Brancheanalyse af miljømæssige forhold i træ- og møbelindustrien 5. Metal, glas og plast – materialer og processer5.1 Plast Data for produktion af metaller, glas og plast er udelukkende hentet fra Miljøstyrelsens UMIP PC-værktøj. For en vurdering af disse data henvises derfor til dette (Miljøstyrelsen, 1996a). Det skal bemærkes, at data kan være op til 10 år gamle. Da databasen ikke indeholder data for produktion af nogen standardkomponenter såsom skruer og lignende er det kun selve udvindingen og produktion af materialerne, der er inkluderet i de efterfølgende miljøvurderinger af 3 industriprodukter, afsnit 9, 10 og 11. I nogle af produkteksemplerne har det været muligt at indsamle produktspecifikke data for visse bearbejdningsprocesser af metal bl.a. produktion af stålstel til møbler. 5.1 Plast Plast indgår i mange afskygninger i branchen eksempelvis til løbelister til skuffer, indsats i skuffeelementer og som bendubber. Nye data for plast er ikke indhentet til dette projekt. I de udvalgte produkter indgår følgende typer:
Derudover bruges polyethylen og ekspanderet polystyren til emballageformål. For alle ovenstående materialer er udvinding af ressourcer og produktionen af materialer inkluderet i miljøvurderingerne i afsnit 8, 9 og 10. Forarbejdning af materialer er derimod ikke inkluderet i de tre produkteksempler. Dette vil erfaringsvis ikke have nogen effekt på det endelige resultat. Vedrørende bortskaffelse regnes alle materialer at blive bortskaffet ved forbrænding på almindelige affaldsforbrændingsanlæg. I henhold til PVC-aftalen (Miljøstyrelsen, 1999) skal 77% af alt PVC i byggekomponenter genbruges i år 2000. Meget af PVC-affaldet bliver på nuværende tidspunkt ikke indsamlet og ender derfor til forbrænding. For mere information om plast henvises til Miljøstyrelsens UMIP PC-værktøj (Miljøstyrelsen,1997a) og Association of Plastic Manufactures in Europe (www.apme.org). 5.2 Metal som materiale til byggevarer og møbler 5.2.1 Udvinding af malm. Fremstilling og anvendelse af jern / stål Miljøbelastning fra udvinding af malm og den efterfølgende oparbejdning og videreforarbejdning af malmen til stål (anvendt som plader eller rør) indgår på lige fod med råvaren træ som en del af produkternes samlede miljøbelastning i hele produktets livscyklus. Ved udvinding og produktion af jern og stål sker udledning af gasserne SO2 (svovldioxid) og NOx (kvælstofilter) samt udledning af tungmetaller via røggas og slagger. Udvinding af jernmalm og fremstilling af jern og stål er energikrævende processer, som bidrager med udledning af CO2 (kuldioxid), CH4 (methan) og ozonnedbrydende stoffer til atmosfæren. Mangan og zink findes i begrænsede mængder. Jo vanskeligere tilgængeligheden er til et metal, desto større er miljøomkostningerne ved malmbrydningen. Jern (jernmalm) og aluminium (bauxit) betragtes sjældent som begrænsede ressourcer med forsyningshorisonter på henholdsvis 110 og 190 år (ved konstant forbrug pr. person på 1990 niveau). Genanvendelsesmulighederne er som regel begrænset af produktets design, konstruktion og tilgængelige indsamlingsordninger og virksomheder, der kan oparbejde nyt metal af genbrugsmetal. Det Danske Stålvalseværk A/S er et eksempel på dansk produktion af stålplader til bygningsbrug baseret på genbrugsstål. Der eksisterer ikke tilsvarende virksomheder i Danmark, der fremstiller stålrør af genbrugsstål/jernskrot i Danmark. Tilgængeligheden af genbrugsstål til produktion af rør ifølge Det Danske Stålvalseværk, (svejste præcisionsrør efter DIN 2394 eller DIN 2395) til den danske møbelindustri er ikke umiddelbart muligt i dag. Danske erfaringer med oparbejdning af metal fra skrot viser, at energiforbruget hertil udgør som tommelfingerregel 25-50% af energiforbruget ved fremstilling af råjern. I USA går udviklingen i retning af fremstilling af coils af tyndpladestål, der vil kunne anvendes til præcisionsrør fx til møbel- eller bygningsbrug. 5.2.2 Fremstilling og anvendelse af metallisk aluminium Forbruget af metallisk aluminium i møbler udgjorde ifølge Miljøstyrelsen (Miljøstyrelsen, 1999b) i 1994 mellem 2.700 og 4.100 tons. Til sammenligning udgjorde forbruget af metallisk aluminium i byggematerialer mellem 19.100 og 25.800 tons i samme år. I dette tilfælde består gruppen af byggevarer af:
Udvindingen af primært aluminium består af en lang række processer, hvoraf nogle er meget energitunge. Derfor produceres primært metallisk aluminium ofte i lande, hvor elektricitet kan produceres for en billig penge f.eks. Norge, hvor hovedparten af elektriciteten produceres på baggrund af vandkraft. Til sammenligning er energiforbruget ved produktion af sekundært aluminium (genbrugsaluminium) ca. 95% lavere end for produktionen af primært aluminium. Derfor er det af stor betydning for et givent produkts miljøprofil, at:
5.3 Metalbearbejdende processer generelt Dataindsamlingen i denne brancherapport har taget udgangspunkt i bearbejdning af stålrør til møbler fra møbelproducent, der fremstiller møbler, hvor metalstel påmonteres formspændte stoledele af træ samt finerede bordplader af træbaserede plader. Den anvendte teknologi spænder fra traditionelle spåntagende maskiner/processer og CO2 –svejsning til anvendelse af svejserobotter og CNC-fræsere. 5.3.1 Forarbejdning af stålrør og plader – spåntagende processer til møbeldele Produktion af stel til møbler af stålrør inkluderer fremtagning af rør og fladjern til automatiske save. Efter savning transporteres rørerne til bukning, boring og standsning. Enhedsprocessen er vist i tabel 5.1. Tabel 5.1
5.3.2 Forarbejdning af stålrør og plader – svejsning af stålstel til møbler Produktionsprocesserne omfatter svejsning af stel ved anvendelse af svejserobot og CO2 –svejsning. Materialer og energiforbrug er vist i tabel 5.2. Tabel 5.2
5.3.3 Overfladebehandling af stålstel til møbler Overfladebehandling af metalstel til møbler har to funktioner:
I det følgende vil processerne inklusive overfladebehandling af metalstel til møbler blive gennemgået. 5.3.3.1 Affedtning af metaller Lakering og forkromning af metaloverflader kræver forudgående affedtning og rengøring. De mest almindelige urenheder er olie, fedt, salt, fastsiddende oxider og slagger, kemiske overfladeændringer samt løstsiddende urenheder som støv og spåner. Affedtning af metaldele kan ske ved hjælp af organisk chlorerede opløsningsmidler eller ved hjælp af alkalisk affedtning, som indeholder tensider. Der anvendes fire metoder til affedtning af metal i industrien generelt:
Trianlæg er baseret på affedtning med trichlorethylen (tribehandling). Industrielle vaskemaskiner er baseret på vandige sæbeopløsninger, og (spule-) phosphateringsanlæg er ligeledes baseret på vandige opløsninger af affedtningsmidlerne. For at opnå en mindre miljøbelastning har mange virksomheder bl.a. i møbelindustrien i halvfemserne erstattet affedtning baseret på chlorerede opløsningsmidler med vandbaseret affedtning (Bender et al., 1994). Dataindsamlingen har derfor taget udgangspunkt i vandbaseret affedtningsmetode. 5.3.3.2 Vandbaseret affedtning generelt Affedtning med vandige affedtningsmidler (fx i vandbaserede systemer som jern- og zinkphosphatering) kan foretages ved emulsionsaffedtning, ved sur affedtning eller ved alkalisk affedtning. Sidstnævnte er mest udbredt. Affedtningen sker ved påsprøjtning af eller neddypning i det vandige medium, der indeholder de funktionelle kemikalier efterfulgt af skylletrin. Den afsluttende skylning sker med demineraliseret vand, hvorefter emnerne tørres (Bauer og Bagh, 1998). Ved alkalisk affedtning kan der være tale om étkammer vaskemaskiner med spuledyser anbragt på en roterende sprøjte. Der vaskes med varm sæbeopløsning i ét trin uden efterfølgende skylning med vand eller med skylning i to eller tre hold vand, (Bender et al. 1994). Efterfølgende tørring kan ske i en konvektionsovn. Anden type er gennemløbsanlæg for behandling af emner på transportbånd. Spuling kan f.eks. ske i fire trin, hvilket vil sige vask med varm sæbeopløsning og skylning med tre hold vand. Efterfølgende tørring finder sted i en konvektionsovn, hvor elektronisk temperaturstyring sørger før en ensartet tørring. I kombineret affedtning og jernphosphateringsanlæg er der en spuletunnel for jernphosphatering i 3-5 trin. Er der tale om 3 trin, sker der en kombineret affedtning og jernphosphatering i to trin og vandbesparende tretrins modstrømsskylning med demineraliseret vand. For begge typer anlæg kan tørring ske i konvektionsovn. Renhedsgraden af jernphosphaterede emner ligger på alle punkter i toppen af kvalitetsskalaen (Bender et al., 1994). 5.3.3.3 Lakering af metaldele generelt Ved lakering af metaldele kan der anvendes lak, som oftest indeholder 50-55% organiske opløsningsmidler. En anden mulighed er vandbaseret lak, der typisk indeholder op til 10% organiske opløsningsmidler. Pulverlak er den mest udbredte metode til lakering af møbeldele (Andersen, 1995). Denne laktype indeholder ikke organiske opløsningsmidler, men alle tre laktyper kan indeholde tungmetalholdige pigmenter. Pulveret bliver påført elektrostatisk og kan påføres både ved manuel sprøjtning, ved automatisk sprøjteføring eller ved robotsprøjtning. Spild kan opsamles og genanvendes (Andersen, 1995). Efter påføring af pulveret i sprøjteboks føres emnerne til tørring i en konvektionsovn, hvor den høje ensartede temperatur sikrer en høj ensartet kvalitet. Materialer, energiforbrug og emissioner ved fremstilling af ét kg pulverlak (pulverepoxy) er vist i tabel 5.3. Tabel 5.3
5.3.3.4 Forkromning af metaldele Forkromning benyttes ofte som efterbehandling på forzinkede eller forniklede emner. Formålet er at give metaldelene hårdhed, styrke og glans. Metalemnerne påføres en tynd metaloverflade for at undgå oxidation af rengjorte/affedtede emner. Forkromning og i en vis grad fornikling anvendes især til møbler, som bliver udsat for en hård behandling fx ved stabling og/eller af designmæssige grunde. Væsentlige miljøbelastninger i forbindelse med forkromning er relateret til udvinding af metal og spredning af tungmetaller i forbindelse med produktion, brug og bortskaffelse. Data for disse miljøbelastninger er ikke kortlagt i forbindelse med denne brancheanalyse, men findes i begrænset omfang i Miljøstyrelsens UMIP PC-værktøj. 5.3.3.5 Overfladebehandling af metalstel til møbler – ved pulverlakering og jernphosphatering Produktionsprocessen foregår i kontinuert drift, hvor emnerne fremføres via conveyor gennem fosfateringsanlæg i flere trin omfattende: Affedtning, skylning, jernphosphatring, 3 skylninger, tørring og med efterfølgende automatisk påføring af pulverepoxy og hærdning i hærdeovn. Som hjælpematerialer anvendes flydende affedtnings- og fosfateringsmiddel, pulverepoxy og vand. Vandet opvarmes fra 20 til 50o C. pH-værdi (surhedsgrad) på 4,5 – 5,8. Tungmetalholdigt slam bortskaffes til offentligt deponi. Energi til overfladebehandlingsprocessen er elektricitet og naturgas. Materialer, energiforbrug samt emissioner er vist i tabel 5.4. Tabel 5.4
5.3.4 Montage af møbelstel – formspændte sæde/ryg-emner på stålstel Produktionsprocessen omfatter fremtagning af formspændte træemner og overfladebehandlede stålstel fra lager, intern transport samt montage af sæde og ryg på stålstel ved anvendelse af bore- og skruemaskiner på hæve/sænkeborde. Materialer, energiforbrug ved montage af (stole) er vist i tabel 5.5. Tabel 5.5
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||