ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки

В настоящее время в условиях кузнечно-прессового участка (КПУ) механического цеха поковки весом менее 1 тонны различных групп сложности и различных марок стали получают свободной ковкой на молотах усилием до 5 кН. Для изготовления таких поковок в качестве исходной заготовки до настоящего времени использовался прокат сечением до 370 мм, получаемый с обжимного цеха. В связи с реконструкцией мартеновского цеха возник дефицит горячекатаной заготовки, среднемесячная потребность в которой для КПУ составляет 555 т/мес. (или 6,6 тыс. тонн/год).

Для получения собственной квадратной заготовки было предложено использовать слитки, удлиненной формы весом 4,6 тонн с последующей их ковкой-протяжкой в КПУ на прессе усилием 2,25 кН.

Производственная программа для пресса в среднем составляет порядка 3,0 тыс. тонн прессовой поковки в год.

Производительность пресса, предусмотренная проектом, составляет 6,0 тыс. тонн поковок в год (при двухсменном графике работы пресса), т.е. существующая производительность пресса не позволяет полностью закрыть потребность КПУ в заготовке. С учётом дополнительного получения собственной заготовки, необходимой для последующего использования на молотах, производственная программа для пресса должна составить в среднем 9,6 тыс. тонн поковок в год.

Как один из вариантов решения проблемы обеспечения КПУ квадратной заготовкой предполагается рассмотреть вопрос возможности организации ковочного комплекса с целью повышения производительности труда и улучшения условий труда.

Ориентировочное размещение оборудования, обслуживающего ковочный комплекс, а также сам ковочный комплекс расположили на территории склада холодных слитков в КПУ (общей площадьюS=2378 м ²) и частично на участке пресса 2,25 кН.

В состав оборудования входят:

- гидравлический пресс усилием 2,0 тыс. т;

- рельсовый манипулятор,Q=20 т;

- насосно-аккумуляторная станция;

- две нагревательные печи,Sпода =24 м ²;

- две нагревательные печи, S пода =13 м ²;

- две термические печи, S пода =24 м ²;

- термическая печь, S пода =12,5 м ².

Гидравлический пресс усилием 2,0 кН был выбран исходя из существующей номенклатуры прессовых поковок, а также с учётом формы и размеров используемых слитков. Габаритные размеры пресса в плане составляют 16,1х10,5 м ². Высота пресса над уровнем пола 8,73 м. Масса пресса - 280 тонн.

Дальнейшая работа и установка пресса предполагает дополнительное размещение насосно-аккумуляторной станции, необходимой для получения требуемого давления рабочей жидкости 320 кгс/см ².

По результатам анализа загрузки пресса ковочными операциями (такими, как осадка, прошивка, протяжка) установлено, что на протяжку затрачивается до 75% машинного времени. Такое распределение ковочных операций обусловливает необходимость использования ковочного манипулятора. Грузоподъёмность манипулятора 20 тонн выбрана исходя из максимально возможного веса слитка. Опыт ряда заводов показывает, что применение ковочного манипулятора позволило повысить производительность пресса на 50% и более.

Так, если на протягивание 1 тонны заготовки при работе пресса без манипулятора затрачивается 0,53 п/час, и протягивание заготовки происходит за два выноса из печи, то при работе ковочного комплекса протягивание заготовки возможно за один вынос из печи, и затрачиваемое на протяжку время ориентировочно составит 0,29 п/час.

Кроме того, использование манипулятора, а также работа комплекса в автоматическом режиме позволит получать поковки с припусками под механическую обработку, уменьшенными на 30%.

Следует отметить также, что манипулятор может использоваться и как средство механизации вспомогательных операций ковки, например таких, как подача и установка различного инструмента на боек пресса и др.

Для нагрева слитков под ковку предполагается использование четырех нагревательных печей с выдвижным подом:

- две нагревательные печиSпода 24 м ²/каждая на складе холодных слитков;

- две нагревательные печи S пода 13 м ²/каждая на прессовом участке.

Следует отметить, что нагревательные печи прессового участка могут использоваться и как печи для консервации горячих слитков (приt=850°C).

Для передачи с капежа горячих слитков с участка пресса на дальнейший нагрев, а также для передачи слитков, нагретых под ковку, необходимо использование тепловоза и двух тележек-платформ, в каждую из которых можно загружать до трёх слитков (весом ~4,6т).

Выгрузка и укладка в печь горячих слитков, а также подача нагретых слитков из печи к прессу предполагает использование двух крановQ=30/5 т иQ=10 т.

После процесса ковки - заготовки из легированных марок стали должны подвергаться ПФО, а поковки углеродистых марок стали подвергаются нормализации.

Учитывая месячный фонд времени работы одной термической печи (с учётом ППР) и требуемый фонд времени на проведение ТО заготовок - потребность в термических печах должна составить:

- две термические печиS=24 м ² - для проведение ПФО;

- термическая печьS=12,5м ² - для проведение нормализации.

Размещение представленных единиц оборудования потребует демонтажа пресс-ножниц усилием 800 тонн, установленных в настоящее время на складе холодных слитков, а также демонтажа участка дисковых пил.

Кроме этого, необходима реконструкция пяти печей:

- двух термических печей на складе холодных слитков;

- двух нагревательных печей на прессовом участке;

- перевод одной нагревательной печи на прессовом участке на печь для проведения ТО.

Ориентировочная стоимость всего устанавливаемого и реконструируемого оборудования в цехе составит порядка 86,2 млн. рублей.

Возможный объём производства заготовок составит:

- 750т/мес. (9,0тыс.т./год) - при двухсменном графике работы;

- 1125т/мес. (13,5тыс.т./год) - при трехсменном графике работы.

Ориентировочный срок окупаемости составит:

- при двухсменном графике работы -12 лет;

- при трехсменном графике работы - 8 лет.