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第４生技部ダイカスト技術室

１．テーマの概要

　当社はエンジンブロックの（鋳鉄から）アルミ化を推進中である。これに対応すべく今回新たにブロック生産ダイカスト工場を新設した。工場新設に際し’９７年の地球温暖化防止京都会議で提唱されたＣＯ₂排出削減を進めるべく新設工場ならではの省エネアイテムを採用し目標以上の効果が得られたので紹介する。

エネルギー年間使用量

　　　　　電力　　５２７，４００ＭＷＨ
　　　　　ＬＮＧ　　１１，６５８ＫＮｍ³

　

２．実施例

　今回盛り込んだ省エネ対策の中で効果確認できている主な実施例を以下紹介する。

２−１　高効率溶解炉　（従来技術の横展）
　今回３．５ｔ／Ｈの連続溶解炉新設に当たり，下記の従来技術を積極的に採用し省エネを最優先して計画した。
　１）炉表面温度低下（バックライニング厚Ｕｐ）→新たな取り組み
　２）溶解バーナー適正配置
　３）廃熱回収用熱交換器設置
　４）小容量集塵機採用（炉内圧調整＋熱交換機採用による）

　図−５に熱精算模式図を示す。
　上記対応の結果，図−６に示すように従来比　運転時３０％削減　保持時６０％減を達成した，特に１）のバックライニング厚Ｕｐは保持燃費削減に効果が有った。
　　　


２−２　アンダーリジェネバーナー保持炉　（新技術による省エネ）
　省エネ・溶湯品質の両立を目的に新開発した保持炉を採用した．この炉は図−７に示すように，アンダーヒーター炉の利点（溶湯品質）をガス加熱で実現するため，メーカーと共同開発した小型リジェネレイティブ（後述リジェネ）バーナーを炉側壁より挿入した構造とした。
　　　　　　　　　　　　　　

　従来アンダーチューブ構造の場合湯漏れ時の安全確保が困難なためガス加熱は用いられなかったが，燃焼チューブをクローズに出来るリジェネバーナーにする事により安全確保している。図−８に従来との燃費比較を示すが，従来トップバーナー比３７％の省エネが図られた。
　　　　　　　　　　　　　　　　

２−３　複合仕上げ機　（生産量に見合った設備）
　複合仕上げ機の概念を図−９に示す。
　　　　　　　　　　　　

　ダイカスト工程の仕上げとは鋳造時に必要な湯道やバリ等を除去する工程で有るが，図−９の様にトリミングプレスからヘッド面切削まで数台の設備及び設備間を接続するコンベアーで構成し，高価なトリミングプレスの投資効率を高める為に生産能力をダイカストマシン２台分に設定していた。今回計画ではトリミングプレスを廃止してこれらの一連の工程を汎用複合仕上げ機１台の設備で構成し，最少生産単位であるダイカストマシンと一対の構成とすることで，生産量に見合った運転が可能となった。また，コンベアレス等装置構成もシンプルになり原単位の改善も図れ，消費電力は従来比　▲２３％低減を実現（図−１０）した。さらに付随効果としてコンパクト化により設置スペースが１２ｍ3とダイカストマシン間のデッドスペースに配置可能となり工場全体スペースの削減に寄与できた。（図−１１）
　　


２−４　戻し材コンベアー廃止
　図−１２に戻し材コンベアー廃止の例を示す。従来ダイカスト工程では工程内で発生する湯道やバリ等を溶解工程へ搬送するため地下にコンベアを設置していた。今回の計画ではコンベアーの代わりにＡＧＶ（無人車）搬送とし大幅な投資削減と同時に装置としての省エネ　従来比　８０％低減を達成できた。　また，生産（ダイカストマシン運転台数）に見合った運転が可能となり省エネ効果は更に期待できる。
　　

２−５　汎用性向上による集約生産管理
　図−１３は従来類似工程と今回計画工程の設備汎用度を比較したグラフである．前述の汎用仕上げ機の採用やライナー納め機の汎用化など汎用度を上げ，末端のハンドや受け治具のみの交換で容易に生産部品を変更可能とした。これにより生産量の変動に応じ柔軟に設備を止める事が可能となり，生産の集約が可能な工場となった。
　ダイカストマシン１台停止させた場合の省エネ効果は保持炉の保持エネルギー等が不要になるのでＣＯ2排出量換算で約２．３Ｔ／月（全排出量の２％相当）の削減効果が予想される。この様に操業のやりくりで効率的なエネルギー消費が図れる工程となった。
　　　　　　　　　　　　　　　

２−６　エネルギー監視システム
　主要設備に市販の電力計等センサーを装備し，オンライン接続してリアルタイムで電力，ＬＮＧ，エアー等のエネルギー消費状況をモニターするシステム（図−１４）を導入した。現在モニター機能のみの運用であるが，将来エネルギー使用状況を監視出来るシステムを構築し，生産に応じたエネルギー管理等木目細かな管理のツールとして活用して行く予定である。
　　　　　

３．省エネ効果

　現在工場全体の１／３が稼動開始した段階で有り，全体としての効果は未確認であるが，確認できた効果を原単位として，工場全体稼動時点（００年央）の予想効果をまとめると以下の通りとなる。

１）電力
　電力の省エネ効果を図−１５に示す。仕上げ工程の低減は複合仕上げ機採用による機械台数削減が大きく寄与したが，ダイカストマシンに採用した高効率モーターは顕著な効果は見られなかった。
　　　　　　　　　　　　

２）ＬＮＧ
　図−１６はＬＮＧ（ガス）の低減効果を示す。溶解炉・保持炉共に稼動時と保持時（休止時）低減効果が見られ月間４．２万Ｎｍ³の低減（２７％）が達成できた。特に保持時は溶解炉，保持炉共に５０％以上の低減が図れた。
　　　　　　　　　　　　

３）ＣＯ₂排出量
　図−１７は今回実施した省エネ対応を電力とＬＮＧ別にＣＯ2換算した低減結果を示す。月当たり３８．５Ｔの削減となった。これは従来比約２０％の削減に当たり，目標とした１５％以上の効果がえられた。また，年間約２，６００万円の稼動費低減が見込まれる。この結果はあくまでも全設備が稼動した状態の試算値であり，実操業では今回取り組んだ集約生産の効果が期待でき，従来ラインとの費用差は更に広がるものと期待される。
　　　　　　　　　　　　

　図−１８は今回の主目的である鋳鉄からの材料変更によるＣＯ₂低減効果を示す。鋳鉄とアルミダイカストでは単位重量当たりの排出量が少なく，且つ平均約２２Ｋｇの粗材重量低減となるため，前述の低減効果も加味したＴＯＴＡＬ低減量は鋳鉄比７５％減の４７０ＴＯＮ／月となった。