Jak należy prawidłowo wykonać wyciąg dymu olejowego znad stanowisk odlewania ciśnieniowego?

Wykonanie wentylacji w pomieszczeniach, w których znajdują się prasy do odlewania ciśnieniowego to trudny temat dla projektanta, ponieważ na jednym stanowisku występuje kilka różnych rodzajów emisji, w dodatku zmiennych w czasie.
Aby prawidłowo wykonać instalację wentylacyjną, niezbędne jest poznanie zasady działania pras odlewniczych. W pobliżu prasy zwykle umiejscowiony jest tygiel, w którym znajduje się ciekły metal emitujący opary i ciepło. Proces produkcyjny polega na wtryśnięciu ciekłego metalu do zamkniętej szczelnie formy, w której zastyga, co trwa od kilkunastu do kilkudziesięciu sekund. Następnie rozsuwają się części prasy i otwierają formę. Odlany detal zostaje usunięty, a pomiędzy dwie części formy zostaje wprowadzana dysza, która w celu schłodzenia i nasmarowania formy spryskuje ją emulsją olejową. W tym momencie występuje bardzo duża emisja dymu olejowego. Czas pojedynczego cyklu to zwykle


Fot. 1 i 2 Standardowy okap, podczas natrysku środka rozdzielczego na formę – w początkowej fazie następuje wypełnienie okapu, a później „odbicie” strumienia konwekcyjnego i rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń

od kilkudziesięciu sekund do kilku minut. Przez cały czas pracy urządzenia występuje ciągła emisja ciepła i oparów znad tygla, a także ciągła emisja ciepła nad prasą, oraz chwilowa – bardzo silna emisja dymu olejowego podczas schładzania formy.
Ze względu na to, że emisja zanieczyszczeń jest powiązana z ciągłą emisją ciepła, dobrym rozwiązaniem będzie okap.
Ciągłą i równomierną emisję ciepła i zanieczyszczeń można porównać do ciągłego wlewania wody do zbiornika. Aby woda w końcu się z niego nie wylała, musi być odprowadzana − przy czym ilość wody odprowadzanej powinna być większa od ilości wody wlewanej. W przypadku prasy odlewniczej mamy do czynienia z silną emisję chwilową – wracając do przykładu ze zbiornikiem – woda nie wlewa się jednolitym strumieniem, ale jest raz na jakiś czas wlewana dużymi porcjami. W takim wypadku odpływ musiałby mieć bardzo duży przekrój, aby zapewnić szybki odbiór tak dużej ilości wody. Dobrym rozwiązaniem w takim wypadku jest powiększenie zbiornika odbierającego wodę. Wracając do naszej branży, oznacza to, że okap w wypadku dużych emisji chwilowych musi mieć bardzo dużą objętość.
Oczywiście sam dobór zarówno wielkości okapu, jak i ilości wyciąganego powietrza , a także rodzaju filtra wymaga obliczeń, uwzględniających wielkość prasy, czasu pojedynczego cyklu oraz ilości zużywanego chłodziwa. Dobranie zbyt dużego okapu generuje niepotrzebne nakłady inwestycyjne,

Fot. 3 Okap kubaturowy– a) podczas natrysku środka rozdzielczego na formę – widoczny słup dymu unoszący się do wnętrza okapu, b) podczas serwisu prasy – rozsunięte części okapu

Rys. 4 Graficzne przedstawienie skuteczności wyciągu dla okapu standardowego i kubaturowego dla prasy odlewniczej, przy
różnych wydatkach

Rys. 5 Schemat przedstawiający ilość oleju wyłapywaną przez kolejne sekcje filtra dla prasy „1200ton” (sekcja nr 3 to filtr HEPA).

a także indukuje dobór zbyt dużego filtra. Okap zbyt mały nie będzie w stanie przechwycić całego obłoku dymu i będzie wymagał filtra o jeszcze większej wydajności.
Sam okap jest urządzeniem bardzo ciekawym, ponieważ jego konstrukcja musi umożliwiać dostęp serwisowy do prasy.
Najczęściej w tym celu stosuje się prowadnice umożliwiające rozsuwanie (ręczne lub automatyczne) okapu nad stanowiskiem. Rozmiar cząstek dymu olejowego często nie przekracza 1μm, co oznacza, że jest to dość trudny do filtracji rodzaj zanieczyszczeń. Dodając do tego dużą lepkość, okazuje się, że jest bardzo ograniczony wybór urządzeń, które mają szansę działać skutecznie.
Najczęściej stosowanymi rozwiązaniami są elektrofiltry oraz filtry kilkustopniowe.

Wadą filtrów elektrostatycznych jest szybki spadek ich skuteczności w trakcie pracy i konieczność częstych przestojów serwisowych w celu czyszczenia filtra.
Z kolei urządzenia wielostopniowe wyposażone w samoociekające wkłady główne, które mogą długo pracować bez konieczności ich czyszczeni (nawet powyżej roku) są dużo droższe od elektrofiltrów.
Dużym zaskoczeniem dla osób, które nie miały wcześniejszych doświadczeń z odlewnictwem stopów lekkich może być skala emisji. Ze względu na mały rozmiar cząstek dymu wizualnie obłok pary/dymu nad maszyną wydaje się mały, ale rzeczywista emisja potrafi sięgać kilku tysięcy litrów rocznie z pojedynczej prasy. Ten fakt należy uwzględniać na etapie doboru urządzenia filtracyjnego.

Mariusz Szczepkowski