Концепция модернизации литейного производства для ВПФ

Концепция модернизации литейного оборудования для ВПФ
Феклин Н. Д., Рожнов С. П.

Анализируя работу оборудования одной из первых автоматических формовочных линий для изготовления стального литья (производство фирмы «Sinto-KogioLTD – Япония», запущенную в 1981 году на Ворошиловградском (ныне г. Луганск, Украина) Станкостроительном заводе им. Ленина (габарит опок 1500*1500*400/400, производительность 20 форм/час, 480 т/сутки), а также понесенные затраты на приобретение, монтаж, наладку и затраты на ее обслуживание, появляются сомнения обэкономической целесообразности использования таких АФЛ (автоматических формовочных линий) на отечественных предприятиях.

Представленные ниже данные могут не значительно отличаться от фактических:

- Стоимость оборудования АФЛ (на момент его закупки - 1981год) составило около 8 млн. долларов США без строительных работ, без части оборудования и оснастки (заказывалось дополнительно).

- Максимальная достигнутая производительность за время ее эксплуатации составила 14 форм/час (336 т/сутки).

- Количество обслуживающего персонала АФЛ – 19 человек, из них большая часть прошедшая специальное обучение по эксплуатации, наладке, ремонту оборудования и ее системы управления.

Комплекс оборудования АФЛ принципиально состоял из:

- Вакуумной станции;

- Двух формовочных каруселей с системой - нагрева и укладки пленки, загрузки песка в опоки, сушки противопригарного покрытия;

- Конвеерадля ручной простановки стержней;

- Кантователей-сборщиков форм;

- Транспортно-заливочного конвеера;

- Конвеера охлаждения форм;

- Опок;

- Выбивного устройства;

- Системы охлаждения, хранения и регенерации песка;

- Блока управления АФЛ.

В процессе производства форм на линии, требовалась точная базировкаопок по всему пути их перемещения, для осуществления пошагового переключения вакуума и взаимодействия с кантователями-сборщиками форм, что определяло высокую точность изготовления всего технологического оборудования и его высокую стоимость. Любые смещения в процессе эксплуатации оборудования, износ элементов конструкций,приводили к остановке работы всей линии, что усугублялось по мере эксплуатации и износа узлов оборудования АФЛ.Не будем акцентировать внимание на всем известной стоимости импортных запасных частей, на существующих высоких требованиях к используемым расходным материалам и энергоносителям, на стоимости ремонтных работтакого оборудования и автоматики, на количестве используемыхкомплектов дорогостоящих опок (для данной линии – 80шт), позволяющихосуществлять бесперебойную работу АФЛ при необходимой расчетной выдержке форм на конвеере охлаждения, при этом, производительностьодного работающегона АФЛ составилавсего 0.74 форм/час. (0.74 т/час).

Предлагаем рассмотреть, как альтернативу, один из комплексов оборудования участка ВПФ разработки украинских и российских инженеров и его преимущества в сравнении с АФЛ импортного производства (рис. 1):

- Размер опок – 2780*2780*400/400 (2780*2780*1100/400);

- Металлоемкость литейной формы – 3 т.;

- Производительность участка (реальная) – 4 формы/час (288т/сутки);

- Количество обслуживающего персонала участка ВПФ – 10чел.

- Производительность на одного работающего – 0.4 форм/час. (1.2 т/час).

Предлагаемый комплекс оборудования участка ВПФ состоит из:

1. Вакуумной станции (рис. 2);
2. Установки формовочной – 2шт. (рис. 3);
3. Самоходной тележки с дозатором песка (рис. 4);
4. Установки раскроя пленки (рис. 5);
5. Самоходной тележки с устройством нагрева и укладки пленки (рис. 6);
6. Установки сушки противопригарного покрытия (рис. 7);
7. Комплекта опок – 16 комплектов (рис. 8);
8. Поворотной траверсы для транспортировки и кантовки полуформ (рис. 9);
9. Установки передачи вакуума при транспортировке полуформ (рис. 10);
10. Установки перегрузки форм (рис. 11);
11. Технологических емкостей – 45шт. (рис. 12);
12. Установки выбивки форм (рис. 13);
13. Системы пылеудаления;
14. Аэрожелоба, выполняющего функции транспортировки и предварительного охлаждения песка (рис. 14);
15. Установки магнитной сепарации песка;
16. Пневмоустановки транспортирования песка в бункер-накопитель и его охлаждения с системой циклонов для очистки воздуха от пыли (рис. 15);
17. Бункера-накопителя.
18. Конвеера загрузки формовочного песка в бункер дозатора.


Предлагаемый комплекс оборудования участка ВПФ,в сравнении с АФЛ импортного производства, полностью адаптирован к существующим условиям отечественных предприятий и расчитан на обслуживание литейщиками без наличия специальной инженерной подготовки. Кроме того, разработка таких комплексов проводится с привязкой технологического оборудования ксуществующим производственным мощностям и энергоносителям, с учетом существующих строительных конструкций и коммуникаций, с использованием части оборудования, механизмов, оснастки, металлоконструкций и т.п., имеющихся на предприятии и не задействованных в другом производстве. Простые и надежные конструктивные решения основной части технологического оборудования, разработанные с учетом использования отечественных материалов и комплектующих, организациячеткой работыобслуживающего персонала участка ВПФ, позволяют выйти на заданную производительность, существенно снизить трудоемкость обслуживания оборудования иремонтных работ. Только за счет внедрения установки перегрузки форм в контейнера, производственные площади, необходимые под размещение комплекса оборудования и оснастки для ВПФ, сократились в 1.4 раза,количество опок снизилось в 3(!) раза, снижена мощность вакуумной станции на 15%. Затраты на создание и эксплуатацию такого участка ВПФ не соизмеримы с затратами на приобретение и эксплуатацию АФЛ, такой же производительности.

За счет чего же можно достичь таких результатов? Давайте пройдемся по всей технологической цепочке производства отливок на конкретном участке ВПФ и увидим его плюсы и минусы:

- Формовочный комплекс (челночного типа) состоит из: двух формовочных установок,самоходной тележки с дозатором для подачи и загрузки песка в опоки(с одной стороны), самоходной тележки с установкой нагрева и укладки пленки на подмодельные плиты с моделями(с другой стороны), установок сушки противопригарного покрытия и консоли поворотной для передачи вакуума при съеме и транспортировании полуформы.

Формовочный комплексразмещен в зоне существующего смесителя ХТС с бункером-накопителем. Посредством смесителя (используется как загрузочный конвеер) песок из бункера-накопителя подается в бункер дозатора. Включение и остановка подачи песка осуществляется автоматически; после перемещения самоходной тележки с дозатором под смеситель и после заполнения бункера песком при срабатывании датчика уровня. Подача самоходной тележки на загрузку опокпеском и ее базирование над формовками, осуществляется при нажатии кнопки «Пуск» рабочим. Раскрой пленки производится на столе установки раскроя пленки автоматически, после нажатия кнопки «Пуск» рабочим. Захват, нагрев, подача и укладка пленки производится с помощью установки нагрева пленки, расположенной на второй самоходной тележке с противоположной стороны от тележки с дозатором. Сушка антипригарного покрытия осуществляется потоком воздуха из установки сушки маятникового типа, позволяющей осуществлять направленную сушку и быстрый отвод (подвод) установки из рабочей зоны.

Съем и протяжка полуформы с формовочных установок, ее кантование и транспортировка к месту сборки осуществляется с помощью поворотной траверсы и существующего цехового крана, что существенно сокращает цикл подготовки полуформ к сборке в форму. Вакуумированиеполуформы при ее транспортировкепроизводитсячерез гибкийвакуумпроводповоротной установки передачи вакуума. Подключение вакуумпровода к полуформеосуществляется быстросъмнымиштуцерами (рис. 16).

Полуформа низа устанавливается на место сборки. Отсоединяется и отводится поворотная траверса, подключается вакуум к опокам полуформ от стационарного поста и отсоединяется гибкий вакуумпровод установки передачи вакуума. После простановки стержней в нижнююполуформу (в случае необходимости),подается полуформа верха. Сборка таких массивных полуформ осуществляется с помощью штырей предварительного базирования и стационарных штырей разной высоты, что позволяет быстро центрировать полуформы и собирать их вместе. Скрепление (раскрепление) полуформ производится быстросъемными эксцентриковыми зажимами (рис. 17).

После заливки металлом, форма выдерживается под вакуумом в опоках до появления внутри ее твердой корки (для каждой отливки время расчитывается индивидуальнои составляет примерно 15-25% общего времени от «заливки до выбивки». С помощью цехового крана,форма передается на установку перегрузки форм, где от нее отключается вакуум и содержимое формы перегружается из опок в технологическую емкость, представляющую собой простой металлический короб со съемным дном. Охлаждение отливок в формахпроизводится в технологических емкостях - одна на другой («стопкой») без опасности их разрушения, что позволяет значительно сократить производственные площади участка ВПФ. При этом, временной цикл использования опок уменьшается почти в три раза(!),так как после перегрузки форм в емкости иих очистки от остатков формовочного песка, опоки направляются обратно на формовку. При транспортировании форм в т.емкостях (на выбивку и охлаждение), вакуумирование не требуется, а в местах их расположения подвод вакуума не нужен.Все это упрощает общую схему разводки вакуумных трубопроводов, что особенно важно для участков (линий) большой производительности, где значительная часть конвееров предназначена только для выдержки (охлаждения) форм после их заливки металлом и хранения пустых опок.

После охлаждения отливки в форме, с помощью цехового крана, емкость с формой транспортируется на выбивку, где отливка удаляется из формы. Затем происходит выгрузка песка, просеивание с отделением спекшихся частей формы и скраба на ситах выбивки. После выгрузки песка и очистки отливки, емкость отправляется на повторное использование, а отливка на дальнейшую обработку.

Песок через выбивкупоступает в аэрожелоб (размещен в существующем подпольном канале цеха), где происходит его первичное охлаждение, окончательная очистка от мелких частей скраба и транспортировка в зону бункера-накопителя. Дальше, через магнитный сепаратор, песок поступает в установку пневмоперекачки песка, где происходит окончательное охлаждение песка и очистка его от пылевой составляющей. Воздух, из установкипневмоперекачки, поступает в систему циклонов для очистки от пыли.

Для сокращения затрат при изготовлении и внедрении оборудования вакуумной станции, использованы существующие подпольные емкости, создающие естественное движение воды оборотного водоснабжения позволяющая охладить воду естественным образом до рабочей температуры (емкость для слива горячей водысоединена трубопроводамис другой емкостью, из которой происходит забор воды на в.насосы).

Представленный комплекс оборудования участка вакуумно-пленочной формовкипозволяет полностью автоматизировать все операции связанные с формовкой. При этом производительность участка может увеличится до 5 форм/час, но повысятся требования ко всему технологическому оборудованию формовочного участка и используемым расходным материалам.При выходе из строя любой единицы оборудования, либо любом дефекте полуформыиз-за не качественных расходных материалов,формовочный участок остановится, а без автоматики будет продолжать работать в усеченном варианте до устранения проблемы.

Все это относится и к Автоматическим Формовочным Линиям.

Продажа Поставщиком оборудования без разработки литейных технологий на детали представители и без запуска их в производство у Заказчика с заявленной производительностью, при наличии у него существующих условий работы, считаем не допустимым. Любая разработка, любые предложения комплексов оборудования ВПФ должны начинаться с разработки литейной технологии на отливки и получение опытных образцов на них с расчетом реальной экономической целесообразности создания такого производства в отличие от других технологий и другого оборудования ВПФ, а не на оборот.

Без учета сложившихся условий производства, без учета наличия необходимых специалистов для эксплуатации таких АФЛ, поставляемые комплексы не могут достичь, заявленных производителем, характеристик. Необходимы не разово обученные инженеры, а постоянно работающая «школа», выпускающая знающих и разбирающихся специалистов. Кроме того, для работы с таким уровнем оборудования АФЛ и требованиями к нему, необходимо совершенствование всей инфраструктуры наших предприятий, чего в ближайшей перспективе не предусмотрено.

©Спецлиттех 2015
Яндекс.Метрика