Анимация плоского движения одного из исполнений стана ХПЛ-650 Итоговые экономические показатели применения литейно-прокатных агрегатов со станами ХПЛ-650 приведены ниже.
   Наиболее серьёзной теоретической работой по расчету эффективности процесса производства полос со станом ХПЛ-650 следует считать исследование Рытикова А.М. 'Оценка эффективности различных технологий производства лент из медных сплавов'.
   В этой работе сравнивалась эффективность производства латунных полос толщиной 2,5 мм и шириной 600÷800 мм на установках со станом ХПЛ и по альтернативным технологиям. При анализе использовался метод динамического программирования и критерий эффективности в виде минимизации удельных капитальных затрат (см. замечания). При решении использован критерий оптимальности Р.Беллмана; исследовался годовой выпуск продукции от 5 тыс.тн/год до 100 тыс.тн/год.
На нижерасположенной схеме приведено 'дерево' технологий ('дерево возможных решений') при производстве латунных полос толщиной 2,5 мм.

Дерево технологий производства полос из латуни

Возможны следующие ступени технологического процесса :

  1. Плавка в индукционной печи с последующим получением методом литья в изложницы слитков сечением 180х600 мм или методом горизонтального непрерывного литья через графитовый кристаллизатор заготовки толщиной 16÷18 мм.
  2. Прокатка слитков на стане горячей прокатки Дуо-850 до толщины 5 или 12 мм (варианты).
  3. Прокатка литой заготовки толщиной 16÷18 мм на стане холодной периодической прокатки ХПЛ на конечный размер, а проката (толщиной 5÷12 мм) со стана Дуо на станах Тандем или Кварто до конечного размера (с промежуточными отжигами).

Общий результат расчётов представлен на нижеследующем рисунке (графики 1÷3 соответствуют трём нижеперечисленным обобщённым технологиям, ось абсцисс - годовой объём производства ленты в тыс.тн); в затратах на обработку учтены амортизационные отчисления на содержание и ремонт оборудования, заработная плата основных рабочих в случае в) больше, чем в случае б) :
  1. Установка Горизонтального Непрерывного Литья => стан ХПЛ (УГНЛ => ХПЛ).
  2. Плавильно-Литейный Агрегат => стан ХПЛ (ПЛА => Дуо => стан ХПЛ).
  3. Плавильно-Литейный Агрегат => стан Дуо => стан Кварто (ПЛА => Дуо => Кварто).

Зависимость удельных капитальных вложений (а) и суммарных затрат на обработку (б,в)    График а) показывает значительно меньшие капитальные затраты при реализации технологии непрерывного литья - периодической прокатки (по сравнению с альтернативными) во всем рассматриваемом диапазоне годовой производительности, причем сравнительная эффективность по критерию капитальных затрат значительно выше в случае мньшей годовой производительности (особенно в случае годового плана не более 50 тыс.тн).
   Графики б) и в) иллюстрируют эффективность технологии непрерывного литья - периодической прокатки по критерию суммарных затрат на обработку единицы веса готового проката, особо эффективна данная технология при годовых объемах выпуска продукции до 50 тыс.тн.

   В целом на основании иллюстрированных вышерасположенным рисунком расчетов следует сделать вывод о экономической целесообразности применения схемы ЛПА (технология непрерывного литья - периодической прокатки) при объемах производства не более 100 тыс.тн/год (и особенно при годовом объеме производства менее 30÷50 тыс.тн).
Интегральным показателем оценки эффективности капиталовложений являются приведённые затраты (а не удельные капитальные затраты, как рассматривается выше). Однако расчёт удельных приведённых затрат требует большого количества данных - расчёта затрат на сырье, на обработку по различным статьям (на заработную плату, затраты на энергоресурсы, ремонт и содержание оборудования и др.). Поэтому в вышеуказанной работе произведена дополнительная сопоставительная оценка технологических вариантов лишь по части затрат на обработку.
   По сумме удельные затраты по рассмотренным статьям на обработку 1 тн готового проката при годовой производственной программе менее 40÷45 тыс.тн оптимальной технологией является непрерывное горизонтальное литья полосовой заготовки с последующей холодной периодической прокаткой на стане ХПЛ.
В ходе проведения исследовательских работ по совершенствованию технологии и оборудования для периодической прокатки непрерывнолитых полосовых заготовок из цветных сплавов были проведены дополнительные оценки сравнительной эффективности указанных процессов, учитывающие возможность выбора совмещенного или раздельного режима работы УГНЛ и стана ХПЛ (при работе по схеме 'одна УГНЛ - один ХПЛ' стан ХПЛ недогружен) и схемы 'УГНЛ => Кварто' (среди труднодеформируемых медных сплавов имеются такие, прокатка которых 'вгорячую' невозможна вследствие наличия явно выраженного температурного диапазона потери пластических свойств металла).
   Сравнительному анализу подвергались следующие технологические схемы производства лент (для производства плоского проката из не подвергающихся прокатке в горячем состоянии сплавов при годовом объеме производства до 40 тыс.тн):
  1. Индукционная печь ИЛК 0,6 => миксер ЛН2Т-120 => УГНЛ-650 => фрезеровка 0,5 мм на сторону => прокатка в совмещенном режиме на стане ХПЛ-650 'вхолодную' за один пропуск до толщины 2,5 мм => отжиг в печи СНГ 14.30/765-И1 => травление и обезжиривание ленты, обрезка кромок на дисковых ножницах.
  2. Плавка и отливка заготовки размером 16600 мм по варианту 1 => фрезеровка и смотка непрерывнолитой заготовки в рулоны массой 5 т => порулонная прокатка на с стане ХПЛ-650 как в варианте 1.
  3. Получение непрерывнолитой фрезерованной заготовки согласно варианту 2 => прокатка рулонов на стане Кварто-400 в холодном состоянии за 9 проходов до толщины 2,5 мм.
То же для производства плоского проката из рядовых медных сплавов в объеме до 120 тыс.тн/год :
  1. Плавка металла в индукционной печи ИЛК 2,5 => миксер ЛН2Т-120 => непрерывное литье на УГНЛ-650 заготовки сечением 40×590 мм => двухсторонняя фрезеровка со съемом по 0,5 мм => прокатка на стане ХПЛ-650 до толщины 4 мм.
  2. Плавка металла в индукционной печи ИЛК 2,5 => миксер ИЛКМ 655 => полунепрерывное литье на установке УНРМ 12 слитка с размерами 200×630×4800 мм с последующей отрезкой литейной и донных частей (длина годного слитка 4500 мм) => нагрев слитков в печи с шагающим подом => горячая прокатка на стане Дуо-850 за 7 проходов на конечную толщину 12 мм => фрезеровка по 0,5 мм на сторону => холодная прокатка на стане Кварто-400 за 3 прохода до толщины 4 мм => смотка полосы в рулон массой 5 тн => отжиг, травление, обрезка кромок.
Стан ХПЛ-650 обладает значительно большей производительностью, чем установка УГНЛ-650; при работе в совмещенном режиме в составе агрегата ЛПА-650 он недогружен. Вариант 2 предполагает смотку в рулоны полученной на установке УГНЛ-650 заготовки и в дальнейшем прокатку ее на стане ХПЛ-650, причём на один стан установлено 2 УГНЛ.
   В целом проведенный технико-экономический анализ альтернативных технологических схем производства плоского проката показал высокую конкурентоспособность технологий, использующих стан холодной периодической прокатки ХПЛ-650. В вышеприведённых расчётах не учитывается благоприятный экономический эффект внедрения ЛПА со станом периодической прокатки ХПЛ от улучшения экологической обстановки вследствие устранения (или существенного снижения) промежуточных отжигов (и неизбежных операций кислотного травления после отжига).
   Расчеты показывают, что применение технологических схем с использование станов ХПЛ-650 экономически выгодно для различных сплавов и ограничено лишь технологическими причинами (например, допустимой степенью деформации данного прокатываемого металла, возможностью свёртки полосы в рулон и т.п.).
Таким образом, область применения рассматриваемой технологии - получение тонких листов из труднодеформируемых цветных металлов и сплавов с высокими механическими свойствами при ограниченном (не более 30÷50 тыс.тн/год) объёме производства и часто сменяемом (по толщине, ширине листа и прокатываемому сплаву) сортаменте продукции.
В 2002 г. потребление меди в мире составило около 15 млн.тн (оценки на 2004 г. дают 17 млн.тн при годовом роста 1,9% в Европе, 2,3% в Сев.Америке и 5% в Азии). Потребление меди составляет от 8 кг/год на душу населения в Европе и 7 кг/год в Сев.Америке до 0,9 кг/год в странах СНГ и 0,2 кг/год в Африке. При этом ситуация такова, что спрос на медь в ближайшие годы будет расти быстрее объёмов ее производства (дефицит увеличится от 100 тыс.тн в 2001 г. до 200 тыс.тн к 2004 г.). Специалисты полагают, что цены на медь будут расти, достигая 2400 US$ за тонну к 2004 г. (цены на начало 1999 г. - 1573 US$, конец 2000 г. - 1900 US$).
Куликов А. 'В сиянии медных труб'.
Журнал 'Металлоснабжение и сбыт',
2001, № 1, с. 58-59.

   В целом внедрение литейно-прокатных агрегатов со станами ХПЛ-650 позволяет коренным образом усовершенствовать производство полос и лент из сплавов на основе меди; при этом по сравнению с традиционными способами производства:

  1. Капиталовложения сокращаются почти в 10 раз.
  2. Производительность труда возрастает в 2,5÷3 раза.
  3. Экономия энергоресурсов достигает 30÷40%.
  4. Выход годного повышается на 20%.
  5. Длительность производственного цикла сокращается в 4÷5 раз.
  6. Повышается экологичность производства (снижаются вредные выбросы операций травления).

    Внедрение новой технологии производства ленты из сплава БрОФ 6,5-0,15 на Кольчугинском заводе ОЦМ позволило :

  1. Снизить общее число технологических операций с 33 до 23.
  2. Увеличить вызод годного с 54% до 66%.
  3. Снизить себестоимость тонны продукции на 7%.

Возврат к главной странице сайта Возврат к главной странице