CC BY
39
од г:тг^ г гл^ггтллтггггг?
и4/| (50),2009-
ШИШ
РУШ «МТЗ»
И. В. ЕМЕЛЬЯНОВИЧ, техн. директор РУП «МТЗ» - зам. ген. директора ПО «МТЗ» по развитию, В. П. ПЕТРОВСКИЙ, пом. гл. металлурга РУП «МТЗ»,
Д. М. КУКУЙ, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой «Машины и технология литейного производства» БНТУ, О. Е. ЛАШКЕВИЧ, зам. техн. директора РУП «МТЗ» - главный металлург ПО «МТЗ»
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТАЛЛООТХОДОВ В ЗАГОТОВИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ РУП «МТЗ»
Экономия и бережливость, рациональное использование топливно-энергетических и материальных ресурсов, внедрение энергосберегающих технологий и оборудования, снижение удельных материальных затрат, основных и вспомогательных материалов на единицу выпускаемой продукции - главные факторы экономической эффективности производства
Важнейшая проблема современного машиностроения - это утилизация и вторичное использование металлоотходов (рециклинг) . Всевозрастающее накопление металлоотходов, удорожание энергоресурсов и шихтовых материалов, ужесточение природоохранных нормативов приводят к необходимости поиска экономичных и эффективных способов для переработки и возврата в производство (рециклинга) ме-таллоотходов
Одним из таких видов вторичного сырья является стружка (чугунная и стальная) . Стружка представляет собой наиболее ценное и привлекательное с точки зрения металлургии сырье, так как имеет тот же химический состав, что и годная продукция . Чугунную и стальную стружку используют в виде брикетов . Использование насыпью дает повышенный угар (до 25%) .
В механических цехах РУП «МТЗ» ежегодно образуется около 11 тыс . т чугунной стружки . Данные цеха оснащены системами удаления стружки, сбора, отстоя СОЖ и масел . Дальнейшая очистка чугунной стружки от отработанной СОЖ и масла является сложной, трудноразрешимой инженерной задачей . Одна тонна стружки содержит до 150 кг отработанных масел, при загрузке брикетов из такой стружки в плавильную печь образуется значительное количество вредных выбросов в атмосфе-
Год
Рис . 1
Г^С: г ГЛГТ(ТГ/ТггТГГГГТ /ОС
-1(50), 2009/ и и
ру, также ухудшаются санитарно-гигиенические условия труда в цехах . Щелочные составляющие отработанных СОЖ ускоряют разрушение футеровки печи . Влажную стружку нельзя загружать в печь из-за опасности выбросов металла.
Вся образующаяся в механических цехах чугунная стружка автомобильным транспортом поставляется в цех заготовки шихты, где производится ее переработка (брикетирование) . В цехе имеется линия холодного брикетирования стальной и чугунной стружки, где при помощи прессов мод . Б-6238 брикетируется холодным способом . Плотность таких брикетов составляет 4,4-5,0 г/см3, содержание СОЖ и масел - до 5% .
Образование и использование чугунной стружки в собственном производстве 2003-2008 гг. показано на рис . 1.
Как видно из рисунка, образование стружки на РУП «МТЗ» превышает возможности ее использования по следующим причинам:
1. Использование в шихте материалов, содержащих ржавчину (оксиды), вызывает насыщение металла газами, кислородом и водородом Оставшиеся в металле оксиды железа способствуют образованию в нем газовых раковин и неметаллических включений, резко снижают качество чугуна, что увеличивает брак отливок
Рис . 3 .
2 Высокое содержание в холодных брикетах СОЖ, масла, оксидов железа и других примесей влияет на экологию, замедляет процесс плавки, увеличивает шлакообразование
3 Разрушение брикетов при перевалках, транспортировке и под давлением твердой шихты в плавильных агрегатах из-за низкой прочности брикетов, что приводит к большому угару стружки (до 12%) и потере массы брикета в результате осыпаемости (до 10%) .
На рис . 2 показаны потери массы брикетов . В течение последних двух лет специалисты завода проводили работы по увеличению использования стружки при плавке чугуна и, исходя из наличия мощностей по холодному брикетированию, с учетом экономической целесообразности был выбран вариант горячего брикетирования
Сравнительные характеристики брикетов холодного и горячего брикетирования приведены на рис 3, а макроструктура брикета - на рис 4
Особенности и преимущества процесса горячего брикетирования:
• высокая плотность брикета (5,5-6,2 г/см3) и, как следствие, лучшая теплопроводность, что оказывает существенное влияние на прогрев и расплавление;
Неплотная структура «холодного» брикета Плотная структура «горячего» брикета
Рис .4
ос /агтт^ г: ГиТГГАгггггггг
ии/ 1 (50), 2009-
• 100%-ное удаление влаги, СОЖ и масла, что значительно снижает вредные выбросы в атмосферу;
• в процессе нагрева брикетов в печи до 800850 °С в результате сгорания масла образуется так называемый сажистый углерод, который остается в брикете и является сильным науглероживателем, что препятствует окислению металла .
Принцип работы участка горячего брикетирования
Поступившие с участка холодного брикетирования брикеты сортируются по размеру и подаются в печь, где производится их нагрев до температуры 800-850 °С . При этом происходит удаление влаги и сгорание масла При сгорании масла выделяется теплота, что позволяет снизить расход газа. Нейтрализация продуктов сгорания осуществляется в двух камерах дожигания при температуре 1000 °С, в результате происходит окисление СО до СО2 и сгорание углеводородов . Средний расход газа составляет 120 м3/ч . В печи установлено девять газовых горелок в основной камере и четыре - в камерах дожигания
Механизм выгрузки поочередно выдает брикеты в захваты манипулятора, который направляет брикет в матрицу пресса чеканочного мод . КР8340 усилием 10000 кН/см2 для горячего уплотнения . Далее брикет по наклонному склизу попадает на конвейер, который сбрасывает его в тару и электроталью транспортируется для разгрузки на железнодорожную платформу. Производительность участка - 3000 кг/ч . Все оборудование участка работает в автоматическом режиме
На участке горячего брикетирования проводится улучшение технологических свойств брикетов из чугунной стружки для дальнейшего их использования в литейных цехах, что позволит значительно увеличить процент содержания «горячих» брикетов в металлозавалке вместо чугунного и стального лома
Необходимо отметить, что, кроме пресса чеканочного производства Пинского завода «КУЗЛИТМАШ» и некоторых видов комплектующих, все остальное оборудование изготовлено на РУП «МТЗ» .
На рис 5 приведены сравнительные шихтовки с использованием брикетов до и после внедрения технологии горячего брикетирования
Благодаря внедрению линии горячего брикетирования увеличится использование брикетов от 8400 до 17 520 т/год = 9120 т/г; сократится потребность в покупном ломе: чугунном - с 33275 до 27855 т/год = 5420 т/г, стальном - с 6900 до 4680 т/год = 2220 т/г; капитальные затраты составили 1 524 362 тыс руб ; срок окупаемости линии - 2,5 года
Производственные мощности участка горячего брикетирования позволяют переработать 17 520 т чугунной стружки в год . Данные мощности рассчитаны на переработку чугунной стружки, образующейся на РУП «МТЗ», заводах-филиалах и РУП «Минский моторный завод»
Показатели экономической эффективности линии горячего брикетирования показаны на рис 6 и приведены в табл 1, а расчеты экономии стоимости шихты - в табл 2-4
Рис . 5
/тгтг^ гг ггшмтггук / 07
-1 (50), 2009 / UI
- при использовании холодных брикетов
- при использовании горячих брикетов
Рис . 6
Т а б л и ц а 1. Показатели экономической эффективности внедрения линии горячего брикетирования при производстве 1 т годного чугунного литья
Показатель Холодное брикетирование Горячее брикетирование Результат (+ - увеличение — уменьшение)
Производительность линии горячего брикетирования, (т/ч)/т/год - 3,0 -
17 520
Действительный годовой фонд времени работы оборудования (3-сменный режим, 5 дней в неделю), ч - 5840 -
Стоимость брикетов холодного брикетирования, руб . за 1 т 138 800 - -
Стоимость брикетов горячего брикетирования, руб . за 1 т - 260 000 + 121 200
Содержание в шихте чугунных брикетов по ЛЦ-1, 2, % 11,5 21 + 9,5
Содержание в шихте чугунных брикетов по ЛЦ-1, % 3,5 6 + 2,5
Содержание в шихте чугунных брикетов по ЛЦ-2, % 8 15 + 7
Содержание в шихте покупного чугунного лома по ЛЦ-1, 2, % 36,6 30,1 - 6,5
Содержание в шихте покупного чугунного лома по ЛЦ-1, % 22,7 20,2 - 2,5
Содержание в шихте покупного чугунного лома по ЛЦ-2, % 13,9 9,9 - 4
Суммарный годовой расход лома чугунного покупного по ЛЦ-1, 2, т 33 275 27 855 - 5 420*
Стоимость лома чугунного покупного на январь 2009 г. , тыс . руб . 670,03 670,03 -
Содержание в шихте покупного стального лома по ЛЦ-1, 2, % 8,2 5,2 - 3
Содержание в шихте покупного стального лома по ЛЦ-1, % 3,1 3,1 0
Содержание в шихте покупного стального лома по ЛЦ-2, % 5,1 2,1 - 3
Суммарный годовой расход лома стального покупного по ЛЦ-1, 2, т 6 900 4 680 - 2 220**
Стоимость лома стального покупного на январь 2009 г. , тыс . руб . 223,5 223,5 -
Годовая экономия шихтовых материалов, тыс . руб . - 619 240 619 240
Срок окупаемости, лет - 2,5 -
* Что составляет 90 вагонов .
** Что составляет 37 вагонов .
ОО //7ГГТТг^ г: ГиШТГГ ггГПТГГ
ии/ 1 (50), 2009-
Т а б л и ц а 2 . Расчет экономии стоимости шихты при горячем брикетировании в ЛЦ-1
Наименование материала Цена за 1 кг, руб . на 18. 11. 08 г Действующая Новая Отклонение по стоимости, тыс .руб .
% кг/т. г. стоимость, тыс .руб . % кг/т. г. стоимость, тыс руб
Чугун тит. мед . 1620,03 3 43,48 70,44 3 43,48 70,44 0
Чугун передельный 1358,78 3 43,48 59,08 3 43,479 59,08 0
Чугун литейный Л3 0 0 0 0,00 0
Чугун литейный Л4 1317,17 31,15 451,46 594,65 31,15 451,46 594,65 0
Чугун литейный Л5 0 0 0 0 0
Лом стальной покупной 1А 637,93 3,1 44,93 28,66 3,1 44,93 28,66 0
Лом стальной собственный 2Б1 249,9 3,77 54,64 13,65 3,77 54,64 13,65 0
Лом чугунный покупной 17А 1275,07 22,7 328,99 419,49 19,2 278,27 354,81 -64,68
Брикеты чугунные холодного брикетирования 168,4 3,5 50,73 8,54 0 0 -8,54
Брикеты чугунные горячего брикетирования 179,7 7 101,45 18,23 18,23
Лом чугунный собственный 283,53 1,5 21,74 6,16 1,5 21,74 6,16 0
Возврат 25,3 366,67 0 25,3 366,67 0,00 0
Ферромарганец 5548,16 0,6 8,70 48,25 0,6 8,70 48,25 0
ФС45 3118,99 2,2 31,88 99,45 2,2 31,88 99,45 0
Ферро силикохром 7591,65 0,18 2,61 19,80 0,18 2,61 19,80 0
Металлозавалка 100,00 1449,3 1368,17 100,0 1449,3 1313,18 -54,99
Ориентировочный выпуск литья на 2009 г. - 70 000 т. Экономия стоимости на выпуск - 54,99 ■ 70 000 = 3849300 тыс . руб . Годовая потребность в брикетах - 101,45 ■ 70 000 = 7102,0 т.
Т а б л и ц а 3 . Расчет экономии стоимости шихты ваграночного чугуна СЧ20 при использовании горячих брикетов в ЛЦ-2
Наименование материала Цена за 1кг, руб. на 18. 11. 08 г Действующая Новая Отклонение по стоимости, тыс .руб .
% кг/т. г. стоимость, тыс руб % кг/т. г стоимость, тыс руб
Чугун тит. мед . 1620,03 1,6 22,22 36,00 1,6 22,22 36,00 0
Чугун передельный 1358,78 9 125,00 169,85 8 111,112 150,98 -18,87
Чугун литейный Л3 0 0,00 0 0 0
Чугун литейный Л4 1317,17 29 402,78 530,53 29 402,78 530,53 0
Чугун литейный Л5 0 0 0 0 0
Лом стальной покупной 1А 637,93 5 69,45 44,30 3,1 43,06 27,47 -16,83
Лом стальной собственный 2Б1 249,9 7,7 106,95 26,73 5,7 79,17 19,78 -6,94
Лом чугунный покупной 17А 1275,07 13,92 193,33 246,52 10,92 151,67 193,39 -53,13
Брикеты чугунные холодного брикетирования 168,4 8 111,11 18,71 0 0 -18,71
Брикеты чугунные горячего брикетирования 179,7 16 222,22 39,93 39,93
Лом чугунный собственный 283,53 1,3 18,06 5,12 1,3 18,06 5,12 0
Возврат 22 305,56 0 22 305,56 0,00 0
Ферромарганец 5548,16 0,5 6,94 38,53 0,5 6,94 38,53 0
ФС45 3118,99 1,7 23,61 73,64 1,6 22,22 69,31 -4,33
Ферросиликохром 7591,65 0,28 3,89 29,52 0,28 3,89 29,52 0
Металлозавалка 100,00 1388,9 1219,45 100,0 1388,9 1140,56 -78,89
Ориентировочный выпуск ваграночного чугуна на 2009 г - 53 000 т Экономия стоимости на выпуск - 78,89 ■ 53 000 = 4181170 тыс . руб . Годовая потребность в брикетах - 222,22 ■ 53 000 = 11778 т.
Г Гм^ГГ:ГАггТГГгГ; / 00
-1(50), 2009/
Т а б л и ц а 4 . Расчет экономии стоимости шихты чугуна СЧ20 при использовании горячих брикетов в СЛЦ
Наименование материала Цена за 1кг, руб . на 18 . 11. 08 г. Действующая Новая Отклонение по стоимости, тыс .руб .
% кг/т. г стоимость, тыс . руб . % кг/т. г. стоимость, тыс руб
Лом стальной покупной 1А 637,93 23,85 326,72 208,43 23 315,08 201,00 -7,43
Лом стальной собственный 2А 249,9 34 465,77 116,39 34 465,77 116,39 0
Брикеты чугунные холодного брикетирования 168,4 15 205,49 34,60 0,00 0,00 -34,60
Брикеты чугунные горячего брикетирования 179,7 15,9 217,81 39,14 39,14
Возврат 21 287,68 0 21 287,68 0,00 0
Ферромарганец 5548,16 0,5 6,85 38,00 0,5 6,85 38,00 0
ФС45 3118,99 2,6 35,62 111,09 2,6 35,62 111,09 0
Графит измельченный 1654 3,05 41,78 69,11 3 41,10 67,97 -1,13
Металлозавалка 100,00 1369,9 577,62 100,0 1369,9 573,60 -4,02
Ориентировочный выпуск чугуна на 2009 г. - 1800 т. Экономия стоимости на выпуск - 4,02 ■ 1800 = 7236 тыс . руб . Годовая потребность в брикетах - 217,81 ■ 1800 = 392 т.
