“Прогресс - это поступь Бога!”
В. Гюго
Все традиционно привыкли считать автоматические формовочные линии (АФЛ) литья в разовые песчаные формы (ПФ) основным типом литейного оборудования, на котором и производится “львиная” доля всех отливок. Бесспорно это так.
Однако сегодня активную конкуренцию АФЛ при литье в ПФ начинают составлять линии по Вакуум-процессу (V-процессу). Другие технологии формообразования существенно уступают этим двум “лидерам”, как по возможности высокой автоматизации техпроцессов, так и по объемам мирового производства отливок, производительности самих линий и их активному использованию. Из раздела специальных способов литья V-процесс перешел в основные способы производства отливок в разовых ПФ.
Процессы вакуум-пленочной и магнитной формовки первоначально дали старт принципиально новым способам изготовления форм с применением сыпучих зернистых материалов без связующих. Новые процессы “отверждения” формы обратимы, то есть после отключения источника приложения усилия уплотнения формовочный материал приходит в исходное состояние. Однако при параллельно-итеративном пути развития магнитных, замораживаемых и других форм, аналогичных им по принципу уплотнения и новизне, только вакуумпленочная форма получила широкое применение, вытеснив возможных конкурентов.
Число высокоавтоматизированных линий по V-процессу становится сравнимым с числом линий по ПФ-процессу, а часто V-процесс вообще вне конкуренции, особенно для стальных отливок или при размере опок > 1500…2000 мм, а тем более по качеству отливок в условиях современного быстро переналаживаемого производства на АФЛ.
Главным преимуществом традиционных ПФ, изготовленных на АФЛ, остается их высокая производительность (150…350 форм/ч), что необходимо, в первую очередь, в автомобильной и других массовых отраслях промышленности для мелких и средних чугунных отливок. Но требуемая производительность АФЛ в условиях отечественной экономики гораздо ниже, тем более для крупных стальных отливок (до 15…45 форм/ч), что и обеспечивает повышенную потребность в линиях по V-процессу.
В странах СНГ автомобильные отливки имеют гораздо меньшую долю в общем объеме литых заготовок, по сравнению, например, с Европой и США. Стальное литье, наоборот, занимают гораздо больший объем в общем производстве отливок России и стран СНГ и даже имеет тенденцию к постоянному роста, по сравнению с резко падающим их производством в экономически развитых стра¬нах Европы. Из этого вытекает параллельная и не¬зависимая тенденция развития V-процесса в СНГ и Китае, что необходимо для получения наиболее ка¬чественных отливок для расширения их экспорта. При этом, безусловный аргумент в пользу современных литейных технологий — рост требований к качеству продукции и на внутреннем рынке СНГ, особенно отливок ответственного назначения или с повышенными требованиями по плотности, точности, повторяемости, плоскостности, шероховатости поверхности и т.д.Оценкой уровня современного производства доказаны необходимость и возможность изготовле¬ния крупных стальных, в том числе железнодорожных отливок рама боковая и балка надрессорная V-процессом. Сразу четыре завода — “Промлит” (Россия), Tianroy (Китай), “Востокмашзавод” (Казахстан) и Сумской центролит (Украина) приступили к освоению производства этих отливок V-процессом с суммарной мощностью ~400 тыс. т в год (по 20 т отливок/ч на каждой линии).
Вакуумные отливки “Промлита” уже работают на всех железных дорогах стран СНГ и даже поставляются в США. В Японии V-процесс получил аналогичный всплеск освоения на 20 лет раньше, однако те годы совпали с периодом экономических преобразований в стра¬нах СНГ. В то же время производство отливок из США и Европы активно переводилось в другие страны. Еще одна причина более активного освоения V-процесса, в первую очередь, в Японии (~200 машин и линий) скрывается в патентном праве и его строжайшей защите. Все заводы с 1975 по 1995 гг. (в течение 20 лет) платили определенные проценты (“роялти”) от продажи отливок за использование V-процесса по лицензии инвесторам развития этой технологии — фирмам Mitsubishi и Sinto.
Отличные иллюстрации современной экспансии V-процесса — реализованные за последнее десятилетие проекты по изготовлению чугунных тюбингов для туннеля под проливом Ла-Манш или подавляющего большинства чугунных ванн европейского и отечественного производства. V-процессом осваиваются все более сложные и ответственные отливки — из решений Съезда литейщиков США: “Лучшая отливка 2005 г. изготовлена по V-процессу. Первое место и лучший приз на съезде литейщиков в США получила отливка массой 1 т, размером 2020x405 мм из стали 4340, выполненная V-про¬цессом в компании ME Global-Electrometal, США. Отливка предназначена для гусеничного транспортера НАСА (Космического агентства США). Это заслуженное признание бесспорных преимуществ способа вакуум-пленочной формовки и доверия к нему”. Уровень ответственности по гарантиям каче¬ства отливок транспортера для запуска космиче¬ских ракет не требует комментариев, и все литей¬щики в США об этом знают. Характеристика гусеничного транспортера: высота 20 футов (~6 м), длина 131 футов (~40 м), ширина 114 футов (~35 м), восемь гусениц по 57 башмака, каждый массой по ~950 кг. Размер стальной отливки башмака 2020x405 мм. Расход топлива транспортера ~350 л/км. Еще масса самой ракеты с топливным баком и двумя твердотопливными ускорителями ~4400 тыс. фунтов (1995840 кг + 29485 кг полезного груза).
Десятки заводов в США, Японии, Европе уже два десятка лет производят корпуса арматуры для нефтяников и газовиков V-процессом, а в но¬ябре запущена аналогичная линия с опокой 1500x1500 для стальной арматуры 0500 мм на Благовещенском арматурном заводе (Башкирия).Анализ способов изготовления разовых ПФ показал, что V-процесс, находясь на новом витке технического и технологического развития, в последние годы стал еще эффективнее при изготовлении не только стальных и чугунных отливок, но уже и магниевых.V-процесс позволяет существенно сократить ин¬вестиции в модернизацию литейного производства. При этом полученные отливки не только более качественные, но главное, и более дешевые (на 30%, чем по ПФ).
В последние годы наметился перелом и в отношении новых владельцев машиностроительных заводов к литейным цехам. Экономически стало объективно выгодно вкладывать инвестиции в их модернизацию. Литейный бизнес вышел на первые места, потеснив инвестиционные проекты в металлургии. По оценке срока окупаемости и прибыли сегодня это — наилучшая “ниша” для вложения средств после сырьевой отрасли при достаточной простоте реализации проектов создания первоклассного литейного производства.
“Мы ответственны не только за то, что делаем, но и за то, чего не делаем”
Ж. Мольер
Кредиты для модернизации литейных заводов от банковских структур, инвесторов и самих собствен¬ников стали прозрачными и простыми в оформлении, так как “серые” схемы перекачки денег путем финансовых пирамид, ГКО и т.п. закончились. Заводы наконец-то стали получать выгодное финансирование на достаточно “цивилизованных” условиях. Кроме того, проценты и по европейским кредитным линиям уменьшились за последние несколько лет, и при этом они почти вдвое ниже, по сравнению с рублевыми кредитными линиями. И сами валютные кредиты сегодня также легко доступны. Хотя при росте курса рубля (на 20% за последние 3 года) и повышенных внутренних процентных ставках все же европейские валютные кредиты (через те же наши банки) существенно выгодней при закупках первоклассного зарубежного, в том числе немецкого литейного оборудования.
Парадоксально, но взяв валютный кредит под 5% годовых и вернув его из рублевых доходов, через 3 года можно получить прибыль только от самого финансирования (вместо затрат) и плюс прибыль, например, от работы первоклассной формовочной линии и стержневых машин. Большая часть заводов СНГ уже несколько лет при покупке оборудования использует немецкие кредитные линии (со страховкой Гермес и без нее), а также лизинговые двусторонние или трехсторонние договоры. При двустороннем контракте с Поставщиком на покупку оборудования лизинговая фирма имеет второй двусторонний контракт с конечным Покупателем. Возможности финансиро¬вания под “достойный и честный” процент - тоже современная тенденция и важная составляющая при модернизации литейного производства. Сегод¬ня жалобы на нехватку денег звучат, по крайней мере, неадекватно новой реальности, а в худшем случае, это проявление пассивности и нежелания руководителей литейного завода или управляющей компании что-то созидать, инерции, заданной ситуацией 90-х гг.
Выход — в повышении мотивации кадрового состава и его обновлении теми специалистами, которые уже будут способны предоставить собственнику обоснованные планы срочной и эффективной модернизации литейного производства.
Современные тенденции поддержки государством модернизации производства. “Рост инвестиций в 2006 г. составит ~ 15%, что во многом связано с новым порядком возмещения НДС при капвложениях”, — отметил замминистра финансов С.Шата¬лов на заседании правительства. Он напомнил, что, если раньше сумма НДС при капстроительстве взималась при сдаче объекта, то теперь это происходит по мере осуществления расходов и начисления НДС.Отмена таможенных пошлин на ввоз технологического оборудования.
В этом году импорт технологического оборудования увеличится, по данным Минфина, на 48%, и эти тенденции, считает замминистра финансов, “будут работать до 2008 г.”. Именно к этому сроку заканчивается действие переходных положений по поправкам в Налоговый кодекс, принятым в 2006 г. В янв.-окт. 2006 г., по данным Росстата, показатель инвестиции в основной капитал в России вырос на 12,6%, по сравнению с аналогичным периодом 2005 г. Таким образом, созданы все необходимые и достаточные условия для модернизации литейных технологий и оборудования, чем и объясняется всплеск активности инвестиций и рост импорта формовочного и стержневого литейного оборудования по самым прогрессивным технологиям — Сейатцу-, Вакуум- и Амин-процессам.Конечно, прообраз современного V-процесса существовал и в СССР еще с 80-х гг. в виде одно-позиционных “лабораторных” установок и двух первых, скорее “опытных”, линий (одна — оригинальная японского производства в г. Ворошиловограде, другая — близкая ее копия в г. Кургане). Но сам способ изготовления форм и устройства для его реализации находились в постоянном совершенствовании, и в начале 90-х гг. приобрели стабильные технологические параметры, включая создание производств литейной пленки (с возможностью минимального газовыделения и равноосного трехмерного растяжения), технические “ноу-хау” по реализации устройств наложения пленки, подвода вакуума и т.д.
Сегодня прогресс в освоении V-процесса более характерен для стран с развивающейся экономикой (России, Китая, Казахстана, Украины и др.), так как из экономически развитых стран производство отливок, особенно стальных, продолжает активно переводиться на другие территории. Для нашей промышленности, помимо проблем с японскими лицензиями, были еще и очень трудные годы экономического “бездействия”. И только после “кризиса” 1998 г. появились первые предпосылки, а затем и финансовые возможности для последующего старта (с 2003 г.) модернизации литейного производства. Благодаря традиционно высокому уровню образования специалистов-литейщиков в России и странах СНГ, конечно, одним из первых и был востребован V-процесс. Он обеспечивает возможность изготовления (в автоматическом режиме формовочной линии) литых изделий самых различных типов, включая, например такие, как стальные железнодорожные рамы и балки для тележек грузовых вагонов, стальные корпуса арматуры для нефтегазового и энергетического комплексов, чугунные строительные и некоторые другие отливки — все то, что было максимально ликвидным в последние 5 лет, в отличие от традиционно гигантского рынка машиностроения и автомобилестроения, потребляющего ~80% всего мирового производст¬ва литых заготовок.
Тенденция освоения наиболее ликвидных отливок, пусть и непрофильных для базового машиностроения — тоже одна из основных. Но только для отечественного литейного производства это — новинка, тогда как в рыночных условиях она всегда была естественной. Пока наш автопром серьезно отстает в темпах развития от строительства и сырьевой индустрии.
Чугунные отливки для мирового автомобилестроения в основном изготовляют на АФЛ литья в ПФ с уплотнением формы воздушным потоком плюс последующее прессование, и эта тенденция тоже сохраняется. Активное развитие и модернизация литейного производства в странах СНГ, в первую очередь, будут происходить как за счет освоения этих АФЛ, так и, одновременно, по V-процессу, при этом у каждой технологии формируется своя новая оптимальная область использо¬вания.
При этом, V-процессом будет изготовляться все больше разнообразных отливок, которые рань¬ше получали в формы из ЖСС, песчаные, из ХТС, литьем в кокиль и другими традиционными способами, особенно для стальных отливок. Это также одна из тенденций развития современного литейного производства.
О развитии технологий и оборудования для производства автомобильных отливок. Отвечая в прямом эфире на вопросы граждан РФ, Президент В.Путин сказал, что через несколько лет в России должно производиться ~2 млн. автомобилей в год и назвал два пути развития автопрома в стране. Первый — получение российскими компаниями лицензий на изготовление иностранных автомобилей и, соответственно, их производство, как и политика его развития, будут российскими. Второй путь предусматривает сборку автомобилей иностранными компаниями, которые должны перенести свое производство на территорию РФ.
Уже 15 крупнейших мировых компаний объявили о намерениях собирать автомобили у нас. При этом, по мнению Президента, по мере освоения производства часть деталей должна производиться на российских предприятиях. В контрактах с иностранными компаниями оговаривается, что > 50% автомобильных деталей должны быть российского производства. При этом В. Путин считает, что фактически будет до 70%, поскольку это выгоднее из-за роста пошлин на ввоз иностранных деталей.
В любом случае, выбранное направление развития автопрома срочно диктует необходимость модернизации старых и строительства новых литейных производств на заводах России для обеспечения прогнозируемого повышенного спроса на высококачественные автомобильные отливки.
Тенденции в производстве самых массовых в мире сложных автомобильных отливок - блока и головки блока цилиндров.
В России пока не освоено стабильное производство современных чугунов для литья блока цилиндров, а именно чугуна с вермикулярным графитом (ЧВГ), и это — пока единственный из черных сплавов, который будет конкурировать с Al-блоками при реализации новых технологий XXI в. получения отливок блок цилиндров для современных дизелей.
Кроме этого, совсем скоро конструктивные возможности моторостроения заставят всех автомобилестроителей выбирать новый сплав (алюминий или ЧВГ) для изготовления головок блока цилиндров для дизелей с турбовпрыском. При давлениях турбовпрыска 200…220 атм чугунные головки блоков альтернатив не имеют, а литейщики, которые овладеют технологией их производства (для этого необходимо располагать современным оборудованием и опытом), будут “завалены” заказами от любых мировых производителей автомобилей.Известно, что каждое уменьшение общей массы легкового автомобиля в 100 кг приводит к снижению расхода горючего на 400…500 мл/100 км.
Поэтому и тенденции развития автомобилестроения с 90-х гг. диктуют непрерывный рост доли компонен¬тов из Al- и Mg-сплавов за счет замещения ими черных сплавов. Так, экономические расчеты Немецкого общества производителей в алюминиевой промышленности показывают, что применение Al-деталей общей массой 120 кг только из-за уменьшения расхода горючего и улучшения экологии после пробега всего 5000 км полностью окупает расходы на их производство. Сегодня в странах ЕС ~90% всех головок цилиндров получают из Al-спла-вов. Для блоков двигателей эта доля ~50%, с учетом и гораздо более крупных блоков, чем в двигателях АвтоВАЗа (пока чугунные).
“Львиную” долю отливок блока цилиндров из Al-сплавов изготовляют в стержневых пакетах — это основная тенден¬ция их перспективного развития.
Чугунные блоки во всех странах в основном производят по технологии Сейатцу (ПФ, воздушный поток + прессование).Развитие традиционных связей автомобилестроителей с литейщиками зависит от гибкости литейной технологии быстро приспосабливаться к “жестоким” условиям глобальной конкуренции. Вклад литейщиков при создании конкурентоспособных легковых машин — в обеспечении массового производства заготовок из Al-сплавов или специальных чугунов для головки блока и блоков цилиндров с минимальными массой и толщиной стенки, с оптимальным распределением механических свойств по сечению отливки.
Десятки заводов СНГ освоили “холодные” ящики, и можно утверждать, что на постсоветской территории технология Cold box получила мощный импульс развития.
Рост производства отливок на всей территории СНГ Amin-процессом за последние 2 года можно назвать наиболее бурным. Однако в экономически развитых странах полный перевод изготовления разнообразных стержней на “холодные” ящики давно закончен.
Ведущие производители связующих уже предлагают усовершенствованные системы производства стержней Amin-процес-сом со специализацией для различных сплавов и номенклатуры отливок. Процесс продолжает совершенствоваться. Aктивно позиционируется в СНГ и производство современных ПФ с полным замещением встряхивания на воздушный поток плюс прессование. Но в нашей стране ведущие литейные заводы уже активно применяют новую технологию — работают две новые линии на Литейном заводе КамАЗа, поставляется вторая линия для “МТЗ”, налаживается производство стальной арматуры на Муромском и Пензенском арматурных заводах.
Формируется новая тенденция соответствия отечественных литейных производств мировым стандартам и в области выполнения законов экономической безопасности производства, включая законы обновления не только основной продукции, но и своевременного обновления оборудования и технологий литейного производства.
Наиболее наглядно сравнение эффективности новых технологий представлено в чугунолитейном производстве КамАЗа, где одновременно со “старым” оборудованием (хотя это линии SPO, США, середины 70-х гг.) уже соседствует “новое” (две линии по Сейатцу-процес-су), там, где раньше стояли крупные машины вертикальной безопочной формовки. Можно утверждать, что КамАЗ как был в СССР самым оснащенным литейным производством, так и продолжает оставаться лидером не только по формовочным мощностям, но и по выполнению основных законов технического развития — своевременному обновлению технологического оборудования.
Преимущества современного способа уплотнение ПФ — воздушный поток с последующим прессованием бесспорны и неограниченны. Равномерно высокая или нужная твердость формы является главным при изготовлении отливок высокой размерной точности. Уменьшение формовочного укл¬на. Снижены затраты на очистку и окончательную обработку отливок. Нет динамических нагрузок на фундамент. Минимальный износ моделей и многие другие преимущества.Однако даже и у этой современной технологии ПФ есть ограничения. Основное ее преимущество, высокая производительность, АФЛ после начала 90-х гг. в основном была востребована в автомобильной промышленности. Поэтому конкурирующие технологии (V-процесс и др.) находят все больше и больше “ниш” там, где не требуется такая высокая производительность линий, а например, > 15…45 форм/ч, что вполне соответствует возможностям оптимальной по размеру и эффективно¬сти линии по V-процессу.
Другой ограничительный параметр — максимальный размер опок — и здесь граница распределения тоже сместилась на устойчивый уровень в 1800…2500 мм, как область оптимальной возможности применения технологий ПФ. Если 1800…2500 мм — полоса компромисса, то для АФЛ с длиной опок > 2500 мм уже бесспорно эффективно использовать V-процесс, особенно для стальных отливок, или, в случае единичного производства, — ХТС-процесс. Уже есть примеры АФЛ по V-процессу с размером опок до 8000 мм. Но при ограничении по максимальным размерам опок для процесса ПФ, у других технологий нет ограничений по минимальным размерам полуформ, и выбор определяется только экономической целесообразностью.
В последние 5 лет сформировалась новая тенденция предпочтительного применения линий горизонтальной безопочной формовки, не только взамен вертикальной безопочной, но и даже “малых” опочных. Горизонтальные безопочные формы оптимально применять для массового мелкосерийного производства отливок, если размер форм небольшой, например до 500x600 мм и отливки — массой до 10 кг. При длине форм 600…800 мм компромисс (выше — зона риска) — это выбор между опочной и безопочной горизонтальной формовкой, а решение диктуется только оценкой потенциальной номенклатуры отливок. В свое время, нарушив границы разумного применения опочных и безопочных линий, изготовили безопочные машины для крупных вертикальных форм, которые так и не нашли активного применения.
Для повышения гарантий при создании эффективного литейного производства важно не входить в зону компромисса при выборе между опочной и безопочной формовкой и между ПФ, ХТС и V-процессами. Есть граница, определяемая высотой опок для ПФ-процесса (~500 мм), в отличие, например, от V-процесса. И в третьих, можно считать явно предпочтительным литье стали в “сухие” формы V-процессом, а не в “сырые” ПФ и не в “твердые” формы по ХТС.Одно из главных ограничений ХТС-процесса — длительность всех его технологических операций до заливки и то, что с одной модельной оснастки мож¬но получить в лучшем случае 1 форму/ч, а, напри¬мер, в ПФ можно в 100 раз больше. Поэтому, если завод планирует производить конкретную отливку или ряд отливок, согласно их расположению на модельной плите, с производительностью всего лишь 20 форм/ч, то нужно изготовить и 20 одинаковых дорогостоящих комплектов модельной оснастки, а для ПФ — всего один.
Производительность получения форм V-процессом с одной модельной плиты — средняя между ПФ и ХТС-процессом. То есть, при высокой производительности линий можно выбрать только ПФ, при средней, соответственно, ПФ и V-процесс, при единичном — ХТС, ПФ или V-про¬цесс. При этом из-за высокой себестоимости и низкой экологичности ХТС-процесс используют как “необходимое зло”, и только когда нет возможности изготовить конкретную отливку в заданных габаритах опок на линиях ПФ и V-процессом.
Номенклатуру кессонного литья или другие “негабаритные” отливки безусловно получают ХТС-процессом на имеющихся в цехе опочных АФЛ, тем более, если их нужно в ограниченном количестве или несколько штук в месяц. Смеситель ХТС может быть использован для производства разовых отливок станин крупных станков или, в оператив¬ном режиме, для ремонтных целей, например, на металлургическом комбинате и т.д.
“Нет ничего опаснее для истины, чем старое заблуждение”
И. Гете
Формирование аргументированных ограничений при выборе литейных технологий для конкретных групп отливок — также тенденция XXI в.
Например, сегодня по выплавляемым моделям только “варвары” (в экономическом смысле) будут изготовлять простые “тяжелые” отливки, но в медицинской и авиакосмической промышленности для отливок специального ответственного назначения эта технология продолжит активно применяться. Большинство таких отливок (даже с учетом высокого качества поверхности и размерной точности) можно смело перевести с ЛВМ на технологии литья в стержневые пакеты Amin- или V-процессами.
Сегодня, когда получили развитие самые разнообразные технологии, важно провести между ними границу. Остановимся на истории развития песчаной формовки.
Ранее альтернатив технологии уплотнения форм встряхиванием было мало. К концу XIX в. в процессе литья стали использовать сжатый воздух — изобретение г-на Германа, основателя в дальнейшем известной фирмы Herman, США. В 1950 г. литейная промышленность начала развиваться быстрыми темпами. Компания Herman сделала рывок, став первой фирмой, использовавшей формовочную машину с высоким давлением. Позже были изобретены машины Moldmaster и Matchmaster, которые за 8 ч смены производили 2000 форм. Для конца 70-х, начала 80-х гг. характерно появление принципиально новых способов изготовления песчаных форм, разработанных в концерне Sinto, таких как вакуум-пленочная формовка и воздушный поток плюс прессование. В марте 1977 г. прои¬зошло слияние фирмы Herman с японским концерном Sinto (Sintokogio, Ltd., г. Нагоя) — основным поставщиком формовочного оборудования для стран азиатского региона. В результате образовалась компания Herman-Sinto V-process, которая поставляла оборудование для изготовления форм V-про-цессом на американский континент. Сегодня Herman— торговая марка в структуре бизнеса концерна Sinto. Основное современное подразделение концерна в США — фирма Robert Sinto, а в Европе — немецкая фирма HWS-Sinto, также на базе производства широко известной фирмы Heinrich Wagner— основного поставщика АФЛ для европейского континента.
Таким образом, развитие технологий уплотнения разовых ПФ находит свое отражение и в формировании новых тенденций глобализации производителей литейного формовочного оборудования, a мировые законы технологического и экономического развития, в том числе законы синергетики и глобализации, начинают активно действовать в современном литейном машиностроении.
Тенденции развития горизонтальной безопочной формовки по технологии “воздушный поток с последующим прессованием” вытекают из их бесспорных преимуществ. Машины типа FBO идеальны для замены пар встряхивающих формовочных машин, так как используют существующие устаревшие конвейеры опочной формовки.
Компактность формовочных машин — горизонтальная форма выдается в сборе со стержнями, готовая к заливке. Монтаж без фундамента. Работает на обычной формовочной смеси с бетонитом без специальных дополнительных требований, в отличие от машин для вертикальных безопочных форм. Горизонтальная формовка существенно расширяет номенклатуру отливок, в отличие от вертикальной. Высокое качество формовки, скорость, легкость в управле¬нии, разнообразие моделей и меньшая стоимость безопочных горизонтальных машин и линий позволяет эффективно дополнить гамму формовочных линий завода (опочных линий по Сейатцу-процессу и V-процессу).
В мире работает ~200 машин типа FBO, в том числе в Украине, Польше, Болгарии и Чехословакии. Если в цехе уже работает формовочная линия со средним размером опок, то для увеличения металлоемкости форм для мелких отливок можно использовать машины и линии горизонтальной безопочной формовки.
“Прогресс состоит не в замене неправильной теории на правильную, а в замене неправильной на неправильную, но уточненную”
Законы Мэрфи
Надо ли продолжать исследования и развивать ХТС-процесс? Из-за высокой стоимости современ¬ных связующих (~$300…500 на 1 т стальных отли¬вок), вредных отходов, дорогостоящей системы ре¬генерации, длительного цикла изготовления формы под заливку (до 1…2 ч) современные ХТС-техноло-гии (фуран, Alfa set) пока ограничены узкой обла¬стью применения, в основном для единичного про¬изводства или для особо крупных отливок, а также в ремонтных цехах. Но при появлении связующих новых поколений возможности использования ХТС-процесса существенно расширятся.
Эта технология находится в активной стадии исследования и развития, поэтому последнее слово будет за “химиками”. Стоит напомнить, что в свое время одна из таких фирм изобрела и усовершенствовала до ее современного первоклассного уровня Cold box Amin-процесс — технологию изготовления песчаных литейных стержней по “холодным” ящикам. А на этом длинном пути развития различных стержневых технологий было еще множество других процессов, которые рождались, совершенствовались, исчезали и т.д. Какое из связующих ХТС-процесса займет достойное место, аналогичное современному “стержневому” (Amin-процесс), покажет ближайшее время или же после всплеска интереса процессы “Фуран” и Alfa set исчезнут, и появятся новые более прогрессивные варианты аналогичных технологий.
Однако катастрофически низкая экологичность и затратность этих процессов пока оставляют существенные преимущества даже за “старейшей” жидко-стекольной технологией, которая, в свою очередь, тоже совершенствуется, например, путем заливки форм при вакуумном подключении и т.д. Только время, при активных исследовательских работах, расставит различные формовочные технологии единичного производства отливок на соответствую¬щие места по объемам их производства и группам. Пока провести между ними границу сложнее, чем, например, между рассмотренными основными технологиями массового (крупно- и мелкосерийного) производства отливок, как ПФ и V-процесс.
Экология и охрана труда в литейном производстве.
Сейатцу-технология — гуманна: нет химических связующих; воздушный поток заменил встряхивание. Поэтому уровень шума снижается [< 85дБ(А)]. V-процесс вообще бесшумен и самый экологически чистый, так как формы во время заливки и охлаж¬дения постоянно находятся под вакуумным отсосом всех выделяемых формой газов и рабочие могут работать к комфортных условиях, по сравнению с традиционной запыленностью и задымленностью в старых литейных цехах.
Экологические преимущества с возможностью получения более качественных и низкой себестоимости отливок - главные векторы тенденций дальнейшего совершенствования основных технологий литья в ПФ. Если бы в советское время экологии уделялось такое же внимание как сегодня, многие наши проблемы были бы менее острыми. Но, как мы помним, главным тогда было “даешь тонны чугуна и стали”, а последствия для экологии не оценивали. К сожалению, и сейчас для некоторых собственников литейных производств этот принцип изменился на “даешь деньги любой ценой”. Так, на ряде заводов есть технические проекты изготовления десятков тысяч тонн стальных отливок в год ХТС-процес-сами с сопутствующими огромными объемами ядовитых выделений в атмосферу цеха из химических соединений и смол. А дальнейшее загрязнение почвы и грунтовых вод при утилизация отходов аналогичных производств!
Область использования ХТС-процесса лежит в единичном производстве при отсутствии других возможностей изготовления отливок, а не в предлагаемом увеличении масштабов производства по ХТС. Сегодня никто не роет каналы лопатой, это негуманно, неразумно и неэффективно. А с учетом “космических” затрат: на “хорошие” связующие ХТС (~$300…500 на 1 т отливок), регенерацию, легко оценить преимущества новых технологий изготовления форм с учетом экологических затрат (с тенденцией их постоянного роста), которые могут превысить даже большие текущие и иные затраты.
К счастью, лидеры литейного производства мыслят уже другими категориями. Они не обсуждают, много или не очень много отходов можно позво¬лить вывозить вновь создаваемым литейным участкам. В формовочной смеси для V-процесса, а проще, в обычном сухом кварцевом песке, нет химических связующих и иных компонентов, и только одно это делает V-процесс бесспорным фаворитом среди различных способов изготовления ПФ, при постоянно растущей актуальности аспектов экологии. При этом постоянный отсос газов из герметично закрытой пленкой формы позволяет их централизованно утилизировать в замкнутом цикле, а людям — свободно дышать в цехе.
Эта экологическая тенденция при оценке технологий уже просматривается, а со временем будет более значимой, да еще с учетом разницы в составе и размерах литейных отходов, которых в V-процессе в разы меньше. Особенно экологична вакуумная технология (не в разы, а на “порядки”), по сравнению с ХТС-процессом на фурановых связующих, тем более при работе на простейшем оборудовании систем регенерации ХТС, а часто вообще без него.
И вот положительные результаты. Предприятие “Промлит” (г. Чебоксары), которое продолжает активно наращивать объемы производства стальных железнодорожных отливок V-процессом, в ноябре достигло удивительных показателей — суммарных брак < 4,6%, а в декабре уже < 3,5% (у конкурентов ~12…15%), добавки свежего песка за год а, соответственно, и “отвалы”, составили 0% (у конкурентов на линиях ПФ по 140 тыс. т отходов отработанной смеси в год), снижены выбросы в атмосферу и т.д. Хотя на “Промлите” в этом году значительно выросли объемы производства стальных железнодорожных отливок, а значит должны усиливаться и экологические проблемы, однако происходит обратное, что не может не радовать. На самом же деле успеха в сфере экологии добиваются только те компании, руководство которых понимает, что политика экологической безопасности перестала быть довеском к производственным и финансовым показателям, она не отделима от производства.
Уже сегодня в любом новом инвестиционном проекте доля затрат на его экологическую безопасность может составлять 10…20%. Следует напомнить и об огромных экологических европейских тарифах на 1 т отвалов (а тем более с химическими соединениями), с которыми литейные заводы России встретятся уже “завтра”.Скоро всем литейным производствам придется подводить итоги реализации своих экологических программ. На заводах работают сотрудники, рядом с ними живут их семьи. Экологическая и производственная безопасность была и остается одной из важнейших составляющих организации цивилизованных условий работы и проживания. Именно это ощущение ответственности и принадлежности к своему городу и региону определяет и отношение к работе: если ты здесь не “временщик”, значит, надо работать на перспективу.
