Блог

23.09.2021
Литье

Экологическая устойчивость производства становится всё более приоритетной задачей. Необходимо сделать всё возможное, чтобы оставить будущим поколениям здоровую планету. Для достижения этой цели литейной отрасли следует перейти к применению продуктов, снижающих воздействие производства на окружающую среду. В этой статье рассмотрены литейные покрытия на водной основе, использование которых помогают снизить выбросы формальдегида. 

Вступление

Все системы на водной основе чувствительны к развитию в них микроорганизмов, таких как бактерии и грибки. Они могут влиять на эффективность этих систем и приводить к значительным проблемам в процессе создания огнеупорного покрытия. Микроорганизмы могут  также влиять на здоровье операторов, использующих загрязненные продукты. Чтобы избежать такого воздействия и защитить водные системы, в их состав включают биоциды.

Как правило, биоциды содержат формальдегид, который является мощным антибактериальным и противогрибковым средством. При определенных условиях, например, в процессах сушки покрытий этот формальдегид выделяется и вносит вклад в общие выбросы литейного производства. 

Поскольку формальдегид считается вредным веществом, нормы его выброса постоянно ужесточаются. Так, регламент ЕС по выбросам вредных веществ (2008/50/EG) был недавно пересмотрен с целью дальнейшего снижения допустимых уровней выбросов парниковых газов с 20 мг/м³ до 5 мг/м³. Новые ограничения касаются даже литейных заводов с установками для очистки отработанных газов. Во многих случаях потребуются дополнительные инвестиции в новые системы очистки.

Новый регламент вступил в силу в феврале 2020 года. Ведущие производители приняли вызов, предложив новое связующее на водной основе, которое помогает литейным предприятиям снизить выбросы формальдегид в той точке процесса, где концентрация наиболее высока — в выхлопной трубе активной зоны сушильной установки. Однако в этой статье речь не об уровнях формальдегида в связующих как таковых — в ней обсуждаются общие выбросы формальдегидов, на которые влияет процесс сушки покрытия.

Покрытие для снижения выбросов парниковых газов

Литейные производства, применяющие связующие на водной основе последовательно отказываются от покрытий на основе растворителей, например, на основе этилсиликата, сушку которого часто производят во вредных аммиачных парах. Эта тенденция соответствует экологическим требованиям, однако продуктам на водной основе требуется защита от микробиологического влияния.

Покрытие на водной основе — бактериальная инфекция: эффекты, действия, решения

Поскольку переход от покрытий на основе растворителей к покрытиям на водной основе в Европе происходит всё более быстрыми темпами, необходимо обратить внимание литейных предприятий на влияние микроорганизмов на характеристики покрытия, которое обычно малоизвестно.

Изменение свойств материала в случае заражения микроорганизмами:

  • изменение запаха;

  • снижение величины pH;

  • повышенная седиментация;

  • ухудшение текучести;

  • уменьшение покрытия краёв;

  • графитовая флотация;

  • проникновение покрытия сверх необходимого, что приводит к поломке керамической формы или стержней;

  • синерезис;

  • изменение характеристик смачивания;

  • трещины на поверхности покрытия.

Защита продукта

Все инновационные покрытия на водной основе имеют в составе биоцид, который защищает продукт в течение указанного срока хранения от ухудшения свойств из-за роста микроорганизмов. Однако при разбавлении загрязнённой водой и/или введении в покрытие материала, который поддерживает рост микроорганизмов (например, амин действует как удобрение для бактерий), загрязнение всё же может происходить. Эти биоциды остаются внутри нанесенного влажного слоя покрытия, и пока покрытие высыхает постепенно высвобождают формальдегид. В случаях, когда сушка ускоряется за счёт использования сушильных (прокалочных) печей, уровни выбросов ПГ обычно выше в печи и, следовательно, в вентиляционной трубе печи, где концентрированные газы представляют опасность для окружающей среды.

Состав покрытия

По сравнению с остальными компонентами, необходимыми для изготовления покрытий, биоцид составляет лишь очень небольшую часть (<0,1% от общего объёма), но всё же вносит свой вклад в совокупный уровень выбросов формальдегидов.

Выбросы парниковых газов в литейных цехах

В процессе литья в литейном цехе возникают выбросы на разных этапах технологического процесса, например:

  • в плавильном участке во время разливки;

  • при выбивке из-за продуктов распада компонентов связующего;

  • в смесеприготовительном, формовочном и стержневом участке во время смешивания песка и связующего, изготовления стержня / формы и сушки покрытия.

Формальдегид — это газ, который, к сожалению, нелегко обнаружить. Это связано с его природой и реакционной способностью с другими химическими веществами, а также с тем, что он может быть продуктом реакции, выделяющимся при изменении химического компонента, например, во время процессов отверждения, сушки и выделения газа. Однако все, кто собирал корпусную мебель, знают запах формальдегида, поскольку он используется во многих материалах на основе древесины, таких как ДСП, а также во многих текстильных изделиях. 

Если мы сконцентрируемся в следующем обсуждении только на окружающей среде основного цеха, по общему признанию, будет заметно много разных запахов. Обычно воздух стержневого цеха откачивается и, возможно, очищается, например, у стержневых cold-box машин может производиться очистка воздуха от амина через кислотный скруббер. После воздух обычно выбрасывается через вентиляционные каналы в атмосферу.

Для местных властей, ответственных за мониторинг и контроль выбросов газов, труба литейного цеха является серьёзной проблемой. Отбор проб и их анализ — дорогостоящий и сложный процесс, в котором необходимо учитывать множество факторов. В частности, для формальдегида не существует общепромышленного стандартного теста. Например, компании Foseco пришлось разработать надёжный метод испытаний, который также поможет в дальнейшей разработке новых продуктов. 

После оценки различных способов определения выбросов наиболее подходящим был признан FTIR (инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье), поскольку этот метод соответствует необходимым стандартам, а оборудование для его проведения компактно.

Испытательная установка состоит из герметичной сушильной печи, содержащей приспособление для удержания образца, подогреваемого пробоотборника выхлопных газов и нагретых труб для предотвращения конденсации. Обогреваемые трубы подключаются к газоанализатору, который затем может определять различные потоки загрязняющего газа, даже те, которые возникают одновременно в смешанном потоке. Испытания проводятся в течение 1 часа, что позволяет быстро нацеливаться на разработку новых продуктов. Чтобы помочь клиентам соответствовать новым установленным ограничениям, внимание в первую очередь было сосредоточено на разработке связующего, которое не выделяет формальдегид во время высыхания, но при этом обеспечивает такую ​​же защиту от микробиологических атак. На этом этапе были сделаны довольно интересные наблюдения.

В частности, было обнаружено, что выбросы из только что приготовленных форм и стержней вносят значительный вклад в общие выбросы формальдегидов. Также на выбросы из связующего, наблюдаемые в сушильной печи, существенно влияет продолжительность хранения стержней до использования.

Выводы

Помимо нанесённого покрытия, в основном цехе имеются и другие объекты, выделяющие формальдегиды, такие как связующие и специальные добавки к ним. Вдобавок ко всему, во время нескольких этапов процесса, например, продувки стержня, сушки и хранения, формальдегид может выделяться компонентами, которые повторно собираются / реструктурируются / преобразуются в другие химические вещества и освобождают формальдегид в качестве этапа в этом процессе. 

Следующим шагом в разработке покрытия для керамических форм будет преобразование покрытия в барьер формальдегид, где покрытие без формальдегида фактически абсорбирует формальдегид, высвобождаемый из связующего песка или добавок. Все это сочетается с возможностью оптимизировать процесс сушки за счёт изменения цвета при сушке. Это быстро и легко позволяет операторам основного цеха видеть, когда процесс сушки завершен, снижая потребление энергии и, следовательно, снижая затраты и углеродный след от операций основного цеха.

Компания «СЛТ» уделяет вопросам экологии самое пристальное внимание. Подбирая решения для наших заказчиков, мы стремимся создать литейное производство с минимальным потреблением энергии и низкими выбросами. В наших публикациях мы рассказываем о применяемых решениях и технологиях подробнее.



07.09.2021
Литье

Toyota Industries и Siemens совместно разработали программу на основе искусственного интеллекта (AI), которая прогнозирует отклонения от нормы при литье алюминия под давлением. Она повышает качество и производительность за счёт использования приложения AI в Industrial Edge, платформе периферийных вычислений Siemens для промышленности. Toyota Industries намерена использовать её для дальнейшего развития своих технологий и планирует внедрить её на своих производственных предприятиях в Японии и за рубежом. 



25.08.2021
Литье
Аккумуляторные блоки для электромобилей (также называемые корпусами, рамами или аккумуляторными отсеками) выполняют довольно простую задачу: удерживают и защищают аккумуляторные модули. Они бывают разных форм и размеров и легко адаптируются к особенностям аккумуляторных модулей.
16.08.2021
Литье
Компания Jiangyin Xingcheng Special Steel Works Co. (JYXC), Ltd., базирующаяся в Цзяньине, провинция Цзянсу, Китай, начала эксплуатацию трёхпоточной линии непрерывного литья jumbo bloom. Это первая литейная машина в мире, непрерывно выплавляющая по криволинейной форме 1200-миллиметровые заготовки. Её построила компания SMS Concast, входящая в группу SMS.
20.07.2021
Рынок

Команда «СЛТ» пристально следит за событиями в литейной промышленности России и всего мира. Вот как переживает пандемию литейная отрасль Европы.



29.06.2021
Рынок
Новые цифровые решения на основе искусственного интеллекта позволяют литейным предприятиям оптимизировать процессы и минимизировать количество брака.
08.06.2021
Рынок
Для мелкосерийного производства корпусов компания Porsche начала применять вместо литья технологию 3D печати. Она позволяет снизить материалоёмкость производства и одновременно улучшить характеристики изготавливаемых деталей и их качество.
25.05.2021
Литье
В музее «Кузницы дю Сен-Морис» в Канаде посетителям предлагают «примерить» на себя профессию плавильщика чугуна.
12.05.2021
Рынок
Немецкая компания BMW начала использовать для производства своих электромобилей алюминий, полученный с помощью возобновляемой энергии.
12.04.2021
Рынок
Целесообразность членства в ассоциации зависит от ваших целей. Большинство ассоциаций занимаются проблемами своих национальных экономик. В то же время специалисту будет интересен информационный обмен и профессиональные контакты с коллегами. С этой точки зрения членство в ассоциациях открывает дополнительные возможности.
06.04.2021
Рынок
Разработка образовательных программ по высокотехнологичной обработке металлов нацелена на подготовку специалистов для машиностроения, судостроения, атомной промышленности, энергетического комплекса и многих других отраслей отечественной экономики.
23.03.2021
Литье
Для эффективного анализа существующих литейных производств с подготовкой рекомендаций по улучшению процессов и повышению эффективности специалисты выезжают на производство.
09.03.2021
Рынок
В условиях спада, охватывающего всю мировую экономику, горно-металлургическая промышленность справляется с ситуацией лучше других отраслей. Улучшить эффективность работы помогают цифровые технологии.
24.02.2021
Рынок
Министерство промышленности и торговли Российской Федерации выделит регионам более 24 млрд рублей дополнительно на развитие индустриальных парков.
09.02.2021
Рынок
1 ноября 2023 года в Европейском Союзе должен вступить в силу новый углеродный налог, нацеленный на снижение к 2050 году выбросов углерода промышленностью до нуля.
26.01.2021
Рынок
Инженеры работают над уменьшением воздействия авиации на окружающую среду за счет снижения веса и других улучшений, ищут новые производственные процессы и материалы, а для этого им необходимо больше информации о микроструктуре металлов.
12.01.2021
Рынок
Цифровизация и технологии Индустрии 4.0 открывают для литейной промышленности широчайшие возможности для оптимизации процессов, экономии материалов и снижения затрат.
16.12.2020
Рынок

Технология литья под давлением произвела в автомобилестроении настоящую революцию. В нашем материале - об уже достигнутых успехах и ещё не решённых технических проблемах.


01.12.2020
Рынок
О том, как связаны эти на первый взгляд далёкие друг от друга задачи, читайте в нашем материале.
17.11.2020
Рынок
Какие детали электромобиля изготавливают из алюминия, какие для этого используют сплавы и почему электромобили усиливают конкуренцию среди производителей лёгкого металла.
1 2