आप देखते हैं कि इन दिनों 'सस्टेनेबल कास्टिंग' को बहुत अधिक उछाला जा रहा है, अक्सर उन प्रक्रियाओं के लिए विपणन सामग्री पर थोप दिया जाता है जो, स्पष्ट रूप से, तीस साल पहले की तुलना में अधिक हरित नहीं हैं। जब कच्चे लोहे के हिस्सों के लिए शेल मोल्डिंग की बात आती है, तो इसका उत्तर सरल हां या ना नहीं है। यह एक 'ठीक है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि आप इसकी तुलना किससे कर रहे हैं और आप दुकान कैसे चला रहे हैं।' मैं जहां खड़ा हूं, इन पंक्तियों के आसपास वर्षों बिताने के बाद, स्थिरता का प्रश्न सामग्री दक्षता, ऊर्जा उपयोग और आपके द्वारा कास्टिंग को हिलाने के बाद उस सारी रेत का क्या होता है, के बीच एक गंभीर, व्यावहारिक संतुलन पर टिका है।
शैल प्रक्रिया: जहां वास्तविक लाभ (और दर्द) हैं
शैल मोल्डिंग का मूल विचार सुरुचिपूर्ण है: रेत और राल का एक पतला, कठोर खोल एक विशाल, घने रेत ब्लॉक के बजाय मोल्ड गुहा बनाता है। तुरंत, आप कम रेत का उपयोग कर रहे हैं - बहुत कम। हमारे द्वारा चलाए जाने वाले सामान्य ग्रे आयरन वाल्व बॉडी के लिए, शेल मोल्ड का वजन 15 किलोग्राम हो सकता है, जबकि एक तुलनीय हरे रेत मोल्ड का वजन 200 किलोग्राम हो सकता है। यह प्रत्यक्ष भौतिक कमी है जो फर्श पर पर्याप्त महसूस होती है। आप उतना अधिक द्रव्यमान नहीं ले जा रहे हैं, उतना अधिक पुनः प्राप्त नहीं कर रहे हैं, और सैद्धांतिक रूप से, कम कचरा डंप कर रहे हैं।
लेकिन यहाँ पहली पकड़ है: राल। यह एक फेनोलिक थर्मोसेट है। उस खोल को ठीक करने के लिए, आप इसे लगभग 300°C पर पका रहे हैं। यह एक ऊर्जा इनपुट है जो हरी रेत में नहीं होता है, क्योंकि इसका उपयोग 'ठंडा' होता है। तो आपने लक्षित तापीय ऊर्जा के लिए थोक रेत प्रबंधन का व्यापार किया है। क्या यह शुद्ध जीत है? हमारे ऊर्जा मीटरों पर, उच्च-मात्रा वाले, मैनिफोल्ड्स या पंप हाउसिंग जैसे दोहराए जाने वाले हिस्सों के लिए, शेल मोल्डिंग की स्थिरता और गति अक्सर अच्छी कास्टिंग के लिए कुल भट्ठी के समय को कम कर देती है। कम अस्वीकारों का मतलब है कि आप अच्छे लोहे को दोबारा नहीं पिघला रहे हैं, जो एक बहुत बड़ा, अक्सर अनदेखा किया जाने वाला ऊर्जा सिंक है।
रेत अपने आप में एक समस्या बन जाती है। हरी रेत को घर में ही पानी और बेंटोनाइट के साथ लगभग अंतहीन रूप से पुनर्चक्रित किया जा सकता है। शेल रेत को उस खर्च किए गए, ठीक किए गए राल से लेपित किया जाता है। आप इसे वापस मिक्सर में नहीं डाल सकते। हमने इसे थर्मल रिक्लेमेशन के लिए तीसरे पक्ष के प्रोसेसर को भेजने का प्रयास किया है, जहां वे राल को जला देते हैं। यह काम करता है, लेकिन अब आपके पास परिवहन उत्सर्जन और अन्य ऊर्जा बिल है। कुछ दुकानें कोर या गैर-महत्वपूर्ण सांचों के लिए पुनः प्राप्त शेल रेत का एक प्रतिशत नए रेत मिश्रण में मिलाती हैं, लेकिन यह एक संतुलनकारी कार्य है - बहुत अधिक और आपकी सतह खत्म हो जाती है, जिससे - आपने अनुमान लगाया - अधिक स्क्रैप होता है।
कास्ट आयरन की अंतर्निहित धार और एक व्यावहारिक मामला
इसे नज़रअंदाज कर दिया जाता है: से शुरू करना कच्चा लोहा क्योंकि आपकी आधार सामग्री स्थिरता की शुरुआत है। इसका गलनांक स्टील की तुलना में कम होता है, इसलिए इसे तरल बनाने के लिए प्रारंभिक ऊर्जा कम होती है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि लोहे के लिए स्क्रैप लूप मजबूत होता है। हमारे स्वयं के रिटर्न-गेट्स, राइजर, अस्वीकृत कास्टिंग-चार्ज में वापस चले जाते हैं, जो अक्सर पिघल का 50-60% बनाते हैं। यह पौधे की दीवारों के भीतर एक बंद लूप है। एक अच्छी तरह से ढले हुए लोहे के हिस्से की लंबी उम्र भी मायने रखती है। भारी मशीनरी के लिए एक शेल-मोल्ड लोहे का ब्रैकेट मशीन से भी अधिक समय तक चल सकता है। स्थायित्व एक मौलिक स्थिरता मीट्रिक है जो इसे हमेशा कार्बन गणना स्प्रेडशीट में शामिल नहीं करती है।
मुझे हाइड्रोलिक घटक आपूर्तिकर्ता के लिए एक परियोजना याद है। वे शेल-मोल्ड डक्टाइल आयरन और फैब्रिकेटेड स्टील वेल्ड के बीच बहस कर रहे थे। हमने संख्याएँ न केवल इकाई लागत पर, बल्कि अनुमानित जीवनचक्र पर भी चलाईं। सिंगल-पीस कास्टिंग ने वेल्डिंग ऊर्जा, निरीक्षण बिंदु और संभावित विफलता सीम को समाप्त कर दिया। शेल प्रक्रिया की लगभग-नेट-आकार क्षमता का मतलब न्यूनतम मशीनिंग स्टॉक था। वे कास्टिंग के साथ गए। पांच साल बाद, उस हिस्से के लिए उनकी क्षेत्र विफलता दर शून्य के करीब है। यह वास्तविक अर्थों में टिकाऊ है: यह वापस नहीं आया, यह विफल नहीं हुआ, इसे प्रतिस्थापन की आवश्यकता नहीं है। यह तर्क आप दुकान के फर्श पर देते हैं, किसी ब्रोशर में नहीं।
हम एक साथी के साथ काम करते हैं, क़िंगदाओ Qiangsenyuan प्रौद्योगिकी कं, लिमिटेड (QSY), कुछ जटिल मिश्र धातु परियोजनाओं पर। वे तीन दशकों से अधिक समय से कास्टिंग और मशीनिंग में हैं, और उनका दृष्टिकोण इस व्यावहारिक दृष्टिकोण को दर्शाता है। उनके शेल मोल्ड पर काम करने के लिए कच्चा लोहा और स्टेनलेस स्टील घटकों, डाउनस्ट्रीम मशीनिंग कचरे को कम करने के लिए सटीकता पर ध्यान केंद्रित किया गया है। एक पूरी तरह से गठित शैल गुहा का मतलब है कि आप एक घंटे के लिए अतिरिक्त सामग्री को हटाने के लिए सीएनसी मिल का उपयोग नहीं कर रहे हैं, केवल एक सहनशीलता हासिल करने के लिए। उनके मशीनिंग प्रभाग के दृष्टिकोण से, डाउनस्ट्रीम ऊर्जा बचत, कुल पर्यावरणीय लागत का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है जिसका श्रेय अकेले फाउंड्री को अक्सर नहीं मिलता है।
कठिन वास्तविकताएँ और असफल प्रयोग
यह सब साफ़ लाभ नहीं है. शेल मोल्डिंग बे में गंध अलग होती है - वह फेनोलिक राल गंध। वेंटिलेशन और एयर हैंडलिंग सिस्टम को शीर्ष स्तर का होना चाहिए, जो एक और ऊर्जा आकर्षण है। हमने कुछ साल पहले एक 'हरित' जैव-आधारित रेज़िन बाइंडर के साथ प्रयोग किया था। मार्केटिंग बढ़िया थी. लाइन पर, शेल की ताकत असंगत थी, खासकर आर्द्र मौसम में। हमें हैंडलिंग के दौरान मोल्ड दरारों की उच्च दर मिली, जिससे धातु प्रवेश के कारण स्क्रैप में बढ़ोतरी हुई। हमने दो महीने बाद परीक्षण रद्द कर दिया और लागत खा ली। प्रतिस्पर्धी बाजार में उपज से समझौता करने वाली स्थिरता एक गैर-स्टार्टर है; तुम काम से बाहर चले जाओ. सबक यह था कि वैकल्पिक रसायन विज्ञान को पहले यांत्रिक प्रदर्शन से मेल खाना होगा।
एक और वास्तविकता पैटर्न लागत है. शेल मोल्डिंग के लिए, आपको धातु के पैटर्न, आमतौर पर लोहे या एल्यूमीनियम की आवश्यकता होती है, जो उच्च मानक पर मशीनीकृत होते हैं। वे महँगे हैं। यदि आप कम-मात्रा, उच्च-मिश्रण कार्य कर रहे हैं, तो उस पैटर्न के उत्पादन की पर्यावरणीय लागत कास्टिंग के छोटे बैच से कभी भी कम नहीं हो सकती है। समग्र दृष्टि से यह प्रक्रिया वास्तव में तभी 'टिकाऊ' बनती है जब आप उसी पैटर्न से उच्च मात्रा या बहुत लंबे उत्पादन चक्र चला रहे हों। अन्यथा, आपके लिए अधिक लचीली प्रक्रिया बेहतर है, भले ही यह प्रति टुकड़ा कम कुशल हो।
तो, क्या यह टिकाऊ है? दुकान के फर्श का फैसला
इस सब के बाद, मेरा विचार यह है: शेल मोल्डिंग के लिए कच्चा लोहा भाग कई अन्य कास्टिंग विधियों की तुलना में यह अधिक टिकाऊ मार्ग हो सकता है, यदि—और यह बहुत बड़ी बात है—यदि आपका ऑपरेशन इसके लिए अनुकूलित है। यदि आप समान भागों की उच्च मात्रा डाल रहे हैं, अपने रेत पुनर्ग्रहण को प्रभावी ढंग से प्रबंधित कर रहे हैं (भले ही यह ऑफ-साइट हो), और मशीनिंग कचरे को कम करने के लिए आयामी सटीकता का लाभ उठा रहे हैं, तो हाँ, आप एक अच्छे रास्ते पर हैं। मोल्डिंग चरण में सामग्री दक्षता वास्तविक और महत्वपूर्ण है।
लेकिन यदि आप एक छोटी सी नौकरी की दुकान हैं, जो कम समय के लिए शेल लाइन तैयार कर रहे हैं, खराब रेत प्रबंधन से निपट रहे हैं, और स्क्रैप दरों से जूझ रहे हैं, तो कोई भी पर्यावरणीय लाभ तेजी से खत्म हो जाता है। स्थिरता प्रक्रिया के नाम में नहीं है; यह इस बात पर निर्भर करता है कि आप इसे कैसे चलाते हैं। यह आंतरिक रिटर्न से भरे पिघले हुए चार्ज में है, दशकों तक चलने वाले सुव्यवस्थित पैटर्न में है, और डिज़ाइन इंजीनियर में है जो आपके साथ भाग को मशीनी बनाने योग्य नहीं बल्कि कास्टेबल बनाने के लिए काम करता है।
अंततः, हमारे लिए, यह एक उपकरण है। शेल मोल्ड कुछ कार्यों के लिए एक शानदार उपकरण है, और जब सही तरीके से उपयोग किया जाता है, तो यह उसी आउटपुट के लिए कम नुकसान पहुंचाता है। यह औद्योगिक स्थिरता की सबसे ईमानदार परिभाषा है जो आपको किसी ऐसे व्यक्ति से मिलेगी जिसके जूते पर राल की धूल है। यह कोई क्रांति नहीं है; यह अभ्यास का सावधानीपूर्वक, कभी-कभी गन्दा, विकास है। और यही असली काम है.
