Опыт модернизации и развития болгарского чугунолитейного завода «Прогресс»

«Ваше благополучие зависит от ваших собственных решений», Рокфеллер Джон Дэвисон

Актуальное состояние и особенности литейной промышленности Болгарии

Кроме знакомых всем черноморских курортов Болгарии мало кому известен факт, что до 1989 г. в рамках Совета Экономической Взаимопомощи (СЭВ) Болгария специализировалась не только на поставке сельскохозяйственной продукции, но и на производстве персональных компьютеров, аккумуляторных батарей и автопогрузчиков. По производству зубной пасты в 80-х годах XXвека Болгария занимала первое, а по выпуску вилочных автопогрузчиков – пятое место в мире. Комбинаты черной металлургии и сталелитейные заводы только в 1989 г. выпустили 3,3 млн. тонн стальных изделий, в том числе отливки с отдельным весом до 25 т.

В конце 1989г. производственные предприятия и заводы всей экономики Болгарии оценивались на сумму около 120 млрд. US $. В период с 1989 по 1999 гг. Болгария, подобно многим другим бывшим соцстранам, претерпела уничтожительный для ее экономики переход к новому общественно-политическому строю. В результате ускоренной «приватизации» на сегодня практически развалено мощное в прошлом сельское хозяйство, национальная металлургия, национальное машиностроение, военно-промышленный комплекс [1].

Динамика развития литейной промышленности Болгарии следует тенденциям развития национальной экономики. В результате этого многие из высокотехнологичных и уникальных по своим формовочным и стержневым литейным технологиям стале- и чугунолитейных заводов, как например, «Металхим» (г. Раковски), «Веслец» (г. Враца), «Метал» (г. Пловдив), КТМ (г. Радомир) или КТМ (г. Русе) были если не полностью уничтожены, то раздроблены и приватизированы. В результате этого общий объем национальной литейной продукции к началу XXI века оказался более чем в 4 раза ниже уровня производства 1989 г. (примерно 360.000 т отливок в год). В публикуемых международных статистических данных об объемах производимой в Болгарии литейной продукции сведения после 1990 г. отсутствуют.

Точкой минимума в развитии национальной литейной промышленности можно считать 2000-2001 гг. После этого на некоторых, уже приватизированных литейных заводах Болгарии начался процесс стабилизации производства, частичного роста инвестиций в новые технологии и оборудование. Отмечается рост сбыта литейной продукции, особенно на экспорт. В 2005 г. было зарегистрировано уже 55 литейных заводов [2].

Побратим г.Самара болгарский г.Стара Загора неразрывно связан с историей традиционной русско-болгарской дружбы. 19.07.1877 г. в районе этого города состоялось одно из самых кровопролитных сражений во время русско-турецкой войны 1877-87 гг.. На защищающий город объединенный отряд из болгарского ополчения (сражающегося под флагом Самарского знамени) и двух русских казачьих полков бросился турецкий военный корпус Сулейман-паши. Отношение сил было 1:4 в турецкую пользу. Ополченцы ценой жизни четырех знаменосцев успели спасти Самарское знамя и отступить к горам под Шипкой. Только с большими потерями в непрерывных атаках туркам удалось зайти в город, который на следующий день был подвергнут полному уничтожению [3]. В настоящее время г. Стара Загора имеет население 135.000 человек и является важным промышленным центром Болгарии.

«Великие дела не делаются сразу», Софокл

Чугунолитейный завод «Прогресс», г. Стара Загора

Чугунолитейный завод «Прогрес» АД - часть группы компаний «Холдинг Загора», в состав которой входят еще машиностроительные, строительные, транспортные компании, а также предприятия легкой промышленности и гостиничный комплекс [4].

В 2013 г. «Прогресс» АД отмечал свой 100-летний юбилей. В 2013 г. на заводе работало 450 человек, было произведено 12 000 т чугунных отливок. Годовой объем сбыта литейной продукции составил 13 млн. Евро. Доля экспорта отливок превысила 80%.

В настоящее время завод производит отливки из серого (ENGJL 200, ENGJL 250, ENGJL 300) и высокопрочного (ENGJS 500-7, ENGJS 600-3) чугунов. Предприятие имеет узкую специализацию - производство отливок гидравлики. «Прогрес» АД поставляет отливки всем отечественным изготовителям гидромоторов, гидровентилей, дизельных двигателей, частей для автомобиле- и кузовостроения, редукторов, машин для деревоперерабатывающей промышленности, электродвигателей и т.п., а также Заказчикам с подобным профилем в основном из ЕС [5].

Независимо от сложной и постоянно меняющейся макроэкономической обстановки в течение прошедших 100 лет (мировые войны 1914-18 гг, 1939-45 гг), а также двух изменений общественно-политического строя - капиталистический (1913-1945 гг), социалистический (1946-1989 гг), а после 1990 г.- приватизация и переход к «рыночной экономике», «Прогрес» всегда успевал быстро адаптироваться к переменам, сохраняя свою конкурентоспособность. Формула успеха всегда была одной и той же, а именно «внедрение современных литейных технологий и систематическое обновление основного производственного парка новым высокопроизводительным оборудованием».

Технологическое литейное оборудование постоянно обновляется (рис.1). Используя огромный инженерно-технический потенциал Холдинга, многие проекты модернизации внутри литейного завода реализуются автономно, без привлечения внешних компаний. Металлоконструкции, конвейеры, эстакады, вентиляционные и аспирационные системы вокруг основных машин на участках плавки, формовки, заливки и охлаждения отливок «Прогрес» АД разрабатывает и изготавливает самостоятельно.

Основной метод формовки – уплотнение песчано-глинистой смеси воздушным потоком с последующим двухсторонним прессованием. Результат - высококачественные безопочные горизонтальные формы с габаритными размерами 600х500х(130...200)/(130...200) мм. Основной агрегат автоматизированной линии –  современный формовочный автомат FBO-IIIфирмы HWS-Sinto, Германия (рис.2-4). Максимальная производительность формовочного автомата FBO-IIIсоставляет 180 безопочных форм в час. Металлоемкость форм линии FBO-III достигает 65 кг, расстояние до края формы всего 30 мм.

Рисунок 2. Удобство простановки стержней на формовочном автоматеFBO-III – нижняя полуформа «выезжает» к оператору

Рисунок 3. Склад модельных плит для формовочного автомата FBO-III подтверждает технологическую гибкость чугунолитейного завода при быстром переходе с одного изделия на другое

Рисунок 4. Общий вид данного формовочного автомата FBO-III на стенде HWS-Sinto во время международной выставки GIFA в г. Дюссельдорф, Германия (2004 г.)

Основные причины, которые являлись основанием для решения руководства компании «Прогрес» АД о приобретении автомата горизонтальной безопочной формовки FBO-IIIфирмы HWS-Sinto, Германия:

1. Минимальный расход оборотной формовочной смеси.
2. Возможность регулировки высоты верхней и нижней полуформы, т.е. оптимальное регулирование соотношения «металл/форма» в зависимости от веса и конфигурации производимых отливок (рис.5).
3. Формовочный автомат уплотняет песчано-глинистую смесь воздушным потоком с двухсторонней допрессовкой – идеальные условия для получения полуформ и большими перепадами по высоте соседних участков рабочей поверхности форм.
4. Возможно применение дешевых деревянных модельных плит. Быстрая замена модельных плит. Автоматическое позиционирование нижней полуформы для простановки стержней в зоне обслуживания оператором.
5. Формовочный автомат поставляется в собранном состоянии. Ямы под фундаментом не нужны.
6. Высокая производительность (до 180 форм/час) при идеальном качестве и размерной точности форм.
7. Микропроцессорное управление. Облегченный режим обслуживания.

Рисунок 5. Рабочая поверхность полуформы, изготовленной на линии горизонтальной безопочной формовки FBO

За 10-летний период применения и эксплуатации на заводе «Прогрес» АД формовочный автомат FBO-III потребовал всего лишь замены быстроизнашиваемых частей, в основном уплотнений, а также стандартных электрических компонентов, что является дополнительным подтверждением правильности выбора основного формовочного агрегата АФЛ.

Конвейерная обвязка вокруг формовочного автомата FBO-III, т.е. участки заливки, охлаждения, выбивки самостоятельно разработаны и выполнены инженерно-техническим персоналом «Прогрес» АД, в том числе автоматизированное устройство наложения грузов. Система смесеприготовления, охлаждения оборотной песчано-глинистой смеси, а также система корректировки рецептуры смеси по результатам текущих измерений ее прочности, влажности и уплотняемости тоже разработана и реализована самостоятельно инженерно-техническим персоналом «Прогрес» АД.

В настоящее время в литейном производстве все чаше и чаше применяют экономически эффективные линии на базе технологии безопочной горизонтальной формовки FBO фирмы HWS-Sinto, Германия. На сегодняшний день в мире уже работают около 430 горизонтальных безопочных линий концерна Sinto.

В 2012 г. началась модернизация плавильного участказавода «Прогрес» – производится замена старых вагранок современными индукционно-тигельными печами фирмы ABP. В результате модернизации будут увеличены объемы расплава, повышено его качество и технологическая гибкость, а также сэкономлено минимум 15% дорогостоящей электроэнергии.

Заводская лаборатория, оснащенная современным лабораторным оборудованием, осуществляет полный входной контроль поступающих на завод расходных материалов (песок, бентонит, добавки), а также выполняет текущий контроль химсостава расплавленного чугуна и рецептуры формовочной смеси. Физико-механические характеристики производимых отливок и сплавов проверяются на испытательных стендах. Чугунолитейный завод сертифицирован в соответствии со стандартом ISO 9001:2000.

Сотрудничество Laempeс чугунолитейным заводом «Прогрес» АД

В 2001 г. фирма Laempe поставила на чугунолитейный завод «Прогрес» АД два стержневых центра, каждый на базе стержневого автомата LL20H (рис.6). Стержневые центры предназначены для серийного производства как стержневых форм, так и стержней по «Резол-СО₂» -процессу (рис.7). «Прогрес» АД сам разрабатывает и производит комплекты стержневой оснастки для собственных потребностей.  

Рисунок 6. Пример производства „опустошенных” стержней на стержневом автомате Laempe типа LL20H

Рисунок 7. Массовое производство стержней на стержневых автоматах Laempe. Чугунолитейный завод «Прогрес» АД

Конструктивные особенности стержневого автомата LL20H(рис.8) дают возможность производить стержни и стержневые формы с максимальными габаритными размерами 700х600х600 мм и отдельным весом до 30 кг. Многократным надувом возможно изготовление более массивных стержневых форм и стержней.

Стержневой автомат Laempe типа LL20H дает возможность производить не только стержни для оформления внутренних пустот отливок, но и стержневых форм (рис.9).

Метод «литья в стержнях» - высокорентабельный способ получения высококачественных и сложных отливок из любых сплавов. Применение данного метода экономически оправдано при серийном производстве отливок. Соотношение «металл/форма» при методе «литья в стержнях» не превышает 1:1 ... 1:2 (при формах по ПГС это соотношение минимум 1:3...1:5). Инвестиции для реализации метода «литья в стержнях» по сравнению с инвестициями на закупку АФЛ для ПГФ с системой смесеприготовления на порядок ниже.

Рисунок 8. Общий вид стержневого центра Laempe, который предназначен для производства стержневых форм по «Резол-СО₂» -процессу

«Резол-СО₂»-процесс – современная альтернатива широко применяемому в прошлом процессу изготовления стержней на жидкостекольной основе [6].

«Прогрес» АД работает на базе связующего (резол) торговой маркой Карбофен производства Hüttenes-Albertus. Резол - это щелочная конденсированная фенольнаясмола c вязкостью300–700мПа/сек, pH =14, c содержаниеммономеров: свободногофенола (<1%) и свободногоформальдегида (<0,1%).

Резол перемешивается с песком в вихревом смесителе Laempe типа LVM2. Полимерная структура, связывающая зерна песка, образуется при продувке СО₂заполненного на стержневом автомате стержневого ящика. Параметры продувки (температура, давление, время продувки, количество проходящего углекислого газа) настраиваются на газогенераторе Laempe, который входит в объеме поставки каждого из двух поставленных стержневых автоматов. ПриэтомСО₂участвуетв стехиометрическойреакции образования полимера, т.е. расходится, образуя новые продукты реакции полимеризации.

Без интенсивной продувки стержневой смесиСО₂реакция полимеризации может длиться многочасов. Огромный плюс для литейщиков, особенно при производстве стержней и стержневых форм для отливок из высокопрочного чугуна - смолане содержит азота, серы и фосфора.

Прочностьнаизгибразличных стандартных образцов стержневой смеси по «Резол-СО₂» -процессу для рецептуры: на 100% веса кварцевогопеска со средним размером зерна 0,27 мм (AFS52) 3% веса резола, после 15 сек. продувки СО₂ при температуре песка, стержневогоящика и окружающей среды 18...20°C и при относительной влажности воздуха в стержневом отделении 48% составляет при съеме стержней 1,2 МПа, а через час нарастает до 2,2 МПа. Эти характеристики вполне удовлетворяют требованиям чугунолитейного завода.

Длятехнологии резолСО2на практике пригодны стержневые ящики из любого материала. Но сам факт, что максимально допустимый вес применяемой на стержневом автомате LL20H стержневой оснастки не должен превышать 400 кг, заставляет технологов «Прогрес» АД ограничиваться применением стержневых ящиков из более легких материалов, например из алюминия, модельной пластмассы, дерева или их комбинаций.

Впроцессе производства стержнейпо технологиирезолСО2 высвобождается толькоуглекислота. Поэтомузатратына защитуотвредныхвыбросов нарабочих местахинаохрануокружающей среды минимальные. Выбросыпризаливке классифицируютсякакслабые. При термодеструкции органического связующего выделяется всегонезначительное количество бензола, а также окисьуглерода.

Стержни до заливки обычно не красят противопригарной краской. Ненаблюдается газовая пористость, связаннаясобразованием азотаиизменение(вырождение) формы графита вструктуре чугунаиз-заизбытка серы. Необразуетсяблестящийуглерод. Нет склонности к образованию просечекпризаливке.

Стержневой автомат Laempe типа LL20H дает возможность производить не только стержни для оформления внутренних полостей отливок, но и стержневые формы.

Метод «литья в стержнях» - высокорентабельный способ получения высококачественных и сложных отливок из любых сплавов. Применение данного метода экономически оправдано при серийном производстве отливок.

Отношение «металл/форма» при методе «литья в стержнях» не превышает 1:1 ... 1:2 (при ПГФ это соотношение минимум 1:3...1:5).

Рисунок 10. Примеры серийных отливок, производство чугунолитейного завода „Прогрес” АД

Обобщение

Взаимовыгодное сотрудничество между компаниями Laempe и «Прогрес» АД успешно развивается. «Прогрес» АД является отличным примером динамично развивающегося чугунолитейного завода. Независимо от сложной рыночной ситуации, инвестиции в современные литейные технологии продолжаются.

По всем вопросам модернизации литейного производства на базе современного стержневого оборудования обращайтесь в представительство фирмы Laempe в Украине: +7 (499) 907-5000, 907-5255; laempe@nln.ru  

Литература:

1. И. Пехливанов, «България, която изгубихме», www.bgistoria.jimdo.com
2. П. Пешев, Леярски бюлетин, 2001, №1, 3-4.
3. Освободителната война 1877-1878, Енциклопедичен спавочник, ДИ „П.Берон“, С., 1986, с.54-55
4. «Капитал», сайт http://www.capital.bg/biznes/kompanii/2012/06/26/
5. Cайт компании www.progress-sz.bg
6. Gießerei-Praxis, 2006, H9, 248…250