21.7 Energieffektivitet i smältningsprocessen av aluminium och koppar

Materialhantering – torkning och förvärmning

Råmaterial för aluminium- och ädelmetallgjuterier förvaras i Sverige alltid inomhus. Aluminiumgjuterierna får i allmänhet sitt råmaterial i form av färdiglegerade tackor eller stång, alltid staplat på pall. Detta gör att råmaterialet inte tar så stor plats och därför utan problem kan förvaras inomhus. Ädelmetallgjuterierna får sitt råmaterial i form av krossade bitar eller spån, allt med känd sammansättning. De här gjuterierna förändrar inte legeringssammansättningen i någon nämnvärd grad efter uppsmältning.

Stöldrisken måste minimeras och är en stor anledning till att allt råmaterial alltid förvaras inomhus, en annan fördel är att förekomsten av fuktbesvär minskar. Förvärmning tillämpas i vissa fall, där möjligheter finns att ta tillvara spillvärme från exempelvis ugnar.

Chargering

Då råmaterialet har gynnsam form uppstår inte några chargeringsproblem och ugnen kan vid satsvis smältning chargeras med hög packningsgrad. Vid kontinuerlig smältning tillsätts råmaterial i lämplig takt, i stort sett utan de risker som förknippas med järnsmältning.

Spån från bearbetning

Spån från bearbetningen kan med fördel användas för återsmältning. Antingen installeras utrustning för direkt spånsmältning eller så pressas spånet till briketter.

Speciella pressar finns framtagna för ändamålet och kostnadsbesparingen relativt att sälja spånet som skrot måste beräknas i varje enskilt fall. Det finns även företag som specialiserat sig på just pressning av spån till briketter.

Mer om det här fanns att läsa forskningsrapporterna ”Spånåtervinning på metallgjuteriet” av Maria Nylander (091115) samt ”Brikettering av stål och gjutjärnsspån samt slipmull” av Peter Nayström (980629).

Smältning

Svenska gjuterier är idag medvetna om hur elpriset varierar över dygnet. Avtal med leverantörer av el innehåller även villkor på maximalt uttagen effekt och högre pris vid överuttag. Detta gör att effektstyrning alltid finns tillgänglig för att undvika onödiga utgifter.

Sump

Ugnar som konstruktionsmässigt kräver att sump används, körs med sump. Detta sker för att strålningsvärmen från degeln inte värmer materialet tillräckligt snabbt. Med fördel används återgång när det finns lite smälta. Ju mer smält metall som finns, ju mer kan man använda av spån och tackor. Är det inte nödvändigt används sump i princip inte.

Hållugn

Hållugn används där så är nödvändigt. Priset för drift och underhåll av en hållugn känner alla gjuterier till och hållugn undviks där så är möjligt.

Även det faktum att det i en del fall finns förtjänster att göra vid layoutbyte för att eliminera behovet av hållugn är förändringsbenägenheten liten. Detta för att kostnaden för bytet är stor, både i material, ombyggnad och inkörningsperiod.

Transport av smält metall i termos

Stena Metall AB har utvecklat ett koncept för transport av smält aluminium. Konceptet innebär att metallen smälts och legeras till lämplig sammansättning av råmaterialsleverantören. Istället för att efter detta gjutas till tackor levereras materialet i smält form till kund i så kallade ”termosar”. En termos kan innehålla cirka 30  ton smält aluminium, och fördelen är förstås att kunden slipper värma och smälta inkommande råmaterial. Smältan i termosarna uppges sjunka med ungefär tre grader i timmen. Detta koncept kan vara värt en närmre utvärdering beroende på produktion.

Behandling/ren smälta

Olika metoder för avlägsnande av föroreningar och föroreningsrisker förekommer. Samtliga är motiverade av de på gjutgodset ställda kvalitetskraven och ingen behandling utförs om den inte är nödvändig.

Aluminium oxiderar omedelbart och då skapas oxidfilmer. Se dessa som flytande ”aluminiumfolie” i olika storlek och tjocklek. Genom att tillföra gas av antingen kväve eller argon i ugnen som sedan flyter upp genom smältan, så fungerar gasen som en renande blåsa som lyfter upp oxidfilmer.

Flussmedel är ett preparat som tillförs smältan, gärna under omrörning. Flussmedlets syfte är att binda de oxider som finns i smältan till det som sedan flyter på smältans yta. Detta skall slaggas av sedvanligt innan tömning eller gjutning.

Tappning/övertemperering

Övertemperering innebär en kostnad. Denna försöker man givetvis minimera men på grund av förluster vid transport och avgjutning är en viss övertemperering alltid nödvändig. Åtgärder för att minskas förlusterna är exempelvis lock på transportskänkar och korta gjutstrålar.