VDI 4075 Blatt 3-2016 Cleaner production (PIUS) - Foundries industries.pdf

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1、ICS 13.020.30, 77.180 VDI-RICHTLINIEN Juli 2016 July 2016 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Produktionsintegrierter Umweltschutz (PIUS) Gieereitechnik Cleaner production (PIUS) Foundries industries VDI 4075 Blatt 3 / Part 3 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie

2、 ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Energie und Umwelt (GEU) Fachbereich Ressourcenmanagement VDI-Handbuch Ressourcenmanagement in der Umwelttechnik VDI-Handbuch Pr

3、oduktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 1: Grundlagen und Planung Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgaben:09.08;12.14Entwurf,deutschFormereditions:09/08;12/14Draft,inGermanonlyZu beziehen durch/AvailableatBeuthVe

4、rlagGmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten/All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2016Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 3 2 Normative Verweise 3 3 Begriffe 3 4 PIUS-Manahmen in Gieereien (Beispiele) 4 5 Vorgehensweise 6 5.1 Schritt 1

5、Definition der Ziele und Wirkungsgrenzen . 11 5.2 Schritt 2 Identifikation der Ein- und Ausgangsstrme . 12 5.3 Schritt 3 Feststellung der Rahmenbedingungen 14 5.4 Schritt 4 Auswahl und Darstellung der Ein- und Ausgangsstrme 15 5.5 Schritt 5 Analyse des PIUS-Potenzials in Gieereien . 15 5.6 Schritt 6

6、 Darstellung des Verbesserungspotenzials durch PIUS im Vergleich zur Istsituation 16 5.7 Beispiel einer systematischen Vorgehensweise in einer Eisengieerei 16 6 Praxisbeispiele von PIUS-Manahmen in Gieereien . 21 Schrifttum 26 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 3 2 Normative references .

7、3 3 Terms and definitions 3 4 Cleaner production measures in foundries (examples) 4 5 Procedure 6 5.1 Step 1 Defining the targets and system boundaries 11 5.2 Step 2 Identifying the input and output flows . 12 5.3 Step 3 Determining the relevant framework 14 5.4 Step 4 Selecting and representing the

8、 input and output flows . 15 5.5 Step 5 Analysing the cleaner production potential in foundries . 15 5.6 Step 6 Representing the improvement potential afforded by cleaner production as against the actual situation . 16 5.7 Example of methodology of the cleaner production analysis in an iron foundry

9、16 6 Practical examples of cleaner production measures taken in foundries . 21 Bibliography 26 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 2 VDI 4075 Blatt 3 / Part 3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutsche

10、r Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder v

11、ollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei ge

12、dankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/4075. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved,

13、including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions (www.vdi.de/richtlinien

14、) specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. A catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/4075. Einleitung Das Fertigungsverfahren Gieen“ erzeugt ein weitgehend endkontu

15、rnahes Produkt, wodurch es vergleichsweise material- und energiesparend ist. Weiterhin ist mit dieser Technologie ein nahezu vollstndiges Metallrecycling mglich. Die Anforderungen hinsichtlich des Umweltschut-zes steigen jedoch stetig weiter an: Gesetzgeber, Nachbarschaft und Umfeld von Gieereien er

16、war-ten eine weitere Reduzierung der Emissionen und die Abfallgesetzgebung bedingt eine noch intensi-vere Wiederverwertung von Materialien. In der Gieereibranche ist daher, wie auch in anderen Be-reichen der Wirtschaft, eine generelle Hinwendung zu noch strkerer Nachhaltigkeit, insbesondere zur Ress

17、ourcen- und Energieeffizienz, erkennbar. Damit werden in der betrieblichen Praxis Ma-nahmen zum weiteren rationellen Ressourcenein-satz und zur Effizienzsteigerung unabdingbar. Das erhht die Wettbewerbsfhigkeit der Betriebe und hilft die Produktion an vernderte Marktgegeben-heiten und Gesetze anzupa

18、ssen. Zugleich finden neue Erkenntnisse aus Forschung und Entwicklung sowie die aktuellen Gegebenheiten auf den Mrk-ten fr Roh- und Hilfsstoffe und fr Energietrger Bercksichtigung. Kenntnisse ber verbesserte Lsungen knnen aus unterschiedlichen Quellen stammen. Seitens der Europischen Union wurde im

19、Jahr 2004 eine um-fassende Beschreibung der besten verfgbaren Technik (BVT) fr Gieereien erstellt. Diese kann der Praktiker nutzen, um fr seinen Betrieb geeig-nete und konomisch vorteilhafte Lsungen aus-zuwhlen. Informationen bei Fachtagungen, aus der Fachpresse, von Gieereivereinigungen sowie Intro

20、duction The production process “casting” yields largely near-net-shape products, which makes it a compar-atively materials- and energy-saving process. Fur-thermore, this technology allows metal recycling rates of nearly 100 %. However, requirements with regard to environmen-tal protection are gettin

21、g ever stricter: Legislators, and neighbours in the immediate vicinity and broader environs of foundries, demand a further reduction of emissions, and waste legislation stipu-lates a further intensified recycling of materials. Therefore, the general trend in the foundry indus-try, like in other econ

22、omic sectors, is towards even greater sustainability and, particularly, towards resource efficiency and energy efficiency. For the foundries, this means that taking measures for a continued rational use of resources and for an increase in efficiency is indispensable. This en-hances the enterprises c

23、ompetitiveness and helps adapting production to changed market conditions and amended legislation. At the same time, new findings from research and development and the current conditions on the markets for raw materials and supplies and for energy sources are taken into account. Knowledge of improve

24、d solutions can be obtained from various sources. On the part of the European Union, a comprehensive description of the best available techniques (BAT) for foundries was compiled in 2004. Practitioners can use this docu-ment to select suitable and economically favoura-ble solutions for their enterpr

25、ises. Information gathered during symposia, from the specialised press, from foundries associations and also from B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e

26、.V., Dsseldorf 2016 VDI 4075 Blatt 3 / Part 3 3 aus Vergleichen von Leistungsdaten oder Informa-tionen aus Gegenberstellungen von Branchenbe-trieben (in sogenannten Benchmarking-Prozessen) knnen auf ungenutzte Potenziale im eigenen Be-trieb hinweisen. Um zielgerichtet Verbesserungen zu entwickeln, b

27、entigt der Praktiker insbesondere aus den klei-nen und mittelstndischen Betrieben neben den Informationen auch ein methodisches Handwerks-zeug. In der Richtlinie VDI 4075 Blatt 1 ist eine branchenbergreifend anwendbare Verfahrenswei-se fr den Produktionsintegrierten Umweltschutz (PIUS) beschrieben.

28、Blatt 3 der Richtlinienreihe VDI 4075 ermglicht eine detaillierte Bewertung sowohl von Teilschrit-ten als auch vom Gesamtprozess in Gieereien. Es ist so angelegt, dass ein Bezug zu betrieblichen Managementsystemen (Qualitt, Umweltschutz, Arbeitsschutz) leicht hergestellt werden kann. Des Weiteren ka

29、nn seine Anwendung auch zu einem kontinuierlichen Verbesserungsprozess im Unter-nehmen beitragen. comparisons of performance data or comparisons of enterprises from the same industrial sector (in the context of so-called benchmarking processes) can indicate potentials as yet unexploited by their own

30、 enterprises. In addition to said information, practitioners, par-ticularly in small and medium-sized enterprises, need methodical tools in order to develop specific improvements. The standard VDI 4075 Part 1 de-scribes a cleaner production (PIUS) procedure applicable to all kinds of industries. Par

31、t 3 of the series of standards VDI 4075 is in-tended to allow a detailed evaluation of both pro-duction steps and the overall process in foundries. It has been drafted in such a manner that internal management systems (quality, environmental pro-tection, occupational health and safety) can be relate

32、d to easily. Furthermore, application of this standard can contribute to a continuous improve-ment process within the enterprise. 1 Anwendungsbereich Die Richtlinie wendet sich an Praktiker aus Giee-reien, die auf Erkenntnisse und Erfahrungen von PIUS bei der Modernisierung oder Planung von Anlagen

33、und Produktionsprozessen zurckgreifen wollen, um gleichzeitig und mit Prioritt je nach der konkreten Betriebssituation die Umwelt zu schtzen, die Qualitt zu optimieren und die Kos-ten zu senken. 1 Scope This standard addresses practitioners in foundries who wish to make use of cleaner production fin

34、d-ings and experience regarding the modernisation or planning of plants and production processes, with the aim of protecting the environment while also optimising quality and reducing costs, priorities depending on the specific situation of the respec-tive enterprise. 2 Normative Verweise Das folgen

35、de zitierte Dokument ist fr die Anwen-dung dieser Richtlinie erforderlich: VDI 4075 Blatt 1:2014-10 Produktionsintegrierter Umweltschutz (PIUS); Grundlagen und An-wendungsbereich 2 Normative references The following referenced document is indispensa-ble for the application of this standard: VDI 4075

36、 Part 1:2014-10 Cleaner production (PIUS); Basic principles and area of application 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die Begriffe nach VDI 4075 Blatt 1 und die folgenden Begriffe: Abfallsand Schuttsandanteile, Staub, Sandknollen, Filterstu-be, die nicht wirtschaftlich wiederverwe

37、ndet wer-den knnen und zur Deponie gefahren werden Altsand Schuttsand aus dem klassischen Sandguss und/oder Kreislaufsand aus der Lost-Foam-Gieerei, die in Sandregenerierungsanlagen wiedereinsetzbar auf-bereitet werden knnen 3 Terms and definitions For the purposes of this standard, the terms and de

38、finitions as per VDI 4075 Part 1 and the follow-ing terms and definitions apply: waste sand amounts of mixed spent sand, dust, sand lumps, filter dusts, which cannot cost-efficiently be reused and are therefore sent to landfill spent sand mixed spent sand from conventional sand casting and/or recycl

39、ed sand from lost foam casting that can be processed in sand reclamation systems for reusability B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 4 VDI 4075 Blatt 3 / Part 3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutsc

40、her Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Auffrischungsgrad Verhltnis von Neusand zu vergossenem (erkalte-tem) Eisen 1 Filterstaub feiner Staub, der zur Emissionsvermeidung bei der Filterung der Abluft anfllt und fr eine weitere Formgebung ungeeignet ist und ausgesondert wird Grnsand Quarzsand mit anorgan

41、ischen Bindemitteln (z. B. Bentonit = Bentonit gebundener Sand oder Ton) Anmerkung: Die in Gieereien gefertigten Gussstcke wer-den berwiegend in Grnsandformen hergestellt. Kernsand zur Ausbildung der Gussstck-Innenkonturen in Grnsandformen eingelegt Kernstcke aus Quarz-sand unter Zusatz von organisc

42、hen Bindemitteln, wie Furanharzen oder Phenolharzen Anmerkung: Der Kernsand wird durch chemische Aushr-tung der Bindemittel verfestigt. Neusand angelieferter, ungebrauchter Formgrundstoff/Form-stoff ohne Zusatzstoffe in Anlehnung an VDG R 201 Regeneratmenge Menge an gebrauchtem Sand, die infolge der

43、 Re-generation nicht als Abfall entsorgt werden muss Schuttsand nach Erstarrung des Gussstcks beim Zerfallen der Kernstcke aufgrund der thermischen Belastung beim Trennen der Form vom Gussstck entstehen-des Gemisch aus verbrauchtem Grnsand und Kernsand, das wiederverwertet werden sollte Zuschlagssto

44、ff Hilfsstoffe, wie Bentonit, Harze oder Glanzkohlen-stoffbildner, die dem Quarzsand zugegeben wer-den, um eine bessere Formgebung und Oberfl-chenbeschaffenheit zu gewhrleisten sand-to-metal ratio ratio of new sand to iron poured (solidified) adapted from 1 filter dust fine dust resulting from exhau

45、st air being filtered to avoid emissions and which is unsuitable for a fur-ther moulding operation and is therefore rejected greensand silica sand containing inorganic binders (e.g. ben-tonite = bentonite-bonded sand or clay) Note: Castings made in foundries are for the most part pro-duced using gre

46、ensand moulds. core sand silica sand to which organic binders, such as furan resins or phenolic resins, have been added, that forms the internal contours of castings by cores placed into the greensand moulds Note: The core sand hardens through chemical curing of the binders. new sand unused moulding

47、 base material/moulding material delivered without additives adapted from VDG R 201 volume of reclaimed material volume of used sand reclaimed and therefore not to be disposed of as waste mixed spent sand to be recycled mixture of spent greensand and core sand, disintegrating due to thermal load aft

48、er cast-ing once the solidified casting is removed from the mould additive supplies such as bentonite, resins, or lustrous car-bon formers which are added to silica sand to im-prove the moulding result and surface finish 4 PIUS-Manahmen in Gieereien (Beispiele) Unter dem Begriff PIUS“ werden sowohl

49、techni-sche als auch organisatorische Vernderungen von Produktionsablufen und/oder Produktionsanlagen verstanden, durch die sich eine deutliche Vermin-derung von Umweltbelastungen erzielen lsst. Gleichzeitig und mit Prioritten je nach der kon-kreten Betriebssituation sind die Qualitt zu op-timieren und die Kosten zu senken. Dabei wird durch PIUS das Entstehen von Umweltbelastungen nicht erst im Anschluss an den eigentlichen Pro-duk