Các giải pháp sản xuất sạch hơn
trong ngành đúc kim loại
Đúc kim loại, nói chung và đúc đồng nói riêng là một ngành khá phổ biến
ở Việt Nam. Với tuổi thọ lâu đời nghề đúc tồn tại dưới hình thức làng nghề cha
truyền con nối và phát triển cho đến ngày nay. Công nghệ đúc kim loại không
đơn giản và đòi hỏi những người thợ phải có tay nghề cao, tỉ mẩn, cẩn thận và
có óc sáng tạo thì mới cho ra các sản phẩm chất lượng. Do kỹ thuật phát triển
nên nghề đúc cũng được vận dụng các kỹ thuật mới. Năng lượng được sử dụng
trong ngành này cũng đa dạng gồm gas, điện, than… Do đó, để sử dụng có hiệu
quả hơn nguồn năng lượng và làm giảm lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường
cần vận dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn trong quá trình hoạt động.
Đúc kim loại được phân thành 2 quy trình sản xuất:
Phân tích các công đoạn chính của các quy trình:
* Công đoạn làm khuôn: Tùy loại sản phẩm đúc sử dụng khuôn cát tươi, hay
khuôn cát nước thủy tinh. Khuôn cát tươi được phối trộn gồm 1 phần cát mới,
sét, cát tái sử dụng và nước sau đó được đổ vào khuôn và được ép dưới máy ép
trọng lực. Khuôn cát nước thủy tinh là loại khuôn được phối trộn 100% cát mới
với nước thủy tinh theo tỷ lệ định mức. Sau đó, hỗn hợp này được đưa vào khuôn
và ép trọng lực nhờ máy nén khí. Ở công đoạn này, hao hụt nguyên liệu như cát,
nước thủy tinh, gas trong quá trình làm khuôn khá lớn. Chất lượng của khuôn ảnh
hưởng rất lớn đến tỷ lệ sản phẩm hỏng (tỷ lệ sản phẩm hỏng ở giai đoạn này dao
động từ 25 – 40%)
* Công đoạn ghép, sấy khuôn: Sau khi khuôn được ép sẽ ghép lại với nhau.
Công đoạn ghép khuôn rất quan trọng vì nó quyết định đến chất lượng của
khuôn. Khuôn cát nước thủy tinh sau khi ghép sẽ được sấy khô bằng gas và
được đưa vào sử dụng. Việc sấy khuôn gây tổn thất gas, chưa thiết lập thời gian
quy định sấy khuôn đạt yêu cầu.
* Công đoạn phân loại làm sạch nguyên liệu: Nguyên liệu mua về được phân
loại và làm sạch để loại bỏ đất, cát và các tạp chất lẫn trong nguyên liệu. Ở công
đoạn này, chưa có sự phân loại xử lý phế liệu, phế liệu còn tồn đọng và để lộn
xộn là nguyên nhân dẫn đến thất thoát phế.
* Công đoạn nấu luyện: Sau công đoạn làm sạch, nguyên liệu được cân tỷ lệ
phù hợp theo yêu cầu sản phẩm, rồi nạp vào lò trung tần để nấu thông qua
hệ thống cầu trục. Thời gian nấu luyện phụ thuộc vào chất lượng nguyên liệu
đầu vào, cách thức nấu (nấu liên tục hay ngắt quãng). Trong quá trình nấu có bổ
sung fero, than, chất tạo xỉ… để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.
Đây cũng là công đoạn phát sinh khí thải và tiếng ồn lớn nhất trong các công
đoạn sản xuất. Bụi và khí thải được phát tán tự do nếu đơn vị sản xuất không có
hệ thống xử lý khí thải.
* Công đoạn rót khuôn, rỡ khuôn và làm sạch sản phẩm: Sau khi nguyên liệu
đã nóng chảy và đạt nhiệt độ rót, thép lỏng được rót ra khuôn bằng tay (đối với
các chi tiết nhỏ) hoặc bằng cầu trục (đối với chi tiết lớn). Sau công đoạn rót
khuôn là rỡ khuôn. Đối với khuôn tươi, trừ phần cát cháy, còn lại được tái sử
dụng. Đối với khuôn cát nước thủy tinh, sau khi rỡ, trở thành chất thải rắn. Sản
phẩm sau khi rỡ khuôn sẽ được gia công lại để cắt bỏ đậu và gia công cơ khí đến
khi đạt yêu cầu chất lượng sản phẩm. Những sản phẩm không đạt yêu cầu được hồi
nguyên liệu.
* Công đoạn nhiệt luyện: Tùy từng yêu cầu sản phẩm, có thể trải qua công
đoạn nhiệt luyện hoặc không cần phải nhiệt luyện. Lò nhiệt luyện sử dụng
nhiên liệu than đá. Sau khi nhiệt luyện sản phẩm sẽ tăng độ cứng, khả năng mài
mòn và tăng độ bền cho kim loại. Đây cũng là công đoạn phát sinh khí thải và chất
thải rắn (xỉ than). Trong quá trình sản xuất, nguyên nhiên vật liệu và năng lượng
hao phí sẽ thất thoát vào môi trường dưới dạng chất thải rắn, lỏng và khí, làm
gia tăng chi phí sản xuất, giảm khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp.
Các giải pháp sản xuất sạch hơn hiệu quả cho doanh nghiệp thí điểm đối với
từng công đoạn:
- Phân loại và làm sạch nguyên liệu: Mua nguyên liệu chất lượng tốt, giám sát
công đoạn làm sạch, loại bỏ tạp chất. Sắp xếp lại khu vực để phế liệu theo quy
định vào trước ra trước, nhẹ, bé ở trên, to nặng ở dưới.
- Công đoạn làm khuôn: xây dựng định mức nguyên nhiên liệu cho quá trình
làm khuôn, tăng cường trách nhiệm bộ phận kỹ thuật giám sát quá trình làm
việc, lựa chọn công nhân có tay nghề cao.
- Công đoạn nấu: nên lắp đặt hệ thống xử lý khí thải, mua nhiệt kế đo nhiệt ra
thép tránh việc duy trì nhiệt lượng trên mức cần thiết, phế đưa vào có kích
thước và tỷ trọng tối ưu. Lắp thêm rãnh phân phối nhiệt 2 bên để nhiệt luyện
đều nhanh, thay thế bằng lò hồ quang điện (nếu có thể). Lắp các thiết bị cách
âm. Tìm kiếm khách hàng mua xỉ lò và vật liệu đầm lò.
- Công đoạn rót khuôn, rỡ khuôn: Đầu tư công nghệ đúc liên tục. Mua máy
phun bi làm sạch sản phẩm.
- Đối với Lò nhiệt luyện: Lắp đặt hệ thống bảo ôn. Gia công lại cửa cong vênh,
bịt lỗ hở. Điều chỉnh không khí cấp cho lò nhiệt luyện. Khoán lượng than dùng
cho lò tránh chạy lò không tải. Lắp đặt hệ thống xử lý khí thải.
Sau một thời gian thực hiện SXSH hiệu quả kinh tế thu được: Giảm tỷ lệ sản phẩm
hỏng từ 25 – 40% xuống còn 10 – 15%. Tăng tuổi thọ đời lò từ 30 mẻ/đời lò lên 50
mẻ/đời lò. Giảm điện năng tiêu thụ từ 1200 kwh/tấn sản phẩm xuống còn
1100kwh/tấn sản phẩm.
Các lợi ích cụ thể khi áp dụng sản xuất sạch hơn:
Lợi ích kỹ thuật Lợi ích Lợi ích môi trường Các khía
cạnh áp kinh tế Trước khi Sau khi áp đồng/tấnsp dụng SXSH áp dụng dụng SXSH
SXSH
Phế liệu 1115kg/tấn 1113kg/tấnsp 24.000 Giảm chất thải rắn
sp
Vật liệu đầm 30 mẻ/ đời lò 50 mẻ/đời lò 5.714.000 Giảm chất thải rắn
lò
Năng lượng 1200 1100 55.000 Giảm phát thải
kwh/1 tấn sp kwh/1tấn CO2 59 kg / tấn sp
sp
Tỷ lệ sản 25 – 40% 10 – 15% 916.818 – Giám phát sinh chất
phẩm hỏng 1.528.030 thải rắn: 99 -165 kg
Giảm tiêu thụ điện
150 – 250 kwh
Giảm phát thải
CO2: 88,5 -147,5 kg
