Här kan Scania tillverka 600 lastbilsmotorer per dag

2021-12-06 06:00  

Det nya gjuteriet har levererat sina första motorblock. Scanias miljardsatsning är energioptimerad och trefaldigar produktionen – men bygger den fast Scania i tekniken med förbränningsmotorer?

Ett enormt projekt, även mätt med Scanias mått. Så sammanfattar Mattias Fagerlund, teknisk chef på gjuteriet, den genomförda miljardsatsningen.

Upprampningen är i full gång, och vid Ny Tekniks besök har det bara gått någon vecka sedan gjuteriet inledde dagliga leveranser av gjutgods – närmare bestämt block till Scanias sexcylindriga trettonlitersmotorer.

– Processen är inte helt förutsägbar ännu, hela organisationen genomför en massa tester och prover. Processingenjörerna i kärnmakeriet kanske vill utvärdera ett visst färgskikt, metallurgen i smältverket kanske vill bredda processfönstret för en viss legering … det är som en våt dröm för våra ingenjörer att ha så mycket material att jobba med, säger Mattias Fagerlund.

Vår ambition är att tredubbla kapaciteten med nästan exakt samma mängd personal som tidigare.  

Hela anläggningen är på 35 000 kvadratmeter. Projektet är enormt även mätt med Scanias mått. Foto: Tobias Ohls

Vid full drift ska anläggningen kunna producera 90 000 ton om året, vilket är ungefär tre gånger maxproduktionen i Scanias gamla gjuteri några kilometer härifrån. Detta motsvarar upp till 145 000 lastbilsmotorer per år, eller nästan 600 om dagen.

Nya gjuteriet har 100 robotar

Redan i kärnmakeriet, där man konstruerar de sandkärnor som läggs in för att skapa håligheter i komponenterna, möter man de första av gjuteriets omkring 100 robotar.

– Vår ambition är att tredubbla kapaciteten med nästan exakt samma mängd personal som tidigare. De rena tillverkningsmomenten är automatiserade till cirka 80 procent, säger Mattias Fagerlund.

Foto: Tobias Ohls

Det tar den automatiserade kärnskjutmaskinen en minut att forma och pressa en kärnsats som motsvarar en motordel. Därefter går kärnan till torkning, en process som normalt utförs med gas eller gasol.

– Men vi använder 100 procent förnybar el i hela gjuteriet. Det här är sannolikt det enda gjuteriet i världen som inte använder gas eller gasol, säger Mattias Fagerlund.

Läs mer: Anrika gjuteriet Bruzaholms bruk blir fossilfritt – och utreder egen elproduktion

I formtillverkningen placeras kärnorna i gjutformar, eller ”flaskor” som det heter på gjuterispråk, som sedan fylls med smält järn medan slagg och andra orenheter filtreras bort. De 1 500-gradiga smältorna kommer från fyra induktionsugnar med 14 tons kapacitet vardera, och smältverket har en total kapacitet på 32 ton smält järn varje timme.

"Vi har inte byggt en ny linje, vi har byggt en helt ny fabrik", säger Mattias Fagerlund, teknisk chef på Scanias nya gjuteri. Foto: Tobias Ohls

Kylningen av ugnskropparna ger förstås mycket restvärme. Det vanliga är att denna leds bort via kyltorn, men här leds det upphettade kylvattnet till värmeväxlare som återför värmen till lokalerna.

– Varje timme drar vi in en miljon kubikmeter luft i byggnaden. Genom att förvärma den med spillvärmen blir vi självförsörjande på värme ner till utomhustemperaturer på minus 20, berättar Mattias Fagerlund.

300 kilo smält järn och 21 sekunder – exakt

Råvaran som matas in i ugnarna består till ungefär 60 procent av återvunnet material: skrot eller restmaterial från Scanias egen produktion. Cirka en tredjedel är jungfruligt tackjärn, och resten är olika legeringar som varierar beroende på produkt.

Skänken som fyller gjutformarna rymmer 3,5 ton och hanteras av en robotiserad traverskran. Att hälla 300 kilo järn i en gjutform ska ta 21 sekunder, varken mer eller mindre. Foto: Foto: Scania

Skänken som fyller flaskorna rymmer 3,5 ton – vilket motsvarar ungefär nio motorblock – och hanteras av en väldig, robotiserad traverskran. Här är automationen till stor del en precisionsfråga:

– Att fylla en flaska med drygt 300 kilo järn ska alltid ta 21 sekunder. Om det diffar med bara ett par sekunder kan du få kallveck, brottytor eller andra ojämnheter som gör att ett motorblock måste kasseras. Och du vill hålla gjutkoppen full, så du får ett jämnt tryck, samtidigt som du inte vill att den ska rinna över. Där är en robot förstås överlägsen en mänsklig operatör.

Skänken rymmer 3,5 ton och hanteras av en robotiserad traverskran, med större precision än en mänsklig operatör klarar. Man har också velat få bort människorna från alla potentiellt farliga situationer. Foto: Tobias Ohls

Läs mer: Jättepressen tillverkar 10 000 ton – utan handpåläggning

Därefter får de gjutna motorblocken svalna och stelna ”linjärt” i åtta timmar innan formarna öppnas. Det vill säga, alla delar av blocket måste hårdna i samma takt för att inte bilda håligheter i godset.

– Det är en hel värld i sig. Vi jobbar med olika ultraljudslösningar för att upptäcka eventuell porositet, säger Mattias Fagerlund.

Skippar ett steg i svalningen och spar energi

Även i svalningen sparar man energi genom att slopa den traditionella avspänningsglödningen. Mattias Fagerlund förklarar:

– Normalt hettar man upp det avsvalnade blocket igen, till 800 grader, för att förändra mikrostrukturen och få bort materialspänningar. Sedan måste det förstås svalna igen. Det är både en tidstjuv och en energitjuv, säger han.

Nu har man i stället byggt ett större kylhus, där avsvalningsprocessen kunnat anpassas så att spänningarna försvinner utan återupphettning.

– Det kostar lite mer utrymme, men spar tid och energi, säger Mattias Fagerlund.

Gjutkärna av hårdpressad sand. Efter gjutning mals och "rengnuggas" gjutsanden, så att 70 procent av den kan återanvändas. Foto: Tobias Ohls

När formarna öppnats skickas den använda gjutsanden till en trumma i källaren, som mal alla klumpar till lös sand. Därefter gnuggas alla orenheter bort mekaniskt, och 70 procent av sanden återvinns.

– På det sättet minskar vi vår sandförbrukning med 55 000 ton varje år. Och det minskar vårt årliga klimatavtryck med cirka 1 400 lastbilstransporter, säger Mattias Fagerlund.

Motorblocken blästras, och förses med varsitt unikt ID-nummer och datummärkning.

– Ingenting lämnar Scania utan att 100 procent av alla parametrar kontrollerats och registrerats till det enskilda blocket, och varje block kan härledas till den smälta det kom ifrån. Vi har 100 procent spårbarhet på alla våra gjutna produkter, säger Mattias Fagerlund.

Läs mer: Ny Teknik Insight: Framtidens industri – fyra reportage

Sedan går blocken till renseriet, även det robotiserat.

– Inom traditionell gjutning har det här steget varit en mörk grotta, där folk stod med andningsmask och handverktyg och slipade, filade och knackade, säger Mattias Fagerlund.

- Processingenjör Marcus Söderlund i avsyningsstationen. Ljusbommar och golvscanners ska förhindra att han kommer i vägen för den väldiga coboten som hanterar motorblocken. Foto: Tobias Ohls

Till sist blir det dags för avsyningsstationen, där en operatör kollar att allt är enligt specifikation – i nära samarbete med en kollaborativ, sexaxlad tunglastrobot, över tre meter hög och med räckvidd runt sex meter.

– Det är en enorm robot, och den hanterar tungt gjutgods. Men ljusbommar och golvscanners känner av om någon ytterligare person skulle råka komma in i stationen, eller om operatören skulle snubbla till eller liknande. Då stannar roboten omedelbart, säger Mattias Fagerlund.

”Vi tar operatörer ut ur processen och låter dem styra den i stället”

Förutom ökad precision, handlar robotiseringen översiktligt om två ytterligare steg:

– Det vi ersatt i första steget är att flytta grejer mellan de olika avdelningarna. Tidigare hade vi mycket transporter med truck, och färre truckar på golvet betyder mindre risk för påkörningar. Av samma skäl har vi tagit bort människor från de riskfyllda momenten i smältverket.

Det andra steget berör processer där det inte ”finns ett mervärde i att jobba manuellt”, som Mattias Fagerlund uttrycker det.

– Repetitiva moment som att lägga i kärnor, placera filter och så vidare, det är kanske inte så väldigt utvecklande för en människa. Rätt mycket handlar om att ta våra operatörer ur processen, och i stället låta dem styra processen i en mer stimulerande arbetsmiljö.

I avsyningsstationen kontrolleras varje block så att allt är enligt specifikation. Foto: Tobias Ohls

Alla anställda har fått möjlighet till vidareutbildning i robotkunskap, underhåll, ellära och så vidare.

– De som jobbar här får aktuella kunskaper och blir väl rustade att arbeta inom svensk industri i framtiden. Antingen de vill jobba hos oss, eller hos någon annan, säger Mattias Fagerlund.

Läs mer: Volvofabriken skulle tänka nytt – och satsade på ”40-talsprincip”

Det har dock inte saknats utmaningar i automatiseringen.

– Mycket av utrustningen kommer från leverantörer som är jätteduktiga på att leverera sin egen enskilda applikation, men inte nödvändigtvis på att få den att samverka med andra applikationer. Stora delar av det sammanlänkande arbetet har vi fått ta själva, och när det gäller automatisering tror jag gjuteriindustrin inte ligger lika långt framme som exempelvis bearbetning och montering gör. Det har varit tufft, men det har gått jättebra, säger Mattias Fagerlund.

Men nu är allting alltså på plats.

– Och det var en viss känsla i förra veckan, när vi till slut kunde konstatera att vi hade en produkt som var redo att levereras, säger Mattias Fagerlund med ett leende.

Bygger nya gjuteriet fast Scania i gammal teknik?

Nu fokuserar man på att optimera processen, och har precis börjat gå upp i tvåskift.

– Vid full drift kommer vi att köra treskift, men det kommer att ta ett antal år innan vi är där. Just nu jobbar vi med att mäta oss mot den ambition vi satte upp: 100 procent förnybar energi, 100 procent återvinning av värme, och 50 procent effektivare energianvändning än i gamla gjuteriet, säger Mattias Fagerlund.

Vid full drift ska man producera cirka 145 000 lastbilsmotorer per år, eller runt 600 stycken om dagen. Foto: Tobias Ohls

Återvinning, energieffektivisering och förnybar el i all ära – trots allt har Scania här investerat stora pengar i tillverkning av förbränningsmotorer.

Riskerar ni att ”bygga fast” er i produktion av gammal teknik?

– Lyckligtvis kan ju våra motorer köras på en mängd olika bränslen, det är inte som att vi boxar in oss med dieselmotorer. Och vi har applicerat lösningar som kan användas i olika typer av gjutning. Även el-lastbilar behöver gjutgods, säger Mattias Fagerlund.

Han framhåller också att gjutna komponenter till förbränningsmotorer ändå kommer att behövas under överskådlig tid.

– Och kan vi gjuta dem här, med förnybar el, så blir ju avtrycket betydligt lägre än om de gjuts i länder med en helt annan elmix, avslutar Mattias Fagerlund.

Scanias gjuteri har kapacitet för 90 000 ton per år

Scanias nya gjuteri har kostat 1,5 miljarder kronor, och omfattar 35 000 kvadratmeter. Det består av kärnmakeri, sandhantering, smältverk, formningslinje, efterbehandling, kvalitetssäkring och första bearbetningssteg, verkstad samt kontor.

Den totala personalstyrkan ligger runt 200 personer, och kapaciteten blir 90 000 ton per år. Av detta kommer cirka 80 procent att gå ut i form av gjutna produkter.

Tidigare har man haft omkring 60 procent av gjutningen utlagd på underleverantörer i Sverige och andra länder, men nu ska man ta hem outsourcad produktion. Det nya gjuteriet ska stå för all produktion av motorblock och cylinderhuvuden till Scanias raka fem-, nio-, och trettonlitersmotorer, samt deras V8:or. Det motsvarar hela det motorprogram Scania erbjuder i Europa.

Anläggningen ersätter Scanias gamla gjuteri i Södertälje, som startades 1914 och var i drift i över 100 år. Som mest hade det en kapacitet runt 30 000 ton om året.

Tommy Harnesk

Mer om: Scania Gjuteri

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt