiska Wrzesie 2005

3

1. WPROWADZENIE 10

2. MAGAZYNOWANIE, TRANSPORT I PRZEADUNEK MATERIAW 12

2.1. Analiza stosowanych technik i technologii oraz porwnanie z poziomem wiatowym 12

2.2. Identyfikacja istotnych aspektw rodowiskowych 14 2.3. Charakterystyka emisji do poszczeglnych komponentw rodowiska 15 2.4. Odpady i ich zagospodarowanie 16 2.5. Emisja haasu 19 2.6. Charakterystyka materiaochonnoci i energochonnoci stosowanych 19

technologii 2.7. Sposoby zapobiegania i/lub ograniczania oddziaywania 20

na rodowisko 2.8. Propozycje granicznych wielkoci emisji 21 2.9. Zestawienie minimalnych wymaga charakteryzujcych NDT

z przykadami rozwiza, ktre pozwol na spenienie tych wymaga. 21 2.10. Okrelenie minimalnych wymaga w zakresie monitoringu 23

3. WYTAPIANIE I OBRBKA METALURGICZNA CIEKEGO METALU 25

3.1. Wytapianie i obrbka eliwa 25 3.1.1. Analiza stosowanych technik i technologii oraz ich porwnanie

z poziomem wiatowym 25 3.1.1.1. Wprowadzenie 25 3.1.1.2. Piece i technologie stosowane w metalurgii eliwa 26

3.1.1.2.1. Wiadomoci oglne 26 3.1.1.2.2. Piece paliwowe 28

3.1.1.3. Podstawowe rodzaje obrbki pozapiecowej ciekego eliwa 41

3.1.1.3.1. Wiadomoci oglne 41 3.1.1.3.2. Otrzymywanie eliwa modyfikowanego 42

3.1.1.3.3. Otrzymywanie eliwa sferoidalnego 42 3.1.1.3.4. Otrzymywanie eliwa z grafitem wermikularnym 43 3.1.1.3.5. Odsiarczanie ciekego eliwa 43

3.1.1.4. Podsumowanie 44 3.1.1.4.1. Piece i stosowane technologie wytapiania eliwa 44 3.1.1.4.2. Obrbka pozapiecowa ciekego eliwa 45

3.1.2. Porwnanie technologii stosowanych w kraju z poziomem 45 wiatowym 3.1.2.1. Piece i stosowane technologie wytapiania eliwa 45 3.1.2.2. Obrbka pozapiecowa 47

3.1.3. Identyfikacja istotnych aspektw rodowiskowych 47 3.1.3.1. eliwiaki 47 3.1.3.2. Piece obrotowe bbnowe 47 3.1.3.3. Piece indukcyjne 48 3.1.3.4. Obrbka pozapiecowa 48

3.1.4. Charakterystyka emisji do poszczeglnych komponentw rodowiska 48 3.1.4.1. eliwiaki 48 3.1.4.2. Piece bbnowe obrotowe 49 3.1.4.3. Piece indukcyjne 49

4

3.1.5. Odpady i ich zagospodarowanie 50 3.1.5.1. Py eliwiakowy 50 3.1.5.2. Gazy eliwiakowe 51 3.1.5.3. uel eliwiakowy 51 3.1.5.4. Pyy z piecw bbnowych obrotowych i z piecw

indukcyjnych 51 3.1.5.5. uel z piecw bbnowych obrotowych i z piecw

indukcyjnych 51 3.1.5.6. Zom obiegowy 51

3.1.6. Emisja haasu 52 3.1.6.1. eliwiaki 52 3.1.6.2. Piece bbnowe obrotowe 52 3.1.6.3. Piece indukcyjne redniej czstotliwoci 52

3.1.7. Charakterystyka materiaochonnoci i energochonnoci stosowanych w Polsce technologii 52 3.1.7.1. Wytapianie eliwa w eliwiakach 52 3.1.7.2. Wytapianie eliwa w piecach bbnowych obrotowych 53 3.1.7.3. Wytapianie i przegrzewanie eliwa w piecach indukcyjnych 53 3.1.7.4. Procesy pozapiecowe 53

3.1.8. Sposoby zapobiegania i/lub ograniczania oddziaywania technologii na rodowisko 53 3.1.8.1. Wytapianie eliwa w eliwiakach 53 3.1.8.2. Wytapianie eliwa w bbnowych piecach obrotowych 53 3.1.8.3. Wytapianie i przegrzewanie eliwa w piecach indukcyjnych 54 3.1.8.4. Procesy pozapiecowe 54

3.1.9. Zestawienie minimalnych wymaga charakteryzujcych NDT z przykadami rozwiza technicznych, ktre pozwol na spenienie tych wymaga 54

3.1.9.1. eliwiaki 54 3.1.9.2. Piece indukcyjne 55 3.1.9.3. Zabiegi sferoidyzowania i wermikularyzowania 55

3.1.10. Okrelenie minimalnych wymaga w zakresie monitoringu 55 3.2. Wytapianie i obrbka stali na odlewy 56

3.2.1. Analiza stosowanych technik i technologii oraz ich porwnanie z poziomem wiatowym 56 3.2.1.1.Elektryczne piece ukowe 56 3.2.1.2. Piece indukcyjne 58 3.2.1.3. Obrbka pozapiecowa ciekej stali 58 3.2.1.4. Instalacje odpylajce i oczyszczajce gazy 58 3.2.1.5. Techniki i technologie stosowane w wiecie 59

3.2.2. Identyfikacja istotnych aspektw rodowiskowych 60 3.2.3. Charakterystyka emisji do poszczeglnych komponentw rodowiska 61 3.2.4. Odpady i ich zagospodarowanie 62 3.2.5. Emisja haasu 64 3.2.6. Charakterystyka materiaochonnoci i energochonnoci

stosowanych technologii wytapiania stali 65 3.2.7. Sposoby zapobiegania i/lub ograniczania oddziaywania technologii na rodowisko 66

5

3.2.8. Zestawienie minimalnych wymaga charakteryzujcych NDT z przyka-dami rozwiza, ktre pozwol na spenienie tych wymaga 68

3.2.8.1. Piece ukowe 68 3.2.8.2. Piece indukcyjne 70 3.2.8.3. Obrbka pozapiecowa stali 71

3.2.9. Okrelenie minimalnych wymaga w zakresie monitoringu 72 3.3. Wytapianie i obrbka metali nieelaznych 72

3.3.1. Analiza stosowanych technologii i technik oraz ich porwnanie z poziomem wiatowym 72 3.3.1.1. Stopy aluminium 72 3.3.1.2. Stopy miedzi 75 3.3.1.3. Stopy magnezu 76 3.3.1.4. Stopy oowiu i stopy cynku 76

3.3.2. Identyfikacja istotnych aspektw rodowiskowych 76 3.3.3. Charakterystyka emisji do poszczeglnych komponentw

rodowiska 77 3.3.4. Sposoby zapobiegania i ograniczania oddziaywania technologii na rodowisko 78 3.3.5. Zestawienie minimalnych wymaga charakteryzujcych

NDT z przykadami rozwiza technicznych, ktre pozwol na spenienie tych wymaga 79

3.3.6. Okrelenie minimalnych wymaga w zakresie monitoringu 81 4. PRZYGOTOWANIE MAS FORMIERSKICH I RDZENIOWYCH

ORAZ WYKONYWANIE FORM I RDZENI 83

4.1. Analiza stosowanych technologii i technik oraz porwnanie ich z poziomem wiatowym 83

4.1.1. Formowanie w masach wilgotnych 83 4.1.2. Masy ze spoiwami chemoutwardzalnymi i termoutwardzalnymi 84

4.1.2.1. Masy chemoutwardzalne ze spoiwami organicznymi 85 4.1.2.2. Masy chemoutwardzalne ze spoiwami nieorganicznymi 89 4.1.2.3. Masy utwardzane aktywnymi gazami 90

4.1.3. Masy formierskie i rdzeniowe utwardzane termicznie 91 4.1.4. Technologia penej formy 92

4.2. Lista aspektw rodowiskowych szczeglnie istotnych 93 4.3. Charakterystyka emisji do poszczeglnych komponentw rodowiska, w tym

gospodarka odpadami oraz emisja haasu 95 4.4. Sposoby zapobiegania i/lub ograniczania oddziaywania na rodowisko 102 4.5. Zestawienie minimalnych wymaga charakteryzujcych NDT 103 4.6. Zestaw minimalnych wymaga w zakresie monitoringu 105

5. ODLEWANIE, CHODZENIE I WYBIJANIE ODLEWW 106

5.1. Analiza stosowanych technologii i technik oraz ich porwnanie z poziomem 106 wiatowym

5.2. Identyfikacja istotnych aspektw rodowiskowych 106 5.3. Charakterystyka emisji do poszczeglnych komponentw rodowiska 107

5.3.1. Emisja do powietrza 107 5.3.2. Emisja do wd 111

6

5.3.3. Odpady i ich zagospodarowanie 111 5.3.4. Emisja haasu 111

5.4. Charakterystyka materiaochonnoci i energochonnoci stosowanych w kraju technologii 111 5.5. Sposoby zapobiegania i/lub ograniczania oddziaywania technologii

na rodowisko 113 5.6. Propozycje granicznych wielkoci emisji 115 5.7. Zestawienie minimalnych wymaga charakteryzujcych NDT 115

6. PROCES WYKACZANIA ODLEWW 116 6.1. Analiza stosowanych technologii i technik oraz ich porwnaie z poziomem wiatowym 116

6.1.1. Usuwanie ukadw wlewowych i nadleww 116 6.1.2. Obrbka cieplna odleww 117 6.1.3. Hartowanie odleww 118 6.1.4. Malowanie i powlekanie odleww 118

6.2. Oddziaywanie procesw wykaczania odleww na rodowisko 119 6.3. Emisja zanieczyszcze do atmosfery 119

6.3.1. Wychwytywanie gazw odlotowych z procesw wykaczania odleww 119 6.3.2. Techniki oczyszczania wychwyconego powietrza 120

6.4. Charakterystyka emisji do poszczeglnych komponentw rodowiska 121 6.4.1. Emisja pyw i gazw 121 6.4.2. Emisja haasu 123 6.4.3. Generowanie odpadw 124 6.4.4. Zrzut ciekw 125 6.4.5. Zuycie nonikw energii 125

6.5. Minimalne wymagania dotyczce emisji pyw i gazw z wykaczania odleww 126

6.6. Minimalne wymagania dotyczce monitoringu procesw wykaczania odleww 126

7. WYCHWYTYWANIE PYW I GAZW ORAZ ICH OBRBKA 127

7.1. Emisje pyw i gazw w procesie magazynowania i przeadunku surowcw 127 7.1.1. Stan istniejcy w zakresie emisji pyw i gazw w procesach

magazynowania i przeadunku surowcw 127 7.1.1.1. rda i poziomy emisji pyw i gazw 127 7.1.1.2. Stosowane techniki ograniczania emisji pyw i gazw 128

7.1.2. Minimalne wymagania dotyczce emisji pyw i gazw w procesach magazynowania i przeadunku surowcw 129 7.1.2.1. Zalecane techniki zapobiegania emisji pyw i gazw 129 7.1.2.2. Zalecane techniki ograniczania emisji pyw i gazw 129

7.1.3. Minimalne wymagania dotyczce monitoringu emisji pyw i gazw w procesach magazynowania i przeadunku surowcw 130

7.2. Emisje pyw i gazw w procesach wytapiania metalu 130 7.2.1. Stan istniejcy w zakresie emisji pyw i gazw w procesach

wytapiania metalu 130 7.2.1.1. rda i poziomy emisji pyw i gazw 130

7

7.2.1.2. Stosowane techniki ograniczania emisji pyw i gazw 142 7.2.2. Minimalne wymagania dotyczce emisji pyw i gazw w

procesach wytapiania metalu 143 7.2.2.1. Zalecane techniki zapobiegania emisji pyw i gazw 143 7.2.2.2. Zalecane techniki redukcji emisji pyw i gazw 144

7.2.3. Poziomy emisji NDT, propozycje granicznych wielkoci emisji i minimalne wymagania dotyczce monitoringu emisji pyw i gazw w procesach wytapiania metalu 146

7.3. Emisje pyw i gazw w procesach wytwarzania form i rdzeni 149 7.3.1. Stan istniejcy w zakresie emisji pyw i gazw w procesach wytwarzania form i rdzeni 149

7.3.1.1. rda i poziomy emisji pyw i gazw 149 7.3.1.2. Stosowane techniki ograniczania emisji pyw i gazw 159

7.3.2. Minimalne wymagania dotyczce emisji pyw i gazw w procesach wytwarzania form i rdzeni 160

7.3.2.1. Zalecane techniki zapobiegania emisji pyw i gazw 160 7.3.2.2. Zalecane techniki redukcji emisji pyw i gazw 162

7.3.3. Propozycje granicznych wielkoci emisji i minimalne wymagania dotyczce monitoringu emisji pyw i gazw w procesach wytwarzania form i rdzeni 163

7.4. Emisje pyw i gazw w procesach odlewania, chodzenia i wybijania form 165 7.4.1. Stan istniejcy w zakresie emisji pyw i gazw w procesach odlewania, chodzenia i wybijania form 165

7.4.1.1. rda i poziomy emisji pyw i gazw 165 7.4.1.2. Stosowane techniki ograniczania emisji pyw i gazw 170

7.4.2. Minimalne wymagania dotyczce emisji pyw i gazw w procesie odlewania, chodzenia i wybijania form 171 7.4.2.1. Zalecane techniki zapobiegania emisji pyw i gazw 171 7.4.2.2. Zalecane techniki redukcji emisji pyw i gazw 171

7.4.3. Poziomy emisji NDT, propozycje granicznych wielkoci emisji i minimalne wymagania dotyczce monitoringu emisji pyw

i gazw w procesach odlewania, chodzenia i wybijania form 171 7.5. Emisje pyw i gazw w procesach oczyszczania i wykaczania odleww 173

7.5.1. Stan istniejcy w zakresie emisji pyw i gazw w procesie oczyszczania i wykaczania odleww 173

7.5.1.1. rda i poziomy emisji pyw i gazw 173 7.5.1.2. Stosowane techniki ograniczania emisji pyw i gazw 178

7.5.2. Minimalne wymagania dotyczce emisji pyw i gazw w procesach oczyszczania i wykaczania odleww 178 7.5.2.1. Zalecane techniki zapobiegania emisji pyw i gazw 178 7.5.2.2. Zalecane techniki redukcji emisji pyw i gazw 178

7.5.3. Poziomy emisji NDT, propozycje granicznych wielkoci emisji i minimalne wymagania dotyczce monitoringu emisji pyw i gazw w procesach oczyszczania i wykaczania odleww 178

7.6. Emisja pyw i gazw w procesie obrbki cieplnej odleww 179 7.6.1. Stan istniejcy w zakresie emisji pyw i gazw w procesach

obrbki cieplnej odleww 179 7.6.1.1. rda i poziomy emisji pyw i gazw 179 7.6.1.2. Stosowane techniki ograniczania emisji pyw i gazw 181

7.6.2. Minimalne wymagania dotyczce emisji pyw i gazw

8

w procesach obrbki cieplnej odleww 181 7.6.2.1. Zalecane techniki zapobiegania emisji pyw i gazw 181 7.6.2.2. Zalecane techniki redukcji emisji pyw i gazw 181

7.6.3. Propozycje granicznych wielkoci emisji i minimalne wymagania dotyczce monitoringu emisji pyw i gazw z procesw obrbki cieplnej odleww 181

7.7. Uwagi i wnioski kocowe 182 8. ZAPOBIEGANIE POWSTAWANIU CIEKW ORAZ ICH OBRBKA 183

8.1. Analiza stanu istniejcego w zakresie gospodarki wodno-ciekowej 183 8.1.1. Zuycie wody 183 8.1.2. Powstawanie ciekw 185 8.1.3. Rodzaje i poziomy zanieczyszcze w ciekach 185

8.1.3.1. Procesy wytwarzania form i rdzeni 186 8.1.3.2. Procesy wytapiania metalu 186 8.1.3.3. Procesy odlewania 187 8.1.3.4. Procesy wybijania 187 8.1.3.5. Wykaczanie i obrbka odleww 188

8.1.3.6. cieki stanowice spywy z miejsc magazynowania surowcw 188 8.1.3.7. Analiza ilociowa ciekw pochodzcych z wybranej odlewni krajowej 188

8.2. Techniki zapobiegania generowaniu ciekw lub ograniczania ich iloci 188 8.3. Techniki oczyszczania ciekw 189 8.4. Propozycje jakoci odprowadzanych ciekw 191 8.5. Zalecane techniki w gospodarce wodno - ciekowej odlewni 191

8.5.1. Magazynowanie i przeadunek surowcw 191 8.5.2. Wytapianie i obrbka ciekego metalu 191 8.5.3. Wykonywanie form i rdzeni 192 8.5.4. Odlewanie i wybijanie 192

8.6. Minimalne wymagania dotyczce monitoringu jakoci ciekw 193 9. EFEKTYWNO ENERGETYCZNA PROCESW 194

9.1. Analiza stanu istniejcego 194 9.2. Techniki zmniejszajce zuycie nonikw energii 195 9.3. Problematyka energetyczna w odlewniach krajowych 199

10. REGENERACJA ZUYTEJ MASY 202

10.1. Analiza stanu w zakresie regeneracji mas 202 10.1.1. Rodzaje mas stosowanych w odlewniach 202 10.1.2. Zuycie piasku wieego w odlewniach 202 10.1.3. Koszty zakupu wieego piasku 202 10.1.4. Podstawowe urzdzenia technologiczne do sporzdzania

i przerobu mas 202 10.1.5. Ilo i rodzaj generowanych odpadw mas formierskich

i rdzeniowych 204 10.1.6. Rodzaje i ilo masy zuytej kierowanej na wysypisko 204

9

10.1.7. Selekcja mas zuytych (sposoby oddzielania i usuwania z obiegu mas zuytych) 205

10. 2. Metody odzysku skadnikw z mas zuytych 205 10.2.1. Rodzaje regeneracji i typy stosowanych instalacji regeneracyjnych 205 10.2.2. Obszary zastosowania systemw regeneracji 207 10.2.3. Typy aktualnie stosowanych w kraju urzdze do odzysku

i regeneracji osnowy z mas zuytych 208 10.3. Zalecane zakresy stosowania regeneratu jako zamiennika wieego piasku 209 10.4. Powtrne wykorzystanie mas zuytych lub ich komponentw. 210 10.5. Wysoko opat za korzystanie z wysypiska 210 10.6. Koncepcja zmniejszenia iloci odpadw 211

11. ODPADY STAE I MOLIWOCI ICH ZAGOSPODAROWANIA 213

11.1. Analiza stanu istniejcego i uwarunkowania prawne 213 11.2.Moliwoci recyklingu niektrych odpadow odlewniczych 214

11.2.1. Ponowne uycie nieutwardzonej masy w odlewni 214 11.2.2. Ponowne uycie pyw z obiegu mas do formowania na wilgotno 214 11.2.3. Wychwytywanie i recykling koksiku 215 11.2.4. Zawracanie pyw eliwiakowych do eliwiaka 215 11.2.5. Recykling pyw i szlamw z odpylania elektrycznego pieca

ukowego 217 11.2.6. Ponowne wykorzystanie odpadw wymurwek 218

ceramicznych kadzi i piecw 11.2.7. Ponowne wykorzystanie odpadw elektrod grafitowych 218 11.2.8. Recykling zgarw i uli z odlewni aluminium i magnezu

poza odlewni 218 11.3. Moliwoci gospodarczego wykorzystania odpadw odlewniczych

poza odlewni 218 11.3.1. Wstpna obrbka odpadw 218 11.3.2. Zasady kwalifikacji odpadw do grupy innej ni niebezpieczne 221 11.3.3. Wykorzystanie masy wybitej oraz pylu z procesu regeneracji 222 11.3.4. Wykorzystanie uzli i zbdnych materiaw ceramicznych

wymurwek 224

12. EMISJA HAASU DO RODOWISKA 225

12.1. Analiza stanu istniejcego w zakresie emisji haasu 225 12.2. Techniki zapobiegajce generowaniu i ograniczajce emisj haasu 226 12.3. Minimalne wymagania dotyczce monitoringu emisji haasu 228

10

1. WPROWADZENIE

Niniejszy Przewodnik zosta opracowany w oparciu o rozesan do 50 odlewni ankiet (niestety otrzymano odpowiedzi tylko z 20 odlewni), Reference Document on Best Available Techniques in the Smitheries and Foundries Industry (July 2004) oraz wiedz i dowiadczenie Autorw. Autorami przewodnika s pracownicy odlewni, instytutw naukowych oraz wyszych uczelni zwizani swoj dziaalnoci z przemysem odlewniczym. Z uwagi na bardzo krtki czas jakim Autorzy dysponowali na opracowanie Przewodnika, jestemy wiadomi pewnych brakw i niedocigni tego opracowania. Autorzy wyszli z zaoenia, e w chwili obecnej, kiedy ma miejsce opracowywanie i skadanie ju wnioskw o udzielenie pozwolenia zintegrowanego odlewniom, a nawet zostay ju wydane pierwsze pozwolenia, Przewodnik nawet w takiej formie moe by pomocny odlewniom przy przygotowywaniu wnioskw oraz wadzom administracyjnym przy rozpatrywaniu tych wnioskw i udzielaniu pozwole zintegrowanych. Mamy nadziej, e w przyszoci dziki poparciu Ministerstwa rodowiska i wsparciu finansowym Narodowego Funduszu Ochrony rodowiska bdzie moliwe dopracowanie tego Przewodnika, wykorzystujc cenne uwagi przyszych uytkownikw. Proces wykonywania odleww skada si z szeregu operacji, z ktrych kada przebiega z okrelon wydajnoci. O wydajnoci caego procesu, a wic o iloci moliwych do wytworzenia dobrych odleww decyduje etap najwolniejszy. Na proces wykonywania odleww skadaj si nastpujce operacje: sporzdzanie masy formierskiej i rdzeniowej, wykonywanie form i rdzeni, wytapianie ciekego metalu, zalewanie form ciekym metalem, chodzenie i wybijanie form oraz oczyszczanie i wykaczanie odleww. W praktyce odlewniczej okazuje si, e najwolniejszym etapem, czyli tzw. wskim gardem w produkcji odleww s zazwyczaj operacje: wykonywania form i rdzeni oraz wybijania form i oczyszczanie odleww. Proces wytapiania ciekego metalu, czyli ta operacja, ktra decyduje o koniecznoci starania si przez odlewni o uzyskanie pozwolenia zintegrowanego moe by prowadzona zazwyczaj z du wydajnoci. Jednak moliwa do wytopienia ilo ciekego metalu nie zawsze moe zosta przetworzona na gotowe odlewy, ze wzgldu na podane wyej ograniczenia. Std kryterium potencjalnych moliwoci wytopienia ciekego metalu, liczone jako iloczyn teoretycznej wydajnoci godzinowej pieca i jego czasu pracy, nie moe decydowa o tym, czy dana odlewnia jest zobligowana do posiadania pozwolenia zintegrowanego, czy te nie. Ponadto piece topialne stosowane w odlewnictwie nie mog pracowa w sposb cigy przez duszy czas. Piece elektryczne indukcyjne, ukowe, piece pomienne obrotowe, piece tyglowe s piecami o pracy okresowej, wymagajcymi dodatkowo czasu na tzw. naprawy pospustowe oraz remonty. Co prawda piece eliwiaki mog pracowa przez kilka lub kilkanacie godzin w sposb cigy, ale po tym czasie wymagaj przerwy na wykonanie napraw i uzupenienie wymurwki. To samo dotyczy tzw. eliwiakw kampanijnych, pracujcych nieprzerwanie przez kilka tygodni, ale po tym czasie pracy wymagajcych duszej przerwy. Dlatego te kryterium decydujcym, czy dana odlewna wymaga pozwolenia zintegrowanego, czy te nie powinna by ilo ciekego metalu faktycznie wytopiona w cigu doby liczona jako ilo metalu wytopiona w okresie roku podzielona przez ilo dni wytopu w roku. Rwnoczenie odlewnie powinny uwzgldni moliwo zwikszenia produkcji w przyszoci, co moe skutkowa koniecznoci posiadania pozwolenia zintegrowanego. Informacje przedstawione w niniejszym Przewodniku s oglnymi wskazwkami dotyczcymi technik i technologii, zwizanych z ich stosowaniem poziomw emisji oraz zuycia materiaw i energii w procesie produkcji odleww ze stopw elaza i metali nieelaznych. Informacje te winny by brane pod uwag podczas przygotowywania wniosku o pozwolenie zintegrowane, a take w procesie ustalania wielkoci dopuszczalnych emisji podanych w tym pozwoleniu. W tekcie Przewodnika uyto skrtu NDT (Najlepsze Dostpne Techniki), jako odpowiednik angielskiego skrtu BAT (Best Available Techniques).

11

W przewodniku omwiono poszczeglne operacje skadajce si na proces wykonywa-nia odleww oraz podano propozycje limitw emisji do rodowiska poszczeglnych czynni-kw i minimalne wymagania dotyczce monitoringu. Propozycje granicznych wielkoci emi-sji dla wszystkich instalacji objtych pozwoleniem zintegrowanym w odlewni podzielono na dwie grupy: I grupa instalacji: dotyczy instalacji oddanych do uytkowania przed 31.10.2000 r. dla ktrych to instalacji proponowane wartoci s wysze ni wynika to z zalece NDT; II grupa instalacji: dotyczy instalacji nowych oddanych do uytkowania po 30.10.2000 r. dla ktrych to instalacji proponowane wartoci s zgodne z zaleceniami NDT; Przy czym w przypadku istniejcych instalacji do wytapiania ciekego metalu (piece), czyli tych instalacji, ktrych wydajno decyduje o koniecznoci uzyskiwania pozwolenia zintegrowanego przez odlewnie, zaproponowano czas dochodzenia do granicznych wielkoci emisji na 30.10.2007 roku.

Podkreli jednak naley, e nie mona ich traktowa jako standardw emisjnych. Tre pozwolenia zintegrowanego, a w szczeglnoci wielko dopuszczalnych emisji, wina by ustalana z uwzgldnieniem lokalnych uwarunkowa: technicznej charakterystyki rozpatrywa-nej instalacji, jej geograficznego pooenia i miejscowych warunkw rodowiskowych. W przypadku instalacji istniejcych naley bra ponadto pod uwag moliwoci techniczne i ekonomiczne ich modernizacji oraz czas potrzebny na wdroenie nowych rozwiza.

12

2. MAGAZYNOWANIE, TRANSPORT I PRZEADUNEK MATERIAW 2.1 Analiza stosowanych technik i technologii oraz porwnanie z poziomem wiatowym

Podstawowe rodzaje dostarczanych do odlewni materiaw i surowcw mona podzieli na nastpujce grupy:

! materiay wsadowe do wytapiania metalu - surwka, zomy, gski, dodatki stopo-we, koks, mia wglowy, ruda, nawglacze, wapno, fluoryt, boksyt, modyfikatory i sferoidyzatory, ! materiay formierskie i pomocnicze piaski odlewnicze (kwarcowy, chromitowy,

cyrkonowy, oliwinowy, otaczany), bentonit lub mieszanki bentonitowe, spoiwa i utwardzacze do mas formierskich i rdzeniowych,dodatki zawierajce wgiel, po-woki ochronne na formy i rdzenie, zasypki ceramiczne, perlit, ! materiay ogniotrwae wyoenia ceramiczne do kadzi i piecw do topienia, ma-

teriay ceramiczne wkniste do piecw do obrbki cieplnej, ksztatki ukadw wlewowo-zasilajcych, itp., ! materiay lakiernicze farby, lakiery, rozpuszczalniki, szpachlwki, ! materiay modelarskie drewno, sklejka, kleje, ywice, styropian, ! paliwa, oleje i chodziwa oleje napdowe, opaowe, smarowe, przekadniowe

i hydrauliczne, chodziwa, ! gazy techniczne tlen, dwutlenek wgla, argon, azot.

Materiay do produkcji s dostarczane do odlewni gwnie transportem samochodo-wym. Transportem kolejowym dostarcza si przewanie materiay zuywane w duych ilo-ciach, w przypadku okresowego zwikszonego zapotrzebowania odlewni na materiay (su-rwka, zom, piaski odlewnicze, koks, kamie wapienny). Cysternami samochodowymi do-starczane s skadniki do mas - gwnie piaski otaczane, szko wodne i flodur, mieszanki ben-tonitowe, a take gazy techniczne (tlen, CO2) oraz paliwa. W przypadku wykorzystywania przez odlewni piasku rzecznego moe on by dostarczany transportem rzecznym.

Przeadunek dostarczonych materiaw ze rodkw transportu do miejsc magazynowa-nia odbywa si przy wykorzystaniu rnych rodkw transportu wewntrznego. Surwk i zomy rozadowuje si przy wykorzystaniu suwnic z elektromagnesem lub s one dostarcza-ne samochodami z przyczepami samorozadowczymi. Przeadunek piaskw, koksu oraz in-nych materiaw dostarczanych luzem odbywa si przy uyciu czerpakw suwnicowych lub dwigowych oraz przy wykorzystaniu pojazdw samowyadowczych. Materiay w kontene-rach, w pojemnikach lub w workach (big-bagach) umieszczonych na paletach drewnianych s rozadowywane przy uyciu wzkw widowych podnonikowych. W przypadku dostaw cy-stern przeadunek materiaw odbywa si przy uyciu sprarek cystern samochodowych bezporednio transportem pneumatycznym do zbiornikw magazynowych. Podobnie rozza-dowuje sie rwnie piasek z wagonw kolejowych, gdzie dodatkowo stosuje si tamocigi.

Magazynowanie podstawowych materiaw stosowanych w odlewniach odbywa si gwnie z wykorzystaniem pl skadowania zlokalizowanych wewntrz zamknitych (zada-szonych) hal produkcyjnych. Materiay wsadowe zuywane w duych ilociach (zom, su-rwka, koks, kamie wapienny, ruda, mia wglowy) skaduje si w betonowych lub betono-wo-drewnianych zasobnikach (bunkrach) zlokalizowanych w obrbie oddziaw wytapialni. Pozostae dodatki stopowe, takie jak: nawglacze, modyfikatory i zaprawy do sferoidyzacji magazynuje si w opakowaniach handlowych (metalowych beczkach, workach typu big-bag) w suchych pomieszczeniach. Piaski formierskie skadowane s na og w betonowych bun-krach, a po wysuszeniu w metalowych lub betonowych silosach (zbiornikach), zlokalizowa-nych w obrbie stacji przerobu mas lub stanowisk agregatw o pracy cigej (mieszarko-nasypywarek). Koks i mia wglowy oraz kamie wapienny przechowuje si take w zbiorni-kach z podcinieniowym dozowaniem tych skadnikw do eliwiaka, podobnie jak gotowe

13

mieszanki bentonitowe podawane s pneumatycznie do urzdze do sporzdzania mas. Cieke dodatki do mas oraz powoki ochronne na formy i rdzenie przechowuje si w oryginalnych szczelnie zamknitych opakowaniach transportowych (pojemnikach z metalu i tworzywa sztucznego lub kontenerach wielokrotnego uycia), w wydzielonych miejscach hal produk-cyjnych. Niekiedy materiay do sporzdzania powok ochronnych na formy i rdzenie magazy-nowane s w specjalnych zbiornikach z mieszalnikami mechanicznymi, pozwalajcymi na odpowiednie przygotowanie powoki oraz jej natrysk pod cinieniem. Materiay ogniotrwae oraz pozostae materiay dostarczane na paletach s magazynowane na podrcznych suchych polach odkadczych. W wikszoci przypadkw materiay lakiernicze przechowuje si w spe-cjalnie do tego celu przystosowanych zamknitych magazynach, wyposaonych w instalacj przeciwwybuchow, wentylacj oraz sprzt przeciwpoarowy. Paliwa, oleje i chodziwa s skadowane przewanie w magazynach o utwardzonym betonowym podou w oryginalnych opakowaniach umieszczonych na specjalnych wannach wychwytowych zabezpieczajcych przed ewentualnym wyciekiem.

Gazy techniczne dostarczane cystern s przepompowywane bezporednio do zbiorni-kw na cieky gaz umieszczonych na zewntrz hal produkcyjnych odlewni.

W niektrych odlewniach zewntrzne powierzchnie skadowania wykorzystuje si do magazynowania takich materiaw, jak: zom, mokry piasek formierski, koks, mia wglowy, kamie wapienny czy masa szamotowa. S to gwnie pola odkadcze o betonowym podou, niekiedy czciowo lub cakowicie zadaszone. W przypadku koniecznoci magazynowania duej iloci paliw pynnych (olej opaowy, olej napdowy), substancje te przechowuje si w podziemnych zbiornikach zewntrznych.

Wewntrzna dystrybucja materiaw w odlewni odbywa si przy wykorzystaniu zrni-cowanych technik transportowych. Podstawowymi urzdzeniami stosowanymi do transportu wewntrznego s suwnice transportowe z silnikami sterowanymi ukadami oporowymi lub falownikami. S to gwnie suwnice kabinowe, ale czsto wykorzystuje si take suwnice sterowane drog radiow. Oprcz suwnic pomostowych, bramowych i podwieszanych wyko-rzystywane s w odlewniach rnego typu wcigniki i urawie. Drug grup wewntrznych rodkw transportowych w odlewniach stanowi przenoniki: tamowe, limakowe, kube-kowe, zgrzebowe oraz czonowo-pytowe, samotoki rolkowe, przesypy, wycigi zaadowcze do eliwiakw, mieszarek i innych urzdze technologicznych, dozowniki (podajniki) objto-ciowe, kasetowe, talerzowe, tamowe i wibracyjne. W przypadku transportu piasku otacza-nego, regeneratu, mieszanek bentonitowych oraz sypkich dodatkw formierskich do mas wy-korzystuje si instalacje do transportu pneumatycznego, gwnie wysokocinieniowego. Od-dzieln grup stanowi rodki wewntrznego transportu koowego, z ktrych najczciej sto-sowanymi s: cigniki, wzki widowe spalinowe (olej napdowy, gaz, benzyna) oraz elek-tryczne akumulatorowe, wzki paletowe i podnonikowe (rczne i elektryczne), a take wzki midzynawowe szynowe (przecigarki). Transport ciekego metalu odbywa si gwnie w rcznych i podwieszanych kadziach odlewniczych (zatyczkowych i przechylnych). W przy-padku, gdy metal transportowany jest na due odlegoci (np. z jednej hali produkcyjnej do drugiej) lub dostarczany jest z zewntrz, to odbywa si to przy wykorzystaniu platformy sa-mochodowej lub transportu kolejowego w specjalnie do tego celu przystosowanych kadziach. Wewntrzny transport kolejowy jest rwnie uywany do dystrybucji wewntrznej materia-w zuywanych w duych ilociach, gwnie materiaw wsadowych do wytapiania i innych materiaw skadowanych na zewntrz hal produkcyjnych. Stosowane w odlewniach kadzie posiadaj wyoenia z ksztatek ogniotrwaych, gwnie magnezytowych, magnezytowo-chromitowych i kwarcytowych.

W coraz wikszym zakresie stosowane s take wyoenia monolityczne z mas lub be-tonw wysokoogniotrwaych.

14

Wykorzystywane w polskich odlewniach techniki w zakresie magazynowania materia-w nie odbiegaj w istotny sposb od rozwiza wiatowych. Magazynowanie materiaw i surowcw do produkcji odbywa si zarwno na zewntrznych skadowiskach, jak i wewntrz zamknitych hal produkcyjnych. W odlewniach europejskich tendencj jest ograniczanie ilo-ci magazynowanych materiaw (dostawy na okrelony czas) oraz denie do stosowania ujednoliconych technologii produkcji pozwalajcych na ograniczenie asortymentu magazy-nowanych dostaw.

W wikszym stopniu, ni w odlewniach krajowych, do operacji przeadunkowych oraz do dystrybucji materiaw wykorzystuje si transport pneumatyczny wysokocinieniowy, szczeglnie w zakresie transportu piasku, mieszanek bentonitowych, regeneratu oraz zuytej masy. Dua ilo suwnic i przenonikw w polskim przemyle odlewniczym zostaa wypro-dukowana w latach 70tych. W porwnaniu do suwnic stosowanych w odlewniach europej-skich charakteryzuj si one masywn, cik konstrukcj, sztywnymi mocowaniami szyn podtorzy i przestarzaymi ukadami napdowymi wyposaonymi w opory rozruchowe. Sto-sowane w wiecie rozwizania polegaj na zastosowaniu elastycznego mocowania szyn jezd-nych suwnic oraz ukadw napdowych maej mocy sterowanych radiem. Rozwizania te pozwalaj na znaczne ograniczenie drga dynamicznych i haasu, zwikszenie ywotnoci k jezdnych i innych mechanizmw suwnic oraz zmniejszenie strat cieplnych i iloci zuywanej energii.

Znaczne obnienie wskanikw zuycia materiaw ogniotrwaych kadzi do dystrybucji ciekego metalu osignito w odlewniach europejskich dziki zastosowaniu na szerok skal wyoe monolitycznych z betonw i mas niskocementowych, dodatkowych izolacji ciepl-nych cian kadzi oraz ochronnych pokry ceramicznych nanoszonych na powierzchni wyo-enia ogniotrwaego. Dziki zastosowaniu tych technik zmniejszeniu ulega ilo powstaj-cych odpadw zuytych materiaw ogniotrwaych poprzez wyduenie ywotnoci oraz mo-liwo regeneracji monolitycznych wyoe kadzi odlewniczych. 2.2. Identyfikacja istotnych aspektw rodowiskowych

Proces magazynowania, transportu i przeadunku materiaw w odlewni moe stanowi rdo negatywnych oddziaywa na rodowisko. Poniej zestawiono znaczce aspekty ro-dowiskowe, bdce wynikiem realizacji wymienionych procesw, majce najwikszy wpyw na potencjalne zanieczyszczenie komponentw rodowiska naturalnego (tabela 2.1.)

Tabela 2.1. Znaczce aspekty rodowiskowe zwizane z realizacj procesw magazy-

nowania, przeadunku i dystrybucji materiaw

L.p. Proces Aspekt rodowiskowy

1.

Transport samochodo-wy i kolejowy materia-w i surowcw do odlewni

! niekontrolowana emisja gazw (spalin) do powietrza! moliwo wycieku oleju (napdowego, silnikowe-

go) lub paliwa ! potencjalny niekontrolowany wyciek materiaw

pynnych w przypadku utraty szczelnoci pojemnikw podczas transportu ! powstawanie odpadw zuytych podzespow i ma-

teriaw eksploatacyjnych rodkw transportu (opony, fil-try oleju, pyny hamulcowe, itp.)

! potencjalny niekontrolowany wyciek surowcw i materia-w pynnych wskutek rozszczelnienia pojemnikw pod-

15

L.p. Proces Aspekt rodowiskowy

2. Magazynowanie mate-riaw i surowcw odlewni-czych

czas skadowania ! wymywanie substancji do wd gruntowych w wyniku

dziaania czynnikw atmosferycznych (zewntrzne maga-zyny) ! zanieczyszczenie powierzchni gleby materiaami sypkimi

lub substancjami zawartymi w zomie (zewntrzne maga-zyny) ! potencjalny wyciek substancji ciekych magazynowanych

w podziemnych zbiornikach ! powstawanie przeterminowanych materiaw oraz nie na-

dajcych si do uycia na skutek ich nieprawidowego ma-gazynowania ! potencjalna moliwo wybuchu lub poaru spowodowa-

nego niewaciwymi warunkami magazynowania substan-cji atwopalnych i/lub wybuchowych

3.

Przeadunek i obieg wewntrzny materiaw i surowcw

! pobr energii elektrycznej urzdze do transportu we-wntrznego ! niekontrolowany wyciek olejw przekadniowych z reduk-

torw urzdze transportowych ! potencjalny wyciek materiaw pynnych w trakcie przea-

dunku lub dystrybucji wewntrznej ! emisja zanieczyszcze do powietrza podczas transportu

wewntrznego materiaw i surowcw ! emisja zanieczyszcze do powietrza podczas przeadunku

materiaw ze rodkw transportu do magazynu ! emisja zanieczyszcze gazowych do powietrza podczas

transportu ciekego metalu w kadziach odlewniczych ! potencjalny wyciek ciekego metalu z kadzi podczas trans-

portu ! emisja haasu do rodowiska podczas przeadunku materia-w realizowanego na zewntrz hal produkcyjnych ! powstawanie zuytych opakowa do materiaach do pro-

dukcji ! powstawanie odpadw metalicznych (zomu obiegowego) ! powstawanie zuytych materiaw ogniotrwaych z kadzi

do transportu ciekego metalu 2.3. Charakterystyka emisji do poszczeglnych komponentw rodowiska

Potencjalne oddziaywania na rodowisko zwizane z procesami transportu, magazyno-wania, przeadunku i obiegu materiaw oraz surowcw mona podzieli na nastpujce gru-py:

! emisja substancji do powietrza ! zanieczyszczenie gleby i wd gruntowych ! emisja haasu ! wytwarzanie odpadw staych i ciekych

rdo emisji zanieczyszcze pyowych stanowi gwnie procesy przeadunku materia-

w wsadowych (szczeglnie zomu i piasku odlewniczego), a take operacje transportu we-wntrznego materiaw pylistych przy wykorzystaniu cigw transportowych, przesypw

16

oraz podajnikw(por. tabela 7.1.). Emitowanymi pyami s gwnie pyy metaliczne, pyy krzemionkowe oraz py wglowy, wprowadzane do powietrza gwnie w sposb niezorgani-zowany i maym stopniu kontrolowany.

Emisja gazowa (gwnie SO2, NO2) jest zwizana przede wszystkim z procesem spala-nia paliw przez rodki transportu zewntrznego oraz wewntrznego, a take powstaje ona w wyniku transportu ciekego metalu w kadziach odlewniczych z oddziaw wytapiania do sta-nowisk zalewania form.

Emisja lotnych zwizkw organicznych do powietrza moe by spowodowana gwnie wskutek wybuchu (poaru) lub niekontrolowanego wycieku materiaw podczas transportu, magazynowania, przeadunku lub dystrybucji spoiw i utwardzaczy do mas, powok ochron-nych na formy i rdzenie zawierajcych alkohol izopropylowy lub materiaw lakierniczych na bazie rozpuszczalnikw organicznych. Niekontrolowany wyciek spoiw do mas, powok alko-holowych czy materiaw lakierniczych moe dodatkowo spowodowa zanieczyszczenie gle-by i wd gruntowych.

Szczeglnie niebezpieczne dla rodowiska rdo lokalnego skaenia gruntu i wd grun-towych stanowi przypadki niekontrolowanego wycieku substancji ropopochodnych (paliw pynnych, olejw smarowych, hydraulicznych i transformatorowych, chodziw) z nieszczel-nych zbiornikw podziemnych, uszkodzonych opakowa handlowych czy urzdze transpor-tu wewntrznego (reduktory suwnic i przenonikw, wzki i cigniki spalinowe). Zanie-czyszczenie gleby i wd gruntowych substancjami niebezpiecznymi (zwizki chloru, wglo-wodory aromatyczne, PCB) moe by take wynikiem wymywania si zanieczyszcze zawar-tych w zomie magazynowanym na odkrytych polach skadowania (zom zanieczyszczony olejami i smarami, powokami lakierniczymi, itp.) (tabela 2.2.).

Tabela 2.2 Moliwe zanieczyszczenia zawarte w wybranych rodzajach zomu

Rodzaj zomu Moliwe zanieczyszczenia

Wiry i opiki z obrbki skrawaniem Oleje maszynowe, emulsje chodzce

Zom z wytaczania i wykrawania Oleje smarujce

Zuyte czci maszyn Oleje hydrauliczne i przekadniowe Zom z kuni i przerbki plastycznej na zimno Fosforany, grafit, oleje

W przypadku wykonywania operacji przeadunkowych na zewntrz hal produkcyjnych

odlewni lub przy pracy zewntrznych cigw transportowych materiaw i surowcw, wy-mienione procesy mog stanowi rdo emisji haasu do rodowiska (aspekt ten zosta opisa-ny w Rozdziale 2.5).

Charakterystyka odpadw powstajcych w wyniku realizacji procesu transportu, maga-zynowania, przeadunku i dystrybucji materiaw oraz sposb ich zagospodarowania zosta opisany w Rozdziale 2.4.

2.4. Odpady i ich zagospodarowanie

Podstawowe grupy odpadw powstajcych w odlewniach w procesach magazynowania, przeadunku i transportu materiaw i surowcw to opakowania z drewna, (w tym uszkodzone palety), opakowania z tworzyw sztucznych, opakowania metalowe np. pojemniki po farbach, opakowania ze szka, zuyte opony; tamy gumowe z przenonikw tamowych oraz odpa-dowe oleje i smary (tabela 2.3). Niekiedy s to take przeterminowane materiay, ktre nie zostay uyte do produkcji w odpowiednim czasie. Odpady te naley gromadzi w sposb selektywny, zapobiegajcy wymieszaniu si poszczeglnych odpadw oraz zanieczyszczeniu

17

rodowiska w wyniku wymywania si z nich substancji niebezpiecznych i najczciej s gro-madzone z innymi identycznymi odpadami powstajcymi w innych miejscach w odlewni (przykad odpady olejw i smarw, ktre powstaj przy eksploatacji wszystkich urzdze). Zuyte oleje przechowywane s przewanie w specjalnych zbiornikach na olej przepracowa-ny, umoliwiajcych bezporednie przepompowanie tych substancji do cysterny samochodo-wej. Miejsca magazynowania przepracowanych olejw z reguy posiadaj betonowe podoe oraz wanny wychwytowe zabezpieczajce przed rozlaniem si tych substancji. Opakowania oraz inne odpady zanieczyszczone substancjami niebezpiecznymi (rodkami chemicznymi, ropopochodnymi i lakierniczymi) s magazynowane w wydzielonych zamknitych pomieszczeniach, gwnie w kontenerach metalowych. Miejsca gromadzenia odpadw musz by oznakowane nazw i kodem odpadu, a w przypadku odpadw niebezpiecznych, rwnie odpowiednim znakiem ostrzegawczym, zgod-nym z obowizujcymi przepisami i s one zazwyczaj magazynowane w wydzielonych za-mknitych pomieszczeniach. Naley dy do maksymalnego ograniczania iloci powstajcych odpadw opakowa-niowych. Najlepszym sposobem jest tu ma recykling zuytych opakowa poprzez stosowanie opakowa zwrotnych. Praktyka taka jest prowadzona praktycznie we wszystkich odlewniach. Zasady postpowania z odpadami po ich zgromadzeniu w odlewni s opisane szerzej w Roz-dziale 11.

Tabela 2.3 Podstawowe rodzaje odpadw powstajcych w odlewni w procesach ma-

gazynowania, przeadunku i transportu materiaw

Lp. Rodzaj odpadu Kod odpadu* rdo

powstawania Podstawowe sposoby

zagospodarowania ODPADY NIEBEZPIECZNE

1. Odpadowe rodki wice do mas, drewna, styropianu

10 09 13

Proces magazynowania materiaw o krtkim terminie przydatnoci do uycia

Przekazywane do przerobu do producen-ta lub do unieszkodli-wienia

2.

Opakowania zawiera-jce pozostaoci sub-stancji niebezpiecz-nych

15 01 10

Opakowania handlowe po zuytych materiaach niebezpiecznych (ropo-pochodnych, lakierni-czych, dodatkach do mas)

Opakowania zwrotne wielokrotnego uycia lub przekazywane do unieszkodliwienia

3. Oleje smarowe, hy-drauliczne i przekadniowe

13 02 05 13 02 08 13 01 10

Przekazywane do wykorzystania gospo-darczego

4. Baterie i akumulatory oowiowe 16 06 01 Przekazywane do utylizacji

5. Filtry olejowe 16 01 07

Obsuga i remonty urz-dze transportowych (reduktory suwnic, przenonikw) i sprztu jezdnego Przekazywane do

unieszkodliwienia

6.

Sorbenty, materiay filtracyjne, czyciwo, tkaniny do wycierania zanieczyszczone sub-stancjami niebez-piecznymi

15 02 02 Konserwacja urzdze transportowych

Przekazywane do unieszkodliwienia

ODPADY INNE NI NIEBEZPIECZNE

18

Lp. Rodzaj odpadu Kod odpadu* rdo

powstawania Podstawowe sposoby

zagospodarowania

7. Opakowania z drewna (w tym palety) 15 01 03 Przekazywane oso-bom fizycznym na ich wasne potrzeby

8. Opakowania z two-rzyw sztucznych 15 01 02 Przekazywane do wykorzystania gospodarczego

9. Opakowania z metali 15 01 04

Odpady podlegajce odzyskowi (zom wa-sny) lub przekazywane na zom

10. Opakowania ze szka 15 01 07

Typowe odpady opako-waniowe nie zanie-czyszczone substancja-mi niebezpiecznymi

Przekazywane do wykorzystania gospodarczego lub na skadowisko

11. Materiay ogniotrwae 16 11 04 Zuyte okadziny kadzi do transportu ciekego metalu

Przekazywane do wykorzystania gospodarczego

12. Elementy usunite z zuytych urzdze 16 02 16 Czci zamienne urz-dze transportowych

Elementy metalowe podlegajce odzysko-wi (zom obiegowy), pozostae przekazy-wane do wykorzysta-nia

13.

Inne nie wymienione odpady (pyy krze-mionkowe, pyy meta-liczne)

10 09 99

Pyy odseparowane w urzdzeniach odpyla-jcych cigi transporto-we, stanowiska przea-dunku materiaw

Pyy metaliczne - pod-legajce odzyskowi (zom obiegowy). Pozostae pyy prze-kazywane do wykorzystania gospodarczego

14. Zuyte opony 16 01 03 Wymiana opon w rod-kach transportowych

Przekazywane do wykorzystania gospodarczego

*kod odpadu zgodnie z rozporzdzeniem M z dnia 27.09.2001 r. w sprawie katalogu odpadw (Dz. U. Nr 112, poz. 1206 z dnia 8.10.2001 r.)

Odpady inne ni niebezpieczne do czasu ich przekazania odbiorcom s magazynowane

gwnie wewntrz hal produkcyjnych w metalowych lub drewnianych kontenerach. Wikszo odpadw pochodzcych z procesw magazynowania, przeadunku i dystry-

bucji wewntrznej jest przekazywana do wykorzystania gospodarczego lub do unieszkodli-wienia przez podmioty posiadajce stosowne zezwolenia na prowadzenie takiej dziaalnoci. Wywz odpadw na skadowiska zewntrzne jest ograniczony do niezbdnego minimum i dokonywany jest on gwnie ze wzgldu na okresowy brak odbiorcy lub wymieszanie (za-nieczyszczenie) odpadw uniemoliwiajce wykorzystanie gospodarcze odpadu. Znaczny wpyw na ograniczenie iloci powstajcych odpadw opakowaniowych ma recykling zuy-tych opakowa po materiaach do produkcji. Proces ten jest prowadzony praktycznie we wszystkich odlewniach. Transport oraz przeadunek odpadw odbywa si z uyciem tych samych technik i rodkw, jakie wykorzystywane s do dostawy i wewntrznej dystrybucji materiaw do produkcji.

19

2.5 Emisja haasu rdem emisji haasu do rodowiska mog by przede wszystkim operacje transportu i

przeadunku materiaw, surowcw i odpadw poprodukcyjnych prowadzone na zewntrz hal produkcyjnych odlewni. Haas jest emitowany do rodowiska gwnie w wyniku takich czyn-noci, jak (por. tabela 12.1.):

! wewntrzny transport kolejowy materiaw i surowcw, ! praca suwnic, urawi samojezdnych i adowarek, ! eksploatacja przenonikw, urzdze do rozadunku i zaadunku, agregatw sprar-

kowych, ! transport i przeadunek materiaw na zewntrz hal produkcyjnych przy uyciu wz-

kw podnonikowych, ! wstpny przerb zomu (cicie) prowadzony na terenie zewntrznych magazynw

przy uyciu palnikw acetylenowo-tlenowymi ! praca zewntrznych urzdze odcigowo-odpylajcych i wentylacyjnych. Ograniczanie oddziaywania akustycznego odlewni jest istotnym zadaniem, szczeglnie

w przypadku lokalizacji zakadu w bezporedniej bliskoci obszarw o charakterze uzdrowi-skowym, rekreacyjno-wypoczynkowym czy terenw zabudowy mieszkalnej. Obowizujce aktualnie wartoci progowe poziomu haasu w rodowisku determinuj konieczno podjcia przez odlewnie kompleksowych dziaa w celu ograniczenia do minimum operacji technicz-nych wykonywanych na zewntrz odlewni, modernizacji przestarzaego wyposaenia trans-portowego lub izolacji akustycznej urzdze i instalacji emitujcych haas przekraczajcy dopuszczalne wartoci.

Szczeglnie istotny, z punktu widzenia ochrony rodowiska maturalnego (a take ro-dowiska pracy) przed haasem, jest proces modernizacji i zakupu urzdze transportowych uywanych na zewntrz pomieszcze. Zakup nowych, a zwaszcza uywanych maszyn i urzdze powinien uwzgldnia przeprowadzenie analizy ich parametrw technicznych po-zwalajcych na spenienie zasadniczych wymaga w zakresie emisji haasu do rodowiska, wynikajcych z aktualnie obowizujcych przepisw o systemie oceny zgodnoci maszyn i urzdze (Dz. U. nr 138, poz. 1316 z 2003 r.).

Wymienione przepisy okrelaj zarwno wykaz urzdze podlegajcych ograniczeniu emisji haasu (w tym urzdze do transportu i przeadunku), jak i okrelaj zasadnicze wyma-gania dla urzdze przeznaczonych do pracy na zewntrz pomieszcze w zakresie emisji ha-asu do rodowiska. 2.6 Charakterystyka materiaochonnoci i energochonnoci stosowanych technologii

Wybr technik w zakresie magazynowania, przeadunku i transportu wewntrznego ma-teriaw i surowcw ma istotny wpyw na racjonalne wykorzystanie materiaw do produkcji oraz zuycie energii i paliw przez urzdzenia i rodki transportu.

Magazynowanie materiaw na zewntrznych polach skadowania wie si z koniecz-noci wielokrotnego przeadunku i transportu, skutkujcego stratami energii i wydajnoci, a take nadmiernym zuyciem materiaw zwizanym z ich rozpylaniem lub wymywaniem. Ponadto naley rozway wpyw czynnikw atmosferycznych na waciwoci zomu i innych materiaw skadowanych na zewntrz hal produkcyjnych, a w konsekwencji na energo-chonno i jako procesw wytapiania metalu, ilo i skad powstajcego ula odlewnicze-go oraz pyw w gazach odlotowych, a take koszty zuycia gazu podczas suszenia piasku.

Urzdzeniami majcymi istotny wpyw na pobr energii w procesie transportu we-wntrz odlewni s suwnice oraz cigi transportowe. Wikszo polskich odlewni wykorzystu-je urzdzenia dwignicowe starszej generacji wyposaone w silniki duej mocy (do 120 kW), sterowane oporami rozruchowymi. Urzdzenia te, ze wzgldu na masywn i przestarza kon-

20

strukcj, znaczne straty cieplne i du awaryjno s nieefektywne pod wzgldem zuycia energii elektrycznej i materiaw eksploatacyjnych. Znaczcy udzia w poborze mocy urz-dze transportowych maj take cigi transportowe, szczeglnie przenoniki tamowe, lima-kowe i kubekowe. Napd tych urzdze wymaga zastosowania silnikw o mocy do kilku-dziesiciu kilowatw. Eksploatacja transporterw ma ponadto znaczcy wpyw na poziom niezorganizowanej emisji pyowej wewntrz hal produkcyjnych i osadzanie si pyw na in-nych urzdzeniach transportowych, na przykad na suwnicach. Wymienione czynniki powo-duj konieczno stosowania energochonnych urzdze odcigowo-odpylajcych, a w przy-padku braku odpowiednich urzdze ochronnych zapylenie hal produkcyjnych objawia si zwikszon awaryjnoci urzdze transportowych oraz wikszym (nieuzasadnionym) pobo-rem mocy.

Istotne znaczenie dla racjonalnej gospodarki materiaowej w odlewni ma zuycie mate-riaw ogniotrwaych dla kadzi do transportu i odlewania ciekego metalu. Odpowiednie za-projektowanie wyoenia kadzi odlewniczych i prawidowego przebiegu procesu transportu oraz odlewania ciekego metalu, jest jednym z najistotniejszych czynnikw decydujcych o jakoci produkcji, ale take o efektywnoci ekonomicznej procesw transportu i odlewania ciekego metalu, uzalenionej gwnie od wskanikw zuycia wyoe ogniotrwaych oraz oszczdnoci energii dziki zastosowaniu wysokiej jakoci materiaw pokryciowych.

2.7 Sposoby zapobiegania i/lub ograniczania oddziaywania na rodowisko

Dziaania zapobiegajce lub eliminujce negatywny wpyw procesw magazynowania, przeadunku i wewntrznej dystrybucji materiaw na rodowisko powinny uwzgldnia gwnie: ! ograniczanie iloci operacji przeadunkowych na zewntrz i wewntrz hal produkcyj-

nych poprzez dziaania techniczno-organizacyjne, ! ograniczanie emisji haasu do rodowiska poprzez stosowanie zamykanych bram ro-

lowanych, kurtyn powietrznych, ekranw dwikochonnych, izolacji cian zewntrz-nych, systemu podwjnego oszklenia okien lub poprzez ograniczanie czasu pracy lub wyczanie w porze nocnej urzdze emitujcych nadmierny haas,

! usytuowanie miejsc magazynowania materiaw wewntrz zadaszonych hal produk-cyjnych, w pobliu urzdze wykorzystujcych te materiay,

! ograniczanie iloci stosowanych w odlewni linii transportowych opartych o przeno-niki mechaniczne z napdem elektrycznym i zastosowanie w szerszym zakresie (w uzasadnionych technologicznie i ekonomicznie przypadkach) instalacji do trans-portu pneumatycznego materiaw i surowcw, gwnie sypkich materiaw pylistych,

! modernizacj transportu wewntrznego poprzez zabudow nowoczesnych suwnic do transportu i przeadunku o lekkiej konstrukcji, wyposaonych w elektroniczne tyrysto-rowe ukady sterujce silnikami maej mocy,

! wprowadzanie do kadzi transportujcych cieky metal w miejsce powszechnie uywa-nych wyoe z ksztatek ogniotrwaych nowoczesnych wyoe monolitycznych, wykonanych z mas i betonw niskocementowych; zastosowanie tych materiaw po-zwala na obnienie wskanika zuycia wyoenia kadzi odlewniczych oraz umoliwia regeneracj wyoe monolitycznych samowypeniajcymi materiaami do napraw,

! stosowanie izolacji cian kadzi do transportu metalu materiaami na bazie wkien ce-ramicznych oraz powok ceramicznych w celu ograniczenie strat cieplnych i ilo zu-ywanych materiaw ogniotrwaych dla kadzi i piecw do wytapiania poprzez obni-enie temperatury spustu ciekego metalu.

21

2.8 Propozycje granicznych wielkoci emisji Zdecydowana wikszo polskich odlewni nie posiada aktualnych wynikw pomiarw

emisji, ktrych rdem s procesy magazynowania, transportu i przeadunku materiaw. Analiza dostpnych danych nie pozwala na jednoznaczne okrelenie minimalnych standardw emisyjnych z tych procesw. Na podstawie analizy dostpnych informacji mona wniosko-wa, e: ! emisja pyowa, ktrej rdem s operacje przeadunku i dystrybucji materiaw jest w

due mierze niezorganizowana, ! stenie pyw emitowanych przez urzdzenia do dystrybucji wewntrznej materiaw

mieci si w granicach od 2 650 mg/Nm3, ! poziomu emitowanego haasu do rodowiska wyraony rwnowanym poziomem

dwiku A wynikajcy z pracy zewntrznych urzdze odlewni na granicy z zabudo-w mieszkaniow lub terenami rekreacyjno-wypoczynkowymi nie przekracza z reguy 60 dB w porze dziennej oraz 47 dB w porze nocnej.

2.9 Zestawienie minimalnych wymaga charakteryzujcych NDT z przykadami

rozwiza, ktre pozwol na spenienie tych wymaga Zapewnienie optymalnych warunkw magazynowania, przeadunku i dystrybucji mate-

riaw stosowanych w odlewniach pozwala zminimalizowa ich zuycie, a take ograniczy negatywny wpyw wymienionych operacji na poszczeglne komponenty rodowiska. Mini-malne wymagania charakteryzujce najlepsze dostpne techniki (NDT) w zakresie magazy-nowania, przeadunku i dystrybucji wewntrznej obejmuj nastpujce elementy:

Magazynowanie poszczeglnych materiaw dostarczanych do odlewni w sposb

selektywny, zapobiegajcy zanieczyszczeniom i zagroeniom podczas skadowa-nia

W celu spenienia tego wymogu naley prowadzi selektywne magazynowanie po-szczeglnych gatunkw zomu dostarczanego do odlewni w oddzielnych boksach (zasobni-kach). Organizacja dostaw zomu i system jego kontroli powinny zapewnia skuteczn segre-gacj materiaw wsadowych do wytapiania.

Magazynowanie ciekych spoiw i utwardzaczy do mas oraz substancji atwopalnych (farby i lakiery, rozpuszczalniki, alkohol izopropylowy, gotowe powoki alkoholowe na for-my i rdzenie) powinno si odbywa w zamknitych pomieszczeniach magazynowych, zabez-pieczonych przed dostpem osb postronnych. Pomieszczenia te powinny by wyposaone w wentylacj oraz wanny wychwytowe lub studzienki ciekowe zabezpieczajce przed zanie-czyszczeniem gleby lub wd gruntowych w przypadku wycieku substancji podczas magazy-nowania.

Jeeli nie zapewnimy warunkw do selektywnego magazynowania zomu to ogranicza-my skuteczn kontrol procesu wytapiania ciekego metalu, czego skutkiem jest wyduenie czasu trwania wytopu, a tym samym wzrost zuycia energii oraz wyoenia ogniotrwaego piecw do wytapiania.

Przechowywanie spoiw, utwardzaczy i materiaw atwopalnych w pomieszczeniach niezabezpieczonych, niewyposaonych w odpowiedni wentylacj i utwardzone betonowe podoe, moe prowadzi do utraty przydatnoci do uycia lub obnienia waciwoci tych materiaw. Moe take doprowadzi do poaru, wybuchu lub zanieczyszczenia rodowiska w wyniku niekontrolowanego wycieku.

Organizowanie miejsc magazynowania zomu w sposb nie powodujcy obnie-

nia jego jakoci oraz zanieczyszczenia gleby i wd gruntowych

22

W przypadku skadowania zomu na zewntrz hal produkcyjnych powierzchnie maga-zynowe powinny posiada betonowe podoe oraz konstrukcje dachowe zabezpieczajce przed negatywnym oddziaywaniem opadw atmosferycznych. Ponadto zewntrzne pola ma-gazynowania powinny by wyposaone w system kanaw odprowadzajcych wod opadow i jej oczyszczanie.

Magazynowanie zomu na zewntrznych niezadaszonych powierzchniach bezporednio na gruncie powoduje pogorszenie jakoci zomu (rdza, zabrudzenie ziemi i pyem) oraz pro-wadzi do wymywania przez opady atmosferyczne substancji niebezpiecznych do gleby i wd gruntowych.

Odpowiednie prowadzenie wewntrznego recyklingu zomu

Zom obiegowy, przed ponownym przetopem, powinien by pozbawiony pozostaoci masy formiersko-rdzeniowej oraz innych zanieczyszcze powierzchniowych (rdza, oleje, po-woki lakiernicze) poprzez jego piaskowanie lub rutowanie. Obecno wymienionych zanie-czyszcze powoduje wzrost zuycia energii podczas wytapiania, negatywnie wpywa na trwa-o wyoenia ogniotrwaego piecw i kadzi do transportu metalu (szczeglnie zasadowego) oraz powoduje emisj lotnych zwizkw organicznych do powietrza.

W przypadku wytapiania staliwa zaleca si, aby udzia wasnego zomu obiegowego we wsadzie metalowym nie przekracza 60%, gwnie ze wzgldu na wprowadzanie przez zom obiegowy do wsadu duej iloci gazw (gwnie azotu i wodoru) oraz wtrce niemetalicz-nych. W przypadku wytopw eliwa sferoidalnego (szczeglnie eliwa ferrytycznego o ni-skiej zawartoci Si) oraz eliwa szarego naley bezwzgldnie eliminowa te partie zomu wasnego, ktrych dodatek powoduje wprowadzenie do wsadu oowiu i bizmutu oraz innych zanieczyszcze obniajcych jako eliwa oraz jego zdolno do sferoidyzacji.

Zaleca si, aby odzysk magnezu ze zomu pochodzcego z ukadw wlewowo-zasilajcych prowadzony by przez odlewni we wasnym zakresie. Skutkuje to przede wszystkim obnieniem kosztw wasnych odlewni poprzez wyeliminowaniem transportu zomu do przerobu przez firmy zewntrzne. Stosowane metody prowadzenia odzysku powin-ny by dostosowane do moliwoci technicznych odlewni oraz wymaga w zakresie wyma-ganej jakoci gsek ze stopw magnezu.

Niewaciwie prowadzony proces odzysku zomu powstajcego w odlewni moe gene-rowa nieuzasadnione koszty oraz negatywnie oddziaywa na rodowisko. Niedopuszczalne jest stosownie zomu obiegowego zawierajcego pozostaoci masy formierskiej, zabrakowa-nych odleww z nieusunitymi rdzeniami ywicznymi i naniesionymi powokami lakierni-czymi, lub zomu zanieczyszczonego olejami i emulsjami z obrbki mechanicznej. Zbyt duy udzia zomu obiegowego we wsadzie, wprowadzanie do wsadu zomu o nieznanym skadzie chemicznym, a szczeglnie zawierajcego szkodliwe zanieczyszczenia (Pb, Bi, As, Sb), skut-kuje kumulacj tych zanieczyszcze poprzez wielokrotne przetapianie zomu obiegowego, co w konsekwencji prowadzi do cigego obniania si jakoci odleww oraz nadmiernego zu-ycia materiaw i energii w procesie wytapiania ciekego metalu.

Wykorzystanie opakowa wielokrotnego uycia lub opakowa wielkogabaryto-wych do transportu i magazynowania materiaw

Dostawy materiaw do odlewni, szczeglnie substancji chemicznych, powinny by re-alizowane w kontenerach (opakowaniach) wielokrotnego uycia. Umowy z dostawcami mate-riaw powinny uwzgldnia recykling opakowa lub zobowizywa dostawcw do odbioru opakowa handlowych. W celu ograniczenia iloci opakowa po zuytych materiaach po-winno si wykorzystywa pojemniki o moliwie duych rozmiarach. Opisany system zapew-nia wyeliminowanie lub istotne ograniczenie iloci powstajcych odpadw opakowaniowych oraz zmniejsza koszty ich unieszkodliwiania.

23

Odbir zuytych opakowa przez dostawcw powinien si odbywa bez koniecznoci ich uprzedniego czyszczenia z pozostaoci zuytego materiau prowadzonego w odlewniach. Umowy w zakresie dostaw materiaw (gwnie chemicznych spoiw i utwardzaczy do mas) powinny gwarantowa, aby proces oczyszczania pojemnikw oraz unieszkodliwiania powsta-jcych w jego trakcie szlamw by realizowany u dostawcy.

Stosowanie waciwych praktyk w zakresie transportu ciekego metalu oraz ra-cjonalnego wykorzystania kadzi odlewniczych

W celu zmniejszenia wskanika zuycia materiaw ogniotrwaych oraz ograniczenia strat cieplnych podczas transportu ciekego metalu naley przestrzega nastpujcych zasad: ! wymurwka kadzi do transportu metalu powinna by czysta i dobrze wygrzana, ! wielko kadzi do transportu i odlewania metalu powinna by dobrana w taki sposb,

aby maksymalnie wykorzysta jej pojemno, ! kadzie do transportu metalu powinny by izolowane przy wykorzystaniu materiaw i

pokry ogniotrwaych wyduajcych trwao wymurwki i obniajcych straty cieplne,

! naley ogranicza do minimum przelewanie metalu z jednej kadzi do drugiej oraz czas transportu ciekego metalu w kadzi,

! podczas skadowania puste kadzie powinny by przykryte pokryw lub by uoone dnem do gry, w celu zabezpieczenia przed zanieczyszczeniem lub uszkodzeniem wymurwki.

Optymalizacja procesu wygrzewania kadzi przed spustem powinna polega na zastoso-

waniu wysokowydajnych palnikw tlenowych oraz kontroli temperatury wyoenia kadzi przy uyciu pirometrw. Zastosowanie punkowych palnikw gazowych o maej wydajnoci cieplnej i wygrzewanie kadzi dnem do dou bez przykrycia nie jest zalecane.

Magazynowanie zuytych materiaw w sposb pozwalajcy na ich ponowne wy-

korzystanie, recykling lub odbir Wszystkie odpady przewidziane do odzysku w obrbie odlewni lub przez firmy ze-

wntrzne powinny by magazynowane w sposb zabezpieczajcy je przed utrat waciwoci pozwalajcych na ich odbir lub wykorzystanie przemysowe. Lokalizacja miejsc magazyno-wania powinna zapewnia atwo dojazdu rodka transportu oraz ogranicza do minimum negatywny wpyw operacji przeadunku odpadw na rodowisko. Odpady naley gromadzi w sposb selektywny, a czas magazynowania powinien by maksymalnie krtki i uwarunko-wany wzgldami technologiczno-ekonomicznymi zwizanymi z prowadzonym odzyskiem i transportem do odbiorcy. 2.10 Okrelenie minimalnych wymaga w zakresie monitoringu

Minimalne wymagania w zakresie monitorowania operacji magazynowania, przeadun-ku i wewntrznej dystrybucji materiaw i surowcw powinny obejmowa, co najmniej: ! biec kontrol dostaw materiaw do produkcji w zakresie ich jakoci i bezpieczestwa

dla rodowiska (stan opakowa, zawarto metali cikich, ropopochodnych i lakierni-czych oraz materiaw niebezpiecznych, w tym wybuchowych w zomie metalowym),

! biec kontrol miejsc magazynowania materiaw i odpadw (identyfikacja potencjal-nych uszkodze i wyciekw, kontrola terminu przydatnoci do uycia i warunkw maga-zynowania),

! okresow analiz odciekw wodnych pochodzcych z zewntrznych, niezadaszonych pl magazynowania materiaw do produkcji i odpadw,

24

! planowanie i przeprowadzanie okresowych przegldw, remontw i konserwacji rodkw transportu wewntrznego w zakresie sprawnoci urzdze odpylajcych cigi transporto-we oraz wielkoci poboru energii przez suwnice i przenoniki,

! ewidencj iloci i rodzajw odpadw powstajcych w wyniku dystrybucji materiaw do produkcji oraz eksploatacji urzdze i rodkw do transportu wewntrznego,

! okresowe monitorowanie poziomu emisji haasu wprowadzanego do rodowiska przez rodki do transportu i przeadunku oraz przez urzdzenia odpylajce z nimi wsppracuj-ce,

! identyfikacj potencjalnych aspektw rodowiskowych zwizanych z wdraaniem no-wych technik transportowych i materiaw do produkcji.

25

3. WYTAPIANIE I OBRBKA METALURGICZNA CIEKEGO METALU 3.1 Wytapianie i obrbka eliwa 3.1.1 Analiza stosowanych technik i technologii oraz ich porwnanie z poziomem

wiatowym 3.1.1.1 Wprowadzenie

W wytapialniach eliwa znajduj obecnie zastosowanie gwnie piece paliwowe: eli-wiaki i znacznie rzadziej obrotowe piece gazowe, oraz piece elektryczne: ukowe i indukcyj-ne. Przy doborze piecw metalurgicznych uwzgldnia si nastpujce kryteria:

- rodzaj wytapianego eliwa i wymagan temperatur jego przegrzania, - wymagania jakociowe stawiane eliwu (skad chemiczny, zawarto wtrce nieme-

talicznych i gazowych, lejno itp.), - rodzaj i metoda produkcji odleww (produkcja masowa, seryjna bd jednostkowa,

ciga bd okresowa), zapotrzebowanie metalu, - rodzaj i koszt energii oraz materiaw wsadowych i ogniotrwaych, - warunki bezpieczestwa i higieny pracy, - wymagania w zakresie ochrony rodowiska. Zagadnienie piecw metalurgicznych, stosowanych w odlewnictwie rozpatruje si w

aspektach: technologicznym, energetycznym, ekonomicznym i ekologicznym. Dla uytkow-nika najwaniejszy jest aspekt technologiczny, wicy si z podstawowym celem stosowania piecw, tj. otrzymywaniem ciekego eliwa o zaoonej temperaturze przegrzania i zaoo-nych waciwociach fizykochemicznych. Istotny jest jednak rwnie energetyczny aspekt procesw metalurgicznych, co si wie z narastajcym deficytem rde energii a take z czynnikami ekonomicznymi, oraz czynnik ekologiczny wynikajcy z coraz bardziej zaostrza-jcych si wymaga dotyczcych ochrony rodowiska.

Analiza zuycia energii w przecitnej odlewni eliwa wykazuje, e niemal w 50 % jest ono zwizane z procesami wytapiania. Zaskakujco due jest bezwzgldne zuycie energii, odniesione do jednostki masy dobrych odleww eliwnych: dla odlewni niemieckich wynosi ono przecitnie 9-10 MJ/kg, co stanowi warto ponad 7-krotnie wiksz od pojemnoci cieplnej eliwa, przegrzanego do temperatury 1500 C. wiadczy to o duych moliwociach ograniczania zuycia energii w oddziaach wytapiania eliwa.

Oszczdno zuycia energii (odnoszonego zazwyczaj do jednostki masy ciekego me-talu przygotowanego do zalania form odlewniczych) jest osigana przede wszystkim przez pene wykorzystanie zdolnoci produkcyjnej urzdze. Zmniejszona wydajno urzdzenia, rwnoznaczna z przedueniem si okresu jego pracy, pociga za sob straty energetyczne. Zwiksza si wwczas jednostkowe zuycie energii, najdotkliwiej odczuwalne przy wykorzy-staniu energii elektrycznej w piecu. Dalszymi konsekwencjami zmniejszenia wydajnoci s straty spowodowane zwikszonym zuyciem materiaw ogniotrwaych i elektrod.

Podobne konsekwencje wystpi rwnie w wyniku zmniejszenia redniej wydajnoci piecw paliwowych, a zwaszcza eliwiakw. Ze wzgldu jednak na wiksz sprawno ciepln eliwiakw wszelkiego rodzaju przerwy w ich pracy, powodujce zmniejszenie wy-dajnoci, odbijaj si w mniejszym stopniu na zuyciu paliwa pierwotnego. Cigy charakter pracy eliwiakw powoduje, e przerwy te maj charakter wyjtkowy w przeciwiestwie do piecw naczyniowych, do jakich nale piece elektryczne. W piecach pomiennych, opala-nych paliwem naturalnym (gazem ziemnym), odpadaj skutki zmniejszania wydajnoci pie-cw, wyraajce si zwikszeniem zuycia paliwa pierwotnego.

Procesy metalurgiczne, prowadzone zwaszcza w piecach paliwowych, s rdem znacznego nieraz zanieczyszczenia rodowiska naturalnego szkodliwymi gazami i pyami. Coraz ostrzejsze przepisy, dotyczce ochrony rodowiska naturalnego przed szkodliwymi skutkami dziaalnoci przemysu, zmuszaj inwestorw do ujmowania w projektach nowych lub modernizowanych zakadw wysokowydajnych urzdze odpylajcych. Konieczno

26

dysponowania takimi urzdzeniami rzutuje w stopniu istotnym, cho rnym dla piecw po-szczeglnych typw, na koszt wytapialni, bdc trzecim - obok technologicznego i energe-tycznego - czynnikiem decydujcym o doborze piecw.

W niektrych przypadkach procesy metalurgiczne, realizowane w ww. piecach, znajduj sw kontynuacj w procesach metalurgii wtrnej, polegajcej na obrbce ciekego eliwa poza piecami topicymi. Procesy takie s, w szczeglnoci nieodzowne, przy wytwarzaniu odleww z wysokojakociowego eliwa sferoidalnego i eliwa z grafitem wermikularnym.

3.1.1.2 Piece i technologie stosowane w metalurgii eliwa 3.1.1.2.1 Wiadomoci oglne

W ostatnich dziesitkach lat zaznaczy si w technologii wytapiania eliwa, wszech-stronny rozwj zarwno pod wzgldem metalurgicznym, jak i energetycznym oraz organiza-cyjno-ekonomicznym. Rozwj ten nastpowa w warunkach coraz ostrzejszej konkurencji midzy dwoma - w zasadzie - grupami piecw: eliwiakami i piecami elektrycznymi.

eliwiak jest najstarszym i obecnie jeszcze najpowszechniej stosowanym piecem od-lewniczym. Decydujce znaczenie ma w tym przypadku jego dua sprawno cieplna (w po-rwnaniu z innymi piecami paliwowymi), bardzo dua wydajno godzinowa oraz cigy cha-rakter pracy, pozwalajcy na atwe przystosowanie go do zmiennych warunkw pracy for-mierni. Argumentem dodatkowym, przemawiajcym za stosowaniem eliwiakw, jest do-stpno, jako i koszt koksu odlewniczego, bardziej lub mniej korzystna w zalenoci od warunkw lokalnych, dostpnoci i kosztw energii elektrycznej. eliwiak moe, poza tym, uatwia pozbywanie si pyw generowanych nie tylko w procesie eliwiakowym, lecz rw-nie w innych wzach produkcyjnych (oczyszczanie i wykaczanie odleww, regeneracja piasku formierskiego itp.), przeprowadzajc go w atwo zbywalny uel granulowany.

Przy duych zaletach procesu eliwiakowego nie naley zapomina o jego wadach; do najwaniejszych z nich nale: ! trudnoci w uzyskaniu w praktyce dowolnej temperatury przegrzania eliwa; wystpu-

j one szczeglnie wyranie w przypadku koniecznoci dokonywania poza piecem ja-kichkolwiek zabiegw modyfikujcych i uszlachetniajcych, zwizanych na og ze znacznym spadkiem temperatury; std wynika podstawowa przyczyna ograniczajca stosowanie eliwiakw do produkcji eliwa sferoidalnego za pomoc zapraw;

! trudnoci w uzyskaniu w praktyce dowolnego skadu chemicznego ciekego eliwa; dotycz one zarwno niektrych podstawowych skadnikw eliwa, np. wgla, ktre-go zawarto - mniejsza ni 3,0% i wiksza ni 3,7% - moe by uzyskiwana tylko przy stosowaniu specjalnych zabiegw, jak i pierwiastkw stopowych, nawet przy wy-twarzaniu eliwa niskostopowego; std ograniczenie w stosowaniu eliwiakw przy produkcji eliwa cigliwego oraz eliwa stopowego;

! trudnoci w zmianie rodzaju wytapianego eliwa; zmiana taka jest zwizana z ko-niecznoci wytapiania pewnej iloci metalu o przejciowym skadzie chemicznym, kierowanego czsto do ponownego przetopienia;

! niemoliwo przetrzymywania ciekego metalu w eliwiaku bez obnienia tempera-tury;

! zanieczyszczenie metalu, gwnie siark pochodzc z koksu; eliwo moe si rw-nie zanieczyszcza tlenem i wodorem z rozkadu wilgoci dmuchu;

! zanieczyszczenie rodowiska pyami i gazami, emitowanymi z eliwiakw kokso-wych.

Wymienione wady procesu eliwiakowego - nierozcznie zwizane z istot tego proce-

su - powoduj, e zawa si stopniowo zakres stosowania eliwiakw w produkcji eliwa wysokojakociowego, a gwnie eliwa sferoidalnego, niskostopowego i cigliwego, tym,

27

bardziej i wyranie powiksza si udzia tych rodzajw eliwa w oglnej produkcji odleww eliwnych. Naley si jednak liczy z tym, e wytapianie eliwa niestopowego na odlewy maszynowe i handlowe, tj. dla podstawowej masy produkcyjnej odlewni eliwa, odbywa si bdzie jeszcze przez wiele lat w eliwiakach.

Wad powyszych s pozbawione piece elektryczne (w rnym stopniu - zalenie od ro-dzaju pieca). Przypisuje si im na og nastpujce zalety: ! atwo uzyskania cile zaoonego skadu chemicznego wytapianego metalu (pod

warunkiem staranniejszego, ni w przypadku procesu eliwiakowego, doboru wsadu metalowego),

! atwo wysokiego przegrzania eliwa w krtkim czasie, poczone z atwoci regu-lacji temperatury przegrzania,

! atwo przetrzymywania eliwa w okrelonej temperaturze przez niemal dowolny czas (jednak kosztem wydajnoci godzinowej),

! maa zawarto zanieczyszcze w eliwie (nie nastpuje nasiarczenie metalu, stopie jego utlenienia jest nieznaczny),

! elastyczno technologiczna pod wzgldem moliwoci wytapiania rnych gatun-kw eliwa w cigu tego samego dnia;

! may stopie zanieczyszczenia atmosfery szkodliwymi gazami.

Wad procesw topienia w piecach elektrycznych - w porwnaniu z eliwiakami - jest maa wydajno godzinowa oraz wiksze na og koszty inwestycyjne. Poza tym spord wymienionych zalet nie wszystkie odnosz si w jednakowym stopniu do piecw indukcyj-nych i ukowych; te ostatnie np. nie nadaj si do przetrzymywania w nich ciekego metalu przez duszy czas, emituj znaczne iloci szkodliwych pyw, a przy tym stopie haasu w czasie ich pracy przekracza nieraz dopuszczalne granice. Z tych m.in. powodw odlewnictwo eliwa wikszoci krajw rezygnuje z instalowania w swych odlewniach eliwa elektrycz-nych piecw ukowych

Niemniej obecny stan metalurgii eliwa charakteryzuje si postpujc coraz bar-dziej elektryfikacj procesw wytapiania eliwa. Tendencja ta jest waciwa wszystkim kra-jom uprzemysowionym, a natenie - w jakim przejawia si ona w poszczeglnych krajach - zaley od warunkw lokalnych, gwnie od dostpnoci energii elektrycznej i energii pali-wowej oraz od stosunku cen obydwu rodzajw energii..

Przy rozwaaniu doboru pieca od strony ekonomicznej nie wystarcza uwzgldnienie wycznie cen poszczeglnych postaci energii. Naley uwzgldni sprawno ciepln (ener-getyczn) pieca, ksztatujc si rozmaicie w poszczeglnych etapach procesu metalurgiczne-go.

W rozwaaniach nad doborem pieca naley zatem uwzgldni rwnie dostpno, ja-ko i relacje cen metalowych materiaw wsadowych, ukadajcych si rozmaicie w po-szczeglnych krajach, w zalenoci od takich czynnikw, jak np. poda taniego zomu stalo-wego o dobrej i ustabilizowanej jakoci (co np. wie si cile z rozwojem przemysu budo-wy samochodw w danym kraju) bd poda surwki o wysokich i ustabilizowanych parame-trach jakociowych, a przede wszystkim o odpowiednio maej zawartoci fosforu i siarki, bd te moliwo wykorzystywania powstajcych na miejscu wirw eliwnych lub obcin-kw blachy stalowej, nieprzydatnych w procesie eliwiakowym, znajdujcych natomiast za-stosowanie w piecach indukcyjnych

Niezalenie od wynikw oblicze ekonomicznych o doborze pieca bd ukadu piecw decyduj w wielu przypadkach wymagania bhp, a przede wszystkim konieczno spenienia przez wytapialnie metali coraz ostrzejszych przepisw o ochronie rodowiska. Ma to zreszt kolejny, a przy tym bardzo znaczny aspekt ekonomiczny, gdy np. sprawnie dziaajca insta-lacja do oczyszczania odlotowych gazw z eliwiaka, a nawet z pieca ukowego, jest bardzo

28

kosztowna i opacalna tylko przy bardzo duych piecach. Rnica kosztw inwestycyjnych eliwiakw i piecw elektrycznych staje si wic coraz mniejsza, tym bardziej e koszt inwe-stycyjny nowoczesnych eliwiakw jest dodatkowo powikszony w zwizku z koniecznoci wyposaenia ich w coraz bardziej zoon aparatur kontrolno-pomiarow.

Konieczno ochrony rodowiska sprawia, e w ostatnich latach w niektrych krajach, gwnie w Wielkiej Brytanii, we Woszech, USA itp. do wytapiania eliwa ponownie zaczyna si stosowa piece pomienne, wycznie jednak piece obrotowe na paliwo cieke lub gazowe. Nowoczesne piece tego rodzaju maj niemal takie same waciwoci eksploatacyjne, jak piece indukcyjne, z wyjtkiem skutkw kontaktu metalu z pomieniem i spalinami (wikszy zgar, wiksza zawarto gazw i wtrce niemetalowych w metalu) oraz mniejsza warto spraw-noci cieplnej. Niewtpliw ich zalet, w porwnaniu z piecami indukcyjnymi, s mae koszty inwestycyjne i niewielkie koszty zuywanej energii. Piece pomienne obrotowe przewyszaj eliwiaki, gwnie czystoci emitowanych spalin, co eliminuje konieczno instalowania drogich urzdze odpylajcych, natomiast ustpuj eliwiakom znacznie, podobnie jak piece elektryczne, wydajnoci godzinow.

Zarwno tendencje rozwojowe nowoczesnych odlewni, jak i analiza ekonomiczna za-gadnienia, wskazuj coraz bardziej na konieczno zmiany pogldw odnonie do przydatno-ci eliwiakw i piecw elektrycznych do wytapiania eliwa; dy si do wykorzystania w najwikszym stopniu ich zalet oraz wyeliminowania wad przez poczenie tych piecw w ukady (np. system duplex). Dlatego te przy doborze piecw dla nowych lub modernizo-wanych wytapialni stawiane bywa coraz czciej pytanie: jaki ukad piecw zamiast pytania eliwiak czy piec elektryczny?

3.1.1.2.2 Piece paliwowe eliwiaki koksowe

eliwiak koksowy jest to piec szybowy, w ktrym naboje wsadu metalowego na prze-mian z nabojami koksu i topnika opuszczaj si w d szybu, do stref topienia i spalania, a gorce gazy eliwiakowe unosz si do gry, a zatem w przeciwprdzie w stosunku do ma-teriaw wsadowych, nagrzewajc i topic wsad metalowy oraz przegrzewajc cieke eliwo. Gazy o wysokiej temperaturze rzeczywistej (zwykle 1650-2000o C) powstaj w strefie spala-nia, rozcigajcej si na okrelonej wysokoci ponad poziomem dysz, w wyniku egzoter-micznych reakcji spalania paliwa w powietrzu wdmuchiwanym przez dysze. Cieke eliwo, wraz z ciekym ulem, gromadzi si w kotlinie eliwiaka (lub w zbiorniku w przypadku e-liwiakw ze zbiornikiem), skd jest spuszczane okresowo lub w sposb cigy przy zastoso-waniu rynny syfonowej.

Z dokonanego powyej porwnania procesu eliwiakowego z procesami elektrometa-lurgicznymi wynika, e mimo zwikszajcego si udziau piecw elektrycznych w odlewni-ctwie eliwa znaczenie eliwiakw przy wytapianiu podstawowej masy eliwa pozostaje nadal niepodwaalne. W odlewach eliwa instaluje si nadal - rwnoczenie z piecami elek-trycznymi - eliwiaki, przy czym zdolno produkcyjna nowych instalacji eliwiakowych jest na og wiksza od zdolnoci produkcyjnej nowych elektrycznych piecw do topienia. Wyko-rzystuje si przy tym nowe i znane od duszego czasu metody poprawy technologicznej i ekonomicznej strony pracy piecw, np. przez stosowanie gorcego dmuchu i (lub) dmuchu wzbogaconego w tlen, stosowanie podwjnego rzdu dysz itp.

W duych odlewniach eliwa w USA i Japonii - gwnie wytwarzajcych odlewy dla przemysu motoryzacyjnego oraz rury odlewane odrodkowo - w ktrych zapotrzebowanie na cieky metal wynosi do 90 t/h, podstawowym urzdzeniem topicym jest eliwiak bezwyka-dzinowy z gorcym dmuchem o wydajnoci do 100 t/h, pracujcy w procesie podwjnym (dupleks) z piecami indukcyjnymi kanaowymi. Przy zapotrzebowaniu na metal, mieszcz-cym si w przedziale 5-25 t/h, stosuje si zarwno eliwiaki, jak i piece elektryczne. Wyrana

29

tendencja do zastpowania eliwiakw piecami elektrycznymi zaznacza si dopiero przy za-potrzebowaniu odlewni na cieky metal poniej 5 t/h.

Zjawiska fizykochemiczne, zachodzce podczas biegu eliwiaka, sprowadzi mona do trzech podstawowych grup: procesw spalania i zgazowywania paliwa, procesw wymiany cieplnej i zawizanych z nimi zmian temperatury i stanu skupienia wsadu metalowego oraz procesw metalurgicznych, zwizanych ze zmian skadu chemicznego eliwa. Zasadniczymi parametrami technologicznymi caego procesu eliwiakowego s: wydajno W (w kg/h), temperatura przegrzania eliwa t (w oC) i skad chemiczny ciekego eliwa spuszczonego z pieca (parametry wyjciowe) oraz ilo dmuchu P (w m3/min), zuycie koksu K (w kg/100 kg wsad).

Stosowanie dmuchu atmosferycznego, o temperaturze otoczenia, prowadzi do uzyski-wania eliwa o ograniczonej temperaturze przegrzania, jako skutku stosunkowo niskiej tem-peratury spalania koksu, a wic i niewysokiej temperatury fazy gazowej w strefie spalania. Podwyszenie temperatury eliwa w eliwiaku z zimnym dmuchem, o atmosferycznej zawar-toci w nim tlenu, wymaga starannego doboru wsadu metalowego pod wzgldem kawakowa-toci i czystoci oraz zwikszonego zuycia koksu; to ostatnie postpowanie wywouje jednak liczne negatywne skutki uboczne: zmniejszenie si sprawnoci cieplnej, zwiksza si ilo emitowanych gazw i pyu a take zawarto siarki w eliwie.

Podwyszenie temperatury przegrzania eliwa uzyskuje si przede wszystkim w wyniku podgrzewania dmuchu (zwykle do temperatury 400-600 C, rzadziej do 900 C) i/lub dotle-niania dmuchu (zwykle o 3-5 % O2 ponad zawarto atmosferyczn). Stosowanie gorcego dmuchu, oprcz podwyszenia temperatury przegrzania, umoliwia zmniejszenie zuycia koksu i zwikszenie wydajnoci eliwiaka, a take zmniejszenie zgaru skadnikw wsadu metalowego.

Dmuch jest podgrzewany w rekuperatorach rnej konstrukcji, kosztem ciepa gazw eliwiakowych. Poniewa jednak konsekwencj podwyszania temperatury dmuchu jest na og zmniejszenie zuycia koksu, co prowadzi do zmniejszenia zawartoci CO w gazach od-lotowych, a wic do zmniejszenia wartoci opaowej tych gazw na wejciu do rekuperatora. W celu uzyskania wyszej temperatury przegrzania eliwa wykorzystuje si w caoci warto opaow gazw odlotowych, z uzupeniajcym spalaniem przed rekuperatorem paliwa obce-go. Wysokie wartoci temperatury dmuchu uzyskuje si zazwyczaj w podgrzewaczach, w ktrych nie wykorzystuje si energii gazw eliwiakowych, lecz energi spalin pochodzcych ze spalania innego paliwa, najczciej gazu ziemnego lub paliwa ciekego (olej opaowy, ma-zut).

Rekuperatory dziel si na: konwekcyjne i radiacyjne. W rekuperatorze konwekcyjnym spaliny przechodz zazwyczaj przez rury grzejne, natomiast powietrze w kierunku prostopa-dym (wymiana ciepa w prdzie krzyowym). Stopie zanieczyszczenia wntrza rur jest znacznie mniejszy ni w przypadku, gdy spaliny opywaj elementy grzejne z zewntrz. Z uwagi na du szybko przepywu obu mediw wymiana ciepa: spaliny - powietrze od-bywa si przez konwekcj.

Znacznie prostsz konstrukcj oraz mniejsz wraliwoci na zanieczyszczenia gazw eliwiakowych ni rekuperatory konwekcyjne, lecz zarazem mniejsz sprawnoci ciepln, odznaczaj si rekuperatory radiacyjne. Rekuperator jest zazwyczaj instalowany jako jed-nostka wsplna dla baterii zoonej z dwch eliwiakw.

Zalet rekuperatorw radiacyjnych jest prostota ich budowy, maa wraliwo na zapy-lenie spalin i mae zapotrzebowanie powierzchni odlewni. Ich wad jest mniejsze, ni w przy-padku rekuperatorw konwekcyjnych, wykorzystanie ciepa spalin, ktre, opuszczajc reku-perator, maj temperatur ok.650oC. W celu wyeliminowania tej wady wprowadza si do od-lewni kombinowane, dwustopniowe rekuperatory radiacyjno-konwekcyjne. Temperatura spa-lin na wlocie i wylocie z rekuperatora wynosi odpowiednio 1000 - 1100oC i 550 - 700o C, a na

30

wylocie z rekuperatora konwekcyjnego - 200 - 300oC. Temperatura dmuchu siga 600oC. W odlewniach polskich pracuje kilkadziesit eliwiakw z gorcym dmuchem, nalece do grup opisanych powyej..

W odlewniach krajw uprzemysowionych stosowane s zazwyczaj rurowe rekuperato-ry konwekcyjne. Przed rekuperatorem tego rodzaju instaluje si komor spalania, w ktrej spala si nie ochodzony gaz eliwiakowy, oczyszczony wstpnie w cyklonach. Dodatkowy palnik na gaz ziemny gwarantuje zaoon temperatur dmuchu w warunkach niewystarczaj-cej poday gazw eliwiakowych, np. po zakceniach biegu pieca. Rury rekuperatora s stale oczyszczane urzdzeniem rutowym.

Zastosowanie takiego rekuperatora wraz z odpowiednim systemem sterowania zapewnia podgrzewanie dmuchu do 600oC i uzyskiwanie w sposb ustabilizowany temperatury eliwa (na rynnie spustowej) na poziomie ok. 1540oC przy zuyciu koksu 10 - 11%. Temperatura dmuchu jest niezalena od zawartoci CO w gazach odlotowych, podobnie jak w przypadku podgrzewania dmuchu z wycznym zastosowaniem paliwa obcego.

Podobne efekty jak podgrzewanie dmuchu przynosi jego dotlenianie. Zwikszenie za-wartoci tlenu w dmuchu przyczynia si przede wszystkim do podwyszania temperatury przegrzania eliwa oraz zwikszeniem wydajnoci eliwiaka;

Tlen doprowadza si do eliwiaka bd w mieszaninie z dmuchem, bd bezporednio do dysz; ten drugi sposb zapewnia pene wykorzystanie tlenu, stwarzajc poza tym korzyst-niejsze warunki dla penetracji mieszanki dmuch - tlen w gb szybu eliwiaka, co ma szcze-glne znaczenie w eliwiakach o duej rednicy; tlen wprowadza si zwykle z prdkoci naddwikow poprzez lance chodzone wod. Tlen do odlewni dostarczany jest zazwyczaj w postaci ciekej.

Mimo podobiestwa midzy podgrzewaniem dmuchu i wzbogacaniem go w tlen, jeli idzie o wpyw tych czynnikw na wyniki pracy eliwiaka, wystpuj midzy tymi dwoma nowoczesnymi metodami technologicznymi rnice w zakresie moliwoci i celowoci ich stosowania.

Koszt instalacji urzdze do podgrzewania dmuchu amortyzuje si stosunkowo szybko, jednak tylko w przypadku wielogodzinnej pracy eliwiaka w cigu doby. Wtedy mona ko-rzystnie przeciwstawi metod podgrzewania dmuchu metodzie wzbogacania dmuchu w tlen ze wzgldu na koszty procesu. W przypadku kilkugodzinnej pracy eliwiaka w cigu doby, a tym bardziej niecodziennej pracy w cigu tygodnia, co wystpuje w maych odlewniach - stosowanie urzdze do podgrzewania dmuchu jest nieopacalne, szczeglnie przy stosowaniu instalacji dziaajcej na zasadzie wykorzystania ciepa gazw odlotowych. Stosowanie nato-miast w takich przypadkach dmuchu tlenowego - w celu uzyskania wyszej temperatury przegrzania, daje lepsze wyniki, tym bardziej, e istnieje moliwo okresowego wprowadza-nia tlenu do eliwiaka przy utrzymaniu w ten sposb redniej temperatury eliwa na odpo-wiednio wysokim poziomie.

Wprowadzenie do eliwiaka - przez kilkanacie (10 -15) minut, tu po jego uruchomie-niu - dmuchu wzbogaconego w tlen (do ok. 24 %) pozwala na otrzymanie wysoko przegrza-nego metalu ju z pierwszego spustu.

Doskonae wyniki uzyskuje si przy rwnoczesnym wprowadzaniu dmuchu podgrzane-go i wzbogaconego w tlen.

Inn, lansowan w ostatnich dziesitkach lat metod intensyfikacji procesu eliwiako-wego, a zwaszcza uzyskiwania odpowiednio wysokiej temperatury przegrzania eliwa w eliwiaku przy oszczdnym jednak wydatkowaniu energii, jest stosowanie dwupoziomowego ukadu dysz. Uzasadnione jest poczenie dwurzdowego systemu z dotlenianiem dmuchu, doprowadzanego do gwnego rzdu dysz. Stosowanie natomiast w podobnych przypadkach gorcego dmuchu ma sens tylko wwczas, gdy do jego podgrzewania nie wykorzystuje si

31

eliwiakowych gazw odlotowych; dopalanie CO zmniejsza bowiem radykalnie warto opa-ow gazw.

eliwiaki bezkoksowe (eliwiaki gazowe)

eliwiaki bezkoksowe stanowi istotny postp w rozwoju technologii wytapiania z wy-korzystaniem paliwa gazowego. Wprowadzone przed ok. 25 laty w Anglii rni si od eli-wiakw koksowych obecnoci palnikw gazowych o duej intensywnoci spalania w miej-scu dysz. Nad palnikami jest usytuowany chodzony wod ruszt z rur stalowych pokrytych wglowym materiaem ogniotrwaym (ksztatki rurowe), na ktrym uoono warstw podo-a, skadajcego si z kul, wykonanych ze specjalnego wglowego materiau ceramicznego (Al2O3.SiO2,C). Podoe to zastpuje koks wypeniajcy, stosowany w eliwiaku koksowym i spenia rol wymiennika ciepa wzgldem kropel ciekego metalu, spywajcego do kotliny. Na podou wspiera si nagrzewany i topicy si wsad metalowy wraz z odpowiedni iloci topnika. Wysoko supa wsadu jest tak dobrana, aby w piecu znajdowaa si zawsze ilo wsadu, odpowiadajca godzinowej wydajnoci eliwiaka.

Wydajno pieca zaley wycznie od szybkoci topnienia kawakw wsadu metalowego, a t z kolei okrela przede wszystkim rzeczywista ilo dmuchu doprowadzana do palnikw, odniesiona do 1 m2 przekroju szybu na poziomie rusztu..

Zwikszenie iloci energii wprowadzonej do pieca przez zwikszon ilo gazu spalane-go w jednostce czasu, bd podwyszenie temperatury spalania przez podgrzanie lub dotlenie-nie dmuchu, przyspieszaj topnienie wsadu, w maym tylko stopniu przyczyniaj si jednak do podwyszania temperatury przegrzania eliwa. Ta ostatnia zaley gwnie od gruboci war-stwy podoa ceramicznego; dla uzyskania temperatury przegrzania na poziomie 1480-1500o naleaoby dysponowa warstw kul o wysokoci 600-650 mm. W eliwiakach bezkoksowych wystpuj trudnoci w uzyskaniu eliwa o odpowiednio duej zawartoci wgla.

Dlatego rezygnuje si obecnie na og z przegrzewania eliwa w omawianym piecu prze-noszc t operacj do pieca indukcyjnego kanaowego. W takich przypadkach temperatura przegrzania eliwa, opuszczajcego cz szybow wynosi 1370-1400oC. W czci pomiennej nastpuje przegrzanie eliwa do 1520-1540oC, jeli do spalania gazu ziemnego stosuje si po-wietrze podgrzane do temperatury 500-600oC.

Bilans cieplny uruchomionego ostatnio w Japonii eliwiaka gazowego o wydajnoci 5,5 t/h, przegrzewajcego metal do temperatury 1380oC i wsppracujcego z dwoma piecami in-dukcyjnymi redniej czstotliwoci, wykaza, i jego sprawno cieplna osiga warto 54%.

Zuycie gazu ziemnego w eliwiaku gazowym wynosi 50-70 bd 70-90 m3/t eliwa w zalenoci od tego czy przegrzewanie prowadzi si w piecu czy poza nim. Porwnanie kosz-tw wytapiania, obejmujcych materiay wsadowe, pomocnicze i noniki energii wykazuje, e s one wiksze o 9 % w eliwiaku koksowym i o 20 % w piecu indukcyjnym sieciowej czsto-tliwoci.

Najwaniejsz jednak zalet eliwiakw gazowych jest ich niemal zupena nieszkodli-wo dla rodowiska: mniejsza jest oglna emisja gazw, pozbawionych praktycznie CO i SO2; emisja pyu nie przekracza na og 50 mg/m3, emisja CO2 jest ok. 3-krotnie mniejsza ni w przypadku eliwiaka koksowego, maa jest te ilo powstajcego ula.

Warto podkreli, e sprawno cieplna eliwiakw gazowych, sigajca (bez uwzgldnienia przegrzewania) 50 - 55%, jest zarazem sprawnoci odniesion do paliwa pierwotnego; przekracza to znacznie wartoci charakteryzujce eliwiaki koksowe oraz szczeglnie, piece indukcyjne.

Z uwagi na ma zawarto siarki w wytapianym metalu omawiane eliwiaki nadaj si szczeglnie do wytapiania eliwa wyjciowego przy wytwarzaniu odleww z eliwa z grafi-tem kulkowym i wermikularnym.

32

Wady omawianego rodzaju pieca to, poza wspomnianymi powyej trudnociami z przegrzewaniem i nawglaniem, wystpujce ograniczenia w udziale zomu stalowego we wsadzie (maks. 30 %).

eliwiaki o dugotrwaym dziaaniu (eliwiaki kampanijne)

Szczegln grup eliwiakw z gorcym dmuchem stanowi eliwiaki, ktrych nie oprnia si po jedno- do dwuzmianowej pracy w celu dokonania rutynowej naprawy wyka-dziny, zwane eliwiakami kampanijnymi. S to z reguy jednostki due, o wydajnoci 15 - 100 t/h. Pracuj zwykle z zastosowaniem dmuchu, podgrzewanego do stosunkowo wysokiej temperatury, sigajcej 700oC, w osobno stojcych rekuperatorach wykorzystujcych obce rdo ciepa. Znane s jednak rwnie eliwiaki tego rodzaju, wykorzystujce do podgrze-wania dmuchu ciepo gazw odlotowych, bd pracujce z zastosowaniem zimnego dmuchu.

Piece tego rodzaju s instalowane, w przeciwiestwie do baterii 2-eliwiakowych, w zwykych wytapialniach, jako pojedyncze jednostki, pozostawiane pod ogniem (tj, bez dostpu powietrza, z pozostawieniem w piecu koksu kotlinowego i wypeniajcego a w nie-ktrych przypadkach wsadu metalowo-koksowego, wypeniajcego szyb) na okres przerw nocnych bd weekendowych.

Wytapianie eliwa w piecu kampanijnym charakteryzuje si znacznymi oszczdnocia-mi w porwnaniu z eliwiakami, oprnianymi po kadym wytopie. Skadaj si na nie oszczdnoci na: ! uproszczonym systemie adowania wsadu, ! uproszczonym systemie oczyszczania gazw odlotowych, ! uproszczonym systemie doprowadzania dmuchu i ewentualnie tlenu.

Oszczdno na koksie moe dochodzi do 1 Mg dziennie. W przypadku k