CC BY
27
И/АГТГ^Г: гстштггта
/ 3 (47). 2008-
шшшшй
191
И. И. ДЕМИДОВИЧ, первый зам. министра Министера темности Республики Беларусь
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПОТЕНЦИАЛА РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО И ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВ
Наряду с «большой» металлургией литейная наука и производство также обладают внушительным потенциалом. Здесь трудится 20 докторов, более 100 кандидатов технических наук и более 1000 человек ИТР. Ежегодно вузы готовят около 100 человек молодых специалистов. Только в последние годы разработаны теория процессов восстановления оксидов цветных металлов из шлако-
вой фазы, на основе которой создана гамма ресурсосберегающих технологий выплавки легированных никелем и молибденом стали и чугуна с использованием отходов производства; технологии полунепрерывного и непрерывного литья заготовок износостойкого инструмента и тонкостенных бронзовых втулок; технологии и оборудование для изготовления стержней из холоднотвердею-
Рис. 1. География литейного производства Республики Беларусь
ЛГГТТгГгГГ^ЛЛТГПТГ /91
-3(47), 2008 I Яш¡I
Таблица 1. Производство литья в Республике Беларусь за 2007 г.
Регион Выпуск литья (всего), тыс. т % к общему выпуску
Минск и Минская область 283,7 69,1
Могилев и Могилевская область 45,9 11,2
Гомель и Гомельская область 41,5 10,1
Брест и Брестская область 20,0 4,9
Гродно и Гродненская область 13,9 3,4
Витебск и Витебская область 5,6 1,3
Всего 410,6 100
щих смесей с продувкой газообразным катализатором; формовочное оборудование на основе импульсного метода уплотнения форм воздухом сетевого давления; комплекс плавильного, заливочного, формообразующего и зачистного оборудования для цветнолитейного производства; технологии и оборудования для получения разнообразных чугунных отливок литьем в облицованные кокили, оболочковые формы и центробежным методом.
В настоящее время литейное производство Республики Беларусь имеется на 94 предприятиях, расположенных в 30 городах и населенных пунктах по всей территории республики (рис. 1). Оно представлено 130 литейными цехами и структурно-самостоятельными участками, где трудятся более 15 тыс. человек.
По данным анкетирования, проведенного в 2007 г. головной организацией Министерства промышленности по технологиям и оборудованию литейных производств НП РУП «Институт БелНИИлит», производство всех видов литья составило 410,6 тыс. т (табл. 1).
Однако производство размещено по регионам неравномерно. Около 70% всего выпуска литья и более половины производственных мощностей приходится на г. Минск и Минскую область. 93% объема литья производится на предприятиях, подведомственных Министерству промышленности. Бесспорным лидером литейного производства в республике является тракторный завод, выпускающий в год около 140 тыс. т отливок всех видов.
В структуре отечественного литья преобладает чугун (73%) (табл. 2). Доля стального литья составляет 21%, литья из цветных сплавов - 6%. При суммарной производственной мощности литейных цехов и участков 635,3 тыс. т (табл. 3) средняя их загрузка составляет 64%, что приближается к европейскому уровню. Однако и здесь наблюдается большая неравномерность значений. Так, на РУП «МТЗ» загрузка мощностей по производству чугуна равна 90%, тогда как на РУП «МЗАЛ» - 8%.
За год литейное производство потребляет порядка 300 тыс. т условного топлива, что
Таблица 2. Производство литья в Республике Беларусь в 2007 г. по видам сплавов
Регион Выпуск литья, тыс. т
серый чугун ковкий чугун высокопрочный чугун фасонное стальное литье стальное литье по выплавляемым моделям, дробь цветное литье
на основе алюминия на основе меди на основе цинка
Минск и Минская область 173,3 5,2 16,7 72,3 3,6 6,1 6,4 0,062
Могилев и Могилевская область 32,6 0,8 8,0 - 4,3 0,27 -
Гомель и Гомельская область 36,3 - 4,3 0,4 - 0,5 - -
Брест и Брестская область 10,7 - 3,5 1,4 - 4,4 - 0,014
Гродно и Гродненская область 11,9 0,5 1,1 - 0,35 - 0,014
Витебск и Витебская область 5,4 - - - - 0,2 0,04 0,03
Всего 270,2 5,2 25,8 83,2 3,8 15,7 6,7 0,09
И/ШШ1 М1Ш7ГГВ&
/ 3 (47), 2008-
Таблица 3. Загрузка мощностей литейного производства Республики Беларусь (по состоянию на 01.01.2008 г.)
Регион Производственная мощность, тыс. т/год Выпуск литья, тыс. т/год Среднее значение коэффициента загрузки
Минск и Минская область 371,8 283,7 0,76
Могилев и Могилевская область 87,8 45,9 0,52
Гомель и Гомельская область 82,9 41,5 0,50
Брест и Брестская область 60,4 20,0 0,33
Гродно и Гродненская область 21,0 13,9 0,66
Витебск и Витебская область 11,4 5,6 0,49
Всего 635,3 410,6 0,64
эквивалентно 850 млн. кВт-ч электроэнергии. Поэтому задача энергосбережения была и остается важнейшей для литейной науки и производства. На ее решение нацелены разработанные в последние годы подпрограмма «Технологии литья» Государственной научно-технической программы «Технологии и оборудование машиностроения», отраслевая программа модернизации литейного производства базовых предприятий Минпрома в 2006-2010 гг., Программа технического переоснащения и модернизации литейных, термических, гальванических и других энергоемких производств на 2007-2010 гг. Как показывают прогнозные расчеты и ход реализации программ, к 2011 г. будет
Мод. 4749
сэкономлено не менее 30 тыс. т кокса, 10 млн. м3 природного газа, 90 млн. кВт-ч электроэнергии.
Основными направлениями энергосбережения в технологии литейного производства являются:
• переход с «горячих» на «холодные» технологии изготовления стержней (рис. 2, табл. 4);
• увеличение доли производства высокопрочного чугуна взамен ковкого чугуна и стальногс литья;
• замена катковых смесителей для приготовления формовочных смесей смесителями турбинного типа (рис. 3, табл. 5);
• в производстве отливок мелкого развеса внедрение технологии вертикально-стопочной формовки (рис. 4, табл. 6);
Кянгн 1
! Ь* 1
Мод. 4753 Мод-4760 Мод. 4751
Рис. 2. Пескодувные стержневые машины НП РУП «Институт БелНИИлит» для изготовления песчаных стержней
по технологии СоЫ-Ьох-ашт
___шм г: амшуитм
-3 (47), 2008
Таблица 4. Основные технические характеристики базовых моделей стержневых машин
для СоЮ-Ьох-аппп-процесса
Модель машины 4749Б1К2 4751Б1К2 4752Б2К1 4747У2Б2К1 4760УБ2К1
Способ заполнения стержневого ящика смесью Пескодувный с отверждением в ящике продувной газообразным катализатором
Максимальная масса стержня, кг 10 15 25 90 150
Цикловая производительность (в зависимости от конфигурации стержня), съемов/ч 60-80 60-80 40-50 30-35 20-30
Разъем стержневого ящика вертикальный вертикальный горизонтальный горизонтальный горизонтальный
Размеры стержневого ящика (стандартные, могут быть увеличены), мм 400x320x200 400x320x200 580x580x210 1120x850x365 1600x1180x570
Тип привода пневматический
Расход воздуха, м3/ч* 15 15 22 35 45
Установленная мощность, кВт** 5 5 11 19 19
Масса машины, кг 3200 4000 9000 17500 22000
Габариты машины, мм 1850x1590x2660 2000x1700x2700 5800x4500x3200 6810x5630x3750 8180x7500x5230
* Учитывая расход воздуха на продувку стержня. ** В том числе мощность газогенератора.
Автоматизированный смесеприготовительный комплекс мод. 4846
Рис. 3. Оборудование для приготовления формовочной песчано-глинистой смеси
23
/ 3 (47), 2008-
Таблица 5. Технические характеристики вихревых смесителей производства НП РУП «Институт БелНИИ лит»
Наименование Значение
Модель смесителя 4842 4843
Внутренний диаметр чаши, мм 1500 2000
Производительность, м/ч 10 44
Объем замеса, м3 0,3-0,4 1
Установленная мощность, кВт 55 85
Мощность электродвигателя вихревой головки, кВт 18,5 30
Мощность электродвигателя траверсы, кВт 35 45
Расход технической воды, наибольший, м/ч 0,36 0,40
Давление сжатого воздуха, МПа 0,5-0,63 0,5-0,63
Число оборотов вихревой головки, об/мин 700 700
Число оборотов вертикального вала, об/мин 35 30
Габаритные размеры, мм 2450x1650x2200 2850x2961x2506
Масса смесителя, кг 3400 7500
• в производстве крупногабаритных отливок из алюминиевых сплавов применение метода самозаполнения форм (рис. 5) и др.
По этим направлениям уже достигнуты значительные успехи. Полностью переведено производство стержней в самом крупном в республике чугунолитейном цехе № 2 РУП «МТЗ» на технологию «СоЫ-Ьох-агшп-процесс», что позволило сэкомить более 6 млн. м3 природного газа и 3,6 млн. кВт-ч электроэнергии. При этом переоснащение проведено практически на оборудовании отечественного производства (разработчик и изготовитель НП РУП «Ин-
ститут БелНИИлит»), которое ничем не уступает, а по ряду показателей даже превосходит существующий в цехе германский аналог.
На РУП «МАЗ» практически завершен перевод отливок из ковкого чугуна и некоторых стальных отливок на высокопрочный чугун. Достигнув объемов производства 9,5 тыс. т в год, завод стал лидером в производстве высокопрочного чугуна, что позволило экономить 980 кВт-ч электроэнергии на каждой тонне литья. Показательно, что при производстве 1 т ковкого чугуна в вагранках и среднем расходе кокса 600 кг/т расход электроэнергии в эк-
Отпечатки формы поршневых колец
Отливки поршневых колец Машина вертикально-стопочной
формовки мод. 4812
Рис. 4. Технология и оборудование вертикально-стопочной формовки
агттгГ:Г: ктглтргкг} /94
-3(47), 2008 /
Таблица 6. Технические характеристики формовочной машины мод. 4812
Параметр Значение параметра
Размер опок, мм 395х345х(30-35)
Длительность цикла, с 6
Производительность, форм/ч 600
Тип привода Гидравлический, электрический, пневматический
Удельное давление прессования, МПа 0,73-0,9
Давление масла в гидросистеме, МПа 4-5
Давление сжатого воздуха в сети, МПа 0,63
Режим работы Автоматический, наладочный
Установленная мощность, кВт 14,5
Габаритные размеры машины, мм 2500x1340x2800
Масса машины, кг 3200
виваленте т у. т. составлял 3 117 кВт-ч, а в производстве ВЧ в печах средней частоты - 2 137 кВт-ч.
За последние 2-3 года доля литья, производимого с применением прогрессивных технологий, возросла от 15 до 23% и есть предпосылки через 3^4 года достичь по этому показателю уровень западно-европейских стран (50%).
По этому пути продолжают идти РУП «МТЗ», где принята программа переоснащения чугунолитейного цеха № 1, РУП «МАЗ» - программы полного перевода производства стержней на «холодные» технологии и замены катковых смесителей на вихревые. С переходом на «холодные» процессы отверждения стержней на 2-3 класса возрастают размерная точность и чистота поверхности от-
ливок, что позволило РУП «ММЗ» приступить к производству двигателей, соответствующих стандартам «Евро-3» и «Евро-4».
Важным шагом в направлении дальнейшего развития технологии литейного производства явилось решение о создании на базе НП РУП «Институт БелНИИлит» научно-технического центра коллективного пользования по цифровым технологиям, где на основе метода прототипирования модельной оснастки можно значительно ускорить процесс отработки технологии сложнопрофиль-ных отливок моторной группы и др.
Отраслевая наука и литейное производство Республики Беларусь имеют неплохие результаты в освоении технологии и оборудования для вер-
Центробежная машина мод. 4986
Кокильная машина мод. 4973
Кокильная машина мод.4992Т
Дробелитейные машины мод. 46145,46156, П1347А
Кокильная машина мод. 4982М
Кокильная машина мод. 4991Т
Рис. 5. Оборудование для специальных методов литья из черных и цветных сплавов
26/
штт^ г: ктпглггкя
3 (47), 2008-
Стержень № 1. Основание Стержень № 2-8.Торцовой отливки блоков
цшшндров ЯМЗ 236/238
Рис. 6. ОАО «Автодизель» («ЯМЗ») 2006 г. Стержни отливки блоков цилиндров ЯМЗ 236/238, изготовленные
по СоМ-Ьох-ашт-процессу
тикально-стопочной формовки поршневых колец. Эта разработка получила широкое распространение (Россия, Болгария, Венгрия, Казахстан, КНР). Объем экспорта машин в КПР составил 2,5 млн. долл. США и продолжает возрастать. На Сморгон-ском литейно-механическом заводе на базе созданного оборудования освоено производство поршневых колец совместно с российским предприятием «Костромской завод «Мотор-деталь». Положительно зарекомендовали себя разработки НП РУН «Институт БелНИИлит» в области технологии производства гильз цилиндров бензиновых и дизельных двигателей методами литья в облицованный кокиль и центробежным. Разработка экспортируется в Россию и Казахстан. Представляет интерес развить производство поршневых колец и гильз цилиндров совместно с РУП «ММЗ» в целях импортозамещения по закупкам этих комплектующих.
Наряду с положительными сдвигами литейное производство испытывает серьезные трудности. Поставленные Президентом Республики Беларусь
А.Г. Лукашенко задачи по освоению производства дизельных двигателей мощностью 300 л.с. и более, а также грузовых железнодорожных вагонов выявили серьезный дефицит мощностей по производству моторного литья из чугуна (блоки и головки блока цилиндров, картеры) (рис. 6), а также крупногабаритных стальных отливок для железнодорожных вагонов («балка», «рама») (рис. 7). Решение этих задач связано с необходимостью серьезных инвестиций в создание и освоение новых производственных мощностей.
К освоению производства отливок моторной группы приступил РУП «ГЗЛиП». Производство крупногабаритных стальных отливок для железнодорожных вагонов осваивается на Могилев-ском автомобильном заводе РУН «БелАЗ». Научно-технологическое обеспечение новых производств следует возложить на НП РУП «Институт БелНИИлит», имеющий опыт разработки и внедрения аналогичных технологий в России (ОАО «ЯМЗ») и Украине (г. Мариуполь, ЗАО «Электросталь»).
Рис. 7. «АЗОВМАШ». Сборка форм для отливок «Рама боковая» и «Балка надрессорная»
