SECTORSTUDIE BOUWMATERIALEN

Transcriptie

1 SECTORSTUDIE BOUWMATERIALEN ing. M.P. van de Bank, ir. H.M. Venderbosch Adromi b.v. Hendrik Ido Ambacht NEEDIS Postbus ZG Petten telefoon: telefax : NDS april 1997

2 Verantwoording In opdracht van de Stichting NEEDIS wordt door ECN-Beleidsstudies het Nationaal Energie en Efficiency Data Informatie Systeem ontwikkeld. In de Stichting NEEDIS zijn het Ministerie van Economische Zaken, Sep en Gasunie vertegenwoordigd. Het doel van NEEDIS is om een algemeen erkend en in beginsel openbaar databestand samen te stellen en actueel te houden. In dit databestand wordt informatie opgenomen over het energieverbruik en de energie-efficiency in Nederland. Om een nadere analyse te maken van verschillende verbruikerscategorieën wordt uitgegaan van een sectorindeling en worden per sector onderzoeken uitbesteed. Dit rapport betreft een studie naar de sector bouwmaterialen (SBI 74: code 32, SBI 93: code 26 en is samengesteld door Adromi. Studies van diverse andere sectoren en gegevens uit het databestand zijn verkrijgbaar bij de beheerder van NEEDIS. 2

3 INHOUD SAMENVATTING 5 1. INLEIDING 7 2. SECTORSCHETS Standaard bedrijfsindeling Aard en omvang van de bedrijven Productieprocessen Subsector 26.1: Vervaardiging van glas en glaswerk Subsector 26.2 en 26.3: Vervaardiging van keramische producten Subsector 26.4: Vervaardiging van producten voor de bouw uit gebakken klei Subsector 26.5: Vervaardiging van cement, kalk en gips Subsector 26.6: Vervaardiging van producten van beton, cement en gips Subsector 26.7: Natuursteenbewerking Subsector 26.8: Vervaardiging van overige niet-metaalhoudende producten SECTORRAPPORTAGE Continue bronnen De CBS-statistieken De landelijke emissieregistratie Monitoring energie-efficiency in het kader van de meerjarenafspraken Monitoring rapportage in het kader van de milieuvergunning Incidentele bronnen Indeling categorieën Segmenten Energiefuncties Installaties Sectorgegevens Fysieke productie Verbruikssaldi Finaal verbruik Onderverdeling energieverbruik Energieverbruik volgens emissieregistratie Economische gegevens Brongegevens BESPREKING RESULTATEN Belangrijkste sectoren Beschikbaarheid gegevens Advies voor monitoring 92 REFERENTIES 95 BIJLAGE A. Tabellen 103 BIJLAGE B. Energiebesparing 119 3

4 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen 4

5 SAMENVATTING In het kader van het Nationaal Energie en Efficiency Data en Informatie Systeem (NEEDIS) is voor de sector Bouwmaterialen een inventarisatie gemaakt van het energieverbruik over de afgelopen 10 jaar. Uitgangspunten voor het maken van deze inventarisatie en het opstellen van de sectorrapportage waren de NEEDIS-structuur, zoals vastgelegd in [1], en de publicatie Opzet NEEDIS Sectorrapportages, vastgelegd in [2]. Verder wordt aangesloten bij de Standaard Bedrijfs Indeling (SBI), die door het Centraal Bureau voor de Statistiek wordt gehanteerd. De sector Bouwmaterialen bestaat uit een grote verscheidenheid aan locaties en bewerkingsinrichtingen, welke tevens grote variaties in energiefuncties en - verbruiken te zien geeft. Doordat gegevens over subsectoren in sommige gevallen niet gescheiden beschikbaar zijn, is een indeling in segmenten moeilijk te maken. Voor het beschrijven van de diverse productieprocessen is veelvuldig gebruik gemaakt van de SPIN (Samenwerkingsproject Procesbeschrijvingen Industrie Nederland)-publicaties. Voor onderzoeksgegevens omtrent energiebesparingsprojecten is onder andere gebruik gemaakt van de door de Novem opgezette Industriële Databank voor Energie Efficiency met bijbehorende diskette (IDEE, versie 3, 1995). Tevens zijn een aantal jaargangen van het vakblad voor de keramische industrie KleiGlasKeramiek geraadpleegd. Bij het vaststellen van de energieverbruiken binnen de sector is intensief gebruik gemaakt van de cijfers die door het CBS worden gepubliceerd (met name de productiestatistieken en de Nederlandse Energiehuishouding), de rapportages Energiekentallen, die in het kader van het Nationaal Onderzoeksprogramma Hergebruik Afvalstoffen periodiek worden opgesteld. Tevens zijn in deze rapportage gegevens opgenomen welke naar aanleiding van incidentele onderzoeken zijn verzameld door TNO en Novem. Doordat er geen gedetailleerde indeling in segmenten gemaakt kan worden is het raadzaam om dezelfde indeling te hanteren die het CBS gebruikt bij het aanleveren van gegevens. In aanvulling daarop zal een uitsplitsing van diverse gegevens naar energiefuncties beter inzicht kunnen verschaffen in specifieke energieverbruiken. Tevens wordt in aanvulling op de beschikbare gegevens aanbevolen om productie van de subsectoren 26.1, 26.2, 26.7 en 26.8 te verzamelen. Als aanpassing van de bestaande gegevens wordt aanbevolen om productie van de verschillende subsectoren in een uniforme eenheid aan te geven. Hierdoor wordt vergelijking tussen (sub)subsectoren mogelijk. 5

6 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen 6

7 1. INLEIDING In deze rapportage zijn de resultaten beschreven van de sectorstudie Bouwmaterialen, die in het kader van het Nationaal Energie en Efficiency Data Informatie Systeem (NEEDIS) in de periode maart 1996 tot juli 1996 is uitgevoerd. Uitgangspunten voor het uitgevoerde onderzoek zijn de bestaande bronnen met betrekking tot gegevens omtrent energieverbruik en -efficiency. Gebleken is dat de verschillende industriesectoren uiterste terughoudendheid betrachten bij het aanleveren van energieverbruiksgegevens. Dientengevolge zijn de in dit rapport gepresenteerde gegevens voornamelijk afkomstig van derden. Een potentiële bron voor NEEDIS vormt de landelijke emissieregistratie. Gegevens uit deze bron zijn verwerkt in deze rapportage. De onderhavige rapportage bestaat uit een viertal hoofdstukken. In het tweede hoofdstuk wordt een schets gegeven van de sector waarin aan de hand van de standaard bedrijfsindeling uit 1993 de productieprocessen van de diverse categorieën worden besproken, waarin met name aandacht wordt geschonken aan de energie-aspecten van die processen. Gezien het weinig homogene karakter van deze bedrijfstak is het onmogelijk om voor ieder product een procesbeschrijving te geven, zodat gekozen is voor die productieprocessen die vanuit het oogpunt van energieverbruik het meest relevant zijn. In hoofdstuk 3 worden de diverse bronnen beschreven waaruit relevante gegevens voor NEEDIS beschikbaar zijn en wordt een overzicht gegeven van het energieverbruik in de sector Bouwmaterialen. Verder is een indeling gemaakt in segmenten en energiefuncties binnen de sector. Tevens zijn in dit hoofdstuk enige financiële kentallen van de verschillende bedrijfstakken binnen de bouwmaterialenindustrie weergegeven. In hoofdstuk 4 worden de resultaten van het sectoronderzoek besproken en worden aanbevelingen gedaan om de monitoring van energieverbruik en -efficiency binnen de sector Bouwmaterialen gestalte te geven. 7

8 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen 8

9 2. SECTORSCHETS 2.1 Standaard bedrijfsindeling Bij het omschrijven van hoofdsectoren, sectoren en segmenten van bedrijfstakken wordt gebruik gemaakt van de standaard bedrijfsindeling (SBI) zoals deze door het CBS wordt gehanteerd. Tot en met het jaar 1992 werd door het CBS de indeling, welke aangeduid wordt als SBI 74 gebruikt. Vanaf 1993 wordt de gewijzigde standaardindeling toegepast, welke dan ook aangeduid wordt als SBI 93. Volgens de SBI 74 codering viel de sector Bouwmaterialen onder bedrijfsklasse 32 (bouwmaterialen-, aardewerk- en glasindustrie) Na de wijziging in de SBIcodering wordt deze sector vertegenwoordigd in bedrijfsklasse 26, aangeduid als Bouwmaterialenindustrie. Opgemerkt wordt dat bij de wijziging in de SBI-codering alle binnen de volgens de SBI 74 te onderscheiden bedrijfstakken ook zijn vertegenwoordigd in categorie 26 van de indeling volgens SBI 93, met uitzondering van de malerijen en brekerijen van minerale stoffen, welke vanaf 1993 onder bedrijfsklasse 14 vallen. Aan de sector Bouwmaterialen zijn toegevoegd de bitumineus wegenbouwmateriaalfabrieken (SBI 74: 28.22) en de bitumineus dakbedekkingsmateriaalfabrieken (SBI 74: 28.23). Beide vallen nu onder subsector In tabel 2.1 wordt een overzicht gegeven van de bedrijfsindeling op grond van SBI 93 en welke categorieën uit SBI 74 daarin zijn opgenomen. Uit deze tabel blijkt dat nagenoeg alle bedrijven in de nieuwe opzet op globaal dezelfde wijze worden ingedeeld als voorheen. De omschrijving van de te onderscheiden subsectoren is gewijzigd ten opzichte van de oude indeling. Verder valt op dat er onderscheid wordt gemaakt tussen bedrijven, waarin producten voor de bouw worden vervaardigd en bedrijven waar andersoortige producten worden gefabriceerd. De sector bestaat uit een groot aantal bedrijfstakken, met een voor iedere bedrijfstak specifiek productieproces. Dit impliceert ook een grote verscheidenheid aan energieverbruikersfuncties. Kenmerkend voor de sector is dat voor nagenoeg alle in de sector te onderscheiden subgroepen voor de productieprocessen minerale grondstoffen als zand, grind, klei en/of kalk worden toegepast. Aangezien de winning en aanvoer van deze grondstoffen buiten de productie-inrichtingen plaatsvinden behoren deze processen volgens de CBSindeling niet tot de primaire bedrijfsprocessen binnen de bouwmaterialenindustrie maar vallen volgens deze indeling in andere sectoren (extern transport valt bijvoorbeeld binnen de transportsector). Per te onderscheiden subsector zal een korte beschrijving van de bedrijfsprocessen worden gegeven. Tevens zullen hierbij de economische, technologische en energetische ontwikkelingen binnen de subsectoren gepresenteerd worden. Tevens zal een afbakening plaatsvinden van de sector op basis van onderscheidende kenmerken betreffende het energieverbruik. Voorts zal aangegeven worden voor welke subsectoren met betrekking tot energiebesparing meerjarenafspraken zijn gemaakt. 9

10 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen Tabel 2.1: Indeling Bouwmaterialenindustrie (SBI 93) uit SBI 74 SBI 93 en omschrijving SBI 74 en omschrijving 26 Bouwmaterialenindustrie: vervaardiging van glas, aardewerk, cement-, kalk- en gipsprodukten 26.1 Vervaardiging van glas en glaswerk Vervaardiging van vlakglas (incl. gewapend of gekleurd glas) Vormen en bewerken van vlakglas (veiligheidsglas, spiegels, etc.) Vervaardiging van holglas (o.a flessen, potten en drinkglazen) Vervaardiging van glasvezels (incl. glaswol) Vervaardiging en bewerking van overig glas (o.a. horlogeglazen) 26.2 Vervaardiging van keramische producten (excl. tegels en plavuizen) Vervaardiging van huishoudelijk en sieraardewerk Vervaardiging van sanitair aardewerk Vervaardiging van isolatoren en isolatiemateriaal van keramische stoffen Vervaardiging van overig technisch aardewerk Vervaardiging van overige niet-vuurvaste keramische producten Vervaardiging van overige vuurvaste keramische producten 32 Bouwmaterialen, aardewerk- en glasindustrie 32.8 Glasindustrie en bewerkingsinrichtingen waaronder de volgende subsectoren vallen: Glasfabrieken Glasbewerkingsinrichtingen Glas-in-loodzetterijen 32.2 Aardewerkindustrie, waaronder de volgende subsectoren vallen: Fijn aardewerk- en porseleinfabrieken Grof aardewerkfabrieken excl. keramische tegels en plavuizen en producten uit gebakken klei 26.3 Vervaardiging van keramische tegels en plavuizen Grof aardewerkfabrieken vzv* keramische tegels en plavuizen 26.4 Vervaardiging van producten voor de bouw uit gebakken klei 32.1 Baksteen- en dakpannenindustrie, waaronder de volgende subsectoren vallen: Baksteenfabrieken Dakpannenindustrie Grof aardewerkfabrieken vzv producten uit gebakken klei 26.5 Vervaardiging van cement, kalk en gips Vervaardiging van cement Vervaardiging van kalk Vervaardiging van gips 32.4 Cement- en kalkindustrie, waaronder de volgende subsectoren vallen: Cementfabrieken Kalkfabrieken (exclusief kalkmortel) Opmerkingen vzv: voor zover neg: niet eerder genoemd 10

11 Sectorschets Tabel 2.1: (vervolg) SBI 93 en omschrijving 26 Bouwmaterialenindustrie: vervaardiging van glas, aardewerk, cement-, kalk- en gipsprodukten 26.6 Vervaardiging van producten van beton, cement en gips Vervaardiging van producten van beton voor de bouw en van kalkzandsteen Vervaardiging van producten van gips voor de bouw Vervaardiging van stortklare beton Vervaardiging van mortel Vervaardiging van producten van vezelcement Vervaardiging van producten van beton, cement en gips (niet voor de bouw) SBI 74 en omschrijving 32 Bouwmaterialen, aardewerk- en glasindustrie Kalkzandsteenfabrieken 32.5 Beton- en cementwarenindustrie, waaronder de volgende subsectoren vallen: Betonwarenfabrieken Asbestcementwarenfabrieken Betonmortelcentrales Mineraalgebonden bouwplatenindustrie Kalkfabrieken, vzv kalkmortel Steen-, grit- en krijtmalerijen vzv schelpenmalerijen Minerale productenfabrieken neg vzv beeldjes, vazen e.d. van gips 26.7 Natuursteenbewerking Natuursteenbewerkingsbedrijven Vervaardiging van overige niet-metaalhoudende producten Vervaardiging van schuur-, slijp- en polijstmiddelen (o.a. straalgrit) Vervaardiging van overige niet-metaalhoudende minerale producten (o.a. asfalt, steenwol) 32.7 Overige minerale productenindustrie, waaronder de volgende subsectoren vallen: Slijp- en polijstmiddelenfabrieken Isolatiematerialenfabrieken Minerale productenfabrieken neg excl. beeldjes, vazen e.d. van gips Bitumineus wegenbouwmateriaalfabrieken Bitumineus dakbedekkingsmateriaalfabrieken Opmerkingen vzv: voor zover neg: niet eerder genoemd 2.2 Aard en omvang van de bedrijven De Nederlandse bouwmaterialenindustrie legt met een totaal finaal verbruik van 40,5 PJ in 1994 beslag op circa 4% van het totale industriële finaal verbruik in Nederland (bron: CBS). Zoals in een later stadium van deze rapportage aan de orde komt betreft dit voornamelijk aardgas en elektriciteit. Zoals in tabel 2.1 naar voren is gekomen laat de bouwmaterialenindustrie een zeer divers karakter zien, hetgeen ook tot uitdrukking komt in de grote verscheidenheid aan productieprocessen. In tabel 2.2 is een overzicht opgenomen van de omvang van de diverse bedrijfstakken binnen de sector Bouwmaterialen in het jaar

12 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen Tabel 2.2: Overzicht bouwmaterialenindustrie in 1992 Klasse/groep Aantal bedrijven WP (aantal) PW (mln gld) TW (mln gld) EK (mln gld) EK/TW (%) EK/WP (x1000) E-tot. (TJ) Bouwmaterialenindustrie (totaal) Waarvan: Bedrijven < 20 werknemers Bedrijven > 20 werknemers Waarvan: ,9 1399,0 7590,9 3739,0 493,0 3246,0 339,5 27,0 312,5 * 319,5 ** 9,1 5,5 9,6 9,5 5,6 10, Baksteen- en dakpanindustrie ,6 320,3 66,9 20,9 27, Fijnaardewerkindustrie Grofaardewerkindustrie ,0 495,8 40,2 251,8 2,6 24,9 6,5 9,9 3,0 8, (tot.) Kalkzandsteenindustrie ,9 144,9 10,2 7,0 11,6 994 Glasindustrie en glasbewerkingsbedrijven ,6 668,2 91,6 13,7 15, Betonwarenfabrieken Betonmortelcentrales Asbestcementwaren- en mineraal gebonden Bouwplatenindustrie ,2 702,7 207,5 967,2 196,9 54,4 31,1 1 10,4 1 9,7 1 3,2 5,3 17,8 3,0 6,5 11, (tot.) Cement-, kalk- en overige minerale productenindustrie Natuursteenverwerkingsbedrijven ,6 111,0 565,9 36,1 71,1 2 1,0 2 12,6 2,8 16,4 2, (tot.) Opmerking: WP = Werkzame personen; TW = Toegevoegde waarde; PW = Productie waarde; EK = Energiekosten; E-tot. = Totaal energiegebruik; Gegevens zijn op grond van SBI 74. * Cijfer afkomstig NEH 93. ** Totaal cijfer productie. 1 Op grond van de productie volgt hieruit een waarde van 51,2 mln gld. De Nederlandse Energie Huishouding geeft hier een totaal van 45,0 mln gld. Op grond van dit cijfer is in de NEH ook de waarde van de energiedragers voor de totale bouwmaterialenindustrie bepaald. 2 Op grond van de productie volgt hieruit een waarde van 72,1 mln gld. De Nederlandse Energie Huishouding geeft hier een totaal van 71,4 mln gld. Op grond van dit cijfer is in de NEH ook de waarde van de energiedragers voor de totale bouwmaterialenindustrie bepaald. De cijfers voor de bouwmaterialenindustrie (totaal) en het totale energiegebruik zijn afkomstig uit NEH 1993 [23]. De overige cijfers zijn afkomstig uit de diverse productie en hebben betrekking op bedrijven met 20 en meer werknemers [25, 29, 30 t/m 37]. In het jaar 1992 bestond de bouwmaterialenindustrie uit bedrijven met werkzame personen. In figuur 2.1 is ter illustratie het aandeel van verschillende subsectoren in het totaal energieverbruik binnen de bouwmaterialenindustrie gegeven. 12

13 Sectorschets Figuur 2.1: Aandeel van de diverse subsectoren in het totaal energieverbruik binnen de sector Bouwmaterialen (1992) Uit tabel 2.2 en figuur 2.1 blijkt dat binnen de sector Bouwmaterialen de cement-, kalk- en overige minerale productenindustrie, de glasindustrie en de baksteenen dakpanindustrie tot de grootste energieverbruikers binnen de sector behoren (gezamenlijk goed voor circa 80% van het energiegebruik). Tussen een aantal bedrijfstakken binnen de bouwmaterialenindustrie en het Ministerie van Economische Zaken zijn met betrekking tot de energie-efficiency meerjarenafspraken (Mja) gemaakt. De doelstelling voor al deze bedrijfstakken is een verbetering van de energie-efficiency met 20% in het jaar 2000 ten opzichte van het basisjaar Het non-energetisch verbruik 1 wordt buiten de Mja gehouden. In tabel 2.3 is aangegeven welke bedrijfstakken een Mja gemaakt hebben. 1 Non-energetisch verbruik is het gebruik van een energiedrager als grondstof, bijvoorbeeld aardolie ten behoeve van de productie van plastics. 13

14 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen Tabel 2.3: Afgesloten meerjarenafspraken met de industrie; stand van zaken april 1996 [10] Subsector Primair * E-verbruik 1989 [PJ] Doel efficiencyverbetering 1995 [%] Doel efficiencyverbetering 2000 [%] Datum van afsluiting Glas juli 1992 Cement 7 20 juli 1992 Kalkzandsteen 1 10 (20) ** november 1992 Grofkeramiek 9 20 oktober 1993 Fijnkeramiek 3 20 april 1994 Asfalt 3 20 november 1995 * ** Het energiegebruik is uitgedrukt in PetaJoule (1 PJ = 31,6 miljoen m 3 aardgas). De opgegeven waarden betreffen het energetisch gebruik. Het non-energetisch gebruik is niet meegenomen. Dit is een streefcijfer dat naar verwachting in een volgende Mja in een doelstelling wordt omgezet. Bron: Meerjarenafspraken, over energie-efficiency, resultaten 1994 In de door de ministers van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer en van Economische Zaken uitgebrachte circulaire Omgaan met energieverbruik en meerjarenafspraken bij de milieuvergunning wordt aangegeven op welke wijze de bevoegde bestuursorganen moeten omgaan met bedrijven die nog geen Mja hebben. De circulaire geeft onder meer aan om in bepaalde situaties een onderzoeksverplichting naar de energiebesparingsmogelijkheden in de vergunning op te nemen alsmede het energieverbruik te registreren en te rapporteren aan het bevoegd gezag. Daarnaast gaan steeds meer bedrijven over tot invoering van bedrijfsinterne milieuzorg en energiemanagement. In dat kader zal steeds meer gedetailleerde informatie over het energieverbruik per bedrijf beschikbaar komen, welke in het kader van de evt. milieujaarverslaglegging aan het bevoegd gezag zal worden toegezonden. 2.3 Productieprocessen Per subsector, zoals gedefinieerd in de standaard bedrijfsindeling van 1993 [24] zullen de meest relevante productieroutes besproken worden waarbij de nadruk gelegd zal worden op het (specifiek) energieverbruik. De gerealiseerde energiebesparing en verdere mogelijkheden daartoe worden behandeld in bijlage B. 14

15 Sectorschets Subsector 26.1: Vervaardiging van glas en glaswerk Inleiding De indeling van subsector 26.1 Vervaardiging van glas en glaswerk is weergegeven in tabel 2.4 (SBI 93). Tabel 2.4: Indeling subsector Vervaardiging van glas en glaswerk (SBI 93) SBI-codering (1993) Beschrijving klasse/groep Vervaardiging van glas en glaswerk Vervaardiging van vlakglas (incl. gewapend of gekleurd glas) Vormen en bewerken van vlakglas (veiligheidsglas, spiegels, etc.) Vervaardiging van holglas (o.a. flessen, potten en drinkglazen) Vervaardiging van glasvezels (incl. glaswol) Vervaardiging en bewerking van overig glas (o.a. horlogeglas) De Nederlandse glasindustrie produceert jaarlijks ca. 1,2 mln ton glas (zie tabel 2.5). Dit betreft ca. 75% verpakkingsglas (holglas), ca. 20% vlakglas en de resterende procenten glasvezels en specialistisch glas. In tabel 2.6 is de productverdeling aangegeven van de glasproductie in het jaar Tabel 2.5: De bruto glasproductie [ton] in Nederland in het begin van de jaren negentig Glasproductie * * Cijfer gevonden na inventarisatie VNG (1992/1993); De overige productiecijfers zijn afkomstig uit het rapport van Beerkens (1991). Bron: SPIN [53] Tabel 2.6: Productverdeling in het jaar 1992 Product Hol glas Vlakglas Glasvezel Glaswol en glasvlies Geperst en geblazen glas Omvang productie [ton] Aantal ovens Totaal Bron: SPIN [53], Energiekentallen [56] De productiecapaciteit van glas en glaswerk bedroeg in 1992 ca ton (SPIN, [53]), bepaald aan de hand van een optelsom van de capaciteiten van de 25 glasfabrieken in Nederland. Uitgaande van bedrijfsuren wordt de productie geschat op ton glas, waarbij de productie van glaswol en glasvlies ton bedroeg. 15

16 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen De bruto productie van glas is de netto productie vermeerderd met de uitval (12,2% in 1990). Hiervan wordt weer 90% gerecycled. De brutoproducktie is gelijk aan de glas doorzet door de ovens en is derhalve een belangrijke maat voor het energieverbruik. De processen kunnen worden ingedeeld in productie van holglas, vlakglas, glasvezel, glaswol- en vlies en geperst en geblazen glas. In tabel 2.6 staat een aantal cijfers vermeld omtrent de aard en omvang van de Nederlandse glasindustrie. Procesbeschrijving De belangrijkste eenheidsoperaties, die in de fabricage van glas onderscheiden kunnen worden zijn het malen en mengen van de grondstoffen, het smelten van het grondstoffenmengsel, de vormgeving van de producten en het spanningsvrij koelen. Voor de productie van glas is de grondstof zand benodigd en afhankelijk van het type glas dat geproduceerd wordt de grondstoffen kalk, soda, dolomiet of veldspaat. Aangezien van de jaarlijkse productie van glas in de Nederlandse industrie ca. 75% voor rekening komt van de productie van verpakkingsglas (flessen, potten, etc.), wordt hier het processchema van de productie van dit type glas gegeven (figuur 2.2) [53, 56]. Voor de productie van verpakkingsglas worden zand, soda en kalksteen in een verhouding van ca. 3:1:1. toegepast. Tevens wordt een kleine hoeveelheid (ca. 0,2-2%) hulpstoffen toegevoegd teneinde kleuring dan wel ontkleuring, smeltversnelling en -bevordering te bewerkstelligen. Verder worden in Nederland glasscherven in aanzienlijke hoeveelheden in de productie van verpakkingsglas ingezet. In Nederland worden de ovens gemiddeld voor 85% met glasscherven beladen. De overige 15% bestaat uit vers toe te voeren grondstoffen. 16

17 Sectorschets Figuur 2.2: Processchema vervaardiging van glas en glaswerk Zand (SiO 2 ) is de belangrijkste grondstof van glas. Hiervoor wordt het zeer fijne zilverzand gebruikt, dat voornamelijk uit België wordt geïmporteerd. De winning vindt plaats in groeven met behulp van schepwagens. Voornamelijk via binnenvaartschepen wordt het zand bij de locaties afgeleverd. Kalksteen (CaCO 3 ) wordt voornamelijk in Limburgse groeven gewonnen. Na het afgraven van de bovenlaag wordt het vrijgekomen kalksteen met lepelbaggers afgegraven, in kiepauto s gestort en naar een breker vervoerd. Voor het mengen met de andere grondstoffen worden kalksteen en scherfglas eerst gemalen. Na menging met de overige grondstoffen wordt het mengsel (het zogenaamde gemeng) toegevoerd aan de smeltoven, waarin een temperatuur van 1450 tot 1600 o C heerst. In de oven smelt het mengsel tot vloeibaar glas en wordt het gelouterd (via het doorblazen van lucht homogeniseren van het glas en het verwijderen van gasbellen). Vervolgens wordt het gesmolten glas bij een temperatuur van ca o C via zogenaamde feeders naar de vormingsmachine geleid. In de vormingsmachine krijgt het glas zijn uiteindelijke vorm (flessen, potten, etc.). Bij het uittreden heeft het glas nog een temperatuur van ca. 600 o C. Om barsten ten gevolge van een te snelle koeling te voorkomen dient het afkoelen van de producten gecontroleerd te geschieden in de zgn. ontspanningsoven. In deze oven worden de producten eerst opgewarmd om daarna via een gecontroleerde luchtstroom gekoeld te worden tot kamertemperatuur. Indien gewenst worden de producten voorzien van een coating. Na controle worden de producten ingepakt en opgeslagen. In een aantal fabrieken wordt de warmte in de van de 17

18 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen smeltovens afkomstige afgassen gebruikt om verbrandingslucht op te warmen. Dit vindt plaats in de zogenaamde regenerator. Bij de productie van andere typen glas wordt een mengsel van zand en afhankelijk van het soort glas, kalk, soda, dolomiet of veldspaat, onder toevoeging van andere oxyden bij hoge temperaturen ( o C) gesmolten tot een visceuse vloeiende massa. Door alkalisilicaten te mengen met oxyden van magnesium of calcium wordt een glas verkregen dat sterker en duurzamer is. Natriumcarbonaat wordt toegepast om de viscositeit van het glas te verlagen en natriumsulfaat om luchtbellen uit het gesmolten glas te verwijderen. Het productieproces voor glasvezel en glaswol is nagenoeg gelijk aan de hierboven beschreven procesroute; alleen wordt er extra B 2 O 3 aan toegevoegd om het vervezelen te vergemakkelijken. Energie Totaal energieverbruik Bij het productieproces worden de energiedragers aardgas, stookolie en elektriciteit ingezet. Aardgas en stookolie worden vooral gebruikt in het smeltproces. Elektriciteit wordt voornamelijk ingezet als hulpenergie voor het smeltproces, ten behoeve van de binnen het proces toegepaste compressoren en ten behoeve het vormgevingsproces bij de glasvervezeling. Het specifieke energieverbruik (verbruik per ton product) hangt af van: - grondstoffen (aard en samenstelling); - vochtigheid en percentage scherven van het gemeng; - isolatie van de oven; - voorverwarming van grondstoffen en verbrandingscomponenten (lucht, zuurstof en brandstof); - warmteoverdracht in de oven; - verblijftijd; - vereiste glaskwaliteit; - bezettingsgraad van de oven. In tabel 2.7 is het totaal energieverbruik en de energiefactor weergegeven. De energiefactor is hierbij gedefinieerd als de benodigde energie per ton geproduceerd glas. Overigens wordt hier ook wel de term specifiek energieverbruik voor gebruikt. Tabel 2.7: Energieverbruik glasindustrie 1992 Energiedrager Verbruik [PJ/jaar] Energiefactor [GJ/ton glas] Brandstof (aardgas, stookolie) 10,00 8,43 Elektriciteit 1,85 1,56 Bron: SPIN [53]: Bovenstaande cijfers zijn gebaseerd op Icarus (1994) 18

19 Sectorschets Energieverbruik per procesonderdeel Het energieverbruik in de glasindustrie kan het best worden geïllustreerd aan de hand van een in het rapport Energiekentallen in relatie tot preventie en hergebruik van afvalstromen [56] opgenomen studie naar het energieverbruik in het productieproces van glas. Deze rapportage is opgesteld in het kader van het Nationaal Onderzoeksprogramma Hergebruik van Afvalstoffen, dat in opdracht van de Novem en het RIVM is uitgevoerd. Aan de hand van een representatieve fabriek voor de productie van verpakkingsglas wordt hierin per procesonderdeel een schatting gemaakt van het specifiek energieverbruik. Aangezien zoals eerder al is vermeld de productie van glas voor ongeveer 75% bestaat uit de vervaardiging van verpakkingsglas wordt hiermee een representatief beeld verkregen van het energieverbruik binnen de glasindustrie. Voor de processtappen dosering van grondstoffen en coating en controle zijn geen aparte energieverbruiken gegeven. Deze energieverbruiken vallen onder overige energiebehoeften. Beschikbaarheid grondstoffen Bij de winning van de grondstof zand wordt een energiehoeveelheid van ca. 5 MJ/ton gebruikt [56]. Inclusief de energie die benodigd is voor het transport van de grondstof zand naar de locaties (ca. 78 MJ/ton) komt de totale energiebehoefte ten gevolge van het beschikbaar komen van zand voor de glasproductie op ca. 83 MJ/ton. Voor de beschikbaarheid van soda (winning en transport) wordt in Energiekentallen [56] een energiewaarde toegekend van ca MJ/ton soda. Kalksteen (CaCO 3 ) wordt voornamelijk in groeven in Limburg gewonnen. Na het afgraven van de bovenlaag wordt de vrijgekomen kalksteen met lepelbaggers afgegraven en met vrachtwagens naar een breker vervoerd. Voor het beschikbaar komen van kalksteen (winning, breken en transport) wordt in Energiekentallen [56] een waarde gegeven van ca. 80 MJ/ton kalksteen toegekend. Smelten mengsel grondstoffen in oven De vormingsenergie van glas uit de voornoemde grondstoffen bedraagt, indien geen gebruik wordt gemaakt van glasscherven, ca. 2,3 GJ/ton, waarvan 1,8 GJ/ton benodigd is voor het opwarmen van de grondstoffen en 0,5 GJ/ton wordt gebruikt voor de (endotherme) glasvormingsreacties. Indien een oven voor 100% gevoed zou worden met glasscherven zou 0,5 GJ/ton aan vormingsenergie bespaard worden. In de praktijk worden de glasovens in Nederland gemiddeld met ca. 85% glasscherven gevoed zodat de energiebehoefte voor het opwarmen en het smelten ca. 1,875 GJ/ton bedraagt. Uit onderzoek van TNO blijkt dat in een goed geïsoleerde oven ca. 41% van de toegevoerde brandstofenergie nuttig wordt gebruikt voor het smeltproces. Dit betekent dat de energiebehoefte in dat geval ca. 4,57 GJ per ton gesmolten glas bedraagt. Aangenomen wordt een verdeling van 60% aardgas, 31,2% stookolie en 8,8% elektriciteit (TNO). 19

20 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen Van de aan de oven toegevoerde energie gaat 21% verloren via straling en 38% via de afgassen. De warmte uit de afgassen wordt voor ca. 40 à 60% benut in de regenerator, zodat van de 4,57 GJ/ton gesmolten glas ca. 0,87 GJ/ton gesmolten glas wordt benut voor de opwarming van de verbrandingslucht. Verder gaat in de regenerator ca. 0,17 GJ/ton verloren als stralingswarmte en ca. 0,69 GJ/ton gaat uiteindelijk verloren via de afgassen. Vormingsmachine Voor het vormen van de glasproducten wordt elektriciteit gebruikt. Een schatting van het elektriciteitsverbruik komt verderop in dit hoofdstuk aan de orde. Ontspanningsoven Ten behoeve van de gecontroleerde koeling van het product in de ontspanningsoven vindt een geringe opwarming van het product plaats. Geschat wordt dat hiervoor ca. 0,4 GJ/ton benodigd is (bij een warmte-overdrachtrendement van 50%). Hiervoor wordt aardgas dan wel stookolie voor gebruikt. Het totaal specifiek brandstofverbruik komt hiermee op 4,97 GJ/ton gesmolten glas. Overige energiebehoeften (elektriciteit) Ongeveer 75-80% van het totaal energieverbruik in de productie van glas wordt gebruikt ten behoeve van het smelten van de grondstoffen in de smeltoven. Bij een energieverbruik voor het smeltproces van 4,57 GJ/ton gg (zie eerder) komt het totale energieverbruik derhalve uit op ca. 6,09 GJ/ton gesmolten glas (indien een waarde van 75% toegepast wordt). Het elektriciteitsverbruik komt derhalve neer op ca. 1,12 GJ/ton gesmolten glas (zijnde het verschil tussen 6,09 en 4,97 GJ/ton gg), hetgeen overeenkomt met ca. 311 kwh per ton gesmolten glas. De compressor voor de persluchtvoorziening bij de vormingsmachine gebruikt naar schatting 75 kwh/ton, de bediening en aandrijving ervan ca. 25 kwh/ton, voor de persluchtvoorziening van het louterproces ca. 19 kwh/ton, voor de ontspanningsoven ca. 25 kwh/ton en voor diversen (transportbanden, opslag, verlichting, etc.) ca. 56 kwh/ton, zodat voor elektrische verwarming van de smeltoven ca. 111 kwh/ton gesmolten glas resteert. Dit komt overeen met ca. 9% van het totale energieverbruik van de oven. In tabel 2.8 staat per procesonderdeel het specifieke energieverbruik aangegeven. Aangezien de winning en het transport van grondstoffen op grond van de door het CBS gehanteerde indeling tot een andere industriesector behoort is eveneens het totaal energieverbruik exclusief winning en transport van de grondstoffen in de tabel opgenomen. 20

21 Sectorschets Tabel 2.8: Energieverbruik per processtap in de fabricage van glas Processtap Massa [ton gg] Aardgas [MJ/ton gg] Olie [MJ/ton gg] Elektriciteit [MJ/ton gg] Totaal finaal [MJ/ton gg] Winning en transport grondstoffen - glasscherven - zand - soda - kalksteen 0,910 0,096 0,032 0,032 34,3 8,6 13,4 2,7 17,2 0,2 0,0 8,6 64,9 2,9 Oven 1, , ,0 500, ,7 Vormingsmachine 1,04 385,2 385,2 Ontspanning 1,04 415,2 96,3 511,5 Diversen ProcesbeschrijvingProcesbeschrijving215,7 Totaal excl. winning/transport 3.360, , , ,0 Totaal incl. winning/transport 3.394, , , ,4 Bron: Energiekentallen in relatie tot preventie en hergebruik van afvalstromen, oktober 1992 [56]. In 1992 werd volgens een schatting [56] 251 m 3 aardgasequivalent (overeenkomend met ca MJ) per netto ton glas ingezet. Energiekentallen [56] geeft een verhouding aardgas/aardolie van 4,88/2,28. Hieruit is berekend dat voor 1992 ca ton stookolie is verbrand Subsector 26.2 en 26.3: Vervaardiging van keramische producten Inleiding De keramische industrie wordt van oudsher onderscheiden in de grof- en fijnkeramische industrie. In de productie van het CBS wordt (tot en met het jaar 1992) onderscheid gemaakt in de fijn aardewerk- en de grof aardewerkindustrie, beide vallend onder de aardewerkindustrie en dus de fijnkeramische industrie. De grofkeramische industrie wordt onderverdeeld in de metselbaksteen-, straatklinker-, dakpannen- en gresbuizenindustrie. De fijnkeramische industrie is ondanks het zeer uitgebreide productenscala eveneens in een aantal vastomlijnde sectoren te verdelen. Na de wijziging in 1993 van de standaard bedrijfsindeling zijn voor de vervaardiging van keramische producten, tegels en plavuizen en voor de vervaardiging van producten voor de bouw uit gebakken klei (metselbakstenen en dakpannen) aparte categorieën aangewezen (categorie 26.2, 26.3 en 26.4, zie tabel 2.1). In dit rapport zijn aan de fijn keramische industrie (26.2 en 26.3) en aan de grofkeramische industrie (26.4) aparte paragrafen gewijd. 21

22 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen In tabel 2.9 staan de voornaamste verschillen tussen de grof- en fijnkeramische industrie aangegeven, welke direct of indirect verschillen in het specifieke energieverbruik tussen beide industrieën kunnen verklaren. Tabel 2.9: Kenmerkende verschillen tussen de grofkeramische en fijnkeramische industrie Fijnkeramische industrie Grondstof samengesteld Massabereiding door nat en droog malen, mengen en sproeidrogen Soms meerdere opeenvolgende thermische behandelingen Veel toepassingen van glazuren Toepassingen van verfraaïngen met decoraties Grote verscheidenheid in producten per bedrijf, ook naar soorten massasamenstelling Aantal massasoorten is zeer uitgebreid Grofkeramische industrie grondstof enkelvoudig massabereiding alleen door mengen en kneden meestal een enkelvoudige thermische behandeling slechts in bijzondere gevallen toepassing van glazuren slechts in bijzondere gevallen met decoraties weinig verscheidenheid in producten per bedrijf vaak slechts één massasamenstelling per bedrijf in gebruik De indeling van subsector 26.2 Vervaardiging van keramische producten (excl. tegels en plavuizen) is weergegeven in tabel 2.10 (SBI 93). Tabel 2.10: Indeling subsector Vervaardiging van keramische producten (excl. tegels en plavuizen) volgens SBI 93 SBI-codering (1993) Beschrijving klasse/groep Vervaardiging van keramische producten (excl. tegels en plavuizen) Vervaardiging van huishoudelijk en sieraardewerk Vervaardiging van sanitair aardewerk Vervaardiging van isolatoren en isolatiemateriaal van keramische stoffen Vervaardiging van overige technisch aardewerk Vervaardiging van overig niet-vuurvaste keramische producten Vervaardiging van overige vuurvaste keramische producten De indeling van subsector 26.3 Vervaardiging van keramische tegels en plavuizen is weergegeven in tabel 2.11 (SBI 93). Tabel 2.11: Indeling subsector Vervaardiging van keramische tegels en plavuizen volgens SBI 93 SBI-codering (1993) Beschrijving klasse/groep 26.3 Vervaardiging van keramische tegels en plavuizen Tot aan de verandering van de bedrijfsindeling in 1993 is de vervaardiging van keramische tegels en plavuizen, tezamen met de huidige subsector 26.2, als één 22

23 Sectorschets subsector beschouwd. Daar het productieproces voor de vervaardiging keramische tegels en plavuizen overeenkomt met het productieproces van sector 26.2 wordt 26.3 in deze paragraaf tevens behandeld. Producten en producenten In Nederland bestaat geen goed overzicht van het totaal aantal producenten van fijnkeramiek, gezien het zeer heterogene karakter van deze bedrijfstak. Deze heterogeniteit komt tot uitdrukking in de grote verscheidenheid in producten, procesvoering en bedrijfsgrootte. Het is daarom voor de bedrijfstak niet of nauwelijks mogelijk om voor de gehele branche eenduidige energiebesparingsopties te formuleren. Het aantal fabrikanten van huishoudelijk aardewerk, sieraardewerk, bloemisterijaardewerk en dergelijke is slechts schattenderwijs aan te geven. Het aantal sanitair-, tegel- en porseleinproducenten is beter te totaliseren, zeker wanneer deze bedrijven aangesloten zijn bij brancheverenigingen. De productie in het jaar 1990 van 23 bij de Algemene Vereniging voor de Nederlandse Aardewerkindustrie (AVA) aangesloten bedrijven staat weergegeven in tabel Tabel 2.12: Productverdeling fijnkeramische industrie in het jaar 1990 Product(groep) Aantal bedrijven Productie [kton/jaar] Aardewerk, porselein, siergoed Wand- en vloertegels Sanitair Vuurvast en overig ,7 135,0 10,6 36,0 Totaal ,3 1 Bij twee bedrijven worden meerdere productgroepen gefabriceerd: bij het ene bedrijf tegels en porselein, bij het andere tegels, sanitair en vuurvast materiaal. Bron: SPIN, fijnkeramische industrie (1992) [51] De totale jaarproductie van de overige, niet bij de AVA aangesloten bedrijven wordt geschat op 15 kton, zodat de totale productie van de fijnkeramische industrie neerkomt op ca. 237 kton/jaar (peiljaar 1990), hetgeen een fractie (ca. 7%) is van de totale productie van de Nederlandse grofkeramische industrie. In bovenstaande tabel is tevens de productie van wand- en vloertegels opgenomen, welke volgens SBI 93 ingedeeld is in de aparte subsector 26.3, Vervaardiging van keramische tegels en plavuizen. Dit vanwege het feit dat, zowel voor als na de veranderde bedrijfsindeling in 1993, wand- en vloertegels gerekend worden tot de fijnkeramische industrie. Aardewerk is vanouds de verzamelnaam voor de geglazuurde en ongeglazuurde zwak gesinterde (baktemperatuur tussen 960 en 1250 o C) producten met een wateropname van meer dan 10% (op volumebasis). Niettegenstaande de grote verscheidenheid aan producten binnen de aardewerkindustrie bleek het mogelijk onder andere op basis van energieverbruik per eenheid van product drie verschillende categorieën te onderscheiden: 23

24 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen - Het Hollands en Fries aardewerk, gekenmerkt door de vaak ambachtelijke werkwijze waarop decoraties op de producten worden aangebracht, de hoge arbeidsintensiviteit en een hoog energiegebruik (gemiddeld 4,4 aeq/kg [21,48]) door het toepassen van veelal driebrandprocessen. - Eenkleurig gedecoreerde vazen en schalen, gekenmerkt door het in de meeste gevallen gieten van de producten gevolgd door een biscuitbrand, glazuren en gladbrand; door de tweebrand en de overwegend elektrische kamerovens ligt het energieverbruik rond de 1,0 aeq/kg [21,48]; de grotere bedrijven beschikken reeds over gemechaniseerde productie (giet-)straten. - Sierbloempotten, gekenmerkt door een grote mate van homogeniteit in productieproces (standaard is plastisch rotatiepersen, volautomatisch glazuren en éénbrand in gasgestookte ovens); het energieverbruik is relatief laag, nl. ca. 0,4 aeq/kg. In Nederland bevinden zich naar schatting 50 ondernemingen die zich met de productie van voornoemde drie categorieën aardewerk bezighouden. Uitgaande van door TNO-TPD afdeling Klassieke Keramiek en De Baars Management Adviesgroep uitgevoerde enquêtes en bedrijfsbezoeken wordt het totale productievolume binnen de Nederlandse aardewerkindustrie geschat op ton (1992). Porselein is de verzamelnaam voor de geglazuurde en ongeglazuurde sterk gesinterde (baktemperatuur tussen 1200 en 1400 o C) producten met een witte en vrijwel steeds lichtdoorlatende scherf met een wateropname van maximaal 2% (veelal veel minder). Wand- en vloertegels worden samengesteld uit nagenoeg alle mogelijke kleisoorten en hulpstoffen, welke ook elders binnen de keramische industrie worden toegepast. De hulpstoffen betreffen voornamelijk pigmentkorrels en glazuren voor verwerking op of in het product. Vorming van wandtegels vindt voornamelijk plaats via de droogperstechniek. Bij de fabricage van vloertegels wordt niet alleen gebruik gemaakt van de droogperstechniek maar ook van de extrusietechniek. In Nederland zijn momenteel nog 4 bedrijven actief in het produceren van tegels, waarvan er twee zowel vloer- als wandtegels fabriceren. Sanitairartikelen worden in Nederland slechts door één fabriek vervaardigd (de N.V. Koninklijke Sphinx te Maastricht), welke een verregaande mate van mechanisatie kent. De grondstof voor de sanitairartikelen is vitreous china, een in Amerika ontwikkelde grondstof. De producten zijn onder andere wastafels en toiletpotten. Er bestaan vuurvaste en niet-vuurvaste keramische materialen. Vuurvaste producten zijn keramische materialen, die bestand zijn tegen temperaturen van 1000 tot 1800 o C en vaak ook tegen allerlei combinaties van chemische, fysische en mechanische inwerkingen. Basisbestanddelen in het klassieke vuurvast zijn zuiver SiO 2 en korund (Al 2 O 3 ). Aan de grondstoffen van niet-vuurvaste producten worden minder hoge eisen gesteld. In Nederland bevinden zich twee bedrijven die vuurvaste producten vervaardigen. 24

25 Sectorschets Technisch keramiek is onder te verdelen in vervaardiging van isolatoren en isolatiemateriaal van keramische stoffen en overig technisch keramiek. Ze worden op diverse terreinen toegepast, onder ander in de elektrotechniek en bijvoorbeeld ook in de medische wetenschap. Bij de vervaardiging wordt uitgegaan van zeer zuivere, veelal synthetische grondstoffen. Er is een grote diversiteit aan producten die in periodieke ovens (ofwel kamerovens, waarin producten discontinu worden gebakken; dit in tegenstelling tot tunnelovens) vervaardigd worden. In Nederland bevindt zich een bedrijf waar technisch keramiek wordt vervaardigd. Procesbeschrijving De fabricage van fijnkeramische producten is schematisch weergegeven in figuur 2.3. De processtappen die in deze figuur staan vermeld zijn in algemene termen aangegeven welke van toepassing zijn op de hiervoor vermelde categorieën fijnkeramische producten. Als processtappen kunnen worden onderscheiden de aanvoer, opslag en voorbewerking van de grondstoffen, de glazuurvoorbereiding, de vormgeving, het drogen, het glazuren, het branden en sorteren, opslag en verzending. Figuur 2.3: Processchema vervaardiging fijnkeramische producten 25

26 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen Grond- en hulpstoffen Het bijzondere karakter van fijnkeramische producten stelt ook bijzondere eisen aan de samenstelling van de grondstoffen. De belangrijkste grondstoffen welke voor de vervaardiging van fijnkeramische producten benodigd zijn, zijn weergegeven in tabel Bij veel keramische producten is een bepaalde mate van verglazing of zelfs doorzichtigheid gewenst. Dit wordt bereikt door de toepassing van zuivere grondstoffen en de toevoeging van speciale hulpstoffen. Voor de productie van porselein en sanitair wordt daartoe kaolien gebruikt, zeer zuivere klei, die geïmporteerd wordt. Om de verwerking van de vette en plastische klei te vergemakkelijken wordt kwarts of zand aan de kaolien toegevoegd in percentages van enkele tientallen procenten. Deze additieven verbeteren tevens het drooggedrag van de gevormde producten, waardoor scheurvorming wordt tegengegaan. Voor de verbetering van het verglazingsgedrag tijdens de warmtebehandeling worden zogenaamde vloeimiddelen toegevoegd. Tenslotte worden organische materialen waaronder zetmeel en zetmeelderivaten toegevoegd als bindmiddelen voor de ongebrande toestand. Tabel 2.13: Grondstoffen voor de diverse productgroepen binnen de fijnkeramische industrie Product(groep) Huishoudelijk aardewerk Porselein, siergoed Wandtegels Vloertegels Sanitair Grondstoffen massavoorbereiding Klei, veldspaat, kwarts, krijt, dolomiet Kaolien, veldspaat, kwarts Klei, veldspaat, kwarts, krijt, dolomiet Diverse kleisoorten, kwarts, veldspaat en andere fluxen (bijv. glasmeel) Kaolien, klei, kwarts, veldspaten en speksteen Grondstoffen glazuurvoorbereiding Frittes Veldspaten, kalk, dolomiet, kwarts Frittes Veldspaten, krijt/kalksteen, magnesiet, dolomiet, zirkoonsilicaat, zinkwit, kwarts, frittes Idem Bron: SPIN, fijnkeramische industrie (1992) [51] De grondstoffen worden voornamelijk per as aangevoerd en opgeslagen binnen de inrichting van de productielocaties. Voorbewerking De voorbewerking bestaat uit de massa- en glazuurvoorbereiding. Voor het bereiken van een voldoende zuiverheid en homogeniteit worden de grondstoffen voor fijnkeramische producten onderworpen aan een uitgebreide, vaak natte massavoorbereiding. De voorbereiding van de massa betreft het malen, mengen, homogeniseren, zeven en ontijzeren van de grondstoffen. Hierbij dient vermeld te worden dat bij het overgrote deel van de kleine bedrijven in deze branche geen massavoorbereiding 26

27 Sectorschets plaatsvindt maar kant en klare massa s worden ingekocht van gespecialiseerde bedrijven. Doel van de massavoorbereiding is het verkrijgen van een homogene en goed vorm te geven massa. Indien de vormgeving van de massa plaatsvindt via droogpersen dan dient tijdens de voorbereiding de massa een ontwateringsstap te ondergaan. Dit gebeurt door middel van sproeidrogen, wat een korrelig poeder oplevert. Vormgeving vindt voornamelijk plaats in plastische toestand waarvoor geen voorafgaande ontwatering nodig is. In het geval voorbehandelde massa s worden ingekocht vindt eveneens tijdens de voorbewerking geen ontwatering plaats. De glazuurvoorbereiding vindt bij de grote bedrijven voornamelijk plaats door middel van nat malen van primaire glazuurgrondstof(fen) in kogelmolens. In andere bedrijven wordt het glazuur hetzij ingefrit gekocht, waarbij de glazuren op basis van frittes (glasachtige mengsels van grondstoffen voor glazuur en ) worden samengesteld, hetzij (vooral bij de kleinere bedrijven) kant en klaar, in droge vorm, ingekocht. In het laatste geval dient alleen water toegevoegd te worden. Vormgeving Voor de vormgeving worden een aantal methoden toegepast. De oudste methode betreft de plastische vormgeving (draaien, opdraaien, jiggeren) waarmee alleen rotatiesymmetrische vormen kunnen worden gemaakt (borden, koppen, vazen) en waarbij gebruik kan worden gemaakt van gipsvormen, die dan eveneens voor opname van water zorgdragen. Indien geen gebruik wordt gemaakt van gipsvormen vindt ontwatering plaats via filtratie. Voor de fabricage van niet-rotatiesymmetrische producten, zoals wastafels en closetpotten, vindt de vorming eveneens plaats in gipsvormen. Voor de vorming van vloer- en wandtegels wordt veelal het droogpersprocédé toegepast, waarbij droog poeder in een stalen matrijs wordt samengeperst. De persdruk varieert hierbij van 3,5 tot 35 Mpa. Een laatste vormgevingsmethode betreft het extruderen van de massa, waarbij de plastische massa door een mondstuk wordt geperst. De dimensies van het mondstuk bepalen hierbij de vorm van het product. Deze methode wordt voornamelijk toegepast bij de fabricage van splijttegels en van sommige soorten plavuizen. Drogen Afhankelijk van de vormgevingmethoden dient ca % water uit de vormgegeven materialen te worden verdampt. In grotere bedrijven wordt gebruik gemaakt van speciaal voor het droogproces ingerichte droogkamers. Bij de fabricage van vloertegels, splijttegels en plavuizen zijn het droogproces en het brandproces direct aan elkaar gekoppeld. Glazuren In de fijnkeramische industrie worden de producten vrijwel altijd voorzien van een glazuurlaag. Een dergelijke glasachtige deklaag dient er enerzijds voor het product ondoordringbaar te maken voor vloeistoffen en anderzijds om het vanuit esthetisch 27

28 April 1997 Sectorstudie bouwmaterialen oogpunt een fraai glad en/of gekleurd uiterlijk te geven. Aangezien glazuren van zichzelf geen briljante kleuren hebben worden pigmenten toegevoegd. Door de grotere fijnkeramische bedrijven worden de glazuren, zoals reeds vermeld, zelf zoveel mogelijk samengesteld uit kwarts, veldspaat, kaolien en voorts marmer en kleurstoffen. Veel kleine bedrijven kopen kant en klare glazuursoorten in bij gespecialiseerde bedrijven. Het aanbrengen van de glazuurlaag vindt plaats ofwel na droging van de gevormde producten dan wel tussen de twee bakstadia in indien een product tweemaal gebakken wordt. Ook voor het glazuren bestaan verschillende processen. Bij de fabricage van aardewerk en porselein worden de producten in een suspensie van glazuur in water gedompeld. In een ander glazuurprocédé worden de artikelen door een glazuurgordijn gevoerd. Dit vindt voornamelijk plaats voor producten die slechts aan één zijde hoeft te worden geglazuurd, zoals tegels. Een derde methode bestaat uit het verspuiten van een vernevelde glazuursuspensie. Deze laatste methode wordt in zogenaamde spuitcabines uitgevoerd en vooral toegepast bij artikelen met een gecompliceerde vormgeving. Branden Bij het brandproces voor fijnkeramische producten kan onderscheid worden gemaakt in eenmaal en tweemaal branden. Circa 40% van de fijnkeramische producten in Nederland wordt geproduceerd via het éénmaal-branden proces. In dit proces wordt de massa en het glazuur in één procesgang gebrand. In Nederland wordt dit toegepast bij sanitaire producten (tot 1220 o C), vloertegels (ca o C), sieraardewerk ( o C) en porseleinen artikelen ( o C, waarna o C). Het grootste deel van de fijnkeramische producten wordt echter gefabriceerd middels het tweemaal-branden procédé. Dit houdt in dat alvorens een glazuurlaag op het product wordt aangebracht de massa wordt gebrand (ruwbranden of biscuitbranden genoemd, o C). Na het aanbrengen van de glazuurlaag vindt het product nogmaals gebrand (glazuurbranden) waarbij het glazuur aan het oppervlak van de zogenaamde biscuit wordt vastgesmolten. Vooral bij de productie van aardewerk (gebruiks- en siergoed) en de productie van wandtegels en aanverwante producten wordt dit laatste procédé toegepast. Na éénmaal of tweemaal te zijn gebrand kunnen de producten ook onderworpen worden aan het zogenaamde decoratiebranden, waarbij in het glazuur van het product schilderingen of versieringen worden gebrand. Voor het branden zijn een aantal oventypen in zwang, waarbij onderscheid kan worden gemaakt in continue en discontinue ovens. De tunneloven is een voorbeeld van een continue oven waarin de producten op ovenwagens door een vuurzone worden gereden in tegenstroom met de verbrandingslucht en -gassen. In het kanaal van de tunneloven wordt een constant temperatuurverloop onderhouden. De duur van de warmtebehandeling bedraagt ca uur. Tunnelovens worden vooral toegepast bij de productie van wand- en vloertegels. In opkomst zijn de zogenaamde snelbrandovens (bijvoorbeeld rollenovens) waarin de behandelingstijd aanzienlijk korter is (1-10 uur) dan bij tunnelovens. 28