Модернизация автоматических формовочных литейных линий

 Анопочкин Р.

Мы знаем, что построить новый дом часто проще и дешевле, чем реконструировать старый. По аналогичному пути идут те литейные заводы, которые имеют несколько автоматических формовочных линий (АФЛ) и систематически их обновляют, как правило, каждые 7 лет [1]. На новой линии выполняются самые сложные заказы по изготовлению отливок. Но и более старые АФЛ продолжают работать за счет систематической модернизации систем управления и контроля на базе наиболее динамично развивающихся электронных цифровых модулей. В момент явного старения узлов АФЛ (скажем, первой из трех купленных линий), она естественным образом заменяется новой, а ее номенклатура отливок переводится на другие АФЛ. Такая мера -   систематическая модернизация на литейных заводах экономически развитых стран мира – строго необходима для выполнения законов экономической безопасности предприятия, которые заключаются в обновлении не только выпускаемой продукции, но и (и это главное!) базового технологического, т.е. литейного оборудования.    

Литейные заводы из второй группы часто имеют всего по одной АФЛ, поэтому не могут позволить себе ее полную замену или покупку второй линии. В такой ситуации даже при самом бережном обслуживании и «долговечности» АФЛ не обойтись без модернизации, например, устаревающих  систем управления, для которых зачастую уже не производятся необходимые комплектующие. Темпы развития систем управления аналогичны динамике смены поколений компьютерной техники. При этом в большинстве случаев целесообразно за одну остановку АФЛ модернизировать не только систему управления, но также и другие морально и физически устаревшие узлы и устройства линии, как например формовочную машину, узлы гидропривода и т.д.      

В качестве актуального примера можно рассмотреть чугунолитейное производство Baumgarte в г. Билефельд, Германия, где новая формовочная машина фирмы HWS-Sinto, Германия по Сейатцу-процессу (уплотнение воздушным потоком с последующим прессованием) позволила достичь  нового уровня качества отливок и увеличить производительность на 30%. Замена узлов оборудования старой линии на чугунолитейном заводе Baumgarte принесла с собой целый комплекс преимуществ (рис.1).

Затраты на дополнительную обработку отливок и брак часто делают литейное производство неэффективным и препятствуют развитию предприятия. При этом причиной может являться и недостаточная производительность формовочных линий. Если отпечаток модели в полуформе сделан не точно, отливки тоже будут иметь дефекты. Каждый производитель формовочных линий разработал собственную технологию для достижения высокой точности повторяемости форм. В настоящий момент чугунолитейный завод Baumgarte GmbH сделал ставку на специальный процесс уплотнения воздушным потоком SEIATSU (Сейатцу), применяемый в формовочных машинах фирмы HWS-Sinto, Германия: благодаря этому в течение одного года объем производства увеличился на 30%, брак сократился примерно на 35%, а время простоев примерно на 25%. При этом даже не потребовалось приобретать полностью новую формовочную линию. Достаточно было заменить формовочную машину и оптимизировать работу отдельных узлов АФЛ.

Спустя лишь 4 недели после остановки производства модернизированная линия была вновь запущена. Объем работ, порученных заводом Baumgarte специалистам фирмы HWS-Sinto, Германия, был крайне обширным. На существующей линии формовочная машина AIRPRESSplus была заменена на современную формовочную машину по Сейатцу-процессу. Дополнительно были приобретены 88 опок увеличенного размера и смонтирована система полуавтоматической смены моделей. „Нашей целью было улучшение качества отливок и сокращение затрат на последующую их обработку“, - поясняет Экгарт Винтер, коммерческий директор Baumgarte. Первоначально для уплотнения форм использовалось оборудование по технологии AIRPRESSplus. „Пожалуй, 15 лет назад, это было правильным решением. Сегодня же налицо слабости такого решения при формовании углов и ребер“, - говорит Винтер.

По этой причине предприятие решило заменить формовочную машину и перейти на процесс Сейатцу – уплотнения воздушным потоком с последующим прессованием. „Принцип заключается в двухступенчатом уплотнении“, - комментирует Михаэль Экснер, региональный менеджер по продажам фирмы HWS-Sinto, Германия. При этом песок сначала взвешивается в бункере-дозаторе, а затем равномерно распределяется в форме благодаря жалюзийному затвору. Гидравлически управляемый тарельчатый клапан на доли секунды открывается, и воздушный поток выполняет предварительное уплотнение. На следующем этапе песок дополнительно уплотняется гидравлическим многоплунжерным прессом. „Этот метод помог нам сократить количество некачественных форм примерно на 20%, а уровень брака практически на 35%“, сообщает Винтер. Это отразилось и на производительности: Если раньше было возможно изготовление 14 форм в час, то теперь все 20 форм в час, т.е. на 30% больше.

Дополнительные преимущества дает и новая полуавтоматическая станция смены моделей. Она делает возможной полную замену модельной оснастки в течение отведенного тактового времени, так что простоев не возникает, и работа линии не нарушается. Кроме того, полуавтоматическая концепция обеспечивает эргономическую организацию рабочего места. „Требуется меньше усилий на ручные операции, вследствие чего динамика производства дополнительно увеличилась“, - подтверждает Винтер. Кроме того, устройство сверления заливочной воронки, а также устройство накалывания вентиляционных каналов также сокращают объем ручных работ: если раньше было необходимо пробивать отверстия газовых каналов в полуформе вручную, то теперь эта операция выполняется автоматически.

Кроме того, теперь экономически выгодно производить и мелкие серии отливок. Так как для производства нового типа форм линию больше не нужно останавливать и переоснащать, возможно производство серийных отливок от 20 штук. „Это расширяет и нашу номенклатуру продукции“, - говорит Винтер, – „но широкий ассортимент продукции стал возможным, прежде всего, за счет благодаря возможности использования опок большего размера. Мы увеличили высоту опоки на 50 мм, чтобы расширить спектр производимого литья. Теперь можно производить крупные и продолговатые отливки весом от 35 до 800 кг”.

Компания HWS-Sinto, Германия внедрила японский метод формовки Сейатцу в Европе в 80-ые годы. За это время процесс получил мировое признание. Унифицированный конструкционный подход HWS-Sinto позволяет маленьким фирмам среднего уровня оптимизировать свои линии, заменяя или дополняя их лишь отдельными компонентами. Формовочные машины HWS-Sinto могут интегрироваться в любую имеющуюся линию, в том числе и сторонних производителей. „Замена отдельных узлов был эффективной альтернативой закупке целой новой линии“, резюмирует Винтер.

Пример модернизации чугунолитейного производства Baumgarte далеко не единичен и согласно референт-листу фирмы HWS-Sinto, Германия их около 170, включая замену более 50 формовочных машин на линиях других производителей. Даже в России на литейном производстве УралЗ, г. Миасс несколько лет назад уже была выполнена успешная модернизация АФЛ путем замены формовочной машины фирмы +GF+, Швейцария на машину фирмы HWS-Sinto, Германия с более современной технологий уплотнения форм по Сейатцу-процессу [2]. Следует отметить, что несмотря на применение самого современного способа уплотнения форм, на АФЛ собственного производства фирмы HWS-Sinto тоже систематически проходит модернизация, но уже путем замены систем управления, установки заливочных автоматов и т.д. Например, в 2012 году успешно проведено внедрение ряда новых узлов автоматизации для одной из двух АФЛ чугунолитейного производства КАМАЗ, г. Набережные Челны.  

Процесс модернизации также продиктован постоянным ростом требований к качеству отливок, что возможно только благодаря использованию как новейших систем управления и контроля, так  и высокотехнологических современных процессов уплотнения форм, например для контуров и углов формы полученных по Сейатцу-процессу (рис.3.).

 

По вопросам модернизации литейного производства на базе современных АФЛ по Сейатцу-процессу обращайтесь в представительство фирмы Sinto, Германия в Украине: +7 499 907-5000, 907-5255, e-mail: hws-moscow@nln.ru 

Использованная литература:

1. Буданов Е.Н. Модернизация действующих АФЛ фирмы KunkelWagner на инновационный Сейатцу-процесс от фирмы HWS-Sinto // Литье Украины. -2011. – №05
2. Каширников В.М. Модернизация старых АФЛ на современный стандарт уплотнения форм – Сейатцу-процесс фирмы HWS-Sinto // Литье Украины. -2009. – №11
3. Melanie M"ortlbauer “Luftstrompressverfahren erzielt Spitzenqualit"at // Журнал Giesserei. – 2012. – №08

Опубликовано: ИТБ ""Литьё Украины"", №11 (147) 2012 г.

"