Szerző:PENK MÁRTON
ROVATVEZETŐK: dr. Kórodi István és dr. Török Tamás
Új alumínium átolvasztómű beruházása fejeződött be Inotán 2015-ben. A beruházás célja alumínium öntészeti és képlékeny alakítási ötvözetek gyártása alumíniumhulladék átolvasztásával. A gyártási folyamat egyik súlypontja a fémhulladékok szakszerű válogatása, hogy elérjék a betétanyagban a gyártandó ötvözet kémiai összetételét. A különböző hulladékok, fölözékek, salak, fólia, forgács, italosdoboz, darabos öntvény, ömlesztett és bálázott anyagok, lemezek, profilok, csövek, rudak, vagy akár kompozit anyagok válogatása nagy hozzáértést igényel a válogató csapat részéről. A két forgódobos-, két öntőkemencét és öntőegységet tartalmazó technológiai egység fontos lépés az újraéledő magyar alumíniumipar számára.
2014 elején egy orosz magánbefekte-tő, az Inotal Zrt. és a Martin Metals Kft. által szervezett konzorcium meg-vásárolta Ausztriában az Alumelt GmbH ötvözetgyártó berendezéseit. Ezek a következők voltak:
• 2 db Alumonte-gyártmányú billenthető forgódobos olvasztókemence (eredetileg PB-gázos égőkkel), a hozzá tartozó adagológépekkel és égésvezérléssel;
• 2 db Stotek-gyártmányú billenthető ötvöző-, öntőkemence (három égő-vel, égésvezérléssel, gáztalanító fenékkövekkel);
• 1 db Gautschi-gyártmányú víz-levegő hűtéses öntőlánc rakásoló robottal és automata pántolóval;
• 1 db zsákos füstgáztisztító berendezés;
• kiegészítő berendezések (hűtővíz hőcserélő- és keringető rendszer, spektrál labor, adagológépek, hulla-déktároló és salakoló edényzet stb.).
2014-ben és 2015-ben az Alumelt Engineering Kft., a konzorcium által létrehozott cég Inotára, az Inotal Zrt. volt kohócsarnokába telepítette a berendezést. Ennek során rekonstruk-ciós munkálatokra, átalakításokra, valamint a termékpaletta bővítését szolgáló fejlesztésekre is sor került. A berendezések 2015. áprilisi próbaüze-mi indítását az Inotal Zrt. végezte. Az alapanyag-ellátását és a termékérté-kesítést a Martin Metals Kft. biztosítja.
2. A piaci koncepció
Az átolvasztó üzem telepítése idején, a magyar piacon két ötvözetgyártó (az ajkai és a mocsai) kiesésével, valamint a tatabányai ötvözetgyártó részleges kapacitású üzeme miatt jelentős mértékű termeléscsökkenés következett be. Az öntészeti ötvözetek gyártása lecsökkent, a kieső kapacitásokat a magyar formaöntödék importból fedezték. Ugyanakkor jelentős mennyiségű alumíniumhulladék – az ún. vékonyfalú, képlékeny alakítási hulladékok (fólia, italosdoboz, forgácsok stb.) – újrahasznosítása csak export útján volt lehetséges, mert a magyarországi félgyárt-mány-feldolgozók nem rendelkeztek alkalmas technológiákkal. A telepítés idején már hallhatók voltak a hírek, hogy lengyel befektetők nagy kapaci-tású üzem beruházását tervezik Komárom térségében, amely képes ellátni a magyar igényeket. Ezért a fejlesztők sajátos adottságaikat is figyelembe véve alakították ki kon-cepciójukat, amely szerint tervezték:
– olyan öntészeti ötvözetek előállítá-sát, amelyek kényesebb összetételi igényeket is kielégítenek, ezeket a mennyiségi szemléletű gyártók nem szívesen gyártják hulladékból, illetve
– képlékenyalakítási ötvözetek elő-állítását, ami a félgyártmánygyár-tók alapanyagául szolgálhat.
3. Másodnyersanyagokból gyártott öntészeti és képlékeny alakítási alapanyagok
Az átolvasztómű tevékenységének középpontjában a hulladékok előválo-gatása, a megfelelő betét-összeállítás, a precíz ötvözőanyag-felhasználás áll, úgy, hogy az üzem kizárólag hulladékokból állít elő ötvözeteket.
A hulladékok formájuk szerint a következők: feldolgozott salak, forgá-csok, fóliák, italosdobozok, darabos öntvény és deformálható hulladékok, darált ömlesztett és bálázott lemez, profil, rúd, cső, kompozit (fém-, mű-anyag-, festék-, olajtartalmú) anyagok.
Az öntészeti ötvözetek közül az üzem elsősorban a szűkített összeté-telű AlSi9Cu3, AlSi12Cu1, AlSi12, AlSi10Mg, AlSi7Mg típusú ötvözet gyártására koncentrál. A képlékeny alakítási ötvözetek közül AlMgSi0,5(6063), AlMgSi 1(6082), AlFeSi(8011), AICu4Mg (2015), AIZnMg (7075) gyártása történt eddig.
4. A berendezések és a techno-lógiák leírása
4.1. Forgódobos kemencék
Adatok: a kemencék hasznos térfogata egyenként 6 m3, az adagolható betét mennyisége 9 t, a folyékony fém mennyisége 6 t. Az égők: földgáz-oxigén tüzelésű Messer-gyártmányú, jól szabályozhatók. A kemenceajtóba épített égő teljesítménye 1,5 MW. A füstgáz eltávolítására az ajtónyílás szolgál, ami térnyomás-szabályozás- sal, a kemenceajtó helyzetének állítá-sával történik. A kemencék hosszanti tengelyének dőlésszöge változtatható, billenthető az adagoláshoz, az olvasztáshoz, ill. a salakoláshoz és tisztításhoz.
4.1.1. Nyersanyagok, adagolás
Az olvasztókemencékbe a betét ösz- szeállítása vagy a meglévő hulladékok
ból indul ki (egyszerű átömlesztés), vagy a kívánt összetétel szerinti hulla-dék-betét összeállításból. A fő szem-pont, hogy a hulladékok megolvasztá-sa a lehető legkisebb anyagveszte-séggel a kívánthoz legközelebb álló kémiai összetétellel valósuljon meg. A betét összeállításánál figyelembe kell venni a kohászati, hőtechnikai és kör-nyezetvédelmi korlátokat.
A forgódobos kemencékbe a 3-as pontban leírt alumínium és esetenként ötvözőanyagokat tartalmazó egyéb hulladékokat és takarósót adagolnak. Az adagolást géppel végzik, számító-gép vezérlésű automatikus program-mal (1. ábra).
A kemencék kialakítása és vezérlési rendszere lehetővé teszi szennyezett és kompozit anyagok olvasztását is. A hulladék szennyezőanyag-tartalma lehet illő anyagokká alakuló (ned-vesség, emulzió, olaj, festék stb.) szennyezés, amely páraként távozik, vagy elégethető. A jól szabályozható égésvezérlés oxigén befúvásával ké-pes biztosítani egyrészt a tökéletesebb égést, ezáltal a környezetszeny-
nyezés csökkenését, másrészt az éghető anyagok elégetésével a hőter-melés kiegészítését. A hulladék nem elégethető szennyezése a salakban gyűlik össze, majd eltávolítják.
4.1.2. Olvasztás
Az olvasztási technológia a betét-anyagok jellemzőitől függ. Az adago-landó védősó mennyisége, minősége, a felfűtési és olvasztási diagramok, a kemence forgási sebességének meg-választása, az égővezérlés paraméte-reinek beállítása, a betét olvadási fo-lyamatának vezérlése, a csapolás és a salakkezelés levezénylése csak részben technologizálható (2. ábra). A személyzet hozzáértésének, tapasz-talatának és érzékének, összefoglaló-an – a szubjektív tényezőnek – a fo-lyékony alumínium előállításának más területeihez képest itt lényegesen nagyobb szerep jut. Az olvasztási fo-lyamat főbb szakaszai:
– szárítás: az illő anyagok kiégetése, -felfűtés: a betét hőmérsékletének az olvadáspont közelébe történő emelése,
– fogyasztás: a betét térfogatának csökkentése folyékony fémfürdő megjelenése nélkül (ez csak köny- nyű, nagytérfogatú betétek esetén szükséges),
-olvasztás: az olvasztási folyamat befejezése.
4.1.3. Csapolás
A kemencék csapolása a paláston, a hátsó fenékfalhoz közeleső csapoló-nyíláson keresztül történik. A csapo-lásnál elválaszthatók az alumíniumnál nehezebb és könnyebb rétegek (pl. fizikai vas és a salak). A folyékony fém a kiépített csatornákon keresztül vagy az öntőkemencékbe juthat további fel-dolgozásra, vagy – homogén anyagok egyszerű átolvasztása esetén – öntésre is kerülhet 400 vagy 600 kg- os öntecsekbe, ill. üstökbe, folyékony fém szállítása esetén.
4.1.4. Salakolás, tisztítás
A salak eltávolítása a kemence ajtó-nyílásán keresztül történik. A salakkal együtt távoznak az üledékek is. A salakolás után minden alkalommal elvégzik a falazati lerakódások eltávo-lítását mechanikus úton, és a falazat tisztítását.
4.2. Öntőkemencék
Adatok: a kemencékben a folyékony fém mennyisége egyenként 12 t. Az égők: a boltozatba épített 3 db föld-gáz-levegő tüzelésű. Az égők össz-teljesítménye 1,2 MW (az égőteljesít-mény a hőntartáson túl olvasztásra is lehetőséget nyújt). A füstgáz lehúzása a kemence tetején fix beépítésű, tér
nyomás szabályozással ellátott. A kemencék keresztirányú tengelyének dőlésszöge változtatható, billenthető, a billentést az öntőlánc szabályozó-rendszere vezérli.
Az öntőkemencék alapfunkciói: a kémiai összetétel és az öntési meny- nyiség beállítása, fémkezelés, a fém szabályozott csapolása az öntőláncra (3. ábra). Ezek a technológiai lépései:
4.2.1. Ötvözés, összetétel beállítása Az eredeti betét-összeállítás, valamint az olvasztókemencékből vett gyors-elemzéseinek adatai alapján történik a betét kémiai összetételének beállítása az ötvöző anyagok adagolásával, szükség esetén hígítással. A végleges betétből vett minták alapján állítják ki a minőségi tanúsítványokat.
4. ábra. Az „Alumelt” brand öntészeti tömb
4.2.2. Fémkezelés
A kemencék fenekén elhelyezett hat habkövön keresztül nitrogén befúvá- sával történik a folyékony fém keveré-se (már az ötvöző anyagok beolvasz-tását is segíti), valamint a gáztalanítás és a szilárd finom szennyezések eltá-volítása. Szükség esetén sókezeléssel, ill. szemcsefinomító anyagok ada-golásával biztosítható a szükséges kristályszerkezet.
4.2.3. Salakolás
Az ötvözéshez, ill. a kész fémfürdő csapolása előtt szükséges az össze-gyűlt salak eltávolítása, amit salakle-húzással végeznek.
4.2.4. Öntés
A kemencéből való csapolás történhet az öntőláncra 7 kg-os öntészeti tömb gyártása céljából. Ekkor a kifolyó fém sebességét az öntőlánc vezérli, az öntőkemence billentési szögének szabályozásával.
Az öntés történhet 400 vagy 700 kg-os kokillákba is, az erre kialakított öntőálláson keresztül. Arra is van lehetőség, hogy a kiöntés üstökbe tör-ténjen, ha a fémet folyékony állapot-ban értékesítik.
4.3. Az öntőlánc
A tömböntő lánc főbb szakaszai:
4.3.1. Fémszint- és folyadéksugár- szabályozó: A fémsugár csillapítására és egyenletes elosztására szolgál egy öntőkerék. Előtte lézeres detektor biz-tosítja, hogy ne maradhasson beragadt tömb a kokillában, utána lézeres szintszabályozó állítja be a fémszintet, ezáltal a tömb súlyát.
4.3.2. Hűtőlánc: A lánc kokilláit recir- kuláltatott víz hűti, a felszínt pedig levegősugár.
4.3.3. Másodlagos hűtőlánc: A kokil- lákból a fémet egy kalapácsos mechanika üríti ki a lánc végén, a tömbök egy újabb hűtőláncon folytatják útjukat, ahol közvetlen vízpermet szobahőmérséklet közelébe hűti őket.
4.3.4. Rakásoló robot: a Robotec megoldásában, Fanuc-gyártmányú robot válogatja és rakásolja a tömböket a kívánt rakatformára és súlyra. A robothoz kapcsolódó automata mérleg mérlegeli és címkézi a rakatokat.
4.3.5. Automata pántoló: Az összera-kott és címkézett rakatokat az automata pántoló műanyag szalaggal rögzíti (4. ábra).
5. Kapacitások, piacok
Az olvasztómű termékei a nagyon rövid próbaidőszak alatt eljutottak és elfogadottá váltak a magyar alumínium formaöntödéknél, ahova a tervezett kapacitásának 60%-át kívánja értékesíteni a forgalmazó. Csaknem valamennyi nagyobb magyar alumíni-um formaöntöde mellett cseh, német, osztrák, szlovén, horvát, szerb és román vevőkhöz is szállított eddig a forgalmazó Martin Metals Kft. Három hazai és három külföldi cég auditálta eddig a Martin Metals, az Inotal és az Alumelt minőségbiztosítási rendszereit.
Az olvasztómű próbaüzemének lezárása után a tervezett teljes kapa-citás (a felhasznált alapanyagoktól függően változhat) elérheti a 15 0001 éves mennyiséget. A vásárolt, hulladékokból történő termelés és értékesítés mellett az üzemeltetők folyamatosan tárgyalnak a vevőikkel létesíthető zártkörű (closed loop) hulladék-újrahasznosítási konstrukciókról is. Az inotai üzem bizonyítja, hogy a magyar alumíniumipar az őt ért sok kellemetlenség ellenére képes meg-újulásra. Újabb 35 embernek biztosít megélhetést, és öregbítheti a magyar alumíniumkohászat hírnevét.
Forrás: http://www.ombkenet.hu/index.php/bkl-kohaszat?id=356