PDA

View Full Version : наукоемкая технология литейного производства


dorosh
05-01-2008, 11:22 AM
Литье металла по газифицируемым моделям повышает культуру производства и точность отливок.
Пути создания своего производства отливок. Поставка оборудования.

Инвестиции в новое производство дают прибыль, когда оно основано на новых технологиях. В литейном деле набирает популярность удобная технология, когда получить модель отливки означает уже наполовину получить отливку. Модель отливки – пенопластовая, как упаковка от телевизора, или разовая пищевая тарелка, которых массово штампуют на автоматах, а плитами полистирола утепляют наружные стены домов.
По схожей технологии для серии отливок модели производят задуванием порошка полистирола в легкие алюминиевые пресс-формы (весьма простые в изготовлении и часто многоместные) с последующим вспениванием гранул при нагреве пресс-форм. Для разовых и крупных отливок (иногда весом до нескольких тонн) подходит вырезание моделей из плит полистирола нагретой нихромовой проволокой, например, по шаблонам. Модель и полученная по ней отливка, имеют высокую точность и конкурентный товарный вид.
Свободно можно видеть, «пощупать» отливку в модели, промерять ее стенки, чего при обычной формовке для сложных с несколькими стержнями отливок просто не сделать. Отсутствует смещение стержней и форм при сборке (так как отсутствуют сами стержни). Наши литейщики к такому не привыкли, стереотипы заученные еще в институтах, не дают увидеть новых возможностей литья. Модели красят быстросохнущей краской с порошком-огнеупором, собирают с литником, засыпают сухим песком в ящике (контейнере) и заливают металлом. При заливке металл испаряет модель и собой ее замещает. Чтобы модель не дымила в цех при заливке, из контейнера отсасывают насосом газы – разрежение поддерживают примерно пол-атмосферы.
Производственные участки: модельный, формовочный, плавильный, очистной имеют примерно одинаковые площади и оснащаются простым оборудованием. Вся формовка состоит из засыпки сухого песка без массивных высокоточных машин прессования, встряхивания, устройств сборки форм. Акцент внимания перенесен на производство моделей – этих «легчайших игрушек» с плотностью материала 25-27 кг/куб. м, которое обычно «доверяют» женским рукам, часто располагая на втором и выше этажах зданий.
Оборотное охлаждение песка ведут в пневмопотоке или в проходных трубчатых охладителях. Для черных и цветных сплавов используется одинаковое оборудование, которое, благодаря своей несложности, без затруднений производят в Украине (для других видов формовки качественное оборудование надо импортировать). Так получают отливки из чугуна и стали всех видов, бронзы, латуни и алюминия всех марок. В ящике на «елке или кусте» сразу льют десятки отливок, как в ювелирном производстве.
Цеха и участки с этой гибкой технологией множатся по всему миру - от Америки до Китая, на заводах General Motors, Ford Motors, Fiat. Сегодня в мире по ней производят отливок ~1,5 млн. т/год, прогнозы на ближайшее будущее дают этой технологии 10-20% мирового литья. Институт ФТИМС, г. Киев, тридцать пять лет совершенствуя в этом деле «фирменную» специализацию, спроектировал оборудование и запустил ряд участков в России, внедрил такое оборудование в Польше и Вьетнаме, из последних объектов – цех на 400 т/месяц в Днепропетровске.
Низкие затраты на материалы (расход на 1 тонну годного литья состоит из четырех модельно-формовочных материалов: кварцевый песок - 50 кг, противопригарные покрытия - 25 кг, пенополистирол -6 кг и пленка полиэтиленовая - 10 кв.м., не применяется для песка связующее) экономят не менее 100 дол./т литья, а размещение отливок по всему объему контейнера дает выход годного 70-80%, экономию по шихте металла на 250-300 кг, электроэнергии 100-150 кВт.ч., массы отливок на 10-20% по сравнению с традицион-ной опочной формовкой. Особенно крупная экономия при литье сложных отливок из износостойких сталей (шнеки для машин производства кирпича, била, молотки и детали дробилок), т. к. резко снижаются затраты на их механообработку. Нет ограничений на геометрию и конфигурацию отливок. Капитальные затраты на организацию цеха сокращаются в 2-2,5 раза, также как и сроки ввода его в эксплуатацию.
Опыт запуска участков до 50-150 т/месяц показал срок окупаемости 9-12 месяцев, набор оборудования для цехов 10-80 т/месяц отличается мало. Также размещают такие участки при кузнях, термических и ремонтных цехах. Если создавать или реконструировать литейную, то литье по пеномоделям – тот бизнес, где металл своим оборудованием и рабочей силой переводится в наукоемкий товар. Процесс относится к высоким литейным технологииям, которые меняют стереотип, что высокие технологии - это обязательно сложные малодоступные производства.Отливки еще называют «хлебом машиностроения», они составляют 50-60% от массы машин.Сегодня обрабатывающая промышленность все больше нуждается в высокоточных заготовках. Их производство тем более выгодно для немногих стран с замкнутым металлургическим циклом, к которым относятся Украина и Россия и где все больше понимают, что без развития отечественного машиностроения из металла - продукта своих горнорудной и металлургической промышленности не опередить конкурентов.
В Киеве льют черные и цветные металлы развесом 0,1-2500 кг. Опытный цех института производит отливки из чугуна, стали, алюминия, медных сплавов (латунь, бронза) до 40 т в месяц и выполняет заказы на серийные и разовые детали. Институт ФТИМС проектирует оборудование цехов и участков, разрабатывает технологию и оснастку для этих цехов и поставляет полный комплект литейного оборудования под ключ. Выполняется пуско-наладка всего комплекса поставленного оборудования и внедрение технологии. Изготовление пресс-форм для моделей часто выполняют точным литьем. Составил Дорошенко В., dorosh@inbox.ru (dorosh@inbox.ru), т. 38-066-1457832, ф. 38(044)4248488. Фото см. www.opoka.ru/content/index_22.php (http://www.opoka.ru/content/index_22.php)

dorosh
05-01-2008, 11:26 AM
Литье металла по газифицируемым моделям повышает культуру производства и точность отливок.
Пути создания своего производства отливок. Поставка оборудования.

Дорошенко В., dorosh@inbox.ru (dorosh@inbox.ru), т. 38-066-1457832, ф. 38(044)4248488. Фото см. www.opoka.ru/content/index_22.php (http://www.opoka.ru/content/index_22.php)

Пескооборот, вынесенный за территорию цеха.
К. Х. Бердыев, В. С. Дорошенко, dorosh@inbox.ru (dorosh@inbox.ru), т. 38-066-1457832, ф. 38(044)4248488ФТИМС НАНУ, г. Киев

Литье по газифицируемым моделям (ЛГМ) как некапиталоемкая гибкая, повышающая культуру производства технология показывает опережающую динамику и географию распространения в литейном производстве стран мира. Институт ФТИМС НАН Украины (отдел ФХПФ), десятки лет совершенствуя эту технологию как «фирменную» специализацию и одно из направлений своих научно-технических разработок, поставляет для литейных цехов типовые комплексы оборудования производительностью 150...5000 т отливок в год.
Расчеты показывают, что созданные институтом такие комплексы оборудования для ЛГМ только на заводах Минпромполитики Украины позволят при монтаже их на реконструируемых литейных предприятиях создать производственные мощности с суммарным выпуском литья свыше 150 тыс. тонн/год, в частности, отливок для авто – тракторной техники, техники для АПК, нефтегазовой промышленности, арматуро- насосостроения и военной техники.
ЛГМ можно отнести к высоким технологиям литейного производства. Эта технология вопреки стереотипам, которые сложились еще со студенческих лет, свидетельствует, что высокие технологии - это не обязатольно сложные малодоступные процессы. Примером может служить цикл оборудования пескооборота, применяемый при ЛГМ. Если в вузах на протяжении нескольких лет изучают для традиционных технологий десятки литейных связующих, множество составов формовочных и стержневых смесей, способов их уплотнения с соответствующим формовочным орудованием и оснасткой, планировки цехов, где смесеприготовление занимает до четверти (с регенерацией до трети) площади цеха, а выбивное оборудование часто напоминает чудо техники при том, что существенной проблемой литейного производства является утилизация твердых отходов, из которых 90% составляют отработанные формовочные и стержневые смеси (1,5-2,0 т/т литья), относящиеся к 4-й категории опасности, то не удивительно, что может быть не понятно, как без этого можно получать отливки.
Оборотное охлаждение песка при ЛГМ ведут в пневмопотоке или с применением простейших конвейеров, эти металлоконструкции для экономии помещений часто монтируют с внешней стороны стены цеха, где сухой песок в силосе сохраняется «не боясь» мороза. Такая линия оборудования установлена на опытном производстве ФТИМС производительностью 50 т в месяц. На формовочном участке в цехе стоит две еденицы несложного оборудования: вибростол для формовки с трубопроводом засыпки песка в форму и приемное устройство с решеткой для высыпки из контейных опок отработанного песка, подключенное трубопроводом к вакуумному насосу. Расход на 1 тонну годного литья состоит из четырех модельно-формовочных материалов: кварцевый песок - 50 кг, противопригарные покрытия - 25 кг, пенополистирол - 6 кг и пленка полиэтиленовая - 10 кв.м., не применяется для песка связующее.
Постоянно совершенствуя оборудование, особенно для механизированных линий, и «обкатывая» его в цехе, в института только за последние 1,5 года разработана КД и изготовлено (или в плане изготовления) следующее оборудование: 1) осушитель подвспененного пенополистирола в бункере вылеживания, 2) эжекторный транспортер пенополистирола для питания пресс-автоматов, 3) регенератор песка без применения псевдожиженного слоя, 4)осушитель газов от водокольцевого насоса, 5) установка каталитического дожигания газов без контакта с пламенем горелки, 6) поворотный стол 1200х1200 с механической загрузкой-выгрузкой, 7) приводной секционный рольганг 1200х4000, 8) водяной осадитель пыли для предохранения водокольцевых насосов от абразивного износа, 9) силос с осадителем пыли/песка для пневмотранспорта всасывающего типа, 10) объемный дозатор 0,5 куб.м. песка для засыпки в контейнерные опоки, 11) вибростол 600х900 с подъемником (h=25 мм) для использования в линиях формовки, 12) вибростол 1200х1200 для создания виброколебаний в 2-х плоскостях (горизонтальной и вертикальной).
Интеграция отечественной экономики в мировое экономическое пространство, о чем свидетельствует недавнее вступление Украины в ВТО, стимулирует развитие конкурентоспособных технологий в нашей стране. Применение технологии ЛГМ, производящей качественные металлозаготовки на отечественном оборудовании, способствует более полному использованию того отечественного преимущества, что Украина относится к немногочисленным странам с замкнутым металлургическим циклом производства металлов из собственных руд и может успешно конкурировать, производя наукоемкую металлопродукцию.