Украинские литейные заводы, при производстве стального литья, для формирования прибылей отливок постепенно начинают использовать вставки экзотермических прибылей. Причины тут две:
- Основная – невозможность получить высококачественную отливку сложной конфигурации без использования экзотермических прибылей в условиях все возрастающих требований машиностроения. В сравнении с обычной прибылью, экзотермическая прибыль обеспечивает: разогрев металла в прибыли, значительное увеличение времени работы прибыли, равномерное стекание металла по стенкам оболочки прибыли в процессе питания теплового узла «принцип шприца», избыточное давление в результате протекания экзотермической реакции в случае использования закрытой прибыли.
- Экономическая – использование оболочек экзотермических прибылей обеспечивает снижение затрат на производство литья за счет уменьшения объема прибыли.
Основываясь на реальных данных одного из украинских литейных заводов, сравним два варианта производства отливок по традиционной технологии и с использованием вставок экзотермических прибылей.
Исходные данные
- Сталелитейный завод, оснащенный электродуговыми сталеплавильными печами ДСП-1,5 емкостью 1,5 т и разливочными ковшами соответствующей емкости, имеет годовую программу на производство отливки «Корпус» в количестве 2500 шт.
- Параметры технологического процесса с использованием обычных прибылей: вес отливки – 106 кг; вес литниковой системы – 15 кг; вес прибылей – 2х12=24 кг; угар и безвозвратные потери – 10%=16,1 кг; выход годного – 65,8%; металлозавалка на одну отливку – 161 кг; металлозавалка печи – 161х10=1610 кг; металлоемкость формы – 106+15+24=145 кг; количество форм под заливку с одной плавки (или одного ковша) – 10 шт. (данные сведены в табл. 1).
Проблемы
В отливке не допускается присутствие газовых, песочных раковин и пористости. На стадии предварительной обработки довольно часто вскрывались раковины усадочного характера. Исправление дефектов допускается, но это требует дополнительных затрат (подготовка под заварку, заварка, зачистка). Эксперименты с обычными прибылями: изменение размеров, элементов, мест подвода к положительным результатам не привели и было принято решение использовать вставки экзотермических прибылей.
Технология с использованием вставок экзотермических прибылей
Для проведения эксперимента были выбраны два вида конических вставок экзотермических прибылей:
- Re 2: диаметр — 84 мм; высота – 100 мм; модуль – 2,1 см; объем – 0,44 дм3; металлоемкость – 0,44х8,2=3,6 кг.
- Re 2A: диаметр — 84 мм; высота – 120 мм; модуль – 2,2 см; объем – 0,58 дм3; металлоемкость – 0,58х8,2=4,756 кг.
На каждой отливке размещали по две прибыли. По результатам серии опытных плавок было установлено, использование конических вставок экзотермических прибылей серии Re 2 и Re 2A позволяет избавиться от усадочных дефектов. Для промышленной технологии были выбраны вставки серии Re 2.
Технологические параметры процесса: вес отливки – 106 кг; вес литниковой системы – 15 кг; вес прибылей – 2х3,6=7,2 кг; угар и безвозвратные потери – 10%=14,2 кг; выход годного – 74,4%; металлоемкость формы – 106+15+7,2=128,2 кг; количество форм под заливку с одной плавки (или одного ковша) – 11 шт. ; металлоемкость ковша – 128,2х11=1410,2 кг; металлозавалка на одну отливку – 142,4 кг; металлозавалка печи – 142,4х11=1566,4 кг (данные сведены в табл. 1).
Таблица 1. Сравнительные характеристики параметров процессов
| Наименование параметров | Обычная технология | Экзотермические прибыли | ||
| кг | % | кг | % | |
| 1. Отливка | 106 | 65,8 | 106 | 74,4 |
| 2. Литниковая система | 15 | 9,3 | 15 | 10,5 |
| 3. Прибыли | 2х12=24 | 14,9 | 2х3,6=7,2 | 5,1 |
| 4. Угар и безвозвратные потери | 16,1 | 10 | 14,2 | 10 |
| Итого: | 161 | 100 | 142,4 | 100 |
| 5. Металлоемкость формы | 145 | 128,2 | ||
| 6. Кол-во форм заливаемых с одной плавки | 10 шт. | 11 шт. | ||
| 7. Металлоемкость ковша | 1450 | 1410,2 | ||
| 8. Металлозавалка печи | 161х10=1610 | 142,4х11=1566,4 | ||
| 9. Годовая программа выпуска отливок | 2500 шт. | 2500 шт. | ||
| 10. Кол-во плавок на годовую программу | 2500/10=250 | 2500/11=227 | ||
| 11. Объем переплавляемой шихты на годовую программу | 1610х250=402500 | 1566,4х227=355572,8 | ||
Эффективность
1. Эффект за счет увеличения количества залитых отливок с одной плавки
При производстве отливок с экзотермическими прибылями, дополнительно, в сравнении с обычной технологией производится одна отливка. Если взять вес отливки (106 кг) и цену за 1 кг отливок – 20 грн/кг, то получается, что дополнительная стоимость от реализации отливок, полученных с одной плавки, составляет 106х20=2120 грн. Следует учесть, что в этом случае были понесены затраты на закупку оболочек экзотермических экзотермических прибылей (по 2 шт. на 11 отливок), что составляет (при цене 1-ой прибыли 25 грн.) 2х11х25=550 грн. Вычитаем стоимость издержек из дохода получаем 2120-550=1570 грн. с одной плавки.
Годовая программа производства отливки «Корпус» составляет – 2500 шт. Для их производства понадобится произвести 2500/11=227 плавок. Следовательно, годовой эффект по статье увеличение количества залитых отливок с одной плавки составит 1570х227=356390 грн.
2. Эффект за счет увеличения выхода годного
При производстве отливок по обычной технологии, для реализации годовой программы, необходимо произвести 2500/10=250 плавок (возможный окончательный брак – не учитываем), для этого необходимо переплавить 1610х250=402500 кг=402,5 т шихты.
При производстве отливок с экзотермическими прибылями на весь объем выпуска необходимо переплавить 1566,4х227=355572,8 кг=355,6 т, т.е. на 402,5-355,6=46,9 т меньше, чем в первом случае, что составляет в денежном выражении (при дневном тарифе – 2 грн/кВт и удельном расходе – 720 кВт/т) 46,9х720х2=67536 грн.
Мы не будем учитывать затраты связанные с исправлением дефектов литья. Сводим полученные данные воедино. При переводе производства отливок «Корпус», с годовым объемом выпуска 2500 шт., с обычной технологии на технологию с использованием вставок экзотермических прибылей достигается экономический эффект в объеме: 356390 + 67536=423926 грн.
