Технология автоматизации литейных процессов

1. Введение.

 

   В настоящее время 70 % машиностроительного  комплекса, предприятий нефтеперерабатывающей, газовой, судостроительной, автомобильной  промышленности, предприятий министерства путей сообщения имеют собственные литейные производства.

   На  предприятиях специализирующихся на выпуске продукции  для нефтегазовой  и автомобильной промышленности, таких как  ОАО «Пензатяжпромарматура», г. Пенза, ОАО «Тяжпромарматура» г. Алексин,  ОАО «Юго-Камский машзавод им. Лепсе», ОАО «КАМАЗ-Металлургия»,  ООО «ЭНЕРГОМАШ (Белгород)»

     Открытое  акционерное общество "КАМАЗ - Металлургия"  является крупнейшим производителем литья  в РФ.  В таблице 4 представлены  общие сведения о предприятии, объемы производства литья за 2003, 2004 годы соответственно.

 

      Литейный  завод производит отливки, как из чугуна, так и из стали. Рассмотрим технологические возможности предприятия.

Чугунное  литье. Общая площадь корпуса 172800 кв.м., производственная мощность -  222,72 тыс. тонн отливок в год, включая: серый чугун, высокопрочный чугун. Производство представляет законченный технологический цикл массового производства отливок.

Плавка  металла ведется дуплекс - процессом  в печах "Swindell - Dressler". Производство оснащено девятью печами плавки емкостью 50 тонн и семью печами выдержки емкостью 75 тонн.

Транспортировка жидкого металла производится с  использованием транспортной системы "Cleveland Crane", заливка - заливочными установками "Georg Fisher" и "Seaton".

Формовочный цех оснащен пятью автоматическими  формовочными линиями "CE-Cast" и  тремя линиями "Disamatic". Формовочное оборудование позволяет изготавливать отливки любой сложности с высокой степенью точности. 

Стержни изготавливаются с использованием процесса "Hot-Box" и "Cold-Box" с  продувкой SO2 на 67-ми стержневых машинах "Sutter".

Завершен  монтаж одной из двух закупленных  предприятием автоматических формовочных  линий фирмы "HWS" с размерами  опок 1500х1100х400/400мм, на очереди линия  с размерами опок 1100х750х300/300мм.

Экспресс - анализ и анализ качества отливок  ведется с использованием современных методов и средств контроля на спектрометрах фирм "Baird", "Perkin-Elmer", "Spectro" и "ARL".

Термообработка, очистка и обрубка отливок  ведется на оборудовании фирм "Holcroft", "Pangborn" и "Cross-Freser".

Данные  линии позволят обеспечить главное условие конкурентоспособности, возможность получения сложных тонкостенных отливок высокой точности, применяемых в машиностроении.

Стальное  литье. Общая площадь корпуса 49300 кв.м. Производственная мощность - 56,85 тыс. тонн отливок из углеродистых и жаропрочных сталей в год, в том числе 4,42 тыс. тонн точных стальных отливок по выплавляемым моделям.

Производство  оснащено девятью электрическими дуговыми печами ДСП-12Н2 емкостью 12 тонн и тремя  печами ИСТ 1/05. Имеются две автоматические формовочные линии "CE-Cast" и одна линия "Disamatic". Стержни изготавливаются с использованием процесса "Shalco" на машинах U900 и 315E этой фирмы. Термообработка, очистка и обрубка отливок осуществляется на оборудовании "Pangborn" и "Holcroft".

      ООО"Энергомаш (Белгород)",  также осуществляет  производство стального литья. Данные об объемах литья отсутствуют.  

Группа  компаний "ЭНГЕРГОМАШ" - крупнейшая группа компаний энергетического машиностроения России - является одним из лидеров отечественного машиностроения. Технологические возможности ООО "Энергомаш (Белгород)" позволяют  осуществлять  производство стального фасонного литья и поковок из углеродистых и среднелегированных сталей. С 1963 года имеется богатый опыт в изготовлении отливок для общего машиностроения, в том числе арматурного литья.

Продукция и услуги: стальные отливки для  общего машиностроения развесом от 50 до 3500 кг, из углеродистых и среднелегированных сталей. Поковки брусков, валов, фланцы воротниковые, раскатные кольца из сталей 09Г2С, 10Г2, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 15ГС, СТ.20, 40ХН2МА, 5ХНМ. 
 

На сегодняшний  день литье данного предприятия  имеет  высокое качество стального  литья и приемлемые цены.

          Литейное производство ОАО «Икар»,  активно присутствует на рынке производства и реализации литья с 1961 года, основной номенклатурой литейного цеха была чугунная арматура и производство литья для Норильского металлургического комбината. 

    В 1994 в состав литейного производства были введены мощности еще одного цеха  – производитель стального литья проходов Ду50 – Ду100.  С этого момента роль литейного производства ОАО «Икар» возросла, так как она стала обеспечивать внутреннюю потребность производства ОАО «Икар» и рынка потребления в стальной арматуры малых проходов.

      Важнейшим фактором, обеспечивающим устойчивые позиции на рынке для ОАО «Икар», является  приобретение и запуск комплекса фирмы АВВ в 1997 г., с введение этих мощностей литейное производство ОАО «Икар» расширило спектр номенклатуры производства стальной арматуры до Ду 500 и давлением до 250 кгс/см² что позволило устойчиво находится на рынке производства арматуры. В условиях изменяющегося рынка производство арматуры в период с 2003 до 2004 г. имело не высокую рентабельность и даже «выигранные тендеры на производство арматуры» для нефтегазоперерабатывающего комплекса не сулили больших прибылей. Причиной низкой рентабельности продукции ОАО «Икар» являлось высокая себестоимость литых заготовок. Мероприятия, направленные на снижение материалоемкости, снижение трудозатрат не принесли ощутимых результатов. Вопрос стал ясен, без увеличения, объемов выпуска стального  литья значительного снижения себестоимости не добиться и соответственно в условиях сегодняшнего рынка производства арматуры удержать позиции будет не легко.  

    И в 2004 г. решением совета директоров в  составе ОАО «Икар» было выделено, предприятие получившее название СЧЛЗ (сталечугунолитейный завод) работающее на условиях неполного хозяйственного расчета, которое выделило сбытовые и маркетинговые направления,  ценообразование и учет на предприятии.

    На  сегодняшний день литейное производство (СЧЛЗ) является необъемлемой частью ОАО «Икар», составляя его основу.  Общий объем выпуска товарной продукции завода в месяц составляет около 27,0 млн. руб., в том числе на сторону 5 млн.рублей,  и около 324 млн. руб. в год. 
 
 
 
 
 

Диаграмма 1.  Объем производства литья в  и 2004 – 2006 г.г.тонн (по данным СЧЛЗ ОАО «Икар»). 

 
 
 
 
 

-  

Диаграмма 2.  Объем производства товарной продукции  и 2004 – 2006 г.г., тыс. руб  с НДС (по данным СЧЛЗ ОАО «Икар»).

    В сегодняшних  условиях динамично растущего рынка  потребления литейных заготовок со специальными свойствами, с высокими требованиями по качеству необходимо постоянно улучшать технологические процессы.  

   Проводить техническое перевооружение литейных цехов, внедрять современное оборудование мировых производителей, таких как HWS

(HEINRICH WAGNER SINTO)  формовочные машины проходного типа 
 
 
 

с уплотнением  воздушным потоком по методу СЕЙАЦУ с прессованием под высоким давлением модели «HSP-4D». Линии формовочного оборудования производства Италии фирмы IMF

высокопроизводительное  оборудо-

вание позволяющее  получать формы

высокого качества с необходимыми

физическими свойствами. Данное

оборудование  позволяет экономить

материалы за счет применения реге-

рации отработанной смеси. 

                                                                 
 

Общая часть

      1. Характеристика материала.

 

    

      Для выполнения курсового проекта выбрана деталь корпус задвижки с проходом 150 мм и давлением 63 кгс/см 2. Данная деталь корпус используется для оборудования нефтяной промышленности. Деталь корпус служит для совмещения трубопроводов между собой и других деталей корпусов меньшего прохода, в транспортных системах на скважинах нефтяных месторождений. Для данной детали корпуса для изготовления выбран материал сталь 30ХМЛ. Сталь 30ХМЛ относится к группе хладостойких материалов. В стали 30ХМЛ присутствуют элементы хрома и молибдена они способствуют повышению ударной вязкости и улучшению хладостойких свойств. Кроме этого низкое содержание вредных элементов, таких как сера и фосфор способствует улучшению  механических свойств. 

Аналоговыми деталями корпуса могут быть детали используемых в устройствах нефтетранспорта и  нефтеперекачки больших проходов. Подобные детали испытывают высокое давление от 63 до 160 кгс/м² . 
 

 

Химический  состав стали 30ХМЛ ГОСТ977-88.

Таблица № 1 

Механические  свойства стали.

                                                                    Таблица № 2

2. Технические условия.

 

      Деталь  переходник изготавливается из заготовки – отливки полученной  

     методом литья в землю: 

1. Точность  отливки 12-0-0-12 по ГОСТ26645-89.
2. Неуказанные литейные радиусы 5 мм.
3. Не указанные формовочные уклоны 2^◦ в сторону увеличения тела отливки.
4. Требования к отливке по СТ ЦКБА 014-2004

 

5. Допускается замена стали 30ХМЛ ГОСТ 977-88 на сталь  ХМ25Л ТУ4112-017-00218147-99 отливка 3 группы σ_в  441, σ_0.2  235, δ 19,       КСV ^{– 60}  400. 
6. Допускается для исполнений КЗ13008 -150А.1 заменитель материала на сталь 25Л ГОСТ 977-88 отливка 3 группы σ_в  441, σ_0.2  235, δ 19,       КСV ^{– 40}  300. 
7. Маркировать по ГОСТ 4666-75 технические данные, товарный знак марку материалов. Допускается маркировать ударным способом. Шрифт 10-Пр3 ГОСТ26.008-85. Место под маркировку зачистить  Rа 50.
8. Маркировать номер плавки. Допускается маркировать ударным способом. Шрифт 10-Пр3 ГОСТ26.008-85. Место под маркировку зачистить  Rа 50.
9. Допускаются остатки питателей до 3 мм.
10. Допускаются остатки прибылей до 5 мм.