)
#$ % ' *
&' +
!" (! ,
– Elérhet legjobb technika a kerámiatégla és -cserép gyártásában –
TERVEZET
Tégla és Cserépipari Környezetvédelmi Társulás
a Környezetvédelmi Alap Célel irányzat támogatásával és a Környezetgazdálkodási Intézet IPPC Osztálya szakmai segítségével
Dudás Judit Magyar Téglás Szövetség és
Máyer Zoltán Magyar Természetvéd k Szövetsége
Budapest, 2003. május
Tartalomjegyzék
1. ÁLTALÁNOS INFORMÁCIÓK...........................................................................................4 1.1 Bevezetés .....................................................................................................................4 1.2 A BAT alkalmazása új és meglév üzemek esetén.....................................................5 1. 3 Az engedély megszerzésére vonatkozó határid k .....................................................6 1.4 Az engedélyezés m szaki szempontjai .......................................................................6 1.5 Az EKH engedélyezés hatálya alá tartozó létesítmények ..........................................7 1.6 Az ágazat f bb környezeti hatásai és szempontjai.....................................................7 1.6.1 Energiafogyasztás: ...................................................................................................8 1.6.2 Légszennyezés: ........................................................................................................8 1.6.3 Tájsebek: .................................................................................................................8 1.6.4 Hulladék: .................................................................................................................9 1.6.5 Zaj és rezgés: ...........................................................................................................9 1.6.6 Vízszennyezés: ........................................................................................................9 1.6.7 Baleseti kockázatok ...............................................................................................10 1.7 Gazdasági összefüggések a tégla- és cserépiparban.................................................10 1.7.1 A hazai tégla- és cserépipar volumene, termékszerkezete és tulajdonosi struktúrája10 1.8 Földrajzi elhelyezkedés.............................................................................................15 1.9 Lényeges környezetvédelmi intézkedések az iparágban..........................................15 2. ALKALMAZOTT TECHNIKÁK A MAGYAR TÉGLA- ÉS CSERÉPIPARBAN ................................17 2.1 A tégla- és cserépgyártás folyamatainak általános áttekintése, folyamatábrák .....17 2.2 A termékek f jellemz i ............................................................................................20 2.3 Az alapanyag.............................................................................................................21 2.3.1 Hazai agyagok csoportosítása, kémiai és ásványi összetétel alapján .......................21 2.3.2 Adalékanyagok ......................................................................................................22 2.4 Agyagbányászat ........................................................................................................23 2.5 Nyersanyag el készítés .............................................................................................24 2.5.1 Tárolás a bekeverés és megmunkálás el tt..............................................................24 2.5.2 Nyersanyag adagolása és adalékanyagok bekeverése..............................................25 2.5.3 Durva és finom aprítás, rlés..................................................................................26 2.5.4 Tárolás...................................................................................................................27 2.6 Formázás ...................................................................................................................27 2.7 Szárítás ......................................................................................................................29 2.7.1 A szárítók osztályozása ..........................................................................................30 2.7.2 A kamrás szárító ....................................................................................................31 2.7.3 A csatornaszárító....................................................................................................33 2.8 A termék égetése .......................................................................................................35 2.8.1 Színterezés, mint az égetési folyamat fontos lépése ................................................36 2.8.2 Az égetési id és h mérséklet ................................................................................37
2
2.8.3 Az égetési atmoszféra. ...........................................................................................37 2.8.4 Fiziko - kémiai változások az égetés folyamán .......................................................37 2.8.5 A Hoffmann féle körkemence ................................................................................38 2.8.6 Az alagútkemence..................................................................................................41 2.8.7 Környezetterhelések az égetés során.......................................................................43 2.9 Termék csomagolása, tárolása..................................................................................47 2.10 Rekultiváció és tájrendezés.....................................................................................48 2.10.1 A tájrendezés története .........................................................................................48 2.10.2 A tájrendezés célja és folyamata...........................................................................49 2.10.3 A rekultiváció környezeti hatásai..........................................................................50 3. AZ ALKALMAZOTT ELÉRHET
LEGJOBB TECHNIKA (BAT) BEMUTATÁSA ..........................52
3.1 BAT elvárások az agyagbányászat során.................................................................52 3.2 BAT elvárások a szárítás esetében ...........................................................................52 3.3 BAT elvárások az égetés során .................................................................................53 3.4 BAT elvárások a tájrendezés területén ....................................................................55 3. 5 Anyag-, víz és energiagazdálkodás ..........................................................................55 3.5.1 Anyaggazdálkodás .................................................................................................55 3.5.2 Vízgazdálkodás, vízmin ség védelem ....................................................................56 3.5.3 Energiaszükséglet és energiagazdálkodás ...............................................................56 3.6 Hulladékgazdálkodás................................................................................................57 3.7 További csökkentési technikák.................................................................................57 3.7.1 Porkibocsátás .........................................................................................................57 3.7.2 Zaj elleni védekezés ...............................................................................................58 4. VONATKOZÓ JOGSZABÁLYOK LISTÁJA .........................................................................59 I. MELLÉKLET: MAGYARORSZÁGI TÉGLA- ÉS CSERÉPGYÁRAK ELHELYEZKEDÉSE .................61 II. MELLÉKLET: A TÉGLA- ÉS CSERÉPIPAR KÖRNYEZETI HATÁSMÁTRIXA .............................64 III. MELLÉKLET: HULLADÉKLISTA ....................................................................................67 IV. MELLÉKLET: SZÓJEGYZÉK .......................................................................................68
3
1. ÁLTALÁNOS INFORMÁCIÓK 1.1 Bevezetés Az Integrált Szennyezés-megel zés és Ellen rzésr l (Integrated Pollution Prevetion and Controll) szóló, 96/61/EC sz. irányelv (IPPC Direktíva) 1999. október 30-án lépett életbe az Európai Unió tagországaiban. A magyarországi EU jogharmonizációnak és az EU követelményeknek megfelel en az IPPC irányelv a környezetvédelem általános szabályait rögzít , 1995. évi LIII. törvény módosítása és az egységes környezethasználati engedélyezési eljárás részletes szabályait lefektet , 193/2001. (X.19.) Kormány rendelet megalkotása révén épült be a magyar jogrendszerbe. A Kormány rendelet 2001. októberében lépett hatályba és az összes érintett létesítményben való maradéktalan végrehajtásának határideje 2007. október 30. Az IPPC irányelv kiemelked jelent ség környezetvédelmi jogszabály. Célja, a környezetre jelent s hatással bíró szennyezések olyan egységes ellen rzési rendszerének megteremtése, melynek eredményeként a szennyezés a lehet legkisebb hatást gyakorolja a környezet egészére. A megel zés és kibocsátás minimalizálásának követelményeit egy integrált engedélyezési rendszer foglalja keretbe. Az IPPC új, fontos jellemz je az Elérhet Legjobb Technika (BAT: Best Available Technique) meghatározása. Ezt az elvet korábban nem alkalmazták a magyarországi környezetvédelmi szabályozásban. A BAT értelmezése a környezetvédelem általános szabályairól szóló, 1995. évi LIII. törvény. 4.§-ban található (a törvényt a 2001 évi LV. törvény módosítja, mely egyes törvényeknek a környezet védelme érdekében történ , jogharmonizációs célú módosításáról szól). A BAT összefoglalva a következ ket jelenti: minden folyamat, úgy mint a technológiai folyamatok, tervezés, karbantartás, üzemeltetés és a tevékenység felhagyása, amelyek az adott m szaki és gazdasági feltételek mellett gyakorlati alkalmazásra kerülnek és amelyek a leghatékonyabbak környezet egészének magas színvonalú védelme szempontjából. Fontos megjegyezni, hogy egy adott létesítmény esetében a BAT nem szükségszer en az alkalmazható legkorszer bb, hanem gazdaságossági szempontból legésszer bb technológiát jelenti. A meghatározás figyelembe veszi, hogy a környezet védelme érdekében tett intézkedések költségei nem lehetnek irreálisan magasak. Ennek megfelel en a BAT ugyanazon ágazat létesítményeire például el írhat eltér technológiát a szennyez -anyag kibocsátás mérséklésére, amely ugyanakkor az adott létesítmény esetében a legjobb elérhet technológia. Amennyiben a BAT alkalmazásával a nemzeti vagy a nemzetközi környezetvédelmi el írások sérülnének, a BAT-nál szigorúbb intézkedések is alkalmazhatók. A 193/2001 (X. 19.) Kormány rendelet fontos eleme, a létesítmény környezeti hatásainak átfogó értelmezése. E jogszabály 2. melléklete tartalmazza azokat a feltételeket, melyek alapján az engedélyez hatóság és az engedélykér (a környezethasználó) egyaránt meg tudják határozni, hogy mi tekinthet BAT-nak. Annak érdekében, hogy az engedélyt igényl k és az engedélyez hatóság számára a BAT meghatározását megkönnyítsék, a Környezetvédelmi Minisztérium iparági útmutatók kiadása mellett döntött, melyek segítségével a BAT alkalmazásával kapcsolatos döntések meghozhatók. Ezen útmutatók a BAT meghatározásához adnak olyan információt, melyek egyaránt segítséget nyújtanak az egységes környezethasználati engedélyezési eljárás lefolytatásához, valamint az engedélyben meghatározott követelmények betartásához. Az útmutató célja egyben az is, hogy szakmai segítséget nyújtson az engedély kérelmez k részére az engedélykérelmi dokumentáció összeállításában, valamint az engedélyez hatóság munkatársai részére az engedélykérelem elbírálásához. Az útmutató adatokat közöl az adott ágazat jelent ségér l, jellemz ir l és f bb gazdasági jelz számairól. Bemutatja a Magyarországon alkalmazott technológiákat és az
4
ágazatban alkalmazott folyamatokat jellemz , f bb szennyez forrásokat és szennyez komponenseket. Követelményeket fogalmaz meg a BAT színvonal eléréséhez a technológia egyes szakaszaira és javaslatokat ad az el írások megvalósítása érdekében szükséges intézkedésekre. Az útmutatók információt nyújtanak bizonyos szennyez anyag-specifikus jogszabályokkal kapcsolatosan is, melyek meghatározzák a jelenleg érvényes kibocsátási határértékeket, és amelyek egyben az egységes környezethasználati engedélyezési eljárás minimálisan szükséges feltételeit alkotják. Jelen tanulmány írásának id pontjában (2002. december. – 2003. április.) még csak kezdeti állapotban van – a Sevillában készül – kerámiaiparról szóló BREF (BAT Referencia Dokumentum), amely tartalmazza majd a tégla- és cserépgyártásra vonatkozóan is az elérhet legjobb technika követelményeit. Az útmutató ezért szinte teljes egészében a hazai téglás ipar szakembereinek közrem ködésével, a hazai tapasztalatokra építve, saját munka eredményeként jött létre.
1.2 A BAT alkalmazása új és meglév üzemek esetén Új üzemek esetén a BAT meghatározásakor az ebben az útmutatóban leírt technológiák figyelembe vételével kell a legmegfelel bbet kiválasztani vagy az itt leírtaknál korszer bbet, ha ilyen az útmutató megjelenése után áll rendelkezésre. Már m köd üzemek esetén a BAT meghatározásakor nagy számú tényez t kell figyelembe venni annak eldöntésekor, melyik az a leghatékonyabb technika, amely környezet védelme szempontjából a legmegfelel bb. A cél olyan engedélyezési feltételek meghatározása, melyekkel a létesítmény a lehet legjobban megközelíti az új létesítmények létesítésekor alkalmazott követelményeket, figyelembe véve ugyanakkor a költséghatékonyságot és a megvalósíthatóságot is. Amikor a BAT el írások alkalmazhatóságát értékelik új vagy már m köd létesítmények esetében, indokolt esetben lehet ség van az ett l való eltérésre akár a szigorúbb, akár a kevésbé szigorú feltételek irányába, mint ezt a jelen dokumentum is tárgyalja. A legalkalmasabb technológia függ a helyi sajátosságoktól, így a lehetséges m szaki megoldások helyi költség-haszon viszonyainak elemzése szükséges lehet a legjobb megoldás kiválasztásához. A BAT-tól való eltérést indokolhatják a szóban forgó létesítmény m szaki jellemz i, földrajzi elhelyezkedése vagy a helyi környezeti feltételek, de nem indokolhatja a vállalati jövedelmez ség. A költségek csak ott vehet k helyi szinten számításba: − ahol egy fejlesztés BAT költség/haszon egyensúlya csak akkor válik pozitívvá, ha az üzem megfelel része megérett az átépítésre/renoválásra. Ezek azok az esetek amikor az adott szektorban a BAT–ot a helyi beruházási ciklussal összhangban lehet meghatározni; − abban az esetben pedig, ha számos költségigényes fejlesztésre van szükség, egy fázisokra osztott program/fejlesztési terv is elfogadható, mindaddig, amíg végrehajtása nem igényel olyan hosszú id t, hogy az egy nem kielégít en m köd technológia támogatásává váljék. Az el írásokat új és már m köd létesítményekre egyaránt alkalmazni kell és az ezekt l való eltérés új létesítményeknél kevésbé indokolható. Az új üzemeknek általában már a m ködés megkezdése el tt teljesen meg kell felelniük a BAT elvárásoknak. Néhány esetben indokolt lehet az üzemmenet felülvizsgálata (auditálása), melynek alapján meghatározhatók a szükséges fejlesztések. Ilyen körülmények között a korszer sítés ütemezése is, mint engedélyezési feltétel, kerül meghatározásra. Már m köd létesítmények esetén, melyek a BAT vagy a hatályos kibocsátási határértékek követelményeihez igen közeli feltételek mellett m ködnek, a BAT-nál kevésbé szigorú feltételek is elfogadhatók. Ilyen esetekben aránytalanul magas költséget jelentene a régi technológia újra való cserélése a szennyez anyag kibocsátás kismérték csökkenése
5
érdekében. Ebben az esetben az engedélykér nek kell javaslatot tennie a fejlesztések ütemezésére, amely során a létesítmény a lehet legközelebb kerül a BAT el írásaihoz és amely az engedélyez hatóság által is elfogadható.
1. 3 Az engedély megszerzésére vonatkozó határid k Az egységes környezethasználati engedélyezési eljárás engedélyez hatósága a területileg illetékes Környezetvédelmi Felügyel ség. A határid k, melyeket a vállatok az egységes környezethasználati (IPPC) engedély megszerzésére be kell tartaniuk, illetve az abban szerepl el írásoknak meg kell felelniük, a 193/2001. (X. 19.) Kormány rendeletnek megfelel en, a következ k: 1. A Kormány rendelet életbe lépését l új beruházás nem létesíthet egységes környezethasználati engedély nélkül. Amennyiben az adott tevékenységre a jogszabály környezetvédelmi hatástanulmány készítését írja el , az engedélyezési hatóság csak a környezetvédelmi hatástanulmány jóváhagyása után indíthatja meg az engedélyezési folyamatot. 2. Már m köd létesítmények esetén az egységes környezethasználati engedély kiadását teljes kör környezetvédelmi felülvizsgálatnak kell megel znie. 3. 1999. október 30-a után kiadott környezetvédelmi engedéllyel rendelkez létesítményeknek, melyek nem tesznek eleget a Kormány rendelet el írásainak (a kiemelten kezelend létesítmények), 2003. január 3-ig kellett megfelelniük az egységes környezethasználati engedély követelményeinek. A környezetvédelmi hatóságnak ilyen létesítmények esetén 2002. június 30-ig bocsátotta ki a teljes kör környezetvédelmi felülvizsgálat elvégzésér l szóló határozatát. 4. 1999.október 30-a el tt kiadott engedéllyel rendelkez (m köd ) létesítményeknek legkés bb – hacsak a jog másképpen nem rendelkezik – 2007. október 31-ig kell megfelelniük az egységes környezethasználati engedély követelményeinek. Ez esetben a környezetvédelmi hatóságnak legkés bb 2004. január 1-ig kell kibocsátania a teljes kör környezetvédelmi felülvizsgálatról szóló határozatát. Az engedélyek szükség szerint kerülnek felülvizsgálatra és módosításra. Mindazonáltal, a 193/2001 (X. 19.) Kormány rendelet bizonyos esetekben el írja az engedélyek felülvizsgálatának szükségességét. Ilyen eset például, ha a létesítmény által okozott kibocsátás olyan nagymérték , hogy a létesítményre vonatkozó érvényben lév kibocsátási határértékek felülvizsgálata, illetve módosítása válik szükségessé. Ezen kívül az engedélyez hatóság köteles az engedélyben rögzített feltételeket legalább 5 évente felülvizsgálni, valamint akkor is, ha: − a kibocsátott szennyez komponensek megváltoznak, − jelent s változtatás történik a folyamatokban, − a vonatkozó BAT jelent sen változik, − a biztonságos üzemmód érdekében új módszerekre van szükség, és/vagy − a létesítmény jelent s környezetterhelést okoz. −
1.4 Az engedélyezés m szaki szempontjai Az egységes környezethasználati engedély iránti kérelem tartalmi követelményeit a 193/2001. (X.19.) Kormány rendelet 3. Melléklete tartalmazza. A kérelmez nek adatokat kell szolgáltatnia a telephelyr l, a vállalatról, valamint a tevékenységér l, a javasolt fejlesztésekr l, az ott folyó tevékenység irányításának és ellen rzésének módszerér l, valamint a környezetre gyakorolt hatásokról is. A kérelmez k munkájának el segítése érdekében jelen útmutató minden egyes alfejezet esetében jelzi, hogy milyen adatok szükségesek az engedélykérelem elkészítésekor. Azok a részek, melyek úgy kezd dnek,
6
hogy "A kérelmez a kérelem részeként.............", vonatkoznak azokra az információkra vagy leírásokra, melyek az engedély részét kell, hogy képezzék. A felsorolt adatok, valamint a környezeti hatások modellezése és a BAT elvárásoktól való eltérés indoklása kell, hogy az engedélykérelem m szaki részének alapját képezzék.
1.5 Az EKH engedélyezés hatálya alá tartozó létesítmények Jelen útmutató „létesítmény” alatt a 193/2001 (X.19.) Kormány rendelet definíciója és az 1. Melléklet meghatározása alapján, a következ ket érti: −
−
2. §. c) létesítmény: minden olyan helyhez kötött m szaki egység, ahol egy vagy több, az 1. számú mellékletben felsorolt tevékenység vagy bármely más, azzal közvetlenül együtt járó tevékenység folyik, illet leg amely m szakilag kapcsolódik az adott telephelyen folytatott tevékenységhez, és amely szennyez anyag-kibocsátással jár, vagy szennyez hatású; 3. Épít anyag ipar “3.5. Kerámia termékek égetéssel történ gyártására szolgáló létesítmények, különösen csempék, téglák, t zálló téglák, k áruk vagy porcelánok gyártása 75 tonna/nap termelési kapacitáson felül, és/vagy ahol a kemence térfogata 4 m3 és abban az árus r ség a 300 kg/m3-t meghaladja.“
Jelen dokumentum a kerámia termékek gyártásán belül csak a kerámiatégla és kerámiacserép termékek gyártásának témakörével foglalkozik1. (a tevékenység TEÁOR száma: 26.40, égetett agyag épít anyag gyártása) Az IPPC engedélyezési eljárás hatálya alá es létesítmény funkciói magukba foglalják a fentiekben meghatározott f tevékenységeket, valamint az ezekhez kapcsolódó egyéb tevékenységeket is. E tevékenységek m szaki szempontból kapcsolódnak a f tevékenységekhez és hatással lehetnek a létesítmény szennyez anyag kibocsátása. E kapcsolódó tevékenységek az alábbiak lehetnek: − nyersanyag kitermelés (agyagbányászat); − nyersanyagtárolás; − kibocsátás ellen rz (monitoring) és kibocsátás csökkent rendszerek; − termékek csomagolása, tárolása; − termelési hulladék hasznosítására szolgáló létesítmények. Mindazonáltal a környezetre kifejtett hatások szélesebb kör ek lehetnek, mint az adott telephelyen folytatott tevékenység hatásai. Az Útmutató és a Kormány rendelet egyaránt feladatokat fogalmaznak meg a létesítményen kívüli tevékenységekre is, mint pl. a hulladékok elhelyezésére és szennyvízkezelésre.
1.6 Az ágazat f bb környezeti hatásai és szempontjai A tégla- és cserépgyártás nagy nyersanyag és energiaigény folyamat. Az energiaigény és az ezzel együtt járó légszennyezés els sorban a szárítás és az égetés során lép fel. Az iparág szerencsésnek mondható abból a szempontból, hogy (évszázadok óta) természetes, a természetben el forduló alapanyagot használ fel: az agyagot. Azonban az agyagbányászat kizárólag külszíni fejtéssel történik, amely tájsebek kialakulását okozhatja. Az iparág három, környezetvédelmi szempontból leginkább meghatározó problémája: a nyersanyag- és az energiafelhasználás, légszennyezés és tájsebek 1
A köz- és szaknyelvben a „tégla” elnevezés azonos a „kerámiatégla” elnevezéssel, és ugyanez a helyzet a „cserép”, „kerámiacserép” esetében. A továbbiakban mi is a rövidebb tégla és cserép elnevezéseket használjuk.
7
kialakulása. Ezeken kívül jelen fejezetben szerepelnek még egyéb hatások is, azonban ezek jelent sége már jóval csekélyebb. 1.6.1 Energiafogyasztás: a tégla- és cserépgyártás energiaintenzív ipari tevékenység, mely az energiát alapanyagként használja fel. A termelési költségek 35-40%-át teszi ki az energiafelhasználás, ezen belül 7080% a h energia felhasználás költsége. A gyártási folyamat során - az égetést megel z en szárításra is szükség van. Ennek h mérséklete a szárítás folyamán változik 20-120 °C között, mely a tégla és cserép esetében azonos, de a szárító konstrukciós kialakításától függhet. A termelési folyamat kulcsfontosságú és energiafogyasztás szempontjából is meghatározó lépése tehát az égetés, mely 800 – 1100 °C között történik; cserépgyártásnál és márgás agyagoknál ez maximálisan 1050 °C; téglagyártásnál mészszegény (alacsony karbonát-tartalmú) agyagok alkalmazása esetén 900 °C maximum 1000 °C. Napjainkban Magyarországon a gyárak túlnyomó többsége földgázt használ tüzel anyagként. Néhány gyár használ szenet, valamint el fordul a vegyes (szén és földgáz) vegyes tüzelés is. Az elmúlt évek m szaki fejlesztései (els sorban a fajlagos tüzel anyag felhasználás csökkentése, környezetvédelmi valamint technológiai okok miatt) majdnem mindenhol földgáztüzelésre való átállást jelentettek. Olajtüzelés –1996 óta - nincs sem a tégla, sem a cserépiparban. Néhány gyárnál azonban el fordul még – kiegészít jelleggel – az olajtüzelés termogenerátorok alkalmazása. A téglagyártásnál a kapacitás kb. 10%-nál használnak barna szenet tüzelésre. Cserépgyártásnál mindenhol földgáz az energiahordozó. Az energiafogyasztásnál a gázfelhasználás után meg kell említeni a villamos energia felhasználást is, mivel az agyag aprítása, formázása, az anyagmozgatás és egyéb folyamatok nagyteljesítmény villanymotorok által üzemeltetett gépekkel történnek. Az energia hatékony felhasználása nem csak a környezetre nézve, de a termelés gazdaságosságát tekintve is lényeges. Ennek következtében az elmúlt évtizedek technológiai fejlesztései az energiafelhasználás csökkentése irányában haladtak. A kérdés a 2.6, 2.7 és 3.3 fejezetekben kerül részletesen tárgyalásra. 1.6.2 Légszennyezés: a téglaiparban a légszennyezés er sen összefonódik az energiafelhasználással: a tégla vagy cserép égetéséhez szükséges tüzel anyag elégetése okozza a legjelent sebb mérték légszennyezést. Szén-dioxid (CO2) elkerülhetetlenül keletkezik az égés során. A földgáz tüzelés miatt légszennyez ként számolni kell még a szén-monoxid (CO) és a nitrogén-oxidok (NOx) keletkezésével. A CO nagyobb része azonban a szerves anyagok – els sorban a pórusképz k, mint papíriszap, f részpor - elégtelen égése során keletkezik az égetés els szakaszában. A nyersanyag összetételét l függ en SO2, HF, HCl, illékony és egyéb szerves vegyületek képz désével is számolni kell. Porszennyezés szinte kizárólag az agyag bányászata, szállítása, tárolása és a technológiába való feladásakor keletkezhet, ugyanis maga a gyártástechnológia nedves folyamat. A kérdés a 3.3 és 3.7.1 fejezetekben kerül tárgyalásra. 1.6.3 Tájsebek: az alapanyagként szolgáló agyag bányászata külszíni fejtéssel történik. A használható agyagréteg felett gyakran 4-5 méter vastagságú medd található, melyet el kell távolítani. Problémát okozhat, ha az agyagréteg vastagsága csekély, ugyanis ez esetben a bányák területigénye jelent s, ami a tájseb felületét növeli. (Gazdaságossági szempontból a legrosszabb még elfogadható haszonanyag – medd arány 1: 3. Ennél rosszabb arányú medd lefedéssel rendelkez területeken teljesen gazdaságtalan a bányanyitás.) A bányák részben egykori mez gazdasági területeken települnek, részben természetes, természetközeli él helyeken. A kitermelés mindkét esetben a terület eredeti funkciójának ideiglenes vagy végleges megsemmisüléséhez vezet. A tájsebek ezenkívül zavaró látványúak és a környék felszín alatti vízviszonyait is megváltoztathatják. Az él helyek megszüntetése esetenként védend vagy védett természeti értékeket fenyeget.
8
Ugyanakkor a kialakuló bányaterület egy másfajta életteret hoz létre, melyben az eredeti felszínen megtalálható fajok helyett más, esetenként még értékesebb életközösségeknek ad helyet. A kérdés a 2.3 és 3.4 fejezetekben kerül tárgyalásra. 1.6.4 Hulladék: hulladékok csak viszonylag kis mennyiségben keletkeznek a tégla- és cserépgyártás során. A gyártási hulladék fajtája attól függ, melyik gyártási folyamatban keletkezik, és milyen technológiát alkalmaznak. A hulladékok a következ képp csoportosíthatók: − nyers selejt: teljes egészében visszaforgatható a termelésbe; − égetett selejt: felhasználható tömedékel anyagként, salaknak, útalapnak, épít anyag-összetev ként, illetve egyes esetekben visszaforgatható a termelésbe; − irodai, konyhai hulladék: a kommunális hulladéklerakókba szállítható, és/vagy szelektíven gy jthet − csomagolás és csomagolóanyagok: részben a termel által begy jthet k, de kommunális lerakóba is szállíthatók − veszélyes anyagok: a gyár gépparkjának üzemeltetéséb l és karbantartásából származhatnak pl. olajok, olajos rongy, akkumulátor, stb., melyek ártalmatlanításra vagy újrahasználatra kerülnek.
A kérdés a 3.6 fejezetben kerül tárgyalásra. A II. mellékletben egy gyárban és a hozzá tartozó bányában jellemz en keletkez hulladékokat soroljuk fel. 1.6.5 Zaj és rezgés: Zaj- és rezgéssel járó tevékenységek illetve források az alábbiak lehetnek: − bányászat (nehéz gépek üzeme: robbanómotoros fejt , vontató és anyagmozgató gépek) − tör és aprítóberendezések − szállítás a gyáron kívül és belül − szárító ventillátorai − kemence ventillátorai − anyagmozgatás a gyáron belül − kompresszorok − áramot vagy h t termel gázmotorok. Noha a termelés számos lépése jár együtt zajhatással, a bányák (és ezzel együtt a gyárak) elhelyezkedése is legtöbbször olyan, hogy kell távolságra helyezkednek el a lakott településekt l. 1.6.6 Vízszennyezés: a téglagyártás technológiai folyamata során víz felhasználás csak a megfelel nedvességtartalom beállításához szükséges, mely kés bb a szárítás és égetés során elpárolog, így a technológiából gyakorlatilag nem kerül ki szennyvíz. A technológiában felhasznált víz nagy része saját kutakból, illetve a bányák mélyén összegy l csapadék- és rétegvizekb l származik. Egyes technológiai folyamatokban szükség van h tésre, melyhez zárt h t rendszereket használnak. Ebben szennyvíz keletkezése csak a karbantartási id szakokban van, mennyisége nem jelent s. A gépek mosásából származó szennyezett vizet a gyárak területén lév , engedélyezett olaj és/vagy hordalékfogó m tárgyon vezetik át, majd így kerül a befogadóba; a visszamaradó olajos iszap pedig elszállításra kerül. A dolgozók szociális létesítményeib l származó szennyvíz a gyárak egy részében kommunális szennyvízhálózatba, más gyárakban zárt tárolókba vezetik. A zárt tárolók szennyvizét meghatározott id nként engedélyezett lerakóra szállítják. Magyarországon átlagosan 58 dolgozója van egy-egy téglagyárnak, akik a folyamatos üzem miatt több m szakra oszlanak meg, így dolgozók miatt keletkez kommunális hulladék illetve szennyvíz mennyisége nem számottev .
9
A kérdés a 3.5.2 fejezetben kerül tárgyalásra. 1.6.7 Baleseti kockázatok Az agyagbányákban, amennyiben betartják - a bányakapitányság által is jóváhagyott – bányam velési üzemi tervekben rögzített maradó- és munkarézs szögekre vonatkozó el írásokat, akkor a bányam velés során rézs csuszamlásból származó baleset nem fordulhat el . A bányam szaki üzemi tervben rögzített el írásokat a bányamester naponta ellen rzi, és amennyiben problémát észlel (pl. rézs repedezése, csúszásveszély) a 44/1997. IKIM rendelet el írásai szerint intézkedik. A tüzel anyagként használt földgázt nem tárolják a gyár telephelyén, ez a gyárakhoz vezetéken érkezik. T zveszélyt okozhat a tárolt szénpor, szén és f részpor is. A f részpor esetében ennek f oka az öngyulladás. Az öngyulladás elleni védekezés legegyszer bb eszköze a megfelel tárolás biztosítása, azaz a f részport nem lehet 3 méternél vastagabb rétegben tárolni.
1.7 Gazdasági összefüggések a tégla- és cserépiparban 1.7.1 A hazai tégla- és cserépipar volumene, termékszerkezete és tulajdonosi struktúrája A magyar tégla és cserépipar gyártóinak tulajdonosi átalakulása 1989-95 között történt meg, melynek eredményeként jelenleg teljes egészében magántulajdonban van mind a tégla, mind a cserépgyártó ipar. Err l a részletes adatokat az 1.1 táblázat tartalmazza. Szeretnénk hangsúlyozni, hogy tanulmányunkban a környezetbarátnak tekinthet tégla és kerámia cserép gyártás adatait közöljük, és nem foglalkozunk az épít anyag gyártás – közel sem elhanyagolható - egyéb szektoraival, melyek véleményünk szerint nem gyártanak környezetkímél termékeket. (Ezek: gázszilikát, beton, azbesztcement, bitumenes zsindely stb. termékek. Ezen termékek piaci részesedése falazó anyagok esetében kb. 20%, tet fed anyagok esetében kb. 60%!) TÉGLAGYÁRTÁS 2002. ÉV
Gyártók (cégek) száma Gyárak száma Termelt mennyiség
Tulajdonviszonyok
Összesen: 36 54 1.424.031 e db NF2 Magyar tulajdonban 33 cég (35 gyár)
MATÉSZ tag nem MATÉSZ tag 13 23 31 23 1.092.581 e db 331.450 e db NF(76,7%) NF(23,3%) Külföldi tulajdonban 3 cég (19 gyár)
CSERÉPGYÁRTÁS 2002. ÉV
Gyártók (cégek) száma Gyárak száma Termelt mennyiség (2001. éves adat) Tulajdonviszonyok
2
Összesen: 4 6 4.383,3 e m2 Magyar tulajdonban 2 cég (2 gyár)
MATÉSZ tag nem MATÉSZ tag 3 1 5 1 4.352,7 e m2 30,6 e m2 (99,3%) (0,7%) Külföldi tulajdonban 2 cég (4 gyár)
NF – Normál formátum: részletes magyarázat megtalálható a szójegyzékben.
10
1.1 táblázat: A magyarországi tégla és kerámia cserép gyártás volumene és tulajdonosi szerkezete (2002. december 31.-i állapot szerint) Megjegyezzük, hogy 2003. január 1.-t l kezd d en a cserépgyártás tulajdon viszonyaiban változás történt. Magyar tulajdonban 1 cég (1 gyár) maradt, az összes többi cég osztrák tulajdonban van Az adatokból látható, hogy mind a tégla, mind a cserépgyártásban jelent s a külföldi tulajdonrész. A külföldi tulajdonosok kizárólag osztrák cégek, nevezetesen: − téglagyártás : Wienerberger Téglaipari RT. (központ Budapest) − cserépgyártás : TONDACH Magyarország RT. (központ: Csorna) és Leier Kft. (központ Gy r) Fenti gyártók a piac kb. 75%-át birtokolják tégla vonatkozásban és kb. 100%-át cserép vonatkozásában, ugyanis a külföldi tulajdonosok kevés téglagyárral rendelkeznek, de azok nagy kapacitásúak és korszer ek. Ezáltal piacvezet k és a termék árát is jelent sen befolyásolják. Ennek ellenére a tégla és cserép piaci ára 40%-kal alatta van nemcsak az EU országok, de a Szlovákiában és Szlovéniában érvényes áraknak is. Ebb l következik, hogy a termék nyereségessége alacsony (annak dacára, hogy a termelékenység, energia felhasználás er sen közelíti az EU szintet), tehát, a szakma nagyon nehezen visel el (f leg a középvállalkozásnak számító magyar tulajdonú cégek) többlet terheket, melyek a környezetvédelmi követelményekb l fakadnak. A környezetvédelmi követelmények szigorodását tudomásul kell vennünk, azonban a szükséges beruházásokhoz küls forrást kell biztosítani. A magyarországi tégla- és cserépgyártás gyártási és eladási adatait a 2001-es és 2002-es évekr l az 1.2 táblázat foglalja össze. Falazótégla Gyártás Eladás
2001. év 1.432.596 e db NF 1.317.936 e db NF
2002. év 1.424.031 e db NF 1.481.774 e db NF
2001. év 5.000,96 e m2 (+ 3.733.000 db idom) 4.802,33 e m2 (+ 3.768.000 db idom)
2002. év 4.383,3 e m2 + 4.254.000 db idom) 4.577,7 e m2 (+ 4.320.000 db idom)
Kerámia cserép Gyártás Eladás
1.2 táblázat: A hazai téglagyárak összesített gyártási és eladási adatai A fenti, az iparágra összesített adatok bemutatása után az 1.3 és 1.4 táblázatban az egyes vállalatok szintjére lebontva kerülnek bemutatásra a 2002-es évre vonatkozó termelési és értékesítési mennyiségek.
11
Vállalat megnevezése ALTEK Kft Egri Téglagyár Kft Északmagyar Téglaipari Rt Hajdú-Tégla Kft. Kunsági Téglaip.Kft. Mályi Tégla Kft. "Nagykanizsa Tgy."Kft Pannon Tégla Kft Pápateszéri Téglaip.Kft. BAUTHERM-Szentes Kft SZEMA-Makó Kft. TONDACH Magyarország Csorna Békéscsaba Wienerberger Téglaipari Rt.
MTSZ tag
TÉGLAGYÁRTÁS (2002.) termelt mennyiség ezer db NF
értékesített mennyiség ezer db NF
i i i i i i i i i i i
3.937 24.835 35.029 15.518 14.625 52.789 10.909 7.108 4.569 24.393 10.459
4.680 24.835 35.029 19.541 13.544 55.381 11.045 5.524 4.366 25.670 11.533
i i i
3.478 43.114 841.818
3.415 42..899 880.364
1.092.581
1.137.826
39.877 27.285 58.500 14.157 7.583 9.304 1.340 1.418
36.283 27.574 62.700 12..900 6.760 8.948 1.238 1.688 3.240 12.000 93.400 39.700 21.700 5.360 4.205 15.178 268 3.170 1.909 3.695 2.885 7.839 870 323 378.343 e db kmt = 343.948 e db NF
Összesen (MATÉSZ tagok): Baranya Tégla Kft. Berényi Tgy.Kft. Budai Tégla Rt Fehérgyarmat Gégény .Kft. Fert széplaki Tgy. Fehérvári Téglaipari Kft. Hungarobrick Kft. IMT Fortis Kft. Jáber Kft. Komjáti Kft (Tápiógyörgye) Leier Mátratherm Kft. Leier Somlótherm Kft. Leier Tégla Kft. Máza Tgy. Bt. Modul Rupert Kft. Bakony-Kerámia Kft. Pankaszi Tgy. Kft. Referencia Kft. Ritter és Plézer Kft. Sásd-Tégla Kft. Szilágyi Sándor vállalkozó Tapolcaf i Téglaip.Kft. Tab "Kékesi -Tégla" Kft. Tisza Téglaipari Kft. Villánykövesd Tgy.Kft.
n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n
Összesen (nem MATÉSZ tagok):
Nem termelt, megsz nt
12.925 87.500 38.600 18.300 6.257 4.696 17.242 654 3.507 1.805 4.632 2.85 8.602 1.041 megsz nt 423 368.533 e db kmt = 331.450 e db NF
1.3 táblázat: a magyarországi téglaipar termelési és értékesítési adatai az iparág egyes vállalataira lebontva, a 2002-es évre vonatkozóan
12
Vállalat megnevezése
MTSZ tag
CSERÉPGYÁRTÁS (2002.)
Tatai Cserépipari Rt.
i
TONDACH Magyarország RT. Csorna
i
Békéscsaba
i
termelt mennyiség ezer db NF 633,4 e m2 + 530.000 db idom
értékesített mennyiség ezer db NF 663,4 e m2 + 475.000 db idom
851,1 e m2 + 1.147.000 db idom 2.868,2 e m2 2.577.000 db idom
837,1 e m2 + 1.202.000 db idom 2.984,3 e m2 2..643.000 db idom (importot nem tartalmaz) Nem értékesített 4.484,8 e m2 + 4.320.000 db idom (importot nem tartalmaz
Egri Téglagyár Kft. Összesen (MATÉSZ tagok) :
i
Nem termelt 4.352,7 e m2 + 4.254.000 db idom
Leier Mátratherm Kft Összesen (nem MATÉSZ tagok)
n
30,6 e m2
92,9 e m2
30,6 e m2
92,9 e m2
1.4 táblázat: a magyarországi cserépipar termelési és értékesítési adatai az iparág egyes vállalataira lebontva, a 2002-es évre vonatkozóan A téglagyártás speciális iparág abban a tekintetben, hogy nem jellemz rá a termék import, els sorban a magas szállítási költségek miatt. Gyakorlatilag import tégla nem érkezik Magyarországra. Eltér a helyzet a kerámia cserép termékekkel. Az elmúlt 5 év alatt jelent sen növekedett az import, ennek alapvet oka a német és osztrák recesszió a lakásépítésben és a magyar fellendülés az elmúlt évek során ebben a szektorban. F leg a német cégek szállítanak Magyarországra kerámiacserepet, rendkívül nyomott áron a hazaihoz képest, melyet az 1.5 táblázat szemléltet. Az 1.6 táblázat pedig a Magyarországon használatos kemény tet fed anyagok különböz típusainak felhasználását mutatja abszolút módon (millió m2-ben) és az adott termék használati arányát a teljes felhasználáson belül. Égetett kerámia cserép hazai gyártású (millió m2) import (millió m2) Hazai gyártásra vetített import (%)
1998
1999
2000
2001
4,843 0,532 11,0
5,37 1,342 25,0
7,263 1,743 24,0
7,045 2,254 32,0
1.5 táblázat: kerámia cserép import arányának alakulása az elmúlt években.
13
Termék neve
1998 Millió % m2 5,37 24,7
Égetett kerámia cserép (hazai és import együtt) Beton cserép 3,20 Bitumenes zsindely 1,00 Eternit síkpala 0,82 Lindab termékek 1,43 Fémlemezes fedések 0,16 Eternit hullámlemez 8,83 Egyéb fed anyagok becsült 0,85 értéke (sík tet k, zöld tet k stb.) Mindösszesen : 21,67
1999 Millió % m2 6,71 30,8
2000 Millió % m2 9,00 32,2
2001 Millió % m2 9,29 32,8
14,7 4,6 3,8 6,6 0,7 40,7 4,0
3,19 1,19 0,65 1,14 0,45 7,22 1,15
14,7 5,5 3,0 5,3 2,1 33,2 5,3
3,88 1,55 0,66 1,66 0,15 8,31 2,65
13,9 5,5 2.4 5,9 0,5 29,8 9,5
3,90 1,50 0,65 1,61 0,30 8,06 2,95
13,8 5,3 2,3 5,7 1,1 28,5 10,4
100
21,71
100
27,87
100
28,27
100
1.6 táblázat: Kemény tet fed anyagok belföldi felhasználásának összesítése, millió m2-ben és a teljes felhasználás százalékos megosztásában Fontosnak tartjuk megemlíteni, hogy a tégla termékek piaci helyzete jelenleg – 2002es évben - megfelel . Remélhet leg ez a következ években sem változik, azonban ez szoros összefüggést mutat a hazai lakáspolitikával. Családi házak építésére f leg kerámia téglát használ az építtet . Ez els sorban a Magyar Téglás Szövetség, a Wienerberger Téglaipari Rt. marketing munkájának jelent s eredménye. A termék versenytársa a pórusbeton, mely jelenleg – els sorban irodák és ipari létesítmények épít anyaga – hasonlóan az EU országokban tapasztalható helyzethez. Cserép vonatkozásában a teljes hazai igényt a Tondach Magyarország RT. elégíti ki, szükség esetén importból is. Jelent s piaci szerepl a BRAMAG Kft., mely betoncserepet gyárt és a hazai (import nélküli) kemény tet fed piac 50%-át birtokolja. Mivel a tégla és a cserép a lakásépítés alapvet épít anyaga, ezért az iparágra nézve meghatározó jelent ség a lakásépítések és az építési engedélyek számának alakulása. Ezek száma - els sorban a kormányzati intézkedések hatására - az utóbbi években er teljesen növekedett, és ez a tendencia remélhet leg folytatódni fog. A lakásépítések és kiadott engedélyek számának alakulását az 1.7 ábra szemlélteti.
14
1.8 Földrajzi elhelyezkedés A gyárak – jellemz en – a mellettük lév , sokszor a saját tulajdonukban lév bányákból szerzik be alapanyagukat. Az I mellékletben megtalálható térkép a magyarországi tégla- és cserépgyárakat, illetve az agyagbányákat szemlélteti.
1.9 Lényeges környezetvédelmi intézkedések az iparágban A nyomott piaci árak kényszerítették a gyártókat, hogy - az energia felhasználás csökkentése, a termékszerkezet változtatása, a termelékenység növelése, valamint a környezetvédelem céljából - jelent s állóeszköz fejlesztést hajtsanak végre. Ez a folyamat a 70-es években elkezd dött, a 90-es években felgyorsult. A fenti célok érdekében a cégek országos szinten az elmúlt 12 év alatt több mint 35 milliárd Ft-ot ruháztak be állóeszköz fejlesztésre. Ennek következtében a (h )energia felhasználás 15%-al csökkent (átlag 1250 kJ/kg égetett árú fajlagos érték alakult ki.); a termelékenység 300%-kal növekedett és országos átlagban 500 eNF tégla/f körül alakult, mely érték külföldi tulajdonú cégeknél közel kétszer ennyi. A környezetterhelés, ezen belül a légszennyezés csökkentésére, a termelési hulladék újrahasznosítására és bányarekultiváció céljára jelent s összegeket fordít az iparág. Mindezek több tízmilliárd Ft kiadást jelent a gyártó cégek részére és a kés bbiekben - az EU csatlakozást követ en, a környezetvédelmi normák szigorodása következtében – ez növekedni fog. A nyers és a szárított gyártási hulladékot lehet leg újra felhasználják a technológiában, vagy egyéb módon teszik hasznossá (pl. tenisz rlemény) Az egységrakat képzés és csomagolás bevezetésével a zaj és szállítás közben fennálló környezetterhelés csökkent jelent sen. Számottev por képz dés nem jellemz a tégla és cserépgyártásra, azonban finom rlésnél porelszívó és porleválasztó került beépítésre (a leválasztott por visszakerül a technológiába). A kitermelt agyag helyére részben városi kommunális hulladék, részben építési hulladék kerül. A fels , humuszos term talaj a bányászat során gondos elkülönítésre kerül, a rekultiváció során visszaterítik és a táji, környezeti viszonyoknak megfelel növényzet kerül rá. Az úgynevezett alföldi bányákban a felhagyott bányakazettákban a rézs szögek
15
beállítását követ rekultivációs célú zöldövezet telepítése után – a bányatavakat horgászati, haltenyésztési, szabadid park létesítési célra hasznosítják. A kitermelt agyag révén keletkez rt tehát többféle módon kezelhetik: helyére részben városi kommunális hulladék, részben építési hulladék kerülhet, erdészeti hasznosításúvá válhat, természetvédelmi rendeletetést kaphat, sport és horgászcentrum válhat a területb l.
16
2. ALKALMAZOTT TECHNIKÁK A MAGYAR TÉGLA- ÉS CSERÉPIPARBAN 2.1 A téglafolyamatábrák
és
cserépgyártás
folyamatainak
általános
áttekintése,
A tégla- és cserépipar nyersanyaga az agyag, amely nedves technológiával megmunkálás, tárolás után formázásra kerül. A formázott nyerstéglákat és cserepeket szárítás után (ez lehet szabadtéri szárítás vagy mesterséges szárító) kemencében magas h fokra hevítik, ahol az agyag kiég, ezáltal elnyeri végs alakját, szerkezetét és szilárdságát. A tégla- és cserépgyártásban kizárólag két típusú technológia ismert: a nedves és a félszáraz eljárás, melyet a formázásnál alkalmaznak. Magyarországon kizárólag a nedves eljárást alkalmazzák. A gyártási folyamat vázlatosan a következ : − −
−
−
− −
Nyersanyagok bányászata (kitermelés, szállítás, deponálás, tájrendezés) Nyersanyagok el készítése Nyersanyagok adagolása Adalékanyagok bekeverése (f részpor vagy homok) Durva aprítás vagy rlés Finom aprítás vagy rlés Tárolás Formázás Téglagyártásnál: Csigapréssel extrudálás G zfeltárás Cserépgyártásnál: préselés és esetenként felületi dekoráció Szárítás Mesterséges szárítóban (kemencéb l nyert h mennyiséggel, esetleg pótf téssel) Szabadszárítással (természetes szárítás) Égetés (a nyersanyagok az éget kemencében h hatására kémiai reakcióba lépnek, így égetett kerámia tégla képz dik miközben a f részpor pórusképz dés során kiég) Késztermék (tégla vagy cserép) csomagolása, tárolása, kiszállítása
Jelen útmutatóban a gyártási folyamat hasonlósága miatt nem tárgyaljuk külön a tégla illetve a cserépgyártást, hanem alapvet en a téglagyártás folyamatát mutatjuk be és azokon a pontokon, ahol a cserépgyártás ett l eltér, ott ez részletesen kifejésre kerül. A tégla- és cserépgyártás folyamati közötti f különbség, hogy a cserepet tömörebbre kell égetni a vízzárás javítására és anyagát vagy felületét színezhetik is, illetve ez esetben a pórusképz adalékok használata korlátozott. A gyártási folyamatok és az útmutató kés bbi részeinek könnyebb érthet sége, átláthatósága céljából a továbbiakban sematikus folyamatábrákon bemutatásra kerül a téglagyártás és a cserépgyártás egy-egy tipikusnak tekinthet folyamata. Az itt bemutatott ábrák csak mintaként szolgálnak, mert – a helyi körülményekt l, a gyártott termékt l, az alapanyagtól függ en – nem feltétlenül alkalmaznak minden lépést a tényleges gyártás során (pl. nem minden gyárban alkalmaznak fés s tör t), illetve egy-egy részm veletet az ábrán láthatótól eltér módokon is végezhetnek (pl. az agyag szállítása a bányából szállítószalagon vagy dózer által vontatott szkréperládákkal is történhet).
17
A TÉGLAGYÁRTÁS sematikus folyamatábrája
18
A CSERÉPGYÁRTÁS sematikus folyamatábrája
19
2.2 A termékek f jellemz i Talán nem magától ért d , hogy logikailag miért e fejezet elején kerülnek röviden bemutatásra az iparág termékeinek f bb tulajdonságai (illetve egyáltalán miért foglalkozunk ezzel, hiszen az IPPC egyértelm en a gyártási folyamatokra helyezi a hangsúlyt a termékekkel nem foglalkozik). Ennek oka az, hogy a termékekkel szembeni bizonyos követelményeknek mindenképpen teljesülniük kell, még akkor is, ha a gyártási folyamat során esetleg nagyobb energiafelhasználással is érhet k el ezek a termék-paraméterek. Környezetvédelmi szempontból különösen fontos jellemz például a porozitás (és ezáltal a h szigetel képesség), valamint a fagyállóság (ezáltal a tartósság). Ezen épít anyagok hosszú (50 éves vagy hosszabb) életciklusa miatt a f tés során megtakarítható energia sokszorosa annak, mint ami egy jobb min ség termék gyártása alkalmával többletként jelentkezik. Ennek alapvet környezetvédelmi jelent sége van. Szilárdság: a mechanikai igénybevétellel szemben tanúsított maximális ellenálló képesség. Az épít anyagok felhasználhatósága függ ett l a mutatótól, mely termékenként eltér min séget eredményez tulajdonság. Jellemz értékei 5 és 20 MPa között mozognak. Az alacsonyabb szilárdságú termékek min sége rosszabb. Porozitás: A tégla- és cseréptermékek kivétel nélkül porózusak, ennek oka az, hogy az olvadáspont jóval az égetési h mérséklet felett van. A porozitást a vízfelvev képességgel jellemzik, mely jellemz en 10 és 35 V/V% között mozog. Els sorban a vázkerámiai termékeknél, falazatok esetében lényeges a nagy porozitás, mely a h szigetelési tulajdonságokat határozza meg. A házak h szigetelésének el írásait az MSZ-04-1402(1991) sz. építési szabvány tartalmazza. Ennek bevezetése két lépésben történt hazánkban, 1983-ban a falazat h átbocsátási értéke k=0,8 W/m2K volt, melyet 1986 óta k= 0,7 W/m2K-ban határoztak meg. Ennek az el írásnak a szellemében mind a gyártók, mind a termel k törekedtek arra, hogy h szigetel vakolat nélkül, az egyréteg kerámia falazat kielégítse a szabványt. Ez alapvet en megváltoztatta a termék összetételt, a korábban gyártott kisméret , kett sméret , vagy B30-as blokk tégláról jelenleg a gyártók 85%-a áttért 30-38 cm-es vakolat nélküli falvastagságú, függ leges üregtérfogatú, jó h szigetelés : minimálisan k=0,65 W/m2K-t biztosító, porózus, nút-féderes termékekre. A megfelel h szigetelés akkor érhet el, ha a tégla térfogatsúlya 800 kg/m3 alatt marad. Ezek a termékek jobb h szigetelést biztosítanak. Cserép esetén a porozitás káros, ennek csökkentése engobozással, vagy tömörebbre (magasabb h fokon történ ) égetéssel elérhet . Víztartó képesség: a porozitással fordított arányban álló mutató. Lényeges min ségi jellemz je a cseréptermékeknek, melyeknél fontos, hogy ellenálljanak a csapadéknak. Általánosságban elmondható, hogy 950°C égetési h mérséklet mellett a 20% alatti vízfelvev képesség kerámiának jók a víztartási tulajdonságai. Cseréptermékek víztartási jellemz it javítja a szilikonos felületkezelés, mely egyben kedvez en hat a fagyállóságra és öntisztulási tulajdonságokra. Fagyállóság: a burkolótégla és a cseréptermékek esetében lényeges tulajdonság. A pórusmérettel egyenes arányban áll, általában a karbonátdús agyagokból magas h mérsékleten nagyobb pórusú kerámiatermékek készülnek, melyek fagyállósága magas. Tapasztalatok szerint a 20 MPa feletti szilárdságú termékek fagyállósága jó. A fagyállóság növekedésével növekszik a termék élettartama (50 év, vagy több).
20
2.3 Az alapanyag Az iparágban használt agyagok jelent s eltérést mutatnak ásványtani és kémiai jellemz iket tekintve. A kémiai összetétel a kibocsátásokat nagyban befolyásolja és meghatározza az esetlegesen szükséges emissziócsökkentési technikákat. A felhasznált agyagok üledékes eredet ek, el fordulnak köztük tengeri, tavi, folyami és glaciális allúviumok. Az agyag kialakulásának körülményei meghatározzák agyagásványainak arányát, szemcseméretét és ennek folyományaként az alapanyag tulajdonságát. Az agyagképz dés nagy területi differenciát mutat, így a termék tulajdonságai és a gyártási mód telephelyenként változik. A magyar agyagok zömében fiatal, azaz harmad és negyedid szaki képz dmények, melyek megoszlása 55% holocén, 30% pliocén, 15% oligocén agyag. A f agyagkomponensek a következ k: kvarc, földpát és agyagásványok, melyek a kaolionit, a montmorillonit, az illit és a vermikulit. Ezen kívül az agyag tartalmazhat más anyagokat, ásványokat is, mint pl. a pirit vagy a mész. Az agyag mineralógiai és kémiai összetétele alapvet en meghatározza az agyag használhatóságát és a termék tulajdonságát. A tégla- és cserépiparban az agyaggal szembeni els dleges követelmények a következ k: − maximálisan 30% CaCO3 tartalom (kipattogzás veszélye miatt), − finom szemcseeloszlás, − égethet ség kb. 1000°C-on, − durva homok, illetve kavics mentesség, − 2-3% Fe2O3-tartalom a kívánatos piros szín elérése érdekében (els sorban cserépiparban), − alacsony montmorillonit tartalom a vetemedés és duzzadás elkerülése érdekében. 2.3.1 Hazai agyagok csoportosítása, kémiai és ásványi összetétel alapján A durvakerámiai épít anyagok anyagtulajdonságait tehát els sorban a felhasznált agyagok kémiai és ásványi összetétele, szemszerkezete és képlékenysége határozza meg. 1. Kalcium-karbonát-mentes és mészszegény agyagok csoportja. A magyarországi agyagtelepülések oxidos és ásványi összetételének széls értékeit a 2.1 táblázat tartalmazza. a) Az agyag oxidos összetétele kiizzított állapotban, % SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O.Na2O SO3
60,0 - 75,5 12,4 – 23,4 0,9 – 1,8 2,8 – 8,7 0,3 – 4,0 0,0 – 1,7 2,0 – 4,5 0,2 – 2,0
b) Az agyag ásványi összetétele, % Agyagásványok Kvarc Földpátok Kalcit és dolomit
24 – 70 24 – 52 5 – 25 0 – 7,5
2.1 táblázat: kalcium-karbonát-mentes és mészszegény agyagok
21
1/a) csoport: sok agyagásványt tartalmazó agyagok. Szemcseösszetételükben a 10 m-nél kisebb méret alkotórészek mennyisége több mint 50%, sok esetben eléri, s t meghaladja a 70%-ot; a 25 m-nél nagyobb szemcsék aránya 25%-nál kevesebb. A 10 mnél finomabb szemcsék 70%-ot meghaladó arányban agyagásványokból állnak. Nagy képlékenység ek vagy képlékenyek. 1/b) csoport: kevés agyagásványt tartalmazó agyagok. Szemcseösszetételükben a 10 m-nél kisebb alkotórészek mennyisége 50%-nál kevesebb; a 25 m-nél nagyobbak aránya meghaladja a 25%-ot. A 10 m-nél kisebb frakcióban az agyagásványok mennyisége nem éri el a 705-ot. Közepes és kis képlékenység ek. 2. Kalcium-karbonát tartalmú, márgás agyagok csoportja E csoport oxidos és ásványi összetételük széls értékeit a 2.2 táblázat foglalja össze. a) Az agyag oxidos összetétele kiizzított állapotban, % SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O.Na2O SO3
49,5 – 60,0 9,1 – 20,1 0,8 – 3,7 2,8 – 6,9 4,1 – 21,8 0,5 – 5,3 1,5 – 3,5 0,2 – 2,8
b) Az agyag ásványi összetétele, % Agyagásványok Kvarc Földpátok Kalcit és dolomit
14 – 50 20 – 40 5 – 25 7,6 – 36
2.2 táblázat: kalcium-karbonát tartalmú márgás agyagok 2/a) csoport: Sok agyagásványt tartalmazó agyagok. Szemcseösszetételükben a 10 m-nél kisebb szemcsék mennyisége meghaladja az 50%-ot; a 25 m-nél nagyobb szemcséké 25%-nál kevesebb. A 10 m-nél finomabb szemcséknek több, mint 70%-a agyagásványokból áll. Nagy képlékenység ek, képlékenyek és közepes képlékenység ek. 2/b csoport: Kevés agyagásványt tartalmazó agyagok. Szemcseösszetételükben a 10 m-nél kisebb alkotórészek aránya 50% alatt marad, a 25%-nál nagyobb méret eké több mint 25%. A 10 m-nél kisebb szemcséj frakcióban az agyagásványok mennyisége 70%nál kevesebb. Közepes vagy kis képlékenység ek. Az 1a és 2a osztályokba tartozó agyagokat a gyakorlatban kövér agyagoknak, az 1b és 2b osztályokba tartozókat sovány agyagoknak nevezik. (Az 1a osztályba tartozó agyagok példái a k szegi, békéscsabai és tiszaberceli agyagok; a 2a osztályba sorolhatók az óbudakiscelli és a mátraderecskei agyagok. Az 1b osztályba tartoznak a debreceni és zalaegerszegi agyagok, a 2b osztályba a kecskeméti és paksi agyagok.) 2.3.2 Adalékanyagok A legtöbb kerámaipari folyamatban szükség van az agyagon kívül adalékanyagokra, így a tégla- és cserépiparban is. Ezek befolyásolják, esetenként meghatározzák a késztermék tulajdonságait, mint pl. a színt, a h szigetelést, a szilárdságot. Az adalékanyagok kategóriai a következ k:
22
− pórusképz k (f részpor, papíriszap, szénpor, maghéj, szalma rlemény, stb.), ezek els sorban a h szigetelési tulajdonságot javítják, és egyben csökkentik is a termék súlyát, − ásványi adalékanyagok (pl. homok, földpát), melyek a formázott termék túlzott zsugorodását gátolják, a szárítás érzékenységét csökkentik, − esztétikai tulajdonságokat javító összetev k (pl. pigmentek - cserépgyártásnál) − folyósítók és köt anyagok (pl. bentonit, borax) Az alapanyag mellett az adalékanyagok is befolyásolják a kibocsátást. Ez rendszerint negatív hatás, de esetenként lehet kedvez is. A pórusképz k és a pigmentek elégtelen égése során CO és szerves kibocsátás keletkezik, jellemz en az égetés els szakaszában. Az anyag mésztartalma kedvez en befolyásolja a kén-dioxid és hidrogén-fluorid kibocsátást.
2.4 Agyagbányászat Az agyagbányászati technológia biztosítja a tégla- és cserépgyártás részére a szükséges mennyiség , el írt összetétel , id ben és térben egyenletes min ség agyagkeveréket. A bányászati technológia kiválasztása a bányam velést megel z részletes bányakutatások értékelése alapján történik. Ennek során dönt tényez k a tégla- és cserépgyártásra felhasználható agyagfajták száma, a rétegsorok egyenletessége, továbbá a domborzati viszonyok. A bányászati technológia kiválasztása egyben az alkalmazandó agyagfejtést végz gépek fajtáját is meghatározza. Az agyagbányászatban korábban alkalmazott kézi fejtés és a robbantásos agyagjövesztés elavult, régi technikák. A hegyvidékeken m köd , un. hegyi bányákban az agyagfejtéshez kanalas kotrót vagy dózerre szerelt agyagszaggatót alkalmaznak. Többféle agyagfajta esetén, szintes bányam velésnél a kanalas kotró, homogén, egyfajta agyagel fordulásnál a dózerre szerelt agyagszaggató alkalmazása a legelterjedtebb. Az agyag szállítását az agyagdepónia irányába kanalas kotrós fejtés esetében billen platós tehergépkocsik, agyagszaggatós fejtés esetében dózer által vontatott szkréperládák végzik. Sík vidékeken m köd , un. alföldi bányákban - ahol az agyagfajták rétegz dése horizontális és vertikális irányban is gyakran változik - az agyagfejtéshez vedersoros kotrókat, rakodógépet és hidraulikus kotrót alkalmaznak az egyenletes agyagkeverék biztosítása érdekében. A vedersoros kotróval végzett agyagfejtéshez a szállítószalagos anyagmozgatási rendszer kapcsolódik. Az agyagbányák 30%-ában vedersoros kotró üzemel szállítószalagos agyagmozgatással, 60%-ában kanalas kotró billen platós tehergépkocsis agyagmozgatással, 10 %-ában az agyagszaggatást követ en dózervontatású szkréperládák végzik az agyag szállítását. Az agyagtárolásra szolgáló un. regáldepónia kialakítását mindkét bányatípus esetén dózerrel végzik. A téglagyártó szakmai nyelv szerint regáldepóniának nevezett agyagkészlet agyagtartalékot jelent azon id szakra, amikor a bányam velés az id járási körülmények miatt nem végezhet ; a különböz agyagok rétegvastagság arányaival biztosítja a keverékösszetétel (receptura) beállítását; az agyag átérlel dését, a nedvességtartalom különbségeinek kiegyenlít dését, homogenizálását. A gyárak 90%-ában regáldepóniát készítenek. A regáldepónia elhelyezése az agyagbányában (a gyárak 30%-a), vagy a gyár területén történik (a gyárak 70%-a). Az agyagbányák távolsága a gyártól 100 méter és 6700 méter között változik, amely meghatározza az agyag szállítási igényét. Az éves agyagkitermelés széls értékei 10 000 tömör m3/ év, illetve 100 000 tömör m3/év. Az agyagbányászat megel z fontos m velete az un. lefedés, amely a tégla és cserépgyártásra nem alkalmas, az agyagmez feletti humuszos réteg és a medd
23
eltávolítását jelenti. A hasznos humuszos talaj hasznosítására humuszgazdálkodási tervet kell készíteni. A medd anyagot rendszerint azonnal felhasználják a már kitermelt területek rekultivációjára. Az alapvet bányagépek jellemz i: − kanalas kotró teljesítmény: 25-200 m3/h üzemanyag fogyasztás: 9-30 liter/óra (gázolaj) −
vedersoros kotró teljesítmény: 22-50 m3/h energiafelhasználás: 22-60 kWh (villamos)
−
dózer teljesítmény: 500-1000 m3/h (agyagtolás) üzemanyag fogyasztás: 12-15 liter/óra (gázolaj)
−
teherautó rakodókapacitás: 8-20 m3 üzemanyag fogyasztás: 10-25 l/100km (gázolaj)
Környezetterhelések az agyagbányászat során A kanalas kotrók, dózerek és a billen platós tehergépkocsik üzemeltetése elkerülhetetlenül emisszióval jár, kipufogógázok formájában. A fenti gépek üzemeltetése zajterhelést is okoz. A zajterhelés hatásának értékelésénél figyelembe kell venni, hogy az agyagbányák távolsága a legközelebbi állandóan lakott épülett l 100 méter és 2-3 kilométer széls értékek között változik. A gépek üzemzavara, meghibásodása, helyszíni javítása során a földtani közeget, felszín alatti vizet – elviekben - olajszennyezés érheti. Az agyagbányászat során a természetes állapotában nedves agyag fejtése, rakodása nem, de nyári id szakban szállítása a szállítási útvonal mentén a közvetlen környezetben porterhelést okoz. Az un. alföldi bányákban a bányam velést lehet vé tev vízszint biztosítása érdekében végzett vízszivattyúzás hatással van a környezet vízháztartására, ugyanis a vízkivétel depressziót okoz, hatására a felszín alatti vizek mennyisége csökken, ezáltal a vízrétegek a felszínt l távolabb kerülnek. Nagy mennyiség , rövid id alatt történ vízkivétel károsan befolyásolhatja a felszín alatti vízkészletet azáltal, hogy a víz visszapótlódásra nincs id . A külszíni bányászat természetéb l fakadóan hatással van a táj arculatára, tájsebeket okoz, amelyeket rekultivációval nagyrészt helyre lehet állítani, s t nem ritkán új él helyek is kialakulhatnak. A tájsebekkel és rekultivációval a 2.9 fejezet foglalkozik részletesen.
2.5 Nyersanyag el készítés A nyersanyag el készítést a felhasznált agyag fizikai tulajdonságai határozzák meg: nedvességtartalom, keménység, konzisztencia, homogenitás, feszültségmentesség, feltáródás. 2.5.1 Tárolás a bekeverés és megmunkálás el tt A nyersanyag, ezen belül az agyag tárolása a folyamatos készlet biztosítását és a tartalékképzést szolgálja, arra az esetre, ha pl. az id járás nem megfelel a bányászathoz. A
24
tárolás során az agyag tulajdonságai változnak, a leglényegesebb folyamat a tárolás során az agyag nedvességtartalmának egyenletes eloszlása. Az agyag felhasználása történhet − közvetlenül a bányából, − agyagdepóból. A tárolástípusok a következ k: − Pihentetés: ennek során a teljes víztartalmú, végleges nyersanyagkeveréket tárolják. A folyamat el segíti az agyagásványok feltáródását, illetve a képlékenység kialakulását. − Félmassza tárolás: a kitermelt, el aprított, kevert, de nem homogenizált anyag tárolása, melynek során a szükséges nedvesség eloszlik. − Regálozás: a nem megmunkált agyag nyílt színi tárolása, mely során az id járásnak kitéve az agyag fizikai és kémiai tulajdonságai kedvez en változnak. A regálozás optimális esetben 1-2 évre el re történik. Az agyagkészletek heterogén összetétel ek így az agyag keveredését jobban el segít agyagdepót építenek és abból adagolják homlokrakodóval az agyagot a térfogat adagolóba. A bányából legtöbbször szállítószalagon, teherautón, esetleg fels pályás konvejoron érkezik az agyag az agyag-el készít be. Az agyagdepóban réteges terítéssel szendvicsszerkezetet hoznak létre: különböz agyagtípusokat (sárga, kék, homokos, er s, száradásra érzékeny) rétegesen úgy terítik hogy a tégla megmunkálhatóságát, száríthatóság és égetés utáni fizikai tulajdonságait biztosítsák. Ha a bányában kevesebb típusú agyag található, akkor két-három depót építenek a különböz típusú agyagok számára. 2.5.2 Nyersanyag adagolása és adalékanyagok bekeverése Az agyaghoz adalékanyagokat is adnak: − Pórusképz t (f részpor, papíriszap, rizshéj, napraforgóhéj, furfurol, stb.), − Javító adalékot (homok, földpát, stb.), − Színez anyagok, engóbozás (cserépgyártás esetében). Természetesen az egyes gyárak nem feltétlenül használják az összes itt felsorolt adalékokat, hanem csak néhányat közülük. Például van olyan téglagyár, ahol az agyag mellé csak f részport és szénport adagolnak. A pórusképz anyagokat a gyár területén szabadban vagy fedett, zárt helyen tárolják. A homokot a gyár területén szabadban depózva tárolják. Az adalékanyagokat rakodógépekkel juttatják a térfogat-adagolókba. Az alapanyag és az adalékanyag arányát az agyag tulajdonságai, a gyártástechnológia és a késztermékt l elvárt tulajdonságok határozzák meg. Lényeges az adalékanyag megfelel nedvességtartalma (20% alatti) a megmunkálhatóság miatt. A papíriszap homogén anyag, ezért csak szitálni kell, a szitamaradékot pedig termelési hulladékként kell kezelni. A f részpor homogenitását szitálással biztosítják, majd egyes gyárak esetében a szitán fennakadt maradékot malomban rlik és az rlemény f részporként felhasználják. Környezetterhelés a nyersanyag adagolásnál Mivel a betárolt alapanyag földnedves (15-20% nedvességtartalom) így az adagolásnál porképz déssel nem kell számolni, csak a munkagép valamint a ciklon emissziójával, ahol a f részpor hulladéka visszaforgatásra kerül, és az alap- és az adalékanyagok hulladékával. A hulladékok újrafelhasználásra kerülnek, kivéve, ha nincsen rl berendezés.
25
A f részpor beszállításánál, betárolásánál és adagolásánál jelent s por szennyezéssel kell számolni. A papíriszap nedves állapotú, alkalmazásánál porképz dés nincs. A munkafolyamat során zajt csak a munkagépek okoznak, azaz az adagolásnál alkalmazott homlokrakodó.
2.5.3 Durva és finom aprítás, rlés Az agyag el készítésének lényegi lépései az aprításból (törés és rlés), valamint a keverésb l állnak. Törésnek a cm-mm nagyságrend , rlésnek a mm-µm nagyságrend aprítást nevezzük. Az agyag 10-250 mm mérettartományban kerül az adagolóba. Az agyag el készítés feladata, hogy az ún. aprítási fok figyelembevételével az agyagot megmunkálja, azaz aprítsa, homogenizálja, nedvességtartalmát, azaz konzisztenciáját beállítsa a téglagyártás által megkövetelt szintre. A gyakorlati alapon beállított térfogat-adagolón keresztül jut a rendszerbe az adalék anyag is, és a megmunkálást végz gépek segítségével homogén módon elkeveredik az agyaggal. Az agyag fizikai tulajdonságai és kémiai összetétele határozzák meg, hogy milyen megmunkáló gépsor szükséges e feladat elvégzésére. Helyhiány miatt a durva és finom rlés különválasztható (külön épületekben történhet), de az agyag megmunkálás teljes vertikuma lehet egy üzemcsarnokban. Az agyagot általában 3-4-es aprítási fok alkalmazásával lehet hatékonyan megmunkálni. Ez azt jelenti, hogy a kezdeti 200-250 mm-es rögöket 50-60 mm-re lehet els lépcs ben megmunkálni, majd 12-18 mm-re, 3-5 mm-re, végül a szükséges 1-1,5 mm-re történhet a megmunkálás. Az alkalmazott gépek típusait és ezek fontosabb tulajdonságait a 2.3 táblázat foglalja össze.
Aprító típusa
Teljesítmény igény (energiafogyasztás)
Fés s tör Koller Durvahenger Finom henger *
2 - 35 kW 55 - 200 kW 35 - 100 kW 50 - 80 kW
Teljesítmény (átmen anyagmennyiség) 8 – 40 m3/óra 15 – 70 m3/óra 10 – 30 m3/óra * 10 – 30 m3/óra *
Az agyag aprításának mérete (kezdeti 200-250 mm-r l) 50-60 mm 12-18 mm 2-5 mm 1-0,4 mm
1 mm-es résméretnél
2.3 táblázat: aprítógépek és jellemz ik a tégla- és cserépiparban Az aprítógépek között gumihevederes szállítószalagok szállítják az agyagot. A rendszeren belül több helyen lehet automatikus vagy kézi vezérlés nedvesít aminek a feladata az agyag konzisztenciájának beállítása. Környezetterhelés a durva és finom aprításnál vagy rlésnél Az agyag és az adalékanyagok szállításánál - mivel az agyag földnedves, a f részpor a szállítószalagon azonnal leköt dik az agyaggal ezért - porképz dés nincs. A megmunkáló gépeknél a gyorsan forgó hengerek ventillációs hatása valamint a hengerpucoló rendszeren felragadt agyagmaradék kiszáradása miatt helyi porképz déssel kell számolni, ez a munkahelyi leveg min ségét rontja. Finom rlés esetén (f leg cserép gyártáskor, 1 mm alatti aprításnál) a jelent s porképz dés miatt egyes gyáraknál elszívó, por leválasztó van beépítve. A leválasztott por visszakerülhet a megmunkálatlan agyag depóniába. A megmunkáló gépek gyors forgása, nagy kerületi sebessége miatt a megengedett 85 dB-nél nagyobb zajhatás jelentkezik a munkahelyen.
26
2.5.4 Tárolás A megmunkált és a receptúra szerint összeállított agyagkeverék vagy közvetlenül formázásra vagy zárt agyagtárolóba kerül. Az agyagtárolóba a betárolás kézi vezérlés vagy automatikus agyagterít n keresztül történik, úgy hogy ez a további keveredést és homogenizálódást segítse. Az agyagtároló kapacitása 1-2 naptól, 10-15 napos tárolást tesz lehet vé. Az agyag kitárolása általában vedersoros kotrógéppel vagy homlokrakodóval történik. A vedersoros kotró szállítószalag rendszerre adagolja a présteljesítmény által meghatározott anyagmennyiséget. El fordulhat még a technológiai sorban a prés el tt ún. helyi tároló is, mely zárt tároló az épületen belül (cserép gyártásnál). Környezetterhelés Mivel a tárolt, bekevert anyag földnedves, ezért porképz déssel nem kell számolni. Ha szükséges, mesterséges nedvesítéssel a préselési nedvességtartalmat állítják be. A munkafolyamatban használt lassú járatú elektromos gépek zajkibocsátása minimális. Az általánosan elterjedt gumihevederes szállítószalag és a vedersoros kotró használatával a munkafolyamat maximális zajkibocsátása 50-60 dB. Számottev , mintegy 85-90 dB zajszennyezéssel csak abban az esetben kell számolni, ha gázolajjal m ködtetetett homlokrakodót alkalmaznak a tárolási folyamatban. Ez esetben a kipufogógáz is terheli a környezetet. A vedersoros kotrónál a láncok kenését többnyire automatikus olajcsöpögtet berendezéssel látták el, melynek beállítása kézi úton történik. Olajos szennyez dés keletkezhet, ha a szerkezeten nincs megoldva a túlfolyás hatására lecsöpög olaj összegy jtése.
2.6 Formázás Magyarországon tégla esetében a formázás csak a nedves eljárás használatával történik, amikor a nedvességtartalom 24-28%. (Ha a nedvességtartalom 14-16% között van, akkor csökkentett nedvességtartalmú formázásról van szó; azonban a magyar agyagbányák nedvességtartalma általában magas, így ez az egyébként rendkívül gazdaságos technológiai módszer idehaza csak nagyon ritkán alkalmazható.) A tégla formázásához csigaprést használnak, mellyel szorosan össze van építve egy kéttengely kever , mely a homogenitást, az egyenletes adagolást és a végs konzisztencia beállítását szolgálja. A csigaprésben az agyag haladó mozgást végez a csigatengely irányába és forgó mozgást végez a csigatengely körül. A agyag préselése történhet vákuumozással vagy vákuumozás nélkül. Vákuum alkalmazása esetén a présgép a kever vel az ún. vákuumkamrával kapcsolódik egymáshoz, melyben az agyag vákuumozása történik 0,8–0,95% (azaz 0,2–0,05 bar) vákuumozott légtérben. Vákuumozás szinte minden gyártási folyamatban alkalmazott lépés napjainkban, mivel a vákuumozott agyag jobban tapad önmagához, tömörebb téglát eredményez; a tégla körkörös repedését, az ún. struktúra képz dést csökkenti. A használt vákuumszivattyúk vízvagy olajh tésesek, a h t víz és -olaj zárt rendszerben van, maximális h mérséklete 40°C. A korszer bb csigaprésekhez g zfeltáró rendszer csatlakoztatható, amelynek segítségével a kever be túlhevített g zt vezetnek be, amely az agyagot felmelegíti 35-60 Cra. Ez jelent sen csökkenti az agyag alakítási ellenállását és struktúra képz dését, valamint az így bevitt h energia el segíti, hatékonyabbá teszi a szárítási folyamatot.
27
A tégla és cserép végleges alakját a présre szerelt formák az ún. szájnyílások adják meg. A szájnyílás kialakítása jelent sen befolyásolja a tégla alak, méret, szilárdsági, esztétikai paramétereit.
Formázás
Teljesítmény igény (energiafogyasztás)
Csigaprés Kever
160-200 kW 55-75 kW
Teljesítmény (átmen anyagmennyiség) 3
10-50 m /óra 10-80 m3/óra
A csiga, kever lapát átmér je (mm) 350 –650 350 – 400
Fordulatszám 17-23 1/perc 20-28 1/perc
2.4 táblázat: formázáshoz használt gépek és jellemz ik A prés további tartozékai: présfej-nyomás mér , automatikus nedvesít légkompresszor (a présleveg el állítására, kuplungok m ködtetésére).
berendezés,
Cserép préselése A cserépgyártás során az agyag el készítése, tárolása megegyezik a téglagyártásnál alkalmazott technikával. A cserép alapanyagaként feltétlenül jobb min ség (mész vagy egyéb szennyez dést l mentes, homogén) agyag szükséges. Különbség a technológiában, hogy cserépgyártásnál a finomhenger résmérete, azaz az alapanyag végs ként elérni kívánt szemcseméret 0,8-0,4 mm közötti. A cserép préselése történhet − csigapréssel (szalagpréselés) és − excenterrel (sajtolás). A szalagpréselés formázási technológiája megegyezik a tégla sajtolással. Az extruderpréselés el tt az agyagot csigapréssel el préselik, melyet vágóberendezéssel feldarabolnak és az adagolórendszeren keresztül kerül az extruderprés formájába. A prés mechanikus vagy hidraulikus m ködés lehet.
G zkazán m ködése Gáztüzelés , automatikus rendszer , amely túlhevített g zt állít el . A vízk lerakódás miatt a rendelkezésre álló vizet, annak tulajdonságai alapján vegyszerezést igényelhet (sózás, ionizálás, pH beállítása). Környezetterhelések a formázás során Porszennyezés a nedves technológia következtében a gyártás ezen fázisában nincsen. A munkahelyi zaj alacsony szint , légszennyezést egyedül g zkazán gáztüzelése okoz, mely minimális. A gyártási hulladék teljes egészében visszaforgatásra kerülhet a technológiába. A takarításkor keletkezik hulladék, valamint a gépek karbantartása során, els sorban hajtóm olaj, melyet kenésre fel lehet használni. Méretre vágás A présgépb l a szájnyíláson át kiáramló agyagszalag kívánt méretre történ darabolása után alakul ki a nyers tégla. Elengedhetetlen követelmény, hogy a vágóberendezések mindig azonos méret darabokat vágjanak, kövessék a présgép ütemét és a vágás legyen mer leges a tégla (agyagszalag) alaplapjára.
28
Vágó- és darabológépek mind automata üzemelés ek, de megkülönböztethet ek a következ szempontok szerint: − levágott darabok száma szerint: egyszerre egy darabot vagy több darabot vágó automaták; − mozgás szerint: a tégla áll és a vágóhúr mozog vagy fordítva; esetleg a tégla és a vágóeszköz is mozog; − vezérlés szempontjából: mechanikus, elektronikus vezérlés. A présvezérlés elektronikus, mert szinkronizálni kell a levágó automatához. A levágó automata elektronikus vezérlése nem egyértelm , mert mechanikus alkatrészekb l áll. Ezen automaták vezérélését mechanikus, pneumatikus és elektromos vezérlések kombinációjával lehet megoldani, a helyi kívánalmaknak megfelel en. A felsorolt vezérlési típusok %-os megoszlása tetsz leges. A tégla vágására rugóacélból vagy zongorahúrból kifeszített húrt használnak, amelynek átmér je 0,8 – 1,6 mm. Vágó- és darabológépek Egy darabot vágó automata Többhúros vágógép Kaszás automata Ferdehúros vágógép
Teljesítmény Teljesítmény igény Termék 4000 – 8000 kmt/óra 1,5 kW kisméret , kett s méret , B30 16-20 000 kmt/óra 4,0 kW bármilyen termék na na na na 2,2 kW egyszer blokk
2.5 táblázat: vágó- és darabológépek típusai és fontosabb jellemz i Miután a vágás megtörtént a téglákat gyorsító heveder széthúzza, egyrészt a szárítási hézag biztosítása céljából, illetve vágóhúros gép esetében azért, hogy a felfelé mozgó vágóhúr a tégla hézaga között elférjen. Anyagmozgatás a szárítón kívül A formázott nyerstégla gépi úton jut el a darabológépt l a szárítóig, majd kés bb a száraztégla a szárítótól a kemence kocsiig, vagy egységrakományt rakó gépig. A mozgatást végz gépekt l elvárt követelmény, hogy automatikus üzemmódban m ködjék, illeszkedjen a szárítóhoz és a rakógéphez, legyen alkalmas nagy mennyiség anyag sérülésmentes mozgatására és küszöbölje ki a nehéz fizikai munkát. Az anyagmozgató gépeket az alapján lehet csoportosítani, hogy milyen a téglát közvetlenül hordozó (tartó) elem kialakítása: − léces vagy kispalettás mozgatási rendszer, − nagypalettás mozgatási rendszer, − fix polcos, gy jt állványos mozgatási rendszer, − görg s polcú mozgatási rendszer. A mozgatási rendszerek többségét számos, kisteljesítmény villanymotor m ködteti, de ezen kívül ennek a munkafázisnak érdemi környezeti hatásai nincsenek.
2.7 Szárítás A szárítástechnológia célja a formázhatóság érdekében vízzel korábban 22-25%-ra vagy kisebb nedvességtartalmúra nedvesített agyagból formázott tégla és cserépidomok nedvességtartalmának 2-3% -ra csökkentése annak érdekében, hogy a kemencébe berakáshoz megfelel szilárdsággal rendelkezzenek, a szárítással minimalizált nedvességtartalmuk - a vízg z nyomás kialakulásának megakadályozásával - lehet vé tegye a kemencében történ károsodásmentes felmelegítésüket és kiégetésüket. A tégla-és cserépipari szárítókban a szárítandó anyag a nyers, formázott tégla-és cserépidom, a szárító közeg a 20-150 °C h mérséklet leveg . A szárítóba vezetett meleg
29
leveg els dleges funkciója a h átadás és a termék felmelegítése. A tégla-és cserépipari szárítók mindegyikében a h átadás konvekció útján történik. A leveg a nyersterméket körüláramolva h tartalmát átadja, amelynek hatására a nyerstermék felmelegszik, víztartalma elpárolog. A leveg az elpárolgott vizet felveszi és elszállítja. A száradási id t és az egységtermékre jutó energiafelhasználást csökkenti, ha a nyerstermék gyártásánál g zfeltárást alkalmaznak (a vákumprésbe g zt vezetnek), ezzel a száradó termék melegebb lesz. Ennek következtében a szárítóleveg egységnyi id alatt több nedvességet képes a termék megrepedése, károsodása nélkül elszállítani, így a száradási id csökken. 2.7.1 A szárítók osztályozása A szárítókat többféle szempont szerint osztályozhatjuk: Az üzemeltetés szerint a szárítók lehetnek szakaszosak és folyamatosak: A szakaszos üzem szárítókban a szárítandó anyag nem változtatja helyét, a szárító töltése, a szárítás és a szárító ürítése szakaszos, a m veletek töltés-szárítás-ürítés sorrendben ismétl dnek. Szakaszos m ködés ek a kamrás szárítók, melyeket a Magyarországon m köd gyárak 15%-a használ. A folyamatos üzem szárítókat az jellemzi, hogy a három m veleti szakasz; a töltés-szárítás-ürítés egyidej leg folyamatosan történik. Folyamatos m ködés ek a csatornaés alagútszárítók, melyeket a Magyarországon m köd gyárak 40%-a használ. A h energia-ellátás szempontjából megkülönböztetünk természetes és mesterséges vagy m szárítókat: A természetes vagy szabadtéri szárítók h forrása a környezeti leveg , ezért szabályozásra, beavatkozásra korlátozottan van lehet ség (pl. takarás). A természetes vagy szabadtéri szárítás - a mi éghajlatunkban csak nyári szezonban használható. Bár ez környezetbarát (energiatakarékos) megoldás, a piac jelenlegi m ködése és igényei szerint napjainkban már egyre kevésbé alkalmazható megoldás. A mesterséges vagy m szárítókat h forrásból származó meleg leveg vel látják el. A melegleveg nagy részét a kemence h l melege biztosítja, így energetikailag a szárító és a kemence összekapcsolódik, egy rendszert alkot. A melegleveg további részét küls h forrás, földgáztüzelés h központ (termogenerátor) biztosítja. Esetenként a mesterséges szárítóban bels f tést alkalmaznak. A nagy kapacitású gyárak (35 millió NF fölött) 70 %ában alkalmazzák, hogy a kemence hulladékh je hasznosul a szárítóban. A leveg vezetés és a száradó idomok egymáshoz viszonyított haladása szerint megkülönböztetünk egyenáramú és ellenáramú szárítókat: Az egyenáramú szárítóban a leveg és a nyerstermék haladási iránya megegyez . Ennek következtében a legmelegebb, legkisebb telítettség leveg találkozik a legnedvesebb, leghidegebb áruval. Ezt a módszert a tégla-és cserépipar nem használja, mert ezt a nagyon intenzív és agresszív szárítást a formázott idomok károsodás nélkül nem képesek elviselni. Az ellenáramú szárítóban a leveg és a nyerstermék egymással szemben haladnak. A belép legmelegebb és legkisebb telítettség leveg a legszárazabb, legmelegebb árúval találkozik. Ez a berendezés megfelel beállítás esetén kíméletes szárítást tesz lehet vé. A légáramlás f iránya a szárítóban elhelyezett idomok között lehet: vízszintes hosszirányú, vízszintes keresztirányú, vagy függ leges. A korszer szárítókban ezen légáramlás irányok kombinációja valósul meg.
30
A leveg vezetés száma szerint megkülönböztetünk egyszeri és többszöri légvezetés szárítókat: Az egyszeri légvezetés szárító esetében a szárítóból egyszeri átvezetés után a szabadba távozik a leveg . A száraz meleg leveg utánpótlásáról folyamatosan gondoskodni kell. A száradás el rehaladásával egyre nagyobb h mérséklet és kisebb telítettség leveg hagyja el a szárítót, ezzel jelent s h veszteséget okoz. Az egyszeres légvezetés szárító h technikai szempontból gazdaságtalan. A többszörös légvezetés szárítókban az el bb említett h veszteséget úgy kerülik el, hogy a leveg t többször visszavezetik a szárítóba, közben ismételten felmelegítik. A visszavezetés egyik módja a lépcs s szárítás, amelynek az a lényege, hogy a visszavezetés el tt újra eredeti h mérséklet re melegítik a leveg t. A többszöri visszavezetés közben a leveg abszolút nedvességtartalma egyre növekszik. Az ismételt felmelegedést addig folytatják, amíg a leveg nedvességtartalma kb. 90 % -os lesz. A visszavezetés másik módja az un. recirkulációs szárítás. A leveg egyik részét a szabadba engedik, másik részét pedig olyan arányban keverik forró, száraz leveg vel, hogy nemcsak az eredeti h mérsékletre melegedjék fel, hanem az eredeti abszolút nedvességtartalma is visszaálljon. Így igen kíméletes szárítás érhet el. A szárítókban a légáramoltatás lehet szakaszos és folyamatos: A folyamatos légáramoltatás tekinthet a hagyományos módszernek. Az egyre inkább elterjed módszer viszont a szakaszos légáramoltatás, amely abból a megfontolásból ered, hogy ha a szárítandó idomot rövid ideig er teljes leveg hatás éri, gyors felületi párolgás indul meg. A légáramlás szünetében a felszín felé áramló víz kiegyenlíti a nedvességkülönbséget. Ezzel a módszerrel, az agresszív szárítási és a nedvesség-utánpótlási ciklus váltakozó alkalmazásával az idomok károsodás nélkül, jelent s száradási id csökkenés mellett leszáríthatók. A szakaszos légáramoltatású szárítást ritmikus vagy periodikus elven m köd szárításnak is nevezik. A ritmikus szárítás elvén különféle m szaki megoldású szárítóberendezések m ködnek. A legújabb a szárítás min sége, a szárító energiafelhasználás és ezzel a környezetterhelés csökkentése szempontjából is jelent s irányzat az alacsony h mérséklet , sok szárítóleveg t alkalmazó módszer. A módszer jellemz i: − A szárítóleveg h mérséklete max. 100 °C. − A szárítóban (kamrás szárítóban a szárítókamra közepén a kamra két oldalán lév polcokon elhelyezett szárítandó idomok között; csatorna szárítóban idomokat tartalmazó és szállító szárítókocsisor között) sínpályán mozgó, reverzáló mozgást végz vázra szerelt, vízszintesen, a szállítandó idomok leveg t szállító, egymás fölé szerelt axiális ventillátorok, vagy kifúvórésekkel ellátott lemeztornyokba függ leges irányba leveg t fúvó axiális ventillátorok (az utóbbit rotomixernek nevezik) a kamra leveg jét intenzív légáramlás mellett 15-25-ször megforgatják a kamrában. Ez a módszer, amely a ventillátoregységek mozgása következtében a ritmikus szárítási elvet valósítja meg, egyszeres légvezetés mellett is gyors, hibamentes szárítást eredményez , energiatakarékos szárítás valósít meg. A tégla- és kerámiacserép szárítóknak szerkezeti kialakításuk és üzemeltetés módjuk szerint két alaptípusuk van: − a kamrás szárító és − a csatornaszárító. 2.7.2 A kamrás szárító Szakaszos üzem szárító, a szükségletnek megfelel számú egymás mellé épített kamrák csoportjából áll. Minden egyes kamrának külön, szorosan záródó ajtaja van a kamra egyik
31
vagy mindkét végén. A szárító nyers idomokkal töltése és ürítése kétféle módon történhet: vagy a töltés a szárító egyik, a leszárított idomok ürítése a szárító másik végén; vagy a töltés és ürítés is egy kamravégen Minden kamrában egy vágánypár található, amelyeken a kamra polcosztásának (általában 9-12 polc van) megfelel számú különféle hordozó eszközön (pl. kellerléc, paletta) az önjáró nyerskocsi a formázási technológiai fázisban gyártott, szárítandó idomokat a szárítóba viszi. Az önjáró nyerskocsi egyszerre a szárító polcosztásának megfelel (általában 9-12) számú nyerstéglával, cseréppel megrakott hordozó eszközt (többrakományos nyerskocsi esetén a polcszám egész számú többszörösét) viszi be a szárítókamrába és helyezi el a szárító polcokon. A kamra megtöltése után a kamraajtót bezárják, a kamra h mérsékletét a termékre szárítási kísérletek alapján kidolgozott technológia szerint növelik. A szárítóleveg f paramétereit, a h mérsékletet és a páratartalmat (relatív nedvesség) a száradási id függvényében a termékre kidolgozott technológia írja el . Ezen paramétereket a szárítók szabályozási rendszerében szabályozott jellemz knek nevezzük. A szárítás után a nyerskocsival azonos konstrukciójú önjáró szárítókocsi a polcsor hordozó eszközeit (általában 9-12) a száraz téglával, cseréppel magára veszi, a szárítóból kiviszi és továbbítja a kemence egységrakományképzés m velet felé. Általában két-két kamra alkot egy kamrapárt, amelyeknek a h - és a légellátó rendszere közös. A jelenlegi legkorszer bb kamraszárítóknál egy kamrában 3 sínpár található. A két széls sínpáron az önjáró nyers- és száraz kocsik végzik a kamra két oldalán található, szárítópolcos zóna töltését és ürítését. A középs sínpáron található az önjáró vázszerkezet, amely a szárító hossza mentén reverzáló mozgást végez, hordozza a ritmikus szárításnál ismertetett technológiát megvalósító axiális ventillátorokat, vagy a rotomixereket. A kamrás szárítók szakaszos üzem ek, légtechnikailag nyomott rendszer ek. A kamrás szárítókat abban az esetben alkalmazzák: ha többféle termék szárítására van szükség, ha hosszú a száradási id , vagy a formázó üzem (nyersgyártás) csak egym szakban dolgozik. A szárító osztályozásánál bemutatásra került, hogy a szárítóknak többféle konstrukciós és légtechnikai kialakítása lehetséges. A következ kben - szemléltet példaként - bemutatjuk a recirkulációs rendszer kamrás szárítót (2.1. ábra)
2.1. ábra: Recirkulációs rendszer , kamrás szárító N- a nedves leveg t szállító csatorna, R1 és R2 - recirkulációs leveg t elszállító csatornák, M1 és M2 melegleveg csatornák, V1 és V2 - bels keringtet ventillátorok, F1 és F2 f t testek A 2.1. ábrán a recirkulációs rendszer kamrás szárító hosszszelvénye látható. A kamrák alaprajza nyújtott téglalap. A kamrák vegyes f tés ek, a melegleveg egyrészt a
32
kever kamrából (a hül meleg és a póttüzelés kevert h je) érkezik, másrészt a radiátorok által létesített bels f tés melegíti fel. Az elmúlt évtized második felében a legtöbb ilyen szárítót átalakították, az üzemviteli problémák és a g zfejlesztés, továbbá a rendszer hatásfoka miatt a radiátoros bels f tést megszüntették. A kamrateret a vízszintes álmennyezet két részre osztja. A szárítótérben léceken vagy palettákon vannak a téglák, felül kamrapáronként két axiális ventillátor V1, V2 és két f t test F1, F2 (radiátor) van. A kamrák középs szakasza fölött, hossztengelyükre mer legesen öt csatorna vezet. Ezekb l kett M1, M2 a meleg leveg t, kett R1, R2 a recirkuláltatott leveg t, a középs N pedig a nedves leveg t szállítja. Minden kamrapár az öt vezetékkel, szabályozható állású csappanttyúval köthet össze. A szárítás folyamán a leveg az M1 és az M2 csappanttyúin érkezik, a kamrában telít dik, majd az N csappanttyúján és vezetékén át a szabadba távozik. A szárítás második szakaszában az N csappanttyúját zárják és a távozó, még hasznosítható h vel rendelkez telítetlen leveg az R1 és az R2 csappanttyúin és a vezetékein át jut a kever kamrába. 2.7.3 A csatornaszárító Folyamatos üzem szárító, hosszú csatorna, amelybe a szárítósínen lév szárítókocsisoron betolják a nyers, szárítandó terméket. A magas h mérséklet leveg t, amely folyamatosan a bemeneti vég felé halad a csatorna kimeneti végén fújják be egy vagy több ventillátorral. A leveg áramlása közben h mérséklete folyamatosan csökken, nedvességtartalma n . A csatorna hossza mentén ventillátorok alkalmazásával turbolenciát hoznak létre a szárítás hatékonyságának biztosítása érdekében. A szárító betolóvégén lév ventillátor a páradús, nedves leveg t a környezetbe továbbítja. A csatornaszárító bemeneti és kimeneti végét zsilipkapukkal látják el. Amennyiben a szárítandó, nedves terméket közvetlenül kemencekocsin, az égetéshez szükséges alakzatban rakva tolják a szárítóba, úgy a szárítót alagútszárítónak nevezzük. Ebben az esetben a szárítón áthaladás után újabb átrakás nélkül tolják a kocsikat közvetlenül a kemencébe. A csatornaszárítók esetében a formázást követ en a nyers idomokat szárítókocsikra rakják, amelyeket a szárítás után leürítenek, majd az égetéshez újabb rakatokat képeznek bel lük. A csatornaszárítók általában szívott - nyomott rendszer ek, de vannak teljesen nyomott rendszer ek is. A legjelent sebb eltérés a szakaszos üzem ekkel szemben, hogy a folyamatos szárítóknál a szárítón belül zónákat képeznek ki, amelyeknek a klímája - a leveg h mérséklete és relatív nedvességtartalma - állandó. A folyamatos üzem szárítók könnyebben szabályozhatók, mert csak az egyes zónák légállapotát kell állandó értékben tartani. A csatornaszárítókat rövid szárítási igény termékek, többm szakos illetve folyamatos nyersgyártás mellett, kevés áruféleség el állítása esetén alkalmazzák. Az elpárolgatott vízre számított fajlagos h szükséglet általában a csatornaszárító esetében kisebb a kamrás szárítókhoz viszonyítva. A következ kben - szemléltet példaként - bemutatásra kerül egy csatornaszárító típus kialakítása és m ködési elve (2.2. ábra)
33
2.2 ábra: a csatornaszárító alaprajza 1 - 5 vágányok, T1 és T2 tolópadok, O a bels ventillátorok, B a bejárat, K a kijárat A 2.2 ábrán látható szárítónak négy párhuzamos csatornájában (1-4) két-két vágányon haladnak a megrakott kocsik, az 5 jel csatornában pedig visszafelé jönnek egy vágányon. A kocsik között kötött pályán mozgatható ventillátorok vannak. A megrakott kocsit a B-jel bejárat elé állítja az automatikus mozgatószerkezet. Az ajtót fotocella nyitja és a kocsi áthaladása után, automatikusan becsukja. A kocsi a T1 pályán lév tolópadra kerül, amely sorrend vezérléssel m ködtetve beáll az esedékes vágány elé. Ezzel egyidej leg a T2 pályán lev tolópad is beáll ugyanezen vágány túlsó végére. Ha ez a feltétel is teljesül, az els tolópad tolószerkezete m ködésbe lép, és áttolja a rajta lev kocsit a vágányra úgy, hogy az az el tte álló teljes kocsisort egy kocsihosszal el re mozgatja. Így a sor túlsó végén egy kocsi a tolópadra jut. Ezután ez a pad elindul és a rajta lev kocsit áttolja a visszatér vágányra. Itt egy köteles vonszoló lépteti eggyel el re a kocsisort, amelynek els tagja ekkor a K kijáraton át elhagyja a szárítót. Ennek a kijáratnak az ajtaja is teljesen automatikusan m ködik. A leírt m veletek közben az els tolópad önm köd en visszaáll a B bejárat elé, és várakozik a következ kocsi érkezésére. A szárítási folyamat megértéséhez a 2.3. ábra szolgál, amely két csatorna keresztmetszetét mutatja.
2.3. ábra: a szárító két csatornájának metszete K1 a kocsisorok az 1. csatornában, V1 a mozgó ventillátor az 1. csatornában, K2 a kocsisorok a 2. csatornában, V2 a mozgó ventillátorok a 2. csatornában, F a forgó leveg -csatorna A meleg leveg a szárító tetején lev szabályozható nyílásokon túlnyomással érkezik. Az ilyen szárítók esetén tehát "nyomott" rendszerr l beszélünk. A nyílások alatt lev ventillátorok vízszintes mozgásra kényszerítik a leveg t. A csatorna küls falainál az áramlás felfelé folytatódik, majd a rakomány fölött vízszintesen
34
tovább halad lefelé. Itt a ventillátorok szívása ismét lefelé kényszeríti a leveg t, amely így a csatorna hossztengelyére mer legesen, függ leges síkú körpályán mozog. A kocsisorok között elhelyezett ventillátor-sort megfelel szerkezet önm köd en mozgatja el re és hátra. Így érhet el a rakomány legjobb átszell ztetése és érvényesül az az elv is, hogy a termék felületét csak szakaszosan érje a leveg áram (amikor a ventilátor a rakat el tt tartózkodik). A szárító bejárata felett elhelyezett f -ventillátor kiszívja a csatornákból a telít dött leveg t. Ezáltal az említett keresztkeringtetés mellett a leveg lassú el rehaladást is végez Mint csaknem minden téglaipari csatornaszárítóban, ennél is a leveg és az árú mozgása ellenáramú. Ez egyrészt a mozgás irányára vonatkozik, másrészt arra a fontos elvre, hogy a legmelegebb és a legszárazabb leveg a csatorna kilép részénél találkozik a már legjobban felmelegített és a legszárazabb téglákkal, majd fokozatosan telít dve és leh lve a bejárat irányába halad, ahol a legnedvesebb és a leghidegebb termékek vannak. − A szárító hossza, a csatornák és a bennük mozgó ventillátorok száma az adott szárítási program és kapacitás függvénye. A szárítás még a f csatornákban befejez dik. A visszatér ágban rendszerint csak a rakomány h ntartása folyik. Az elrendezés igen nagy el nye, hogy a kocsik a száraz árú leszedése után az újabb nedves tégla felrakására a legrövidebb úton, automatizált mozgatással juttathatók vissza. A tégla-és cserépipari szárítók elpárologtatott vízre számított h szükséglete 3760-5400 KJ/kg víz; villamos energiaszükséglete 6,5-13,5 kWh/tonna égetett tégla. Cserép szárításánál a megadott energiafelhasználások alsó értéket kell figyelembe venni a jobb h átadás miatt. A fogyasztás nagy különbségét a különféle termék és agyag tulajdonságai okozzák. Környezetterhelések a szárításnál A szárítók esetében környezetterhelést a leveg be kibocsátott kéndioxid (SO2), a nitrogénoxidok (NOx) és a szén-monoxid (CO) okozzák. Ezek az égéstermékek, a szárítás póth jét biztosító gáztüzeléssel m köd h központokból származnak. Környezetterhelést okoz a kemence térnyomás helytelen beállítása is, ebben az esetben a kemencér l elszívott hül meleg füstgázokkal szennyez dhet. (kemence térnyomás a zárt bels kemencetérben lév kismérték túlnyomás (10-20 Pa), mely a h fok egyenletesebb elosztása érdekében szükséges). A szárítóknál környezetterhelést okozó tényez k keletkezési mechanizmusa részletesen a termék égetése fejezet környezetterhelés részében kerül ismertetésre, azonban célszer itt megjegyezni, hogy azokban a gyárakban ahol hulladékh hasznosítás történik a szárításhoz szükséges tiszta, száraz, meleg leveg nagyobb része a kemence h l zónájából érkezik. Ez nagymértékben felhígítja a szárítóban viszonylag kis mennyiségben keletkez füstgázt, így a szárítók kibocsátása többnyire nem okoz számottev légszennyezési problémát.
2.8 A termék égetése Az égetés a tégla- és cserépgyártás befejez , h kezel m velete. A nyersen formázott, majd szárított test az égetéssel válik kerámiai anyaggá, elnyeri szilárdságát, ellenállóképességét, megfelel porozitását, alak- és térfogatállóságát. A tégla és cserépipari termékek égetése 800-1050 oC között történik. (Cserép esetén inkább a fels határt kell figyelembe venni a tömörebbre égetés miatt.) Az égetés h mérsékletét az alkalmazott agyagtípus és amennyiben a termékeknek fagyállónak kell lenniük a fagyállósági követelmény határozza meg. A kerámia égetése során színterezési folyamat játszódik le. Színterezésnek nevezzük azt a folyamatot, amikor h hatására az anyag részecskéi összeállnak, összesülnek.
35
2.8.1 Színterezés, mint az égetési folyamat fontos lépése A színterezés folyamata a következ : a masszakészítés folyamán a nyersanyagok szemcsenagyságát aprítással csökkentettük, ezáltal megnöveltük a szemcsék reakcióképes fajlagos felületét. H hatására a szemcséket alkotó ionok h mozgása megn és a felületi ionok leszakadnak, illetve átdiffundálnak a szomszédos kristály rácsba. Ezáltal a kisebb szemcsék elfogynak, a nagyobbak megnövekednek, ez a folyamat az átkristályosodás. A színterezéskor végbemen átkristályosodás során a szemcsék felületi energiája csökken, ugyanis minden anyag minimális energiaszintre törekszik. Az eddig ismertetett un. száraz színterezés során a reakciók szilárd fázisban, azaz olvadékfázis nélkül játszódnak le. A száraz színterezési reakció a kristályok határfelületén lejátszódó diffúzió és átkristályosodás. A száraz színterezési reakciók a tégla és cserépégetés kezdeti szakaszában fordulnak el . Ezt követ en az un. nedves színterezés során a kezdeti stádiumban olvadék képz dik, a különböz alkotórészek feloldódnak az olvadékban, majd kristályosan újra kiválnak. Így keletkeznek a kerámiák: kevés olvadékfázissal a tégla- és kerámiacserép termékek, sok olvadékfázissal a finomkerámiák (pl. porcelán). A színterez dési folyamat küls jelei általában a térfogatcsökkenés (zsugorodás), továbbá a szilárdság növekedése. A színterezési folyamatot befolyásoló tényez k: A kémiai összetétel. A színterezés h mérsékletét az olvadékképz oxidok min sége nagymértékben meghatározza. A kalcium-karbonátmentes, mészszegény agyagokra (kiizzított oxidos összetételében a CaO 0,3-4%; ásványi összetétele: agyagásványok 2470%, kvarc 24-52%, földpátok 5-25%, kalcit és dolomit 0-7,5%) jellemz , hogy égetési zsugorodásuk 800 oC-tól kezdve deformálódásuk h mérsékletéig fokozatosan és egyenletesen növekszik és ezzel párhuzamosan porozitásuk és vízfelvev képességük csökken. Ezért a mészszegény agyagokból égetett termékek vízfelvev képessége és porozitása az égetési h mérséklettel szabályozható. Ezzel szemben a kalcium-karbonát tartalmú, márgás agyagok (kiizzított oxidos összetételében CaO 4,1-21,8 %, ásványi összetétele: agyagásványok 14-50%, kvarc 2040%, földpátok 5-25%, kalcit és dolomit 7,6-36%) zsugorodása az égetési h mérséklettel alig növekszik, porozitásuk és vízfelvev képességük számottev en nem változik. Zsugorodásuk növekedése, illetve porozitásuk csökkenése csupán az olvadáspontjukkal majdnem egybees h mérsékleten észlelhet . Ennek következtében a márgás agyagokból égetett termékek porozitása, vízfelvev képessége és tömörsége nem szabályozható az égetési h mérséklettel. A mészszegény és márgás agyagok égetési színükben is különböznek egymástól. A mészszegény agyagokból formázott testek 900 oC-on rózsaszín re vagy élénkpirosra égnek és színük az égetési h mérséklettel sötétedik, vörösbe és vörösbarnába megy át. A márgás agyagok 900 oC-on ugyancsak rózsaszín re égnek, színük azonban már 950 oC-on foltos sárgává válik, majd további h mérsékletemelésnél sárga, majd barnássárga szín lesz. Az égetési szín kialakulásában els sorban az agyagban lév CaO és Fe2O3 arányának van dönt jelent sége. Az agyag akkor ég sárga szín re, ha az Fe2O3/CaO aránya 0,6-nél kisebb (az égetési színt meghatározó reakciókban a CaO a meghatározó, az agyag szilíciumtartalmával kalciumszilikátok keletkeznek); 0,8-nél nagyobb érték esetében a piros-vörösesbarna szín érvényesül (az égetési színt meghatározó reakciókban az Fe2O3 a meghatározó, az agyag szilíciumtartalmával vasszilikátok keletkeznek). A szemcsék nagysága és illeszkedése. Annál könnyebben megy végbe a színterezés, minél tömörebben illeszkednek a massza szemcséi egymáshoz. A nyers idom tömörségét az agyag el készítés (aprítás, homogenizálás), a formázási mód és a nedvesítés mértéke határozzák meg.
36
Az agyagok tömörségét és égetési zsugorodását – az említett technológiai paramétereken kívül – nagymértékben befolyásolja agyagásvány-tartalmuk és szemszerkezetük. A kevés agyagásványt tartalmazó, durvaszemcséj agyagok égetési zsugorodása és tömörsége minden esetben kisebb, mint az agyagásványokban dús, finom szerkezet agyagoké. 2.8.2 Az égetési id és h mérséklet Az égetési id és a h mérséklet általában fordítottan arányos egymással, vagyis a hosszú id tartamú égetés olyan színterezési állapotot eredményez, mint a nagyobb h mérsékleten rövid ideig tartó h kezelés. A száraz idomok szilárdsága a felhevítés folyamán 600-700 oC-ig számottev mértékben nem növekszik; különösen kismérv a szilárdságnövekedés a durvaszemcséj kevés agyagásványt tartalmazó agyagoknál. Nagyobb mérv szilárdságnövekedés 800 oC körüli h mérsékleten észlelhet . A finom szemcseszerkezet , agyagásványokban dús agyagok szilárdsága gyorsabban növekszik a h mérséklettel, mint a durva szemcseszerkezet , viszonylag kevés agyagásványt tartalmazó agyagoké. A vizsgálati eredmények szerint a mészszegény agyagok nagyobb szilárdságú terméket eredményeznek, mint a márgás agyagok. Az égetési h mérsékletet úgy kell megválasztani, hogy a termékek szilárdsága a szabványban el írtaknak megfelel legyen. A szükségesnél nagyobb szilárdság, amelyet a szükségesnél nagyobb h mérséklet eredményez többlet energiafelhasználást, energiapazarlást és nagyobb mérték környezetterhelést okoz. − A kémiai összetétel tényez nél a mész-szegény és márgás anyagokra leírtakból származtathatók az alábbi, az égetési h mérsékletre vonatkozó következtetések: − A mész-szegény agyagok esetében az égetési csúcsh mérséklet 800-1000 oC. A kísérletileg meghatározott h mérséklet 800-1000 oC sávon belüli elérése után a további h mérsékletnövelés felesleges energiapazarlást és környezetterhelést okoz. − A márgás agyagoknál az égetési csúcsh mérséklet 900-1050 oC. A fentiek alapján megállapítható, hogy a márgás agyagok égetését magasabb csúcs h mérsékleten kell végezni a mész-szegény agyagokhoz viszonyítva. Ennek következtében a márgás agyagokból gyártott kerámia idomok égetésénél az egységtermékre jutó égetési energiafelhasználás magasabb a mész-szegény agyagokból gyártottakhoz viszonyítva. 2.8.3 Az égetési atmoszféra. A kemencetérben oxidáló atmoszféráról akkor beszélünk, ha leveg felesleg van, redukáló atmoszféráról pedig akkor, ha CO vagy H2 felesleg van. A kemence atmoszféra befolyásolja a kerámia színét, a tüzelés hatásfokát és a légszennyez k kibocsátásának mértékén keresztül a környezetterhelést is. A tégla- és kerámiacserép éget kemencékben oxidáló atmoszféra van, tekintettel arra, hogy a termék el melegítéséhez, a megfelel h átadáshoz a tökéletes égés leveg mennyiségének többszöröse szükséges, ugyanis a kemencékben a leveg a h átadó közeg. 2.8.4 Fiziko - kémiai változások az égetés folyamán A szárítóból kiégetés céljából a kemencébe került idomokból 100 - 200 Co között a kristályrácsközi víz távozik el. A szerves anyag, a pirit és a vasoxidok 300 - 500 Co között oxidálódnak. A legtöbb téglaagyag természetes állapotban is tartalmaz szénvegyületeket, pl. humuszt vagy huminsavakat. A téglagyártás során éghet anyagokat (pl. széndara, f részpor, rizshéj) kevernek az agyagmasszába, amelyek elbontásakor keletkez illó alkatrészek a füstgázokkal elégetlenül távoznak, mert gyulladáspontjukat még nem érték el (svélgázok).
37
Fontos átalakulások a szilicium-dioxid (SiO2) tégla h mérséklettartományban bekövetkez módosulat változásai: 575 Co β - kvarc
és
cserép
égetés
870 Co α - kvarc
α - tridimit
Ezek az átalakulások térfogatváltozással járnak, amelyet a kerámiák égetésekor a felf tési - leh tési sebesség ezen h mérsékletek környezetében történ csökkentésével kell figyelembevenni az égetési technológia h görbéjének meghatározásakor. A kristályszerkezetben megtalálható víz 500-650 oC között távozik. A karbonátok, mint a kalcit és a dolomit 750-950 oC között disszociálnak CO2 távozása mellett. Ennek során a CaCO3 bomlásakor képz dött CaO reakcióba lép a környezetében lév oxidokkal, els sorban a szilícium-dioxiddal. Ennek következményei a színterezési folyamat ismertetésénél bemutatásra kerültek. A CaCO3 bomlásból származó CaO kerámiaképz désben kedvez reakciói csak akkor játszódnak le megfelel sebességgel, ha a CaO igen finom szemcsék formájában van jelen. A durva szemcséj mészkövet az agyag el készítés során k kiválasztással el kell távolítani, az apróbbakat a fínomhengerpárral 1 mm-nél finomabb szemcséj re rölni. Ellenkez esetben a CaO a víz jelenlétében bekövetkez térfogatnöveléssel járó reakció miatt az égetett téglában károsodást okoz. Különösen fontos a finom rlés cserép esetén, ahol 0,6-0,7 mm-es henger réstávolságot használnak. Éget kemencék A tégla- és cserépiparban igen nagy tömeg árut kell kiégetni, ezért itt f ként csak folyamatos üzem kemencéket üzemeltetnek. A folyamatos üzem éget kemencéket két csoportba osztjuk: − Vándor t zzónájú kemencék: Pl. Hoffmann féle körkemence − Álló t zzónájú kemence: Pl. alagútkemence A vándor t zzónájú kemencékben az árú az égetés során helyben marad és a t z vándorol; az álló t zzónájú kemencében az árú halad, a t zzóna áll. 2.8.5 A Hoffmann féle körkemence Nyújtott ellipszis vagy téglalap alaprajzú, önmagába visszatér csatorna. Ebb l a régi típusú kemencéb l (1858-ban szabadalmaztatták) még napjainkban is kb. 30 üzemel Magyarországon. A körkemence f részei: az éget csatorna, a füstgy jt csatorna, a kémény. Az éget csatorna téglából, ívelt kett s boltozattal épített zárt csatorna. Küls falán vannak az un. behordónyílások. Ezeken keresztül történik a szárazárú behordása és az égetett árú kihordása. Az éget csatornának két ajtó közötti szakaszát kamrának nevezik. A behordónyílások száma szerint 14-22 kamrás kemencér l beszélünk. Az éget csatorna fogadja be az égetend árút, benne történik az utószárítás, felmelegítés, az égetés és a leh tés. Az egész éget csatorna hossza átlagosan 80-120 m. Az egyes kamrák hossza általában 5-6 m, az éget csatorna szélessége 3-5 m, magassága 2,5-3,5 m. A boltozatba képezik ki a tüzel - vagy szóró nyílásokat. A kemence huzatrendszerének fontos része a kémény és az abba torkolló füstgy jt csatorna, amelyet a kemence középvonalába építenek. Az egyes kamrák zárható nyílások segítségével köthet k össze a füstgy jt csatornával.
38
A kamrák a füstgy jt vel való kapcsolatuk szerint alsó vagy fels huzatosak lehetnek. A 2.4. ábrán az alsólehúzású körkemence metszete kerül bemutatásra, a fels huzatos megoldás nálunk nem használatos.
2.4 ábra. alsólehúzású körkemence metszete
l. a bejárati nyílás; 2. a füstgázelszívó nyílás ( rókalyuk ) 3. harangrúd a haranggal; 4. szórónyílás; 5. a füstgy jt csatorna A 2.4. ábrán látható kemence leszívónyílásai a kamra küls oldalán épültek, vannak azonban olyan kemencék is amelyekben a leszívónyílások a kamrák bels oldalában vannak kiképezve, de elterjedt váltakozva elhelyezésük a kamrák küls és bels oldalában is. Az alsó lehúzású rendszerben kamránként általában csak egy (a sarokban két) leszívónyílás van. Rudazattal emelhet és süllyeszthet tölcsér alakú öntöttvas harangszelep segítségével helyezik huzat alá az adott kamrát. A körkemence m ködési elve A t z haladási irányában a körkemence éget csatornáját zónákra osztjuk: üres zóna, utószárító és el melegít zóna, t zzóna, h l zóna. Mivel a körkemence vándor t zzónájú, ezért az égetési ciklus egyes fázisai egymás után a kemence egyes szakaszaiban jelennek meg. A körkemence m ködési elvét az 2.5. ábra szemlélteti.
39
2.5. ábra Körkemence m ködési elve 1 - 16. kamrák ( 2 - 7. nyitott, a többi befalazott bejárattal ); 1 - 16 a kamrákhoz tartozó harangszelepek (9 - 15. láthatók a szemközti falba beépített lehúzónyílások, a harangsorban középen a füstcsatornát a kéménnyel összeköt vezeték nyílása ); 17 a t z haladási iránya; 18. felrakott záró (suber) papírok; 19. kémény; 1. és 2. kamra behordás alatt áll; 3. kamra üres; 4. és 5. kamra kihordás alatt áll; 6. és 8. kamra h l szakasz; 9. és 11. kamra tüzel szakasz; 12. és 13. kamra el melegít szakasz ( nyitott harangszelepekkel ); 14. és 16. kamra utószárító szakasz ( kissé nyitott harangszelepekkel). A száraz tégla behordása után a kamra ajtaját befalazzák. Az el melegít zóna és a berakás alatt álló kamrák közé papírzárat (súbert) helyeznek. A teljes keresztmetszetet borító papírt a huzat rászívja a téglarakományra. A zárás következtében a huzat csak a t zzóna irányában érvényesül, onnan szívja a forró füstgázokat, amelyek el melegítik és utószárítják a téglákat. A harangszelep csak az el melegít és utószárító zóna kamráiban van nyitva. − Az égetéshez szükséges leveg a kihordás alatt álló kamrákban a rakományon keresztül, valamint a h l kamrák kibontott ajtaján át áramlik az éget csatornába. A leveg a kész árút leh ti, közben felmelegszik és a t zzónában táplálja az égést. A t zzónából a füstgázok az el melegít és utószárító zónába áramlanak ahol a téglákat el melegítik és utószárítják. A felhúzott harangzárakon keresztül a kéményhuzat a füstcsatornán keresztül kiszívja a füstgázokat. A körkemence jellegzetesen széntüzelés kemence, de vannak gáztüzelés körkemencék is. A széndarát a kemence boltozatában lév szóróvagy tüzel nyíláson át lapáttal juttatják a kemencébe. A tüzel szer a száraz téglából kiképzett rácsozaton ég el. A körkemencék 6-8- szoros légfeleslegtényez vel üzemelnek. Fajlagos h szükséglete 1200-1300 kJ/kg égetett termék. A kemence típusok rendszerezésénél említett kamrás körkemence, de a szakaszos üzem kemencék is elavult régi technikák.
40
A jelenleg még több helyen üzemel Hoffmann féle körkemence is elavult régi technika: kiszolgálása nehéz és egészségre ártalmas fizikai munkával végezhet ; tüzel anyaga az er sen környezetszennyez széndara; az el tte lév technológiai fázisok, a korszer tlen nyersgyártás gépei és a kézi anyagmozgatás, a szabadszárítók alkalmazása, a kis sorozatnagyság (3-8 millió NF/év) az egész téglagyártó rendszert elavulttá, régi technikává min síti. Amennyiben a Hoffmann féle körkemence éget csatornája legalább 80 m hosszú, szélessége 4-5m, magassága 3-3,5m, átalakítható a BAT elvárásoknak megfelel levágottvég kemencévé. A körkemence végén lév kanyarodó csatornarészeket lebontják, ezzel 2 db egyenes éget csatorna marad, a végeken a középs falba nyílást képeznek ki, amely biztosítja a t zátvezetést az egyik csatornából a másik csatornába. Az éget csatorna végekre mozgatható, h szigetelt, függ leges irányban mozgatható ajtókat (szükség esetén mindkét csatorna közepén is) szerelnek, amelyeken keresztül, szárítópofás téglafogóval felszerelt targoncák végzik a kemence egységrakományokkal történ kiszolgálását. A széntüzelést megszüntetve, gáztüzelésre kell váltani. A levágott vég kemence azonban csak akkor tekinthet a BAT-nak megfelel technikának, ha az el tte lév technológia tartalmazza a nyersgyártás (formázás) gépesítését, a m szárító alkalmazását és a kemence egységrakomány képzés gépesítését. Cserepet nem égetnek mozgó t zter kemencében Magyarországon. 2.8.6 Az alagútkemence Amint a neve is mutatja, egy hosszú falazott csatorna, amelyben a kiégetend áru a kemencekocsikon halad át. A termelési volumen, az alapanyag érzékenysége és az égetend termék függvényében méretei igen változatosak. Hosszúsága általában 50-150 m közötti. Az egyenletesebb h mérséklet eloszlás érdekében - a korszer alagútkemencékben a szélességi méretek mindig nagyobbak a magasságiaknál. A szélességi méretek 2,5-8,2 m között, a magassági méretek 1,4-2,2 m között változnak. Az alagútkemence boltozott vagy sík födémmel készül. Az éget csatorna alját a szorosan illeszked t zálló és h szigetel anyag felépítmény kemencekocsik platója képezi. A kemencefalban, mindkét oldalon labirint járat található, amely a kemencecsatorna légterét elzárja a környezett l. A kemencekocsi vasszerkezet felépítményén van az un. szoknyalemez, amely a labirintjárat alján lév homokkal telt vályúba merül. A homokzár a kemencekocsi futóm vét is védi a túlmelegedést l. A kemencekocsi az alagútkemence fontos szerkezeti eleme: hordozza a rakományt, h szigetel és a kemence padozatát képezi. Az alagútkemence három f zónára osztható: az el melegít -, az éget -, és a h t zónára. Az alagútkemencékben az éget csatorna teljes hosszának kb. 30 %-a az el melegít -, 30 %-a az éget - és 40 %-a a h t zóna. A kemence bejárati oldalán kett s zsilipajtó van. A két zsilipet váltakozva emelik, ill. süllyesztik a kocsi betolásakor, hogy hamis leveg ne juthasson a kemencébe. A zsilipkamrában van a tolóm , amely betoláskor a kemence hosszában álló kocsisort fél vagy egy kocsi hosszal lépteti el re. A tolás 15-60 (esetleg 120) percenként történik (els sorban a kemencekocsin lév terméktömeg függvénye) és néhány percig tart. Van olyan megoldás, ahol folyamatos a tolás. A tégla és cserépiparban a szakaszos tolatás terjedt el. A füstgázok eltávolítására általában nem elegend a természetes kéményhuzat, a mesterséges huzatot nagyteljesítmény (20 000-40 000 m3/h) füstelszívó ventilátor biztosítja. A bejárati oldalon a kemence oldalfalában füstgázelszívó nyílásokat képeznek ki. Ezek a füstgy jt csatornába torkollnak, innen a ventilátor a kéménybe továbbítja a füstgázokat.
41
Az éget zónában ventilátor juttatja az égéshez szükséges leveg , gáztüzelés esetén a szekunder leveg t. Az el melegít zónában beépített, turbolenciát okozó ventillátorok a jobb h kiegyenlítést szolgálják. A h t zónában több ventilátor m ködik. Ha a nyersanyag és a termékfajta nem érzékeny a hirtelen h tésre, akkor gyorsh t rendszert alkalmaznak, ahol az éget zóna után közvetlenül hideg leveg t fúvatnak a kemencébe. A h t leveg mennyiségét úgy állítja be, hogy a rakomány h mérséklete 700 oC felett maradjon. A h t zóna további szakaszában kíméletesen folytatják a h tést. Különösen lassú h tés szükséges a kvarc módosulatok átalakításának h mérsékleti tartományában. − A kemence végén m köd ventilátor egyrészt gyorsítja a rakomány leh lését, másrészt vízszintes irányú légmozgással az éget zónában tartja a tüzet, azt mintegy megtámasztja. Ezt a kemencevégi ventilátort tolóleveg ventillátornak nevezzük. Az alagútkemence szívott-nyomott rendszer . A kemence térnyomás beállítása akkor helyes, ha a nyomásgörbe 0 (nulla) pontja az éget zóna végén van. A gáztüzelés kemencék tüzelése a boltozatba, és az oldalfalakba épített ég kkel történik. A fels ég k a boltozaton át a t ztér tetejéig (boltozat aljáig) benyúló, hosszú lándzsaszer csövek, még az oldalsó ég ket t zálló anyagból készített ég kamrába helyezik. A kemence el tüzelési zónájában láng rzött el tüzelési ég k m ködnek, és utóéget a svélgáz égetésére. Jelenleg korszer ég knek számítanak a tégla és cserépiparban az impulzustüzelés , szekunderleveg hozzávezetéses, automatikus szabályozású ég k. Az ég k automatikus szabályozása során a 2-3 m hosszú kemenceszakaszhoz tartozó ég ket egy csoportba kapcsolják. Az egyes ég csoportok tüzel anyagellátása mindaddig tart, amíg a kemencetér h mérséklete a kívánt h mérsékletet el nem éri, ekkor az ég k tápvezetéke csökkentett mennyiség tüzel anyagot adagol, vagy teljesen elzár, amíg a h mérséklet a szabályozás alsó értékhatárát el nem éri (értéktartó szabályozás). Ezután a tüzel anyag ismét adagolásra kerül. Az égetési h mérséklet beállítása az un. h görbe alapján történik. A h görbe amelyet az üzemel kemencén végzett kísérletek és mérések alapján alakítanak ki - a kemencetér és az áru h mérsékletét ábrázolja az égetési id , ill. a kemence hossztengelye függvényében. A kemence h görbe meghatározza a legnagyobb f tési és h tési sebességet és h ntartást, amivel még kifogástalan min ség terméket lehet égetni, a legkedvez bb fajlagos h felhasználás mellett. Az alagútkemencék 3-5-szörös légfelesleg tényez vel üzemelnek. Az alagútkemence h felhasználása: 900-1200 kJ/kg égetett termék. Villamosenergia felhasználása: 6-10 kWh/tonna égetett termék. A kemencék és a szárítók, mint a h l meleg felhasználással összekapcsolt h technikai rendszerek h energia felhasználása: 1470-3570 kJ/kg égetett termék. Cserép esetén kb. 5000-6000 kJ/kg égetett termék értékkel lehet számolni, mivel ebben az esetben t zálló anyagból készült égetési segédeszközt használnak, ami lerontja a téglás értéket. A tág értékhatárokat a kemencék közötti szabályozás különbség és a korszer ség foka okozza. A h felhasználás a következ tényez kt l függ: − az agyag min sége, − rakatkialakítás, − égetetett termék fajtája, − kemencetérfogat, − m szerezettség, − légtechnika, − h technika. A 2.6. ábra egy korszer tégla és cserépéget alagútkemence elvi vázlatát mutatja be.
42
2.6 ábra. korszer tégla- és kerámiacserépéget alagútkemence elvi vázlata. 1. a zsilipkamra; 2. füstgázelszívás; 3. keresztkeringtetés; 2. az alagútkemencekocsik; 5. a tüzel nyílások; 6. a melegleveg elszívás a h t szakaszról, valamint a kett sboltozat közül; 7. a h t leveg („tolóleveg ” ) befúvás; 8. a hátsó zsilipajtó
2.8.7 Környezetterhelések az égetés során Kén-dioxid és egyéb kéntartalmú vegyületek Az SOX koncentráció a kibocsátott füstgázokban függ: − az agyag kéntartalmából, − a kemencékben alkalmazott tüzel anyag kéntartalmából. Az agyagbányákban a kéntartalom változó, pirit (FeS2), gipsz és más szulfátok formájában jelenik meg. Az agyag kerámiává égetésekor a kéntartalom egy része beépül az anyagszerkezetbe, a másik rész kéndioxid formájában a füstgázokkal a környezetbe távozik. A tüzel anyagok elégetésekor keletkez SO2 mennyiségét els sorban a tüzel anyagok kéntartalma határozza meg. A tüzel anyagban lév kén az S+O2=SO2 reakció értelmében kén-dioxiddá (SO2) ég el. A kemencéknél az égetési k mérséklet és a légfelesleg tényez függvényében a keletkezett kén-dioxid (SO2) kén-trioxiddá (SO3) oxidálódhat a 2 SO2+O2=2SO3 reakcióegyenlet szerint. Minél nagyobb a h mérséklet és a légfelesleg, az utóbbi reakció bekövetkezése annál nagyobb kéndioxid részarány kén-trioxiddá átalakulását idézi el . A kén-trioxid (SO3) a környezetterhelésen túl a savharmatpont alatt alacsonyh mérsékleti korróziót indít el. A földgáz, mint tüzel anyag ként gyakorlatilag nem tartalmaz. A szén kéntartalma egyes esetekben jelent s.
43
Nitrogén-oxidok (NOX) és egyéb nitrogéntartalmú vegyületek A tégla és kerámiacserép égetése során az alábbi mechanizmusok okozzák az NOX keletkezését: − Az éget kemence atmoszférában található leveg molekuláris nitrogénjének oxidációja, amelyet termikus NOX-nek nevezünk − A tüzel anyag (pld. földgáz) molekuláris nitrogén alkotóinak oxidációja, amelyet tüzel anyag NOX-nek nevezünk. − A nitrogéntartalmú szerves vegyületek az ún. NX típusú nitrogén vegyületek oxidációja (ahol X jelenthet pl. karbont vagy hidrogént) is tüzel anyag NOX keletkezik. A kemencékben folyó égési folyamatok terméke a nitrogén-monoxid (NO), amely 650 OC alatt tovább oxidálódik nitrogén-dioxiddá (NO2). Az NO képz désének mechanizmusai: Nitrogénforrás
Reakció közeg
Mechanizmus
N2 LEV
Füstgáz
Termikus NO
N2 TÜZ.A.
Lángfront
Gyors NO
Nx TÜZ.A.
Lángfront
Tüzel anyag NO
Földgáztüzelésnél csak a termikus és a gyors NO képz dése következik be, széntüzelésnél mindhárom mechanizmus m ködik. A termikus-NO képz dése A termikus NO keletkezésének alapreakciói (Zeldovich - mechanizmus): O + N2 N + O2 N + OH
NO + N NO + O NO + H
N2 + O2
2 NO
A tüzel anyag-NO képz dése A szenek nitrogénvegyületeket is tartalmaznak, amelyek oxidációja növeli a tüzel berendezés NOX kibocsátás. A szén 5-15 tömeg % mennyiségben tartalmaz nitrogént szerves vegyületek formájában. A láng oxidációs zónájában a tüzel anyag nitrogéntartalmú szerves vegyületei (NX) nagyon gyorsan átalakulnak másodlagos nitrogéntartalmú termékekké (NZ), amelyek els sorban a szénhidrogén gyököknek tulajdoníthatók. A nitrogéntartalmú vegyületek és másodlagos termékei (pl. HCN) NO-dá és N2-vé alakulnak át az alábbi reakciólánc szerint: CH
OCN
HCN
NO NH
HNCO
NH2
N N
A folyamat befejezéséhez vezet reakciók az el z reakciókon kívül:
44
N + NO = N2 + O NH + NO = N2 + OH A hidroxil gyök további égést közvetít szerepet tölt be. A tüzel anyag NO mechanizmus által meghatározott NO képz dési sebesség nagyobb, mint a termikus NO képz dési sebessége, azonban a nitrogéntartalmú vegyületek (NX) kis sebessége miatt a reakció gyakorlatilag a lángfront mögött befejez dik. A tüzel anyag NO képz dése kevésbé függ a h mérséklett l, er sen függ viszont az oxigén koncentrációtól és a tüzel anyag-leveg keveredésének folyamatától. A lángfronthoz érkez NO is NX-típusú vegyületként viselkedik és részlegesen N2-né alakul a tüzel anyag NO mechanizmusa szerint. A gyors NO képz dése A termikus mechanizmussal keletkez NO - endoterm reakció lévén - viszonylag lassú folyamat eredménye. A lángfrontban azonban a molekuláris nitrogén szénhidrogén gyökök vagy karbon jelenlétében az alábbi mechanizmusok és reakciók szerint reagál. Az így keletkez NO-t gyors NO-nak, prompt NO-nak vagy Fenimore NO-nak nevezik: NO HCN + N
CH + N2
N2 Részletezve: O HCN
CH + N2
H NCO
H
NO
NH
leveg N2 gáz N2
N
NO
N2 H2CN
További jelent s reakciók: CH2 + N2 C + N2
HCN + NH CN + N
A gyors NO mechanizmusa (<1000K h mérsékleten m ködik) különleges esete a tüzel anyag NO mechanizmusnak. A nitrogén úgy viselkedik a lángfrontban, mint a tüzel anyag nitrogéntartalmú vegyületei. (Nx) A kéntartalmú tüzel anyagok elégetésekor a füstgáz NOx tartalmát tovább növeli az alábbi másodlagos reakció: NO2 + SO 2
NO + SO3
Összefoglalva: − Kísérletileg bizonyított, hogy az NO koncentrációja függ az égéstermékek h mérsékletét l, az égéstermékek t ztérben tartózkodási idejét l, a tüzelés során alkalmazott leveg feleslegt l, amelynek függvénye az oxigén és nitrogén koncentrációja az égéstermékben. − A nitrogén összetev k megtalálhatók a tüzel anyagokban, els sorban a szénben, továbbá a szerves adalékanyagokban (pl. f részpor), amelyekb l alacsonyabb h mérsékleten is nitrogénoxidok keletkeznek.
45
Szén-monoxid és széndioxid A szén-monoxid (CO) emisszió alapvet en a tökéletlen égési folyamatok eredménye, a szerves anyagok elégetése során keletkezik alacsony oxigénszint setén a 2C+O2=2CO reakcióegyenlet szerint. A tökéletlen égéskor keletkez szénmonoxid (CO) nemcsak mint légszennyez anyag káros, hanem jelent s energiaveszteséget okoz. A tökéletlen égéskor keletkez h mennyiség egységnyi karbon eltüzelésekor kevesebb, mint harmadrésze mint tökéletes égéskor, amikor széndioxid (CO2) keletkezik a C+O2=CO2 reakcióegyenlet szerint. A szén-monoxid molekuláris oxigénnel történ oxidációja a kemence t zterében lehetséges a 2CO+O2=2CO2 reakcióegyenlet alapján. Az utóbbi reakció megvalósítása az atmoszférikus h mérsékleten nem lehetséges. A szén-monoxid (CO) és szén-dioxid (CO2) megkötött karbonból is keletkezhet az agyagban található Ca- és Mg-karbonátból disszociációval, amikor els lépésben szén-dioxid keletkezik, amely oxigénhiány esetén szén-monoxiddá (CO) alakul. A fentieket figyelembe véve alapvet fontosságú a tüzelés légfelesleg tényez jének helyes beállítása, ezzel a tökéletes égéshez szükséges oxigénkoncentráció biztosítása. A tökéletes égéskor széndioxid (CO2) keletkezik, amely közvetlenül nem légszennyez anyag, de globális szinten dönt szerepe van az üvegház hatás alakulásában, a föld légkörében beláthatatlan következményeket okozó felmelegedésben. Ezért, nemcsak gazdaságilag és a közvetlen környezet vonatkozásában, hanem globális szinten is nagy jelent ség , fontos érdek az egységtermékre jutó energiafelhasználás csökkentése.
Illékony szerves összetev k (VOC) Az agyag, mint alapanyag és az adalékanyagok - többféle szervesanyag tartalmú adalékanyag használatos - tartalmaznak szerves anyagokat, amelyekb l az égetés els szakaszában - alacsony h mérsékletnél - illékony szerves összetev k keletkeznek. A téglaiparban használt magas illóanyag tartalmú anyagok a f részpor és a szén. Ezek egy része a kemence felf tési szakaszában 400 OC alatti tartományban lepárlódik és az un. svélgázok formájában távozik. A svélgázok gyulladási h mérséklete ~500 OC, ezért a felf tési szakaszból a füstgázokkal a svélgázok elégetlenül távoznak. Ennek következtében az adalékanyag tartalomtól és az adalékanyag illótartalmától függ en n az égetési energiaveszteség és a káros anyagok emissziója. Fémek és vegyületei Az agyag nehézfémtartalma gyakorlatilag nulla, emissziós problémát nem okoz. Klór és vegyületei A legtöbb agyag kis mennyiségben tartalmaz klórt (leggyakrabban tengeri üledékb l származik), amely az égetés folyamán leginkább szervetlen klórvegyületekké, els dlegesen hidrogén-kloriddá alakul. A vizsgálatok azt mutatják, hogy a kéménygázok klórtartalma lényegesen a kibocsátási határérték alatt van. Fluor és vegyületei Majdnem minden a földb l kibányászott anyag tartalmaz fluort, így az agyag is. A fluorid leginkább hidrogénfluorid (HF) - az égetés során keletkezik, különösen 800 OC felett. A kéménygázok fluortartalma nem mindig mutat szoros összefüggést az agyag fluortartalmával; ha a termék meszet tartalmaz, akkor a HF megköt dik az anyagban. A 2.6 táblázat a kemencékb l származó fontosabb szennyez k kibocsátási értékeit foglalja össze a magyarországi tégla- és cserépgyárak :
46
mg/m3 * Szennyez anyag Fluorid HF Minimum 0 Maximum 20 Klorid HCl Minimum Maximum 50 Kén-oxidok SOx Minimum 1 Maximum 350 Nitrogén-oxidok NOx Minimum 0 Maximum 780 Részecske Minimum 1 Maximum 100 Szén-monoxid CO Minimum 1 Maximum 1500 * Az értékek 0 ºC, 101.3 kPa, száraz gáz és 18% O2 tartalom mellett értend ek 2.6 táblázat: az éget b l származó füstgáz néhány összetev je Magyarországon, bármilyen kibocsátás csökkentési technika alkalmazása nélkül
2.9 Termék csomagolása, tárolása A termék csomagolási folyamata a kih lt égetett termék adagolásából, szállításából, a csomagolásból és a tárolóhelyre szállításból áll. A tégla és cserép kiégetése és visszah tése után a kemencekocsin lév égetett termék a kemencekocsi mozgató berendezés segítségével a kemencéb l a kemencekocsi ürít és/vagy csomagoló helyre kerül. A csomagolás alábbi technológiái ismertek: −
Hoffmann kemencéb l kézikocsival, emberi er segítségével hordják ki a téglát, majd raklapon egységcsomagot készítenek, pántolják, majd esetenként kézzel fóliázzák és kézi h melegít vel zsugorítják a fóliát. A csomagolt rakatot a késztermék tárolóba szállítják. − Levágott vég Hoffmann kemencébe egységrakatot tolnak és ennek égetése után szorítópofás targoncával hordják ki a rakatot. Raklapra rakják, pántolják, majd esetenként kézzel fóliázzák és kézi h melegít vel zsugorítják a fóliát. A csomagolt rakatot a késztermék tárolóba szállítják. − Alagútkemencéb l a kemencekocsiról szorítópofás targoncával vagy kemencekocsi ürít berendezéssel szedik le az egységrakatot, vagy soronként a készterméket és tömör egységrakatot képeznek. A kemencekocsi ürít berendezés elektromos vezérlés , a késztermék méretének megfelel en programozható hidraulikus, pneumatikus, mechanikus vagy vegyes m ködés berendezés. A raklapadagolás lehet kézi vagy gépi m ködés . Kézi adagolás esetén az egységcsomag alá kézzel helyezik a raklapot, majd villás targoncával szállítják a csomagolás helyére. Gépi adagolásnál a villás targonca az el re elkészített raklap-adagot
47
(10-20 db raklap) egy láncos szállítólapra helyezi, mely egy-egy adag elfogyása után a következ t el re viszi, ahonnan egy pneumatikus raklapadagoló berendezés a tégla- vagy cserép rakat alá helyezi a raklapot, majd a kemencekocsi ürít gép a raklapra helyezi a rakatot. A tálcás pálya a raklappal együtt a téglarakatot továbbviszi a csomagoló pozícióba. Fóliázás el tt esetenként, a termék szállítási sérülése elkerülése érdekében egy vagy két sort m anyag vagy acél pánttal rögzíthetnek géppel vagy kézi módszerrel. A csomagolás lehet kézi vagy gépi m velet. − Kézi csomagolás: A raklapon lév rakatokra kézzel húzzák a PVC fóliából készült zsákot, majd géppel, esetleg kézzel zsugorítják a fóliát. − Gépi csomagolás: Sztrecs fóliázás esetén a fóliázó gép szorosan az egységrakatra tekeri a fóliát. Ennek kétféle eljárása ismert: vagy a téglarakat forgatásával vagy a sztrecs fólia tömb körbejárásával tekerik körül a csomagolandó terméket. Zsákos fóliázás esetén a gépbe helyezett 60-80 kg tömeg zsugorfólia töml t szétnyitás után felülr l a fóliázó gép karjai széthúzzák és az egységrakatra húzzák, a töml t elvágja a gép, miközben a termékre kerül részt összehegeszti, így alakul ki a zsák. A téglára kerül fóliát gyors h hatással, általában gázlánggal kezelik, így a keresztés hosszzsugorodású fólia rászorul a rakattal együtt a raklapra. A h hatást gépi zsugorítás esetén a rakatot körbeölel automatikus gázlángcsík pásztázza végig alulról fölfelé. A folyamat energiaigénye minimális, 140 kW alatti. Ennek eredményeképpen masszív és tömör csomagolás alakul ki, mely bírja a szállítással járó dinamikus igénybevételt is. A csomagolóanyaggal szembeni követelmény, hogy UV-sugárzás állónak kell lennie, ugyanis így a termék hosszú ideig tartó tárolása esetén is ellenáll a napsugárzásnak, tehát a csomagolás tartós marad. A megfelel en becsomagolt terméket 2-, 4- vagy 6-ujjú villás targoncával a tárolótérre viszik, ahol 2-4 rakatot helyeznek egymásra. A rakat stabilitásának, d lésmentességének biztosítása dönt lépése a folyamatnak. Ennek érdekében szilárd beton- vagy aszfaltburkolat kialakítása szükséges. A fóliázás után a rakat figyelemmel kísérése lényeges, ugyanis a raklap deszkáin lév vékonyabb háncsok a zsugorítás h hatásától meggyulladhatnak és így ún. rakatt z keletkezhet. Környezetterhelés a csomagolás során A csomagolás során használt lassú járatú, zömében elektromos gépek m ködése során számottev zajszennyezéssel nem kell számolni. Por és egyéb légszennyezés minimális, csak a zsugorítás során a gázég k emissziójából keletkezik, de ezek kis, 140 kW alatti h teljesítmény ek, így a keletkez füstgáz mennyisége alacsony. A fóliák 70-80 °C-on l ágyulnak és gyorsan szilárdulnak, nem égnek, így légszennyezést ez sem okoz. Lég- és zajszennyezéssel csak a dízel üzem targoncák esetén kell számolni. Elektromos targonca esetében a m ködéshez szükséges áramot biztosító akkumulátorokból keletkez veszélyes hulladék okozhat környezetterhelést.
2.10 Rekultiváció és tájrendezés 2.10.1 A tájrendezés története A külszíni fejtéssel folytatott agyagbányászat következménye a megsebzett táj, a bánya maradványa, mely balesetveszélyes, megváltoztatja a vizek természetes lefolyási viszonyait.
48
Bár a téglagyártás szinte egyid s a civilizáció létrejöttével, a tájrendezésre hosszú id n keresztül nem fordítottak érdemi figyelmet. A téglagyártás ipari méretekben (eladásra termelés) 1838 óta számottev , mégis csak mintegy 25 év óta követelik meg a vonatkozó rendeletek, az ellen rzés, valamint a közvélemény a környezeti terhelést csökkent bányam velést és a bányaterület újrahasznosítását. Ezért – különösen az elmúlt 10 év óta – fokozatosan mind nagyobb hangsúly került a tájrendezés kérdéskörére: a Környezetvédelmi törvény (1995), a Természetvédelmi törvény (1996), az új Bányatörvény (1993. évi XLVIII. tv, módosítása 1997.), a Hulladékgazdálkodási törvény (2000. évi XLIII. törvény) részben közvetlenül, részben közvetve foglalkoznak a tájrendezéssel. A bányatörvény már fokozott súlyt ad a rekultivációnak: Az 1 §. (1) bek. b. pontja bányászati tevékenységként jegyzi a rekultivációt, kivéve, ha idegen anyaggal, pl. hulladékkal történik a tömedékelés. A törvény el írja, hogy a bányatelek fektetéskor a bányatelek fektetési dokumentációban rekultivációs koncepciót kell megfogalmazni. A 203/1998. (XII. 19.) Kormány rendelet a bányászatról szóló 1993. évi XLVIII. tv. végrehajtásáról 22. §. (1) bekezdése el írja, hogy a bányatelek fektetési eljárás befejezését követ 3 éven belül rekultivációs terv kell készüljön. A bányam velés a leggyakrabban több évtizedes folyamat. A bányanyitáskor el írt rekultivációs feladatok elavultakká korszer tlenekké válhatnak, és gyakran azok felülvizsgálatára van szükség. Ezt leggyakrabban a környezetvédelem területén létrejött fejl dés, szabályozás és annak a bányarekultivációs tevékenységgel kapcsolatos vonatkozásai teszik szükségessé. Hajdan a bányarekultiváció szorosan köt dött a hulladéklerakáshoz. A fogyasztás növekedése, a csomagolástechnika fejl dése miatt egyre több hulladék keletkezik, melynek jelent s részét ma is és a jöv ben is lerakással ártalmatlanítják. Kezdetben e téren az átgondolatlan és ellen rizetlen bányatömedékelés volt a jellemz , napjainkra szerencsére egyre nagyobb hangsúlyt kapnak a környezetvédelmi szempontok az agyagbányák esetleges hulladéklerakóként történ hasznosítása során. Ennek köszönhet , hogy ma megkülönböztethetünk bányászati rekultivációt és egyéb – további – újrahasznosítást.
2.10.2 A tájrendezés célja és folyamata Élesen el kell választani a rekultivációs tevékenységen belül a bányászati rekultivációt és az azt követ egyéb rekultivációt. − Bányászati rekultiváció: A tevékenység révén a bányatelek veszélymentes, m szaki és biológiai vonatkozásban egyaránt elfogadható állapotba kerül. Ekkor már megszüntethet a bányatelek, a bányavállalkozónak a felel sségvállaláson kívül további bányászati, vagy rekultivációs kötelezettsége nincs. A bányászati rekultiváció a bányavállalkozó kötelezettsége, amely alól felmentést nem kaphat. Megkülönböztetjük a bánya felhagyás utáni, illetve a letermelt részek folyamatos rendezését. − Egyéb rekultiváció: Ez már a többi tevékenység. Nincs köze a bányászathoz. Az egyéb rekultiváció nem más, mint valamilyen egyéb gazdasági, oktatási, természetvédelmi vagy tudományos cél érdekében végzett tevékenység. Jelen BAT útmutató tartalma csakis a bányászati rekultiváció lehet, minden további újrahasznosítás más feladatrendszerhez kapcsolódik, más ágazati BAT keretében kellene tárgyalni. A bányászati rekultivációs célkit zés tartalmát – a vonatkozó BAT-ot – úgy kell a bányászati tevékenység során meghatározni, hogy az egyfel l feleljen meg minden, a bányászati rekultivációval kapcsolatos el írásnak, másfel l a gyártott termék – tégla, cserép, stb. – versenyképességét az indokolatlan mérték rekultivációs költségek ne veszélyeztessék. A rekultivációs koncepció, amely több változatú lehet: − Utóhasznosítás nélküli: Csakis a bányászati rekultiváció feltételeit elégíti ki. A területet rendbe hozza mind az állékonyság, mind a tájesztétika vonatkozásában.
49
−
Utóhasznosítás, melynek f bb formái a következ k: Oktatási, vagy tudományos bemutató-terület. Sajátos biotóp kialakítás. Sport, horgászat, idegenforgalom, turizmus. Erdészeti hasznosítás. Hulladékgazdálkodás.
Ez utóbbi feladatok, amint azt már említettük, nem tartoznak a bányászati rekultivációhoz, de az utóhasznosítás meghatározza a bányarekultivácó módszereit. Ezért a legjobb elérhet technika olyan bányászati rekultivációt feltételez, amely a célszer és lehetséges mértéig figyelembe veszi a második rekultivációs fokozatot, azaz a további hasznosítást is. Az els dleges rekultivációs cél megvalósulása után ezt kell karbantartani, illetve lehet tovább fejleszteni. A tájrendezés során els dleges célként az alábbi minimum követelményeket kell elérni: − Bányam szaki tevékenység minimum: Biztonság, balesetvédelem, Állékonyság, Talajmechanikai kérdések, Vizek kezelése (réteg-, felszíni vizek), Talajfelületek védelme erózió, defláció ellen, Megfelel talajfelszín kialakítása, Feleslegessé vált építmények elbontása, Fenntarthatóság − Ökológiai minimum: Megfelel vegetáció létrejötte, Káros vegetáció megszüntetése (pl. parlagf ). Hazánkban az egyik leggyakoribb másodlagos, utóhasznosítási cél a kommunális vagy az egyéb nem veszélyes hulladék lerakása. Mindenképpen szükség van hulladéklerakók kialakítására, és erre a célra a felhagyott agyagbányák vagy a bányák már letermelt területei megfelelnek, ugyanis többnyire lakott területekt l távol vannak, a szükséges közúti kapcsolatokkal rendelkeznek, a m szaki védelmet kiegészít szigetel agyagréteggel borítottak és általuk nem kell egyéb, nem roncsolt felület területeket igénybe venni. Ez a tevékenység azonban az utóhasznosítási célokon belül a hulladéklerakás BAT intézkedésnek tekinthet . Ennek részletes feltételei nem képezik jelen dokumentum tárgyát. 2.10.3 A rekultiváció környezeti hatásai A bányászati rekultiváció két f feladat-csoportból áll: − m szaki munkálatok, építmény bontási munkálatok, földmunka és vízépítési munkálatok, − biológiai munkálatok. Valamennyi m szaki munkálat folyamata zaj és légszennyez anyag-kibocsátással jár. A bontási munkálatok általában rövid ideig tartanak. E munkálatoknál a legnagyobb emissziós tényez a porképz dés lehet. A földmunka és vízépítési munkálatok esetében a hatás hasonló jelleg , mint magánál a bányászati tevékenységnél, hiszen az alkalmazott gépek is hasonlóak. Ezek a szállítóeszközök és a munkagépek: tehergépkocsi, kanalas kotró, dózer, szkréper. A hatás mértéke azonban más, mert: − az 1 m3 kitermelt agyagra vetített medd az agyagbányászati tevékenységnek mindössze töredék része a rekultivációs tevékenységnél.
50
− −
a helyesen m velt bányában a bányászati tevékenység során már kialakulhat a bányászati rekultiváció nagy hányada. az egyszeri kivitelezés után végleges állapot alakul ki.
A bányászati rekultiváció technológiája szintetizált technológia: − vízépítési és építménybontási vonatkozásban az épít ipari, − földmunka vonatkozásban az épít ipari és bányászati, − biológiai vonatkozásban az erdészeti utasítások az irányadók. A tájrendezés folyamata zaj és légszennyez anyag-kibocsátással jár. Ez a hatás hasonlómérték és jelleg , mint magánál a bányászati tevékenységnél, hiszen az alkalmazott gépek is hasonlóak. Ezek a szállítóeszközök és a munkagépek. A végeredményét tekintve a bányászati rekultiváció környezeti hatása kedvez : helyreállnak a természetes vízháztartási viszonyok, a táj képe rendezett lesz, megsz nik a balesetveszély, az erózió és defláció, a kiporzás. Amennyiben a másodlagos cél a tömedékelés kommunális vagy egyéb nem veszélyes hulladékkal, úgy a környezeti hatások jelent sebbek: potenciális felszín alatti víz szennyezése (els sorban szerves anyagokkal), felszíni vizek szennyezése, b zhatás, a szemét szétszóródása, depóniagázok okozta légszennyezés és reális kockázata van annak, hogy a hulladék veszélyes összetev ket tartalmaz, pl. elemeket, gyógyszereket, festékeket. Az inert hulladékok esetében b zhatással, szerves-anyagok általi víz- és légszennyezéssel nem kell számolni, de veszélyes anyagok itt is el fordulhatnak a hulladékban, pl. azbeszt- és bitumentartalmú hulladékok.
51
3. AZ ALKALMAZOTT ELÉRHET
LEGJOBB TECHNIKA (BAT) BEMUTATÁSA
E fejezet logikai felépítését az határozta meg, hogy az iparág folyamatai közül - az 1.6 fejezetben bemutatottaknak megfelel en – környezetterhelés szempontjából meghatározó a szárítás, az égetés valamint a bányászat illetve ezzel együtt a rekultiváció. Ennek megfelel en az elérhet legjobb technikákat bemutató fejezeten belül ezekkel külön alfejezetekben foglalkozunk, majd ezek után tárgyalunk olyan általános környezetvédelmi szempontokat (pl. hulladékgazdálkodás, energiatakarékosság), melyek nem csak egy meghatározott gyártási lépéshez kapcsolható.
3.1 BAT elvárások az agyagbányászat során Új bánya létesítésekor, valamint a régi, bányák korszer sítésekor az ún. hegyi bányákban a kanalas kotróval végzett bányam velés és a billen platós tehergépkocsis szállítás, az agyagszaggató és a szkréperládák vontatásához dózerek alkalmazása a beruházás létesítésének és a korszer sítés id pontjának megfelel technikai színvonalú gépek üzembe helyezése, valamint szakszer karbantartás esetén minimális és a normáknak megfelel emissziót (kipufogógázok) okoz. Az ún. alföldi bányákban alkalmazott vedersoros kotrók a szállítószalagos anyagtovábbítással a környezetet nem terhelik, BAT szintnek tekinthet k. Az állandóan lakott lakóépületek közelsége esetén az elvégzett zajméréseket követ en a például a m szakrend kialakítás, véd sáv létesítés (és egyéb szükséges intézkedések) BAT-nak tekinthet k. A többi környezetterhelést okozó tényez (meghibásodás, helyszíni javítás során bekövetkez olajelfolyás; porterhelés; vízszivattyúzás negatív hatásai a vízháztartásra) hatása minimális és el fordulásuk gyakorisága kicsi.
3.2 BAT elvárások a szárítás esetében Új szárítók létesítésekor, valamint a régi szárítók korszer sítésekor az alábbi követelményeket kell teljesíteni: − kamrás szárítóknál: A többszörös légvezetés szárítási elv alkalmazása Egyszeres légvezetés esetén a ritmikus szárítási elv alkalmazása, a szárító kamra közepén sinpályán reverzáló mozgást végz axiális ventillátorokkal, rotomixerekkel, 1525-szörös leveg forgatással, max. 100 °C szárítóleveg h mérséklettel (lásd: szárítás technológia, 2.6.2 fejezetben). − csatornaszárítóknál: A csatorna hossza mentén, sínpályán reverzáló mozgást végz turbulenciát okozó axiális ventillátorok alkalmazása. Minden szárítótípusra: − A kemence h t zónájából származó h l meleg felhasználása. − Természetes adalékok adagolása a száradási id csökkentése érdekében a termékek nyersgyártása során (pl. f részpor, homok). − A szárító leveg jének optimális cirkulációja. − A szárítástechnológia számítógépes vezérlése. − A nyerstermék tömegének csökkentése (üregtérfogat, energiatakarékos méretek az alsó mérett rés mez ben gyártással, kopásmentes kerámiadugók és kerámia szájnyílásprofilok alkalmazása. − A szárítási hulladék (selejt csökkentése).
52
3.3 BAT elvárások az égetés során Új kemencék létesítésekor, valamint a régi kemencék korszer sítésekor az alábbi követelményeket kell teljesíteni: − A levágott vég kemencéknél Amennyiben a Hoffmann féle körkemence éget csatornája legalább 80 m hosszú, szélessége 4-5m, magassága 3-3,5 m, átalakítható a BAT elvárásoknak megfelel levágott vég kemencévé. A körkemence végén lév kanyarodó csatornarészeket lebontják, ezzel 2 db egyenes éget csatorna marad, a végeken a középs falba nyílást képeznek ki, amely biztosítja a t zátvezetést az egyik csatornából a másik csatornába. Az éget csatorna végekre mozgatható, h szigetelt, függ leges irányban mozgatható ajtókat (szükség esetén mindkét csatorna közepén is) szerelnek, amelyeken keresztül, szárítópofás téglafogóval felszerelt targoncák végzik a kemence egységrakományokkal történ kiszolgálását. A széntüzelést megszüntetve, gáztüzelésre kell váltani. A levágott vég kemence azonban csak akkor tekinthet a BAT-nak megfelel technikának, ha az el tte lév technológia tartalmazza a nyersgyártás (formázás) gépesítését, a m szárító alkalmazását és a kemence egységrakomány képzés gépesítését. −
Az alagútkemencéknél A tégla- és cserépiparban jelenleg az alagútkemence tekinthet a legkedvez bb megoldásnak, ezért a technológiai (2.7.6) fejezetben leírtak és a 2.6. ábrán látható alagútkemence m ködési elv alkalmazása minimum követelmények. Emellett az alagútkemencénél különösen fontos: A minél szélesebb és alacsonyabb kemence, az égetés min sége és az égetési id csökkentése érdekében. A kemencék jobb zárása (kemencekocsik közötti, lehet leg kett s tömítés; homokzárak minél tökéletesebb konstrukciójú kialakítása). A kemencék jobb h szigetelése (korszer h szigetel anyagok, t zálló kerámiaszálas h szigetelések alkalmazása). Jobb t zállóságú és h szigetel képesség , továbbá a nagy h rezzenés számot károsodás nélkül elvisel , lehet leg könnyített szerkezet , kemencekocsik kialakítása.
−
Valamennyi kemencetípusra: A gázra történ áttérés az égetés hatékonyságának növeléséhez és számos szennyez anyag kiküszöböléséhez, mennyiségének csökkenéséhez vezet. (A földgáznak magasabb hidrogén/szén aránya van, mint a szilárd és folyékony tüzel anyagoknak, tehát kevesebb CO2 kibocsátást eredményeznek azonos f t érték mellett.) A gázég k pontos automatizálást tesznek lehet vé, amely tüzel anyag megtakarításhoz és a termékegységre jutó veszteség csökkentéséhez vezet. Nagysebesség gázég k, impulzus üzem ég k alkalmazása az égetés, az energia takarékosság és a h átadás hatékonyságának növelésére. A kemencék számítógépes vezérlése. A h l meleg és egyéb hulladékh visszanyerése és felhasználása a szárítókban. A terméktervezésnél (nagy üregtérfogatú idomok) fontos a tégla h tömegének csökkentése. A kevésbé kopó dugók és szájnyílásforma profilok alkalmazásával a méretek alsó t résmez ben, állandó értéken tartása; az
53
agyaghoz pórusképz anyagok csökkenését eredményezi.
adagolása
is
a
tégla
h tömegének
Els dleges intézkedések: a tégla és cserépiparban a termék égetésénél az els dlegesen preferált technikák (integrált technikák) a forrásnál szüntetik meg, illetve csökkentik a kibocsátást. A szén-monoxid (CO) kibocsátás csökkentése megfelel légfelesleggel (oxigén koncentrációval) végzett tüzeléssel, az id ben egyenletes égetéssel és ezen folyamat m szeres ellen rzésével valósítható meg. A szén-monoxid (CO) kibocsátás csökkenthet a karbonizációs gázok recirkulációjával az égetési zónában. A kén-dioxid (SO2) kibocsátásának csökkentése a nagy pirit- és gipsztartalmú agyagréteg elhagyásával, a kalcium-szulfát bomlásh mérséklete alatti égetéssel (amennyiben ez lehetséges) és minél kisebb légfelesleggel végzett égetéssel, valamint kis kéntartalmú tüzel anyagok (földgáz) felhasználásával érhet el. A finomra rölt mészk alapanyaghoz adagolásának, a lazító hatáson kívül kénmegköt hatása van. Csökkenthet a kéndioxid kibocsátás kénmentes adalékanyagok (pl. homok) hozzáadásával. Fontos cél az égetés id tartamának csökkentése, ugyanis az SOx keletkezése az 500 oC feletti zónától az égetési id végéig tart. A nitrogén-oxidok (NOx) kibocsátásának csökkentése az égetési h mérsékletnek a szükséges maximumra történ beállításával, illetve a csúcsh mérséklet túllépésnek, továbbá a helyi, id beli csúcsok elkerülésével érhet el. E célok gyakorlatilag az égési leveg és a tüzel anyag többfokozatú adagolásával, valamint a füstgáz recirkulációval valósíthatók meg. − Alacsony nitrogén kibocsátású ég k használata is lehetséges az NOx csökkentésére, ezek hatékonysága azonban az égetés h mérsékletét l függ. Az illékony szerves összetev k (svélgázok) kibocsátása a következ megoldások alkalmazásával csökkenthet : − Az adalékanyagok szervesanyagtartalmának minimalizálása; homok, duzzasztott perlit alkalmazása. − Az alacsony h mérséklet karbonizációs gázok (svélgázok) recirkulációja a f égetési zónába. − Gáztüzelés alkalmazása az égetés hatékonysága érdekében. − Az égetési technológia módosítása a hatékonyabb oxidáció érdekében. Klóremisszió csökkentése els sorban a kis kloridtartalmú, vagy kloridmentes anyagok és adalékanyagok felhasználásával valósítható meg. A fluor és vegyületei kibocsátásának csökkentése az alábbi intézkedésekkel valósítható meg: − Kis fluortartalmú ( f leg kaolinos ) anyagok, a cserép színterzést el segít adalékok (pl. fém-oxidok, fém-hidroxidok), valamint fluor lekötést segít adalékok (pl. Ca/OH/2; CaCO3; MgO; BaCO3) alkalmazása. − Ahol lehetséges a magas fluortartalmú agyag helyettesítése alacsony fluortartalmú, vagy fluormentes adalékokkal. − A leveg -tégla arány optimalizálása, ill. a minimálisan szükséges légfelesleg biztosítása. − 800 oC felett a felf tési sebesség fokozása; az égetési csúcsh mérséklet optimalizálása, csökkentése; a h ntartási id optimalizálása, csökkentése; A gyorsabb égetési ciklus, amely kisebb fluor-emisszióval jár, ez különösen 800 oC felett lényeges. − A nagy N2, SO3 és nagy vízg ztartalmú kemenceatmoszféra elkerülése. A vízg z mennyiségének csökkentése a kemencében a fluor emissziójának csökkenésével jár, ugyanis a fluor felszabadulás pirohidrolízises folyamat, amely 800 oC-on illetve ezen h mérséklet felett megy végbe. − Tömör kemencekocsi-rakás kialakítása.
54
−
Fluormentes tüzel anyagok alkalmazása.
A másodlagos intézkedések, az ún. cs végi technikák a keletkezett légszennyez k kibocsátás el tti leválasztása illetve mérséklése. A gáznem légszennyez anyagok leválasztására szolgáló berendezések általában az adszorpció, a kémiai reakció: oxidáció vagy redukció elve alapján m ködnek. A gáznem légszennyez anyagok közül a szén-monoxid (CO) csökkentését els sorban az égetési technológiai folyamat javításával a legcélszer bb megvalósítani. Mind a füstgáz kéntelenítés, mind a füstgáz nitrogén-oxid (NOx), fluor, klór és szerves anyag tartalmának csökkentése terén ma els sorban az értékesíthet mellékterméket szolgáltató és a kis üzemeltetési költség leválasztó berendezések kerültek el térbe. A kéntelenítés terén pl. kénsavat, ként, kén-dioxid gázt vagy akáli-, földalkáli- és ammóniumszulfátot, a fluortalanítás során CaF2-t, mint haszonanyagot nyernek.
3.4 BAT elvárások a tájrendezés területén BAT intézkedésnek tekinthet annak az általános elvnek az alkalmazása, hogy el nyös ha a rekultiváció már akkor megkezd dik, amikor megfelel mérték terület erre rendelkezésre áll, de még van b ven agyag. Helytelen stratégia, ha az egész rekultiváció a felhagyás után kezd dik meg. (Ez a bányahatóság elveivel sem egyezik.) A bányászat során a rekultivációval összekapcsolható feladatok egy id ben történ elvégzése, pl. bányamedd , term föld letermelése, melyek azonnal tájrendezésre kerülnek. A fentieken kívül az alábbi intézkedések BAT-nak tekinthet k: − A letermelt term föld gondos elhelyezése, mely lehet vé teszi annak maradéktalan felhasználhatóságát, annak min ségét nem rontja. − Az utak nedvestése a kiporzás csökkentésére. − Ideiglenes- vagy végleges véd zöldsáv kialakítása a légszennyezés, zajterhelés csökkentésére és a kedvez tlen látvány csökkentésére. − Növénytelepítésnél lehet leg shonos, tájba ill , de a speciális viszonyokhoz alkalmazkodni képes növényfajokat alkalmazása. Kiemelend a megfelel diverzitás biztosítása nemcsak faji szinten, de él hely szempontjából is. − Gyors növés , állandó növényborítottságot biztosító növényfajok használata, melyek megakadályozza a deflációt, eróziót. − Az allergén és az agresszív gyomnövények folyamatos irtása a rekultiválandó területen.
3. 5 Anyag-, víz és energiagazdálkodás 3.5.1 Anyaggazdálkodás Az itt leírásra kerül intézkedések az esetek nagy részében a környezetvédelmi célok mellett a termel k gazdasági érdekeit is szolgálja, vagy a termék min ségének javítása irányába mutat. Különösen érdemes az ilyen többszörös hasznú intézkedések foganatosítása. BAT intézkedések: − Durva és finom-el készítés során, az anyagátrakási (vagy egyéb) pontoknál az elhullott agyag – f részpor keveréket vissza kell adagolni a termelésbe. − A keletkez selejt miel bbi eltávolítása a folyamatból min ségi el írás is lehet, de környezetvédelmi érdekeket is szolgál. A nem égetett selejt vagy hulladék teljes egésze visszakerülhet a technológiai folyamatba. − Az anyagfolyam egy-egy gépre történ átadásakor anyagszóródással is kell számolni, melyet össze kell gy jteni és folyamatosan vissza kell adagolni a termelésbe, így ebb l termelési hulladék nem keletkezhet. − Segédanyag adagolásánál f részpor-hulladék visszanyer rendszert kell alkalmazni. Ugyanígy kell eljárni más segédanyagok, pl. a maghéj esetében is.
55
3.5.2 Vízgazdálkodás, vízmin ség védelem A víz alapanyagként, és részben h t közegként használatos a tégla- és cserépgyártás során, azonban – a 2.5 és 2.6 fejezetekben részletezettek alapján – csak viszonylag kis mennyiség kerül felhasználásra: 100-120 liter víz/tonna késztermék. A felhasznált víz min sége nem jelent s szempont a gyártás során. Az alapanyaghoz hozzáadott víz csak a megfelel formázhatóságot hivatott biztosítani, mely kés bb a szárítás és az égetés során elpárolog, szennyvíz tehát ebb l nem keletkezik. A gépek h tésére használt víznél természetesen már fontos a víz kémiai tisztasága. BAT intézkedések: − Mivel a felhasznált víz min sége nem jelent s szempont a gyártás során, ezért a technológiában (f ként a formázáshoz) használt vízmennyiséget es víz összegy jtésével, saját fúrt kútból vagy a bányatavak vizéb l kel biztosítani; kerülend a vezetékes, ivóvíz min ség víz technológiai felhasználása; − H t közegként használt vízáramoknál zárt rendszerek használata. − Gépek javítását, olajcserét csak e célra kijelölt helyen lehet végezni. Rendelkezni kell gépek mosására alkalmas felülettel, ahol az elfolyó víz gy jtésre és tisztításra kerül (olajfogó, ülepít ). − Adminisztratív intézkedés: a technológiában a felhasznált vízmennyiség mérését meg kell oldani; ha indokolt akkor minden olyan pontján, ahol vízfelhasználás történik.
3.5.3 Energiaszükséglet és energiagazdálkodás A tégla- és cserépgyártás során az energia akár alapanyagnak is tekinthet , ugyanis ez transzformálja az agyagot kerámiává az égetés során. A 3.2 és 3.3 fejezetben leírásra kerültek azok a megoldások, melyek konkrétan köthet k a szárításhoz vagy az égetéshez és leginkább meghatározzák a gyártás energiaszükségletét. Jelen fejezet olyan megoldásokat mutat be, amelyek el segítik az energiafelhasználás csökkenését, de a technológiai folyamat különböz pontjaihoz köthet k. BAT intézkedések: − A bánya és az üzemcsarnok világítását „sötét-világos” kapcsolóval kell üzemeltetni. Éjszaka csak rfények m ködjenek. − A formázó gépek fél óránál hosszabb idej állásánál a gépet le kell állítani. − Folyamat irányítás hatékonyságának javítása: szárító és kemence optimalizálás, mely minden esetben alkalmazható és sok eleme lehet: a szakért i irányítási rendszerek bevezetését l, a kemence kezel k betanításán és képzésén, a nyersanyag el készítésén és tüzel anyag ellátás irányításán át a termék min ségvizsgálatáig. − BAT megoldás lehet (új üzemnél) az rlésnél a nedves görg járat (koller) alkalmazása. Ez tekinthet a leghatékonyabbnak, mert ennél az rlésen kívül keverés, nedvesítés és homogenizálás is történik egyszerre; ez termék min ségére van alapvet befolyással. − H visszanyerés a kemencéb l és hasznosítása a szárítóban. − Adminisztratív jelleg intézkedések: meg kell tudni határozni az energiafogyasztás alapján az egyes tevékenységek késztermékekre vagy felhasznált nyersanyagokra vonatkoztatott fajlagos energiafelhasználását. Be kell tudni mutatni, miként kerülnek felhasználásra a különböz energiafajták a gyártási folyamat során. − A csigaprés megfelel beállítása és karbantartása. A préshenger és a csiga átmér je közötti hézag kívánatos értéke 1,5 – 3 mm. Amennyiben ez a hézag növekszik (pl. kopás következtében), akkor az agyag-visszaáramlás is n , ami jelent sen csökkentheti a teljesítményt.
56
3.6 Hulladékgazdálkodás −
A nyers és a szárított termékb l keletkez hulladékot vissza kell forgatni a termelésbe, az alapanyag-el készítés fázisába. − Az égetett termékb l keletkez selejtet vagy hulladékot már nem lehet újrafelhasználni a technológián belül, azonban hasznosítását ez esetben is meg kell oldani. Ennek a hulladék, pontosabban selejt téglának vagy cserépnek egy része egyszer en csak nem felel meg a min ségi (pl. esztétikai) követelményeknek, de bizonyos létesítmények (pl. istállók) építéséhez még kiválóan alkalmas lehet, ezért csökkent érték termékként is értékesíthet a kishibás termék. A valóban hulladéknak tekinthet égetett selejt aprítva betonadalékként, aszfaltadalékként, útalapként, rölve pedig sportsalakként lehet felhasználni. Célszer saját használatú utak, pl. a bánya útjainak kialakítására használni. Az égetett hulladék ilyen célokra történ felhasználása nem okozhat környezetterhelést vagy veszélyeztetést, mivel eleve csak természetes anyagokból készült. − A f részpor visszaforgatása egyrészt hatékonyabbá teszi a nyersanyag felhasználást, másrészt kevesebb hulladékképz déssel jár. A f részpor (és adalékanyagként esetenként szintén alkalmazott papíriszap) adagolása után síkrostély vagy a szállítószalagon forgó körrostély rendszerbe kerül, ahol a kívánt szemcseméret feletti agyagot kirostálják és a f részport az agyagba keverik. − A farostokat tartalmazó maradványt vagy folyamatosan vagy szakaszosan rl malmok segítségével rlik, mely rostával és leválasztó ciklonnal van felszerelve. A ciklon a meg rölt agyagot leválasztja; a rostán maradt anyag újra rlésre kerül. Az így nyert f részpor vagy folyamatosan vagy szakaszosan kerül a termelésbe. − Azokban az üzemekben, ahol nem m ködik rl malom, ott a f részpor nagyszemcséj maradéka hulladékba kerül. − F részpor helyett papíriszap adalékanyagként történ alkalmazása során a porképz dés egyáltalán nincs, valamint így máshol nem használható hulladék kerül hasznosításra. (Megjegyzend , hogy az iparág által felhasznált f részpor nagy részét jelenleg importálni kell.) − A durva és finom el készít gépeinek vagy vedersoros kotrók kenésére a gyár egyéb gépeinek m ködéséb l származó fáradt olajat lehet felhasználni. (Ezt több hazai környezetvédelmi felügyel ség is engedélyezte, így számos gyárakban alkalmazzák.) Az automatikus gépi csomagolás és gépi szállítás minimális hulladékképz dése miatt BAT-nak tekinthet . A megfelel en karbantartott csomagoló- és szállítóeszközökkel a csomagolási hulladék és a selejt mennyisége minimalizálható. A csomagolás során keletkez maradék csomagolóanyagot a csomagolóanyag beszállítóknak lehet ség szerint vissza kell szállítaniuk és újrahasznosítaniuk. Elektromos meghajtású targoncákkal való szállítás esetén a zaj- és légszennyezés elhanyagolható, a keletkez akkumulátorhulladékot, mely veszélyes hulladéknak min sül, a hatályos jogszabályoknak megfelel en, zárt tárolóban kell tárolni az engedéllyel rendelkez hulladékkezel be való szállításig.
3.7 További csökkentési technikák Jelen fejezetben csak a por és zajkibocsátás kerül említésre, mivel a többi szennyez kibocsátása kizárólag a szárítás és az égetés fázisához kapcsolható, az ezekhez kapcsolódó BAT intézkedések pedig részletesen leírásra kerültek a 3.2 és 3.3 fejezetekben. 3.7.1 Porkibocsátás Több alapanyag feldolgozási folyamat jár porképz déssel. Ezeknél különböz csökkentési módszerek vezethetnek eredményre. BAT intézkedések
57
kibocsátás
−
− −
−
Új üzemek létesítése, valamint régi adagolási rendszer lecserélése esetén az elérhet legjobb technikának a fedett, zárt adalékanyag tároló építése tekinthet , melyben elhelyezkedik az adagoló rendszer valamint a f részpor-hulladék visszanyer rendszer is. Szállítópályák befedése BAT intézkedésnek számít A helyi porzás csökkenthet szakszer karbantartással, megfelel gépbeállítással. A technológiából adódó porzás helyi erny s porelszívással, porleválasztó ciklonnal oldható meg. Az aprítási, rlési m veleteknél alkalmazott porleválasztók által leválasztott por visszavezethet a technológiába, tehát nem hulladék. A szállítás során fellép kiporzás csökkentése érdekében az útfelületek rendszeres takarítása, nedvesítése szükséges.
3.7.2 Zaj elleni védekezés Mivel a zaj els sorban a lakó- és intézményi övezetekben zavaró hatású, a tégla- és cserépgyárak többsége nem okoz káros terhelést, ugyanis a védend övezetekt l távol települtek. A zajhatás leginkább az agyag és készáru szállítása és el készítése, valamint a bányászat során jellemz . − − − −
A szállítási zaj, amennyiben lakóterületeket érint különösen zavaró lehet, ezért az útvonal megválasztása lényeges. Amennyiben nem változtatható meg a szállítás útvonala a vasúti szállításra való átállás megoldást jelenthet. Ha egyik fent említett módszer sem áll rendelkezésre korszer bb szállítóeszközök alkalmazása és a közlekedési szabályok maradéktalan betartása enyhíti a problémát. A lakóövezetekben az út és a védend homlokzat közé telepített többszint növénysáv nem csak a zaj zavaró hatása ellen nyújt hatékony védelmet, de a nehéz tehergépjárm vek keltette rezgést is csillapítja. A munkahelyi zajhatás egyéni véd eszközök használatával kivédhet .
58
4. VONATKOZÓ JOGSZABÁLYOK LISTÁJA A BAT technikák alkalmazásával alacsonyabb szint kibocsátások és így kisebb környezeti hatások érhet k el. A hatékonyság növekedése, a felhasznált energia csökkenése és folyamatirányítás fejlesztése képes megakadályozni a kemence egyenetlen anyagáramát és m ködését, valamint csökkenti a felhasznált gáz mennyiségét, így hozzájárulva ahhoz, hogy a m köd tisztító berendezések a BAT színvonal közelében teljesítsenek. Jelen fejezet összefoglalja a tégla- és cserépiparban keletkez vonatkozó, Magyarországon hatályban lév szabályozókat. Szennyez forrás Kibocsátott Befogadó (tevékenység) szennyezés környezeti elem Szárító és Nitrogén oxidok leveg kemence füstgáz (NOx) és egyéb nitrogén komponensek Szén-monoxid (CO) Kén-dioxid (SO2) Hidrogén-klorid (HCl) Hidrogén-fluorid (HF)
Szilárd anyagok (por) Bányászat Szabadtéri nyersanyag tárolás Nyersanyag aprítás
Karbantartás
Jogszabályi el írások Felszíni vizek, szerinti anyagokra felszín alatti felszíni víz vizek, talaj befogadóba, szennyvízelevezet csatornarendszerbe történ kibocsátásra
Veszélyes hulladék
A kibocsátást szabályozó jogszabály 21/2001. (II.14.) Kormányrendelt a leveg védelem egyes szabályairól 14/2001. (V.9.) KöM-EüM-FvM közös rendelete a leveg szennyezési határértékekr l, helyhez kötött szennyez pontforrások kibocsátási határértékeir l 4/2002. (X. 7.) KVVM rendelet a légszennyezettségi agglomerációk és zónák kijelölésér l 10/2001. (IV. 19.) KöM rendelet az egyes tevékenységek és berendezések illékony szerves vegyület kibocsátásának korlátozásáról 21/2001. (II.14.) Kormányrendelt a leveg védelem egyes szabályairól
VOC
Szennyvíz kibocsátás
szennyezés kibocsátásra
talaj, felszíni és felszín alatti vizek
14/2001. (V.9.) KöM-EüM-MvM közös rendelete a leveg szennyezési határértékekr l, helyhez kötött szennyez pontforrások kibocsátási határértékeir l 2001. évi LXXI. tv. a vízgazdálkodásról 203/2001. (X.26.) Kormányrendelt a felszíni vizek min ség védelmének szabályairól 204/2001. (X.26.) Kormány rendelet a csatornabírságról 9/2002. (III. 22.) KöM-KöViM együttes rendelet a használt és szennyvizek kibocsátási határértékekr l és alkalmazásuk szabályairól 2000. évi XLIII. törvény a hulladékgazdálkodásról 98/2001. (VI. 15.) Kormány rendelet a veszélyes hulladékkal kapcsolatos tevkyeségek végzésének feltételeir l
59
Szennyez forrás (tevékenység)
Kibocsátott szennyezés
Befogadó környezeti elem
A kibocsátást szabályozó jogszabály 9/2001. (IV. 9.) KöM rendelet az elemek és akkumulátorok, illetve hulladékaik kezelésének részletes szabályairól
Égetés, csomagolás, szállítás Csomagolás Iroda, szociális helységek
Bányászat, szállítás, aprítás, keverés
Égetett selejt
talaj, felszíni és felszín alatti vizek
4/2001. (II. 23.) KöM rendelet a hulladékolajok kezelésének részletes szabályairól 2000. évi XLIII. törvény a hulladékgazdálkodásról 94/2002. (V. 5.) Kormány rendelet a csomagolásról és a csomagolási hulladék kezelésének részletes szabályairól
Csomagolóanyaghulladék Kommunális hulladék
22/2001. (X. 10.) KöM rendelet a hulladéklerakás, valamint a hulladéklerakók lezárásának és utógondozásának szabályairól 8/2002. (III. 22.) KöM-EüM együttes rendelet a zaj- és rezgésterhelési határértékek megállapításáról
Zajkibocsátás
29/2001. (XII. 23.) KöM-GM együttes rendelet egyes kültéri berendezések zajkibocsátásának korlátozásáról és a zajkibocsátás mérési módszereir l 12/1983. (V. 12.) MT rend. a zaj- és rezgésvédelemr l
60
I. MELLÉKLET: MAGYARORSZÁGI TÉGLA- ÉS CSERÉPGYÁRAK ELHELYEZKEDÉSE A viszonylag gyors vállalat-átalakulások, és egyes gyárak megsz nése miatt az alábbi lista körülbelül ~ 90%-ban tekinthet pontosnak, a 2003. márciusi állapot szerint. Az els táblázatban a Magyar Téglás Szövetség tagvállalatai és azok gyárai találhatók, míg a másodikban a MaTéSz-ban tagsággal nem rendelkez gyárak helyei kerülnek felsorolásra. A mellékletben található térkép a gyárak földrajzi elhelyezkedését szemlélteti egy Magyarország térképen. A melléklet táblázataiban és a térképen alkalmazott sorszámozás megfeleltethet egymásnak. Ssz. TÉGLA- ÉS CSERÉPGYÁRAK Magyarországon - 2003. márc. állapot szerint (MaTéSz tagok) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
Altek Kft. Bautherm - Szentes Kft Egri Téglagyár Kft Északmagyar Téglaipari Rt. Hajdú-Tégla Kft. Hajdú-Tégla Kft. Kunsági Téglaipari Kft. Mályi Tégla Kft. Nagykanizsa Téglagyár Kft Pannon Tégla Kft. Pannon Tégla Kft. Pápateszéri Téglaipari Kft. Szema-Makó Kft. Tatai Téglaipari Kft. Tiszaföldvári Téglagyár Kft. Tondach Magyarország () Tondach Magyarország () Tondach Magyarország () Tondach Magyarország () Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt. Wienerberger Téglaipari Rt.
Kunszentmárton Szentes Eger Putnok Hajdúnánás Debrecen Kisújszállás Mályi Nagykanizsa Bonyhád Dombóvár Pápateszér Makó Tata Tiszaföldvár Csorna Beled Békéscsaba Békéscsaba Abony Balatonszentgyörgy Bátaszék Békéscsaba Kisbér K szeg K szeg Mez túr rbottyán Pannonhalma Solymár Solymárvölgy Sopron Teskánd
61
tégla tégla tégla tégla tégla tégla tégla tégla tégla tégla tégla tégla tégla cserép tégla cserépgyár tégla cserép cserép+ tégla tégla tégla tégla tégla tégla tégla áthidaló tégla tégla tégla tégla tégla tégla tégla
Ssz.
TÉGLA- ÉS CSERÉPGYÁRAK Magyarországon - 2003. márc. állapot szerint (nem MaTéSz tagok)
34
Alsómocsolád
49
Pankasz
35
Bakonyszentlászló
50
Pilisborosjen
36
Barcs
51
Sásd
37
Cégény
52
Szentes
38
Devecser
53
Szentes
39
Dévaványa
54
Székesfehérvár
40
Hajdúböszörmény
55
Szigetvár
41
Hajdúszoboszló
56
Szurdokpüspöki
42
Fert széplak
57
Tab
43
Fehérgyarmat
58
Tápiógyörgye
44
Mátraderecske
59
Tapolcaf
45
Máza
60
Törökbálint
46
Mez berény
61
Tiszafüred
47
Mohács
62
Törökszentmiklós
48
Paks
63
Villánykövesd
62
I. Melléklet Magyarországon található tégla- és cserépgyárak elhelyezkedése 2003. márciusi állapot szerint Jelmagyarázat:
63
II. MELLÉKLET:
A TÉGLA- ÉS CSERÉPIPAR KÖRNYEZETI HATÁSMÁTRIXA
A tégla és cserépgyártás környezeti hatásainak áttekint táblázata. !
!" # !"#$ &' $ ')
( )
( $
(
& # *, ) *
+# ,
$ ( , # &"$"
&
"# "# *+" , "# "#
"# "# *+" , "# "#
*+" , "# "# *+" , "#
!"#$
%
&
!"#$ ' '
%
&
!"#$
%
&
!"#$
%
&
"$
" '
" '
'
*+" , "# "# *+" , "#
" '
" ' "$
'
" '
" '
'
*+" , "# "# *+" ,
*+" , "# "# *+" ,
" '
" ' "$
'
" '
' '
"# "#
$ % ' ( ' ( $' ( $' ( $' ( $' ( $' ( $' ( $' ( $' ( $' (
& # *,
+ . #
%
&"$" &"$ " # " , , #
+ &"$"
#$ #$
#$ #$
"# "#
#$ #$
#$ #$
"#
#$ #$ #$
#$ #$ #$
" '
' ", #
"#
" #' #
64
$' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $'
( ( ( ( ( ( ( ( ( ( (
!" # +- &
#
"#
", +
#
% $ /
.#( /
"#
"#
#(
" '
#$ #$ #$
#$ #$ #$
#$
#$
#$
#$
$' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $' $'
#$
#$
#$
#$
#$ #$
#$ #$
#$
$' ( $' ( $' ( ' ( $' ( $' ( $' ( $' (
""$ **$ #
/
""$
# #
0 #
$
# # ", , "# "$ # "# ( # , +) # , ( "# #
,
(1 0
$ (
*
(
" ' "$
#"
"
" ' /
"
" ' +0 &(
/
/
/
" '
+0 &(1+0
( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( (
$ , # ,
2 3
( +) &. ($ . ,
+0
+0 .
.
"# 3 $
#$ -
65
!" # $
-
4 5 $
, # 0# ( # " 2
" ' . *+" ,
*+" ,
" '
" '
, /
6 , "
# " # " 2 & # *, # ' # " 2 ' $ #
#$
#$
"$$/
"$$/
. *+" , *+" ,
*+" , *+" ,
" ' " ' " '
" ' " ' " '
66
'
$' ( ' ( $' ( $' ( $' ( ' ( ' ( $' ( $' ( $' ( $' ( $' (
III. MELLÉKLET: HULLADÉKLISTA Egy „átlagos” tégla- vagy cserépgyárban potenciálisan keletkez hulladékok és EWC kódjuk 1
/ 3%44/
789 *#
8 8
8 8 8 ??8 8 8 8
8 8 8 8 8 8 8 8 8
8 8
/5 6)7 #
!" #
7 ; < =#, 6
'
3
&*
89
'
5
$
(:
&* / &* : : : & , &* " : "$ , $ ", & " +> "# ( )#$ / % + $ +"# 2 3 $* , /: + $ &* ! $9 + $ +"# 2 3 $* , /: $9 7. +"# 2 " $ &. (9 ( $* , &* 6) )#. (: ,9 2 " , "#" &* / # * " ' &* 3 " ' >: ,# 7" "#: & ' ,$. (" ' &* 3 " @ ( # +," '" A " ' &* " ; # $" , +" 6"$ # "# " *$ B #: # " 2 "$ " , " / <, : / C '" : #" $. 2 "$ " , " 3" C '" &"# , 6 0#0 & ' , " 2 " / C '" : #" D / C ' .#( C '" &"$" / C '" +.# "#/ @ ' *$* "#" 3, "$5 & # $ 3! 9E 5 F. , &* " 3&* (: /5 < &* / G &* 7. &* @ + $ &* ; *$ *$ &* % 2 &* C '' : ## + $&* " / < 2 ) #
#
#
&*
/
#' /
" + $ &*
0 '
'" +
67
0 5/ "
$ >: ,#
" :
5/ 0
#"
0 5/
$
" " 5/
5/
IV. MELLÉKLET: SZÓJEGYZÉK Adalékagyag: a termék alapvet tulajdonságait min ségileg és mennyiségileg hordozó alapanyaghoz adagolt anyag, vagy anyagok, amelyek kedvez en befolyásolják az alapanyagból készült termék tulajdonságait, vagy el állításának önköltségét. Engóbozás: a nyers termék felületének színes agyagiszappal történ bevonása, amelynek célja az alapcserépszín megváltoztatása, szükség szerint kiegészítve felületi díszítési módszerek alkalmazásával. Extrudálásnak nevezzük a csigasajtó alkalmazásával végzett formázást. kerámiacserép termék alakját a csigasajtó szájnyílása alakítja ki. H h h h
A tégla és
átbocsátás, h szigetel képesség: a szerkezetek h szigetel képességét a („k”) átbocsátási tényez vel jellemzik. A h átbocsátási tényez , a k (W/m2K ) egy szerkezet veszteségének mér száma. A h átbocsátási tényez , egységnyi felület rétegen, egy fok mérséklet különbség esetén létrejöv h áram.
Impulzus tüzelés: az impulzus tüzelés ég ben a földgáz adagolása szakaszosan, gázimpulzusok formájában történik. Az ég szabályozórendszere lehet vé teszi az impulzusok számának beállítását percenkénti 60 impulzus mértékig. Az impulzusokban elég gáz intenzív cirkulációja egyenletes h mérsékleteloszlást, optimális égetési feltételekkel, homogén termékmin séget eredményez. Képlékenység az anyag olyan állapota, amelyben er hatásra maradandó alakváltozást szenved. Az agyagmassza 18 – 30 % nedvességtartalom mellett képlékeny állapotban van, jól formázható. A nedves állapotban kialakított formáját száradás után is megtartja. Az agyagok képlékenysége agyagásvány-tartalmukkal, ioncsere kapacitásukkal és szemcsefinomságukkal növekv . A nagy képlékenység agyagok agyagásványtartalma magas ( > 60 % ); nagy ioncsere- kapacitással rendelkeznek ( > 30 mgekv ) finom szemszerkezet ek ( a 10 mikronnál kisebb szemcsék mennyisége > 50 % ) Maradó rézs szög és munkarézs szög: a munkarézs szög a bányapadka síkja és a hozzátartozó m velési szint síkja által bezárt szög. A maradó rézs -szög a m velt bánya oldalán megmaradó bányapadka síkja és a hozzátartozó maradó rézs által bezárt szög. NF = normál formátum: azt fejezi ki, hogy a nevével és méreteivel meghatározott téglatípus térfogata hányszorosa a normál kisméret tégla térfogatának. Nút-féderes termék: a nút-féderes téglák a falszélességet meghatározó egyik oldalukon hornyokkal ( nút ), a másik oldalukon eresztékekkel ( féder ) vannak kialakítva. A falazás során a téglák oldalt mindig horonnyal (nút) és eresztékkel (féder) kapcsolódnak egymáshoz. Ezért a falazáskor a függ leges hézagba egyáltalán nem kell habarcsot tenni, csak a téglák hornyos eresztékes oldalait kell szorosan egymásba illeszteni. A nútféderes téglák kialakításakor rendkívül fontos, hogy a tégla hornyainak és eresztékeinek mélysége és száma a bel le építhet fal vastagságának megfelel legyen. A 30 cm-es NF tégla esetén a hornyok és eresztékek száma 4 db, a 38 cm-es NF tégla esetén 5 db. Színterezés (folyamata): szinterezésnek nevezzük azt a folyamatot, amikor h hatására az anyag részecskéi összeállnak, összesülnek. A tégla és kerámiacserép esetében a színterezés során a reakciók szilárd fázisban, kevés olvadékfázis keletkezése mellett mennek végbe.
68
