ترى "الاختيار المستدام" يتم طرحه كثيرًا هذه الأيام، وغالبًا ما يتم إدراجه في مواد تسويقية لعمليات لم تعد، بصراحة، أكثر مراعاة للبيئة مما كانت عليه قبل ثلاثين عامًا. عندما يتعلق الأمر بقولبة القشرة لأجزاء الحديد الزهر، فإن الإجابة ليست بسيطة بنعم أو لا. إنها "حسنًا، يعتمد الأمر على ما تقارنه به وكيفية إدارتك للمتجر". من حيث أقف، بعد أن أمضيت سنوات حول هذه السطور، فإن مسألة الاستدامة تتوقف على توازن عملي وشجاع بين كفاءة المواد، واستخدام الطاقة، وما يحدث لكل تلك الرمال بعد التخلص من الصب.
عملية الصدفة: أين توجد المكاسب الحقيقية (والآلام).
الفكرة الأساسية لقولبة الصدفة هي فكرة أنيقة: تشكل قشرة رقيقة وصلبة من الرمل والراتنج تجويف القالب بدلاً من كتلة رملية ضخمة وكثيفة. على الفور، ستستخدم كمية أقل من الرمال، أقل بكثير. بالنسبة لجسم الصمام الحديدي الرمادي النموذجي الذي نقوم بتشغيله، قد يزن قالب الصدفة 15 كجم، في حين أن قالب الرمل الأخضر المشابه يمكن أن يدفع 200 كجم. هذا هو التخفيض المباشر للمواد الذي يبدو جوهريًا على الأرض. أنت لا تحرك الكثير من الكتلة، ولا تستعيد الكثير، ومن الناحية النظرية، تتخلص من نفايات أقل.
ولكن هنا هو المصيد الأول: الراتنج. إنها مادة حرارية فينولية. لعلاج تلك القشرة، عليك خبزها عند درجة حرارة 300 درجة مئوية تقريبًا. وهذا مصدر طاقة لا تمتلكه الرمال الخضراء، حيث يتم استخدامها "باردًا". لقد استبدلت معالجة الرمال السائبة بالطاقة الحرارية المستهدفة. هل هذا فوز صافي؟ في عدادات الطاقة الخاصة بنا، بالنسبة للأجزاء ذات الحجم الكبير والقابلة للتكرار مثل المشعبات أو أغلفة المضخات، غالبًا ما يؤدي اتساق وسرعة قولبة الغلاف إلى تقليل إجمالي وقت الفرن لكل عملية صب جيدة. يعني عدد مرات الرفض الأقل أنك لا تقوم بإعادة صهر الحديد الجيد، وهو مصدر طاقة ضخم غالبًا ما يتم تجاهله.
الرمال نفسها تصبح طفلا مشكلة. يمكن إعادة تدوير الرمال الخضراء داخل الشركة إلى ما لا نهاية باستخدام الماء والبنتونيت. يتم تغليف رمل الصدفة بالراتنج المستهلك والمُعالج. لا يمكنك رميها مرة أخرى في الخلاط. لقد حاولنا إرساله إلى معالجات خارجية للاستخلاص الحراري، حيث يقومون بحرق الراتنج. لقد نجح الأمر، لكن لديك الآن انبعاثات من وسائل النقل وفاتورة طاقة أخرى. تمزج بعض المتاجر نسبة مئوية من رمل القشرة المستصلحة مرة أخرى في خلطات رملية جديدة للنوى أو القوالب غير الحرجة، ولكنها عملية متوازنة - أكثر من اللازم وسيعاني تشطيب سطحك، مما يؤدي - كما خمنت - إلى المزيد من الخردة.
الحافة المتأصلة للحديد الزهر وحالة عملية
يتم التغاضي عن هذا: البدء بـ الحديد الزهر حيث أن المادة الأساسية الخاصة بك هي بداية الاستدامة. درجة انصهاره أقل من درجة انصهار الفولاذ، لذا فإن الطاقة الأولية لتحويله إلى سائل أقل. والأهم من ذلك، أن حلقة خردة الحديد قوية. تعود عوائدنا - البوابات والناهضات والمسبوكات المرفوضة - إلى الشحنة، وغالبًا ما تشكل 50-60٪ من الذوبان. إنها حلقة مغلقة داخل جدران النبات. يلعب أيضًا طول عمر الجزء المصنوع من الحديد المصبوب جيدًا دورًا أيضًا. وقد تدوم الدعامة الحديدية المصبوبة على شكل صدفة للآلات الثقيلة أكثر من الآلة نفسها. تعد المتانة مقياسًا أساسيًا للاستدامة ولا يتم إدراجه دائمًا في جداول بيانات حساب الكربون.
أتذكر مشروعًا لمورد مكونات هيدروليكية. كانوا يتناقشون بين الحديد المرن المقولب على شكل صدفة واللحام الفولاذي المُصنَّع. لقد قمنا بمراجعة الأرقام ليس فقط على تكلفة الوحدة، ولكن أيضًا على دورة الحياة المقدرة. أدى الصب ذو القطعة الواحدة إلى القضاء على طاقة اللحام ونقاط الفحص وطبقات الفشل المحتملة. إن قدرة الشكل القريب من الشبكة لعملية الصدفة تعني الحد الأدنى من مخزون الآلات. ذهبوا مع الصب. وبعد مرور خمس سنوات، أصبح معدل الفشل الميداني لهذا الجزء يقترب من الصفر. وهذا أمر مستدام بالمعنى الحقيقي: فهو لم يعد، ولم يفشل، ولم يكن بحاجة إلى استبدال. هذه هي الحجة التي تقدمها على أرض المتجر، وليس في الكتيب.
نحن نعمل مع شريك، شركة تشينغداو كيانجسين يوان للتكنولوجيا المحدودة (QSY)في بعض مشاريع السبائك المعقدة. لقد عملوا في مجال الصب والتصنيع الآلي لأكثر من ثلاثة عقود، ويعكس عملهم هذه النظرة العملية. لعمل قالب الصدفة الخاص بهم الحديد الزهر والمكونات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، ينصب التركيز على الدقة لتقليل نفايات المعالجة النهائية. يعني تجويف القشرة الذي تم تشكيله بشكل مثالي أنك لا تستخدم مطحنة CNC لإزالة المواد الزائدة لمدة ساعة، فقط لتحقيق التسامح. يعد توفير الطاقة في المراحل النهائية، من وجهة نظر قسم الآلات، جزءًا مهمًا من إجمالي التكلفة البيئية التي لا يحصل المسبك وحده على الفضل فيها في كثير من الأحيان.
الحقائق المريرة والتجارب الفاشلة
ليست كل المكاسب نظيفة. إن الرائحة الموجودة في حجرة صب الصدفة مميزة، وهي رائحة الراتنج الفينولي. يجب أن تكون أنظمة التهوية ومعالجة الهواء على أعلى مستوى، وهو ما يمثل مصدرًا آخر للطاقة. لقد جربنا مادة رابطة راتنجية ذات أساس حيوي "أكثر خضرة" منذ بضع سنوات. كان التسويق رائعًا. على الخط، كانت قوة القذيفة غير متناسقة، خاصة في الطقس الرطب. لقد حصلنا على معدل أعلى من تشققات العفن أثناء المناولة، مما أدى إلى ارتفاع كبير في الخردة بسبب اختراق المعادن. لقد ألغينا التجربة بعد شهرين وأكلنا التكلفة. إن الاستدامة التي تضر بالإنتاجية هي أمر غير مقبول في السوق التنافسية؛ تخرج من العمل. كان الدرس هو أن الكيمياء البديلة يجب أن تتوافق مع الأداء الميكانيكي أولاً.
حقيقة أخرى هي تكلفة النمط. لقولبة القشرة، تحتاج إلى أنماط معدنية، عادةً ما تكون من الحديد أو الألومنيوم، ويتم تصنيعها وفقًا لمعايير عالية. إنها باهظة الثمن. إذا كنت تقوم بعمل منخفض الحجم وعالي الخلط، فقد لا يتم إطفاء التكلفة البيئية لإنتاج هذا النمط أبدًا على الدفعة الصغيرة من المسبوكات. تصبح العملية "مستدامة" حقًا من منظور شامل فقط عندما تقوم بتشغيل كميات كبيرة أو دورات إنتاج طويلة جدًا من نفس النمط. بخلاف ذلك، من الأفضل أن تعتمد عملية أكثر مرونة، حتى لو كانت أقل كفاءة لكل قطعة.
إذًا، هل هي مستدامة؟ حكم أرضية المحل
بعد كل هذا، وجهة نظري هي: صب الصدفة أجزاء الحديد الزهر يمكن أن يكون طريقًا أكثر استدامة مقارنةً بالعديد من طرق الصب الأخرى، إذا تم تحسين عمليتك من أجل ذلك، وهو أمر كبير إذا. إذا كنت تصب كميات كبيرة من أجزاء مماثلة، وتدير عملية استصلاح الرمال الخاصة بك بفعالية (حتى لو كانت خارج الموقع)، وتستفيد من دقة الأبعاد لخفض نفايات الآلات، فنعم، أنت على طريق جيد. تعتبر كفاءة المواد في مرحلة التشكيل حقيقية وهامة.
ولكن إذا كنت صاحب عمل صغير يعمل على تشغيل خط الصدفة لفترات قصيرة، وتتعامل مع سوء إدارة الرمال، وتكافح معدلات الخردة، فإن أي ميزة بيئية تتبخر بسرعة. الاستدامة ليست في اسم العملية؛ يتعلق الأمر بكيفية تشغيله. إنه في شحنة الصهر المليئة بالعائدات الداخلية، وفي الأنماط التي تم صيانتها جيدًا والتي تدوم لعقود من الزمن، وفي مهندس التصميم الذي يعمل معك لجعل الجزء قابلاً للصب، وليس فقط قابلاً للتصنيع.
في نهاية المطاف، بالنسبة لنا، إنها أداة. يعد قالب الصدفة أداة رائعة لبعض الوظائف، وعند استخدامه بشكل صحيح، فإنه يسبب ضررًا أقل لنفس الناتج. هذا هو التعريف الأكثر صدقًا للاستدامة الصناعية الذي ستحصل عليه من شخص لديه غبار الراتنج على حذائه. إنها ليست ثورة. إنه تطور دقيق، وفوضوي في بعض الأحيان، للممارسة. وهذا هو العمل الحقيقي.
