М. А. Дружевский (Россия), М. Форсблом (Финляндия) , Ю.Н. Муравьев (Россия), Ф.Вебб (Великобритания)
В настоящее время, в связи с решением задач, направленных на повышение конкурентоспособности продукции отечественной литейной индустрии, на первое место выходит необходимость обеспечения качества отливок.
В этой связи интересен опыт сотрудничества российской компании «Родонит» с финской фирмой «SP MINERALS OY АВ» и английской фирмой “FTL Ltd”, которое решает проблему улучшения качества отливок и снижения трудозатрат на ряде российских предприятий путем комплексного обеспечения литейных цехов прогрессивными исходными материалами и передовым оборудованием.
В качестве главного методологического принципа выбора и внедрения того или иного компонента технологического решения принят системный анализ производственного процесса. Несомненна взаимосвязь между качеством формовочных материалов и металлоемкостью, а также трудоемкостью тяжелых финишных операций. Комплекс операций по изготовлению формы и стержней определяет около 60% трудозатрат на получение отливок. Поэтому особое внимание уделяется формовочным материалам и оборудованию, позволяющему использовать их с наивысшей эффективностью. Это оказывает существенное влияние на точность отливки и качество ее поверхности, структуру и свойства литейных сплавов, вероятность развития многих дефектов.
Основным направлением деятельности фирмы «SP MINERALS OY АВ» является поставка современных, экологически безопасных материалов для литейного производства.
Прежде всего, это хромитовый, оливинитовый и другие пески. Хромитовый песок используется при изготовлении стальных отливок в стержневых и облицовочных смесях. При относительно высокой температуре плавления, он имеет низкую температуру спекания (1100 гр. С), а смеси на его основе обладают высокой прочностью при термическом ударе.
Зона конденсации влаги в сырой форме на основе хромита образуется на значительно большей глубине, чем в смесях на кварцевом песке. Хромит инертен к оксидам железа при высоких температурах в любой газовой атмосфере, плохо смачивается жидким металлом. Все эти факторы при изготовлении крупных стальных отливок способствуют предотвращению образования химического и механического пригара, ужимин, улучшают условия кристаллизации металла. Благодаря высокой теплопроводности и теплоаккумулирующей способности хромита возможно осуществлять направленность затвердевания отливки.
Для получения отливки с повышенными требованиями к качеству поверхности, используются цирконовые, графитовые и другие антипригарные покрытия на спиртовой и водной основе. Покрытия разработаны и производятся на предприятии расположенном в Дании.
Производимые покрытия под торговой маркой “PV-COATING” являются эффективными и простыми в использовании для всех традиционных типов формовочных материалов, как для стержней, так и для форм, обеспечивают надежное соединение с формовочным материалом и смачивание. Также разработаны и применяются покрытия для выжигаемых и газифицированных моделей, а также для нанесения на пленку при вакуумно-пленочной формовке. Возможно применение различных технологий нанесения покрытия: погружением, обливом, распылением, кистью.
Поставляются синтетические смолы различного класса, в зависимости от варианта исполнения и модификации могут применяться в качестве связующего для любого вида литья. Использование смоляных связующих значительно упрощает процесс формовки, обеспечивает легкое извлечение модели, повышенную, по сравнению с другими смесями, выбиваемость, высокую степень регенерации. В сталелитейных цехах, применяющих щелочные смолы, отмечается снижение дефектности отливок по трещинам и короблению за счет повышенной податливости формы, отсутствие проблем с насыщением азотом поверхности отливок, что очень важно для ряда высоколегированных сплавов.
Для оболочковых форм по горячей оснастке (кронинг-процессу), предлагаются готовые к применению плакированные смеси на базе термореактивных смол, произведенных на специализированных предприятиях концерна в Швеции и Дании. Эти заводы оснащены передовым оборудованием для изготовления и пооперационного контроля. Качество смесей постоянно совершенствуется как в технологическом плане, так и в плане безопасности окружающей среды. Разработана и предлагается для использования целая гамма стержневых и формовочных плакированных смесей, которые оптимальны для применения при литье различных сплавов.
Поставляются также экзотермические оболочки для прибылей, обеспечивающие сокращение потребности жидкого металла для получения плотной отливки.
Для футеровки индукционных плавильных печей предлагается высококачественный, материал ФИНМИКС. Материал имеет повышенную стойкость и обеспечивает более продолжительный период работы футеровки печи. Он представляет собой смесь из огнеупорного кварцита и соединения бора. Гранулометрический состав кварцита, обеспечивает максимизацию насыпной плотности и оптимизацию параметров процесса уплотнения. За счет высокой степени чистоты (Al2O3-0,7%, Fe2О3-0,07%), обеспечиваемой очисткой флотацией, достигается огнеупорность, близкая к теоретической величине кварца. Количество добавляемого оксида бора или борной кислоты соответствует рабочей температуре печи.
Технологические приемы укладки футеровки позволяют значительно повысить ее стабильность работы в процессе эксплуатации.
«SP MINERALS OY АВ» использует собственную сырьевую базу, имеет современные лаборатории для исследования и развития своих материалов. Выбор характеристик продукции, как правило, обоснован собственными инженерными решениями и ноу-хау.
Научно-исследовательские разработки, продукция и производство «SP MINERALS OY АВ» сертифицированы по стандарту SFS-EN ISO 9001. Философия, которая безоговорочно исповедуется фирмой, отвечает следующим основным принципам:
- безопасность использования продукта, как для работников литейного цеха, так и для окружающей среды (санитарно-гигиенические характеристики материалов, при условии правильного их применения, отвечают всем Европейским требованиям по безопасному проведению работ 88/379/EEC и 91/155/ЕЕС);
- обеспечение высокого качества отливок;
- экономическая выгода.
Английская компания FTL — поставляет технологические системы для смесеприготовления, формовочные машины и формовочные линии для песчаноглинистых смесей (ПГС), полный набор смесителей для химически твердеющих смесей (ХТС), вибрационные столы, манипуляторы, круговые и карусельные формовочные машины, комбинированные выбивные и регенерационные установки, охладители, пневматические конвейеры и установки для термической регенерации. При этом предлагаются простые, но при этом передовые в техническом аспекте решения, как для небольших, так и для крупных производств.
Производятся как отдельное оборудование, так и полные системы «под ключ» с учетом потребностей клиентов.
Для технологии ХТС поставляется полный комплект оборудования: от смесителей, вибростолов с современными системами управления до карусельных автоматизированных линий, кантователей и манипуляторов для выбивки, систем регенерации и охлаждения. Производимые высокоэффективные одно- и двух рукавные смесители являются прочными, надежными и удобными в эксплуатации и обслуживании. Электронные системы управления питателями обеспечивают отбор и смешивание песка, гарантируя максимально эффективное использование формовочных песков различных типов.
Конструкция рукавов смесителей гарантирует легкую очистку, сдвоенные боковые плиты открываются вниз, обеспечивая полный доступ к валу смесителя. Смесительные валы легко снимаются, они оснащены прочными лопастями с покрытием из карбида вольфрама на участке подачи связующего материала. Боковые плиты оснащены предохранительными выключателями, которые блокируют доступ до полной остановки вала. Сочлененный рукав смесителя может быть шнековым или ременным, позволяет быстро заменить песок без перекрестного загрязнения. Как на первичном, так и на вторичном рукаве смесителя могут быть установлены поворотные механизмы с электроприводом.
Системы управления технологическим процессом разрабатываются с применением самых современных программируемых устройств контроля и сенсорных дисплеев, которые обеспечивают точный контроль над процессом перемешивания.
Точный контроль дозирующих насосов для подачи смолы и отвердителей в сочетании с мониторингом температуры позволяет обеспечивать заданные параметры подачи химических материалов в любых условиях. При этом поддерживается высокое качество формовки с оптимальным временем извлечения моделей, пониженным расходом химических материалов, минимальным объем отходов и низким выделением неприятных запахов.
Установки для выбивки и регенерации предлагаются в автономном или в комбинированном исполнении с учетом конкретной области использования. Для небольших формовочных производств и мощностей (с загрузкой до 2 тонн и пропускной способностью до 12 тонн в час) комбинированные установки выбивки и измельчения трением обеспечивают небольшую высоту загрузки и минимальную площадь основания. Вертикальные или наклонные вибрационные подъемники дополнительно сокращают потребность в наличии шахт и обеспечивают возможность подачи непосредственно на охладители/сортировочные машины или пневматические конвейеры.
Компактная конструкция позволяет предварительно скомпоновать систему, а затем быстро выполнить монтаж и запуск в эксплуатацию. Предлагается полный ассортимент размеров производительностью от 3 до 12 тонн в час в комплекте с установками классификации в кипящем слое, охладителями и пневматическими транспортными системами для работы с горячей и с холодной формовочной смесью.
Для более крупных формовочных производств могут потребоваться более мощные установки для выбивки форм. В таких случаях FTL может предложить мощные вибрационные установки для выбивки без выгрузки с несбалансированными приводами с нагрузкой превышающей 25 тонн. Такие установки часто монтируют непосредственно над вибрационной установкой истирания трением FTL с верхним уровнем разгрузки, также для того, чтобы минимизировать глубину шахт. Предлагаются установки для истирания производительностью от 6 до 20 тонн в час. Они оснащаются съемными экранами и сменными пластинами и служат для измельчения глыб песка до размера гранул. Материал более крупного размера выгружается отдельно. Для удаления захваченных частиц металла предусмотрена очистная заслонка.
Поставляемые формовочные системы, выполненные с применением стандартизованных изделий, в каждом конкретном случае, адаптированы к потребностям данного литейного производства. Карусельные, круговые и челночные формовочные системы подбираются с учетом всех технологических особенностей. В частности, учитываются различные размеры форм, длительность выдержки, производительность и доступное пространство.
Предлагается полный ассортимент вспомогательных приспособлений: вибростолы с системами управления, учитывающими меняющие параметры формовки; автоматические или полуавтоматические машины для извлечения моделей с кантователем; установки нанесения антипригарных покрытий обливом; центральные и замкнутые конвейеры; пневматические, электрические или гидравлические манипуляторы при необходимости с кантователем; системы разливки и охлаждения, гидравлические толкатели и системы протяжки форм.
Контроль над формовочными системами также организуется с учетом индивидуальных потребностей: от базовых систем, управляемых оператором, до полностью автоматизированных систем контроля с применением PLC, интерфейсом для оператора и диагностикой неисправностей. Все оборудование изготавливается, программируется и испытывается в компании перед его установкой для гарантии быстрого пуска в эксплуатацию.
Поставку российским предприятиям вышеперечисленных материалов и оборудования, консультативную и инженерную помощь, фирмы «SP MINERALS OY AB» и “FTL Ltd” осуществляют совместно с ООО «РОДОНИТ». При необходимости, внедрение материалов и новых технологических решений, происходит при непосредственном участии представителей указанных фирм. Как правило, все материалы имеются на складах фирмы в Санкт-Петербурге. По договоренности, РОДОНИТ берет на себя заботы по доставке грузов непосредственно потребителю. Помимо выполнения дилерских функций ООО «РОДОНИТ», также является сервисным центром для поставляемого оборудования. Российские высококвалифицированные специалисты производят пуско-наладочные работы, осуществляют гарантийное и после гарантийное обслуживание. Перед поставкой оборудования фирма РОДОНИТ представляет проектные и технологические решения с привязкой оборудования к площадям и условиям Заказчика.
Положительный характер динамики реализации материалов и оборудования на рынке, так же как и отзывы литейных предприятий–потребителей, позволяют утверждать, что выбранная система взаимодействия Российской фирмы ООО «РОДОНИТ» с западными партнерами, является плодотворной, полезной и перспективной формой сотрудничества в условиях быстро развивающейся Российской литейной промышленности.
