A rozsdamentes acél vasúti járművek újrafeldolgozhatósága

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "A rozsdamentes acél vasúti járművek újrafeldolgozhatósága"

Renáta Kovácsné
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 VAS- ÉS ACÉLHULLADÉKOK 2.1 A rozsdamentes acél vasúti járművek újrafeldolgozhatósága Tárgyszavak: újrafeldolgozás; rozsdamentes acél; vasúti jármű; reciklálás; költségelemzés. Bevezetés A fejlett világ tömegtermelése, tömegfogyasztása és tömeges szemetelése tehetők többek között felelőssé a természeti környezet tönkretételéért. Az egyensúly helyreállítása érdekében az ipar törekszik újrafeldolgozható termékeket gyártani. A vasúti kocsik karosszériájához három anyagfajta használatos: lágyacél, rozsdamentes acél és alumínium. Japánban a vasúti kocsik karosszériáját a helyiérdekű vonatok számára rozsdamentes acélból, a nagy sebességű vonatok számára alumíniumötvözetekből gyártják. Az elhasználódott lágyacél járműveket általában az autókarosszériákhoz hasonló módszerrel reciklálják: a) az újból felhasználható alkatrészeket eltávolítják a karosszériáról; b) a karosszéria összezúzása aprítógéppel; c) az aprítékból az anyagfajták gépi osztályozása. Ezt a módszert osztályozás előtti aprítás -nak nevezik. Az alumíniumkarosszériájú járművek újrafeldolgozhatóságának üzemi tesztelésére 1993-ban a következő eljárás alkalmazásával került sor: a) az újból felhasználható alkatrészeket eltávolítása a karosszériáról; b) a karosszéria szétbontása anyagfajtánként; c) a bontott karosszéria összezúzása aprítógéppel. Ezt az eljárást osztályozás utáni aprítás -nak nevezik. Az apríték minősége ezzel a módszerrel jobb, de a bontási költségek miatt drágább, mint az előző módszer. Azért alkalmazzák, mivel néhány fajta aprított alumíniumötvözetet géppel nehéz szétválogatni.

Az egyensúly helyreállítása érdekében az ipar törekszik újrafeldolgozható termékeket gyártani. A vasúti kocsik karosszériájához három anyagfajta használatos: lágyacél, rozsdamentes acél és alumínium.

2 A rozsdamentes acél járművekkel kapcsolatban korábban azért nem végeztek kutatásokat, mivel nem volt tesztelésre alkalmas jármű. A rozsdamentes acél járművek hosszú élettartamúak, és Japánban csak 1962-től kezdve gyártották. Nemrégiben vontak ki a használatból néhány első generációs járművet, így kísérleti célra ezek rendelkezésre álltak. A rozsdamentes acél kocsik újrahasznosíthatóságának üzemi tesztelése Az 1. ábra mutatja be a rozsdamentes acél újrafeldolgozási láncát. Japánban általában magas a rozsdamentes acél újrahasznosítási aránya, a piacról begyűjtött hányada kb. 80%, annak köszönhetően, hogy a rozsdamentes acél hulladéknak magas a piaci értéke. A kohászati rozsdamentes anyag több mint 50%-a reciklált. olvasztás, finomítás, öntés kohófém hulladék: 1,30 importált hulladék: 0,25 acélöntecs: 3,50 (2,00) hengerlés, hőkezelés, egyengetés hulladék: 0,55 nyersacél: 2,95 belföldre: 2,05 (1,19) megmunkálás hulladék: 0,15 acéltermék: 1,90 0,50 export: 0,90 arány:42% ha az életciklus = 15 év felhasználó hulladék: 0,35 1. ábra A rozsdamentes acél újrafeldolgozási láncolata (a számok 1996 (1981) évi millió tonna/év becslések) A rozsdamentes acélból készült kocsik újrafeldolgozására a Tokyu Car, az első japán rozsdamentes acél járműgyártó végzett üzemi kísérletet, és a nyert adatok alapján elemezte a reciklálási költségeket.

Nemrégiben vontak ki a használatból néhány első generációs járművet, így kísérleti célra ezek rendelkezésre álltak. A rozsdamentes acél kocsik újrahasznosíthatóságának üzemi tesztelése Az 1.

3 A kísérleti mintadarab egy 1964-ben gyártott, első generációs vasúti kocsi volt, amely nemcsak rozsdamentes, hanem lágyacélt is tartalmazott, de az eredmény tipikusnak tekinthető csaknem minden típusú rozsdamentes acél járműre. bontóüzem vasúti operátor használatból kivont vasúti szerelvény másodlagos használóhoz irányított jármű tartalék készlet (újból felhasználható alkatrészek) karosszéria félbevágása tovább nem használt jármű bontás aprítómű szelvényekre vágás aprítás automatikus osztályozás mágneses fém nem-mágneses fém nemfémek lágyacél rozsdamentes acél alumíniumötvözet újrafeldolgozható anyag por 2. ábra Osztályozás előtti aprítás módszerének folyamata használatból kivont rozsdamentes acél kocsira

bontóüzem vasúti operátor használatból kivont vasúti szerelvény másodlagos használóhoz irányított jármű tartalék készlet (újból felhasználható alkatrészek) karosszéria

4 Módszerként az osztályozás előtti aprítást választották (2. ábra). Az újból felhasználható alkatrészek eltávolítása után a karosszériát kettévágták, hogy a közúti szállítását olcsóbbá tegyék. A két részt ezután az aprítóműbe vitték, ahol azokat további szelvényekre vágták, utána pedig aprították. Az aprítékot anyagfajták szerint osztályozták, majd újrafeldolgozásra szállították. Teszteredmények 1. A nagy szilárdságú rozsdamentes acél, amelyet a főtartókhoz használnak, apríthatónak bizonyult, az előzetes kételyek ellenére. 2. Lehetségesnek bizonyult a rozsdamentes acél és a lágyacél szétválasztása. Utóbbit az alváz részeként használták és egyes rozsdamentes acél részekhez volt hegesztve. 3. Az osztályozás előtti aprítás módszerével nyert hulladék minősége a piac számára elfogadhatónak bizonyult. Így bebizonyosodott, hogy ez az eljárás alkalmazható a rozsdamentes acél kocsikra. Az újrafeldolgozási költségek összehasonlítása A teszteredmények alapján összehasonlították a háromtípusú karosszéria újrafeldolgozásának költségeit. Egy elhasznált kocsi reciklálásának költsége egyenlő a bontási költségek és a hulladék anyag, valamint az újból használható alkatrészek értékének különbségével: C R = C D V M V P ahol az egyszerűsítés kedvéért az újból használható alkatrészek értéke V P = 0, mivel a V P nem függ a karosszéria anyagtípusától. Ezért az egyenlet átalakítható: C R = C D V M A bontási költség a munkaerő (C L ), aprítás (C S ) és szállítás (C T ) költségének összege: C D = C L + C S + C T ahol a munkaerő költsége az időegységre vetített munkadíj és a munkaidő szorzata: C L = U L T L

Teszteredmények 1. A nagy szilárdságú rozsdamentes acél, amelyet a főtartókhoz használnak, apríthatónak bizonyult, az előzetes kételyek ellenére. 2.

5 A hulladék anyag értéke (V M ) az összes aprított anyag összege: (U i a hulladék egységára, M i a hulladék mennyisége) Eredmények V = Σ U M M i i i A rozsdamentes acél, ill. az alumíniumjárművek újrafeldolgozhatóságára vonatkozó üzemi tesztekből nyert adatok alapján megállapítható, hogy az osztályozás előtti aprítás módszerével reciklált rozsdamentes acél, lágyacél, ill. alumínium-ötvözetű kocsik szétbontási költsége egyenlő, de az osztályozás utáni aprítás -sal feldolgozott alumíniumötvözetű kocsiké magasabb a többinél (3/a ábra). Az üzemi tesztek adatai és a piaci hulladékár alapján a fenti egyenletből számítva az aprított hulladék anyag értéke (V M ) legmagasabb az osztályozás előtti aprítás módszerével reciklált rozsdamentes acélnál, második legmagasabb az osztályozás utáni aprítás -sal feldolgozott alumíniumötvözet esetében, a hulladék anyag jobb minőségének köszönhetően (3/b ábra). A reciklálási költség legalacsonyabb, csaknem zéró az osztályozás előtti aprítással reciklált rozsdamentes acélnál, mivel a bontási költséget csaknem teljesen ellensúlyozza a hulladék anyag magas értéke (3/c ábra) bontási költség, C D aprítás szállítás munkaerő 1000 JPY AL-a AL MS SUS 3. ábra

alumínium-ötvözetű kocsik szétbontási költsége egyenlő, de az osztályozás utáni aprítás -sal feldolgozott alumíniumötvözetű kocsiké magasabb a többinél (3/a ábra).

6 3. ábra folytatása hulladék anyag értéke, V M 1000 JPY AL-d AL MS SUS AL-a AL MS SUS reciklálási költség, C R JPY AL-a AL MS SUS AL-a: Alumíniumötvözet kocsi, osztályozás után aprítva; AL: Alumíniumötvözet kocsi, osztályozás előtt aprítva; MS: Lágyacél kocsi, osztályozás előtt aprítva; SUS: Rozsdamentes acél kocsi, osztályozás előtt aprítva; 3. ábra Reciklálási költségek összehasonlítása

osztályozás után aprítva; AL: Alumíniumötvözet kocsi, osztályozás előtt aprítva; MS: Lágyacél kocsi,

7 A reciklálhatóság elemzése A vasúti kocsikhoz használt rozsdamentes acél a japán szabvány szerinti JIS G 4305 minőség hideg utánhengerlés szerinti 5 típusának felel meg. Különböző tulajdonságaik ellenére nem szükséges ezeket szétválogatni, mivel olvasztás után ugyanazt az anyagminőséget adják. Az alumínium járművekben különféle ötvözeteket használnak a követelményeknek megfelelően. Mivel az alumíniumötvözeteket nehéz gépileg szeparálni, a jobb hulladékminőség elérése érdekében ezeket a járműveket osztályozás után kell aprítani. A legáltalánosabban használt rozsdamentes acél (SUS304) 18% Cr-t és 8% Ni-t tartalmaz, és mivel mindkettő értékes fém, ennek a hulladéknak az újrafeldolgozása jól meghonosodott. A vasúti járművekhez használt speciális rozsdamentes acél (SUS301L) ugyanezeket az összetevőket tartalmazza, csak némileg eltérő arányban, ezért lehetséges ugyanezzel az újrafeldolgozási lánccal reciklálni. A rozsdamentes acélok nyersanyagát több mint 50%-ban hulladékok teszik ki. Mivel a rozsdamentes kocsikból származó hulladék ismét felhasználható, lehetséges a zárt láncú újrafeldolgozás, azaz rozsdamentes acél karosszériából rozsdamentes karosszériává. De lehetséges az ún. nyílt láncú újrafeldolgozás is, ami bármely termékből bármely termékké való reciklálást jelent, tehát a rozsdamentes acél karosszériából bármely termékké és fordítva. Ez az oka annak, hogy a SUS301L hulladék piaci egységára közel húszszorosa a lágyacélénak. Következtetések Az elhasznált rozsdamentes acél járművek reciklálhatóságára folytatott üzemi kísérlet és elemzés alapján az alábbi következtetések foglalhatóak össze: 1. Lehetséges az osztályozás előtti aprítás módszer alkalmazása. 2. A rozsdamentes kocsik újrafeldolgozása olcsóbb, mint az összehasonlítható más anyagoké. 3. Lehetséges mind a zárt, mind a nyílt láncú újrafeldolgozás. Összeállította: Kaposi Mária Matsuoka, S: Recyclability of stainless steel railway vehicles. = Journal of Rail and Rapid Transit, 217. k. F4. sz p Die mobile Aluminiumanalyse. Schrottsortierung leicht gemacht. = Aluminium, 80. k. 1/2. sz p

Az alumínium járművekben különféle ötvözeteket használnak a követelményeknek megfelelően.

Hasonló dokumentumok

Rubber Solutions Kft. Cégismertető

Rubber Solutions Kft. Cégismertető Rubber Solutions Kft Cégismertető Cégünk bemutatása Társaságunk 30 éves tapasztalattal végzi hulladékgazdálkodási tevékenységét. Telephelyünk 70 hektárnyi ipari területen helyezkedik el. 15 alkalmazottat