Ekonomické úspory v povrchové úpravě kovů – žárové zinkování

V rámci povrchové úpravy kovů se provádí v provozovně žárové zinkování mokrým způsobem. Vlastní výrobky určené k pozinkování jsou většinou vědra a konve, pro jiné zákazníky je to poměrně široký sortiment zboží.K pozinkování jsou vhodné všechny druhy oceli používané jako konstrukční materiály, lze také zinkovat šedou a temperovanou litinu. Nevhodné jsou kombinace materiálů o různé tloušťce nebo materiály malé tloušťky, které mají při úpravě sklon k různým deformacím.

Pro vytvoření kovově čistého aktivního povrchu jsou prováděny operace předúpravy, které mají za cíl odstranit vrstvy okují, rzi, mastnoty a nečistoty, které by mohly ve svém důsledku negativně ovlivnit kvalitu pozinkování.V prvé fázi zpracování se materiál odmoří ve dvou mořících vanách v lázni kyseliny chlorovodíkové zředěné vodou v poměru 1 : 1. Zde se materiál zbavuje především okují a rzi. Lázeň není prozatím temperována a její teplota odpovídá teplotě v budově. Do lázně se přidává detergent se smáčecím a odmašťovacím účinkem.Dále se materiál nechává oschnout.Odmořený materiál se bez oplachu přesune k zinkovací peci ( vaně ). Pracovník pověřený funkcí podavače tento materiál pomocí kleští nebo různých závěsů či držáků zanořuje přes tavidlo ( chlorid amonný ) do roztaveného zinku, prostrčí materiál pod přepážkou a podá jej tahači. Tahač pomocí podobných nástrojů a pomůcek vytáhne pozinkovaný materiál nad hladinu zinkovací lázně a oklepnutím o podestu pece odstraní přebytečný zinek. Následně se pozinkovaný dílec opláchne v zamáčecí kádi s vodou o mteplotě cca 80 – 90o C. Uvedeným způsobem se zastavuje reakce mezi zinkovým povlakem a základním materiálem. Po tomto úkonu následně provede vizuální kontrolu kvality pokovování.

Prvními kroky projektu byly materiálové a energetické bilance zájmové oblasti.Komplexní sledování toků materiálů a energie bylo podrobným měřením a sledováním realizováno po několik směn.V průběhu sledování byly identifikovány skutečné ztráty , které byly porovnány s informacemi o odebraných množstvích a hodnotách za roční období.Porovnáním uvedených hodnot byla získána použitelná bilance, která předkládá skutečné využití vstupů, vymezuje úzké profily výrobního toku a konkretizuje reálná čísla ztrát včetně jejich přesného vyčíslení.

Identifikované problémy.
Zjištěné problémy provozovny lze v zásadě rozčlenit do následujících skupin :
• nevhodnost energetického zabezpečení technologie a související emisní problematika
• vysoké ztráty vstupní suroviny – zinku
• únik z mořící lázně do ovzduší
• neúměrné náklady na ochranné pracovní pomůcky vznikající na základě jejich krátké životnosti

Pokud se týká energetického zabezpečení technologie , vytápění zinkové lázně je řešeno po palivové stránce černým uhlím. Vznikají zde zásadní problémy :
    - kolísání teploty zinkovací vany, ovlivněné lidským faktorem. Zjištěné teoelné rozdíly během pracovního procesu s negativním vlivem na kvalitu pozinkování
    - vzniká zde únik emisí do ovzduší vedle občanské zástavby, dopadem jsou negativní postoje obyvatelstva a kontroly ze strany samosprávných a legislativních orgánů

Ztráty vstupní suroviny – zinku, zde byla zjištěny nežádoucí odpadové proudy :
    - ztráty zinku zachyceného na nosných hácích, které musí být odstraňovány v mořících lázních
    - ztráta zinku, který je v lázni vysrážen ve formě tvrdého zinku – negativní vliv přenosu solí železa a kyseliny do taveniny
    - ztráty zinku v salmiakových stěrech – problém spojení zinkové lázně s tavidlem
    - ztráta zinku v popelu – zinkový popel obsahující zbytky tavidla vznikající na hladině zinkovací lázně musí být pravidelně odstraňován / riziko vzhledového poškození povlaku předmětů a dále nebezpečí rychlého korozního napadení povlaku

Úniky chlorovodíkové kyseliny z mořící lázně vznikají :
    - odparem z mořící lázně
    - okapem při vyjmutí mořených předmětů

Neúměrné náklady na OPP – pracovní obuv / jedná se o obuv s pevnou patou a špicí / její životnost je ovlivňována následovně :
    - působení kyseliny
    - působení žáru podlahy u zinkovací lázně

Priority navržených opatření vycházely z následujících zásad :
• materiálová efektivnost
• energetická náročnost
• ekologická přijatelnost

Realizovaná opatření :

1.) náhrada závěsných prvků za prvky vyrobené z materiálu nepřijímajícího zinek
2.) změna druhu pracovní obuvi – ve spolupráci s obuvnickou firmou byla vyvinuta pracovní obuv vhodná svými tepelnými parametry odolávající kyselině
3.) realizace izolace záchytné jímky na kyselinu včetně zajištění dostatečného odkapu odmořených dílců
4.) oplach po moření - pro minimalizaci rizika přenosu solí železa a kyseliny do tavidla bude instalována oplachová vana s dvoustupňovým ponorem s průtočným protiproudovým uspořádáním.
5.) vyrovnání teplotního režimu povrchové úpravy kovů - realizace vlastního zdroje tepla , plynové kotelny s vhodnými parametry.
6.) Instalace filtrů zachycujících výpary Hcl.

Efekty projektu

Závěr.

Projekt ukázal možnost vnitřních rezerv - vysledováním ztrát jednotlivých materiálů v menších technologických celcích samostatně vyhodnocovaných. Dokazuje skutečnost, že i malých podnicích lze dosáhnout zajímavých úspor a snížení dopadů na životní prostředí. Je zde potvrzena myšlenka, že i realizací opatření s nízkou investiční náročností nebo zcela neinvestičních lze dosáhnout zajímavých přínosů.

Josef Šlesinger
Centrum čistší produkce Brno, Masná 5
602 00 Brno
e-mail : cpcbr.@volny.cz