Промышленная необходимость создания гибких, многономенклатурных литейных производств

В новых экономических отношениях определяющее значение имеет решение зада­чи налаживания производства пользующейся спросом техники, которая отвечает принятым в мире требованиям качества, эргономичности, безопасности и экологическим нормативам.

Существенным для решения этой задачи является повышение качества продукции, ее сертификация и стандартизация. Требуется создать систему жесткого контроля за вы­полнением технологических и конструкторских регламентов выпускаемой продукции, как этого требует система стандартов ИСО 9000, и восстановить систему отработки и поста­новки на производство новых изделий.

Критерием, характеризующим состояние предприятия машиностроительной инду­стрии, должна стать степень ориентации предприятия на подчинение имеющихся производственных мощностей постановке на производство новых моделей и типов техни­ки и комплектующих изделий, т.е. продукции, в которой существует потребность госу­дарства и рынка. А не наоборот, когда предприятия отрасли, пользуясь фактически мо­нопольным положением на рынке, навязывали потребителям свою продукцию, далеко не всегда отвечающую их потребностям.

Особое значение приобретает гибкость технологических процессов в производстве отливок для деталей автомобилей, тракторов и др. транспортной техники, сокращение сроков подготовки их производства, производственная возможность выпускать отливки широкой номенклатуры малыми сериями для техники, заказываемой потребителями.

В условиях литейных цехов, созданных для массового и крупносерийного произ­водства отливок, с жестко налаживаемыми (автоматическими) производственными пото­ками осуществление гибкости производственного процесса, как правило, сопровождается дополнительными затратами и непроизводительными потерями.

В 1999 году Технический комитет по производственным процессам и оборудованию при Союзе немецких литейщиков опубликовал данные анализа, в которых отражается тех­ническое развитие литейного производства и уровня производства стержней и форм за последние пять лет. В выводах особенно четко отражаются тенденции развития по таким аспектам, как применяемые материалы и технологические процессы для производства стержней и форм. Материалы анализа предоставляют специалистам возможность оп­ределить позицию в принятии решения при выборе технологического процесса.

Из материалов анализа следует, что в зарубежной практике в последние годы наряду с литейными поточного производства отливок для серийного производства продукции получили распространение литейные цехи и участки, специализирующиеся на выпуске оригинальных отливок малыми сериями. Производственные процессы в этих це­хах и на участках основаны на современных технологических процессах, не требующих сложного и громоздкого оборудования, дорогостоящей оснастки и дефицитных ма­териалов. Средства защиты окружающей среды обеспечивают нормативы экологической безопасности производства.

За последнее 20 лет в Западной Европе, США и Японии разработано большое чис­ло процессов изготовления форм и стержней для небольших литейных цехов с большой номенклатурой и малой серийностью отливок

С началом внедрения синтетических смол в качестве связующих в формовочном и стержневом производстве литейной промышленности (конец 50-х годов) проблема за­щиты окружающей среды, в том смысле, как она ставится сегодня, практически отсутст­вовала. Но уже в начале 70-х годов химическая промышленность литейной отрасли все

больше внимания уделяла максимальному обеднению смол мономерами. Примером могут служить смолы холодного отверждение на базе фуриловых спиртов, называемые для краткости фурановыми смолами. В последнее время в смесях с фурановыми смолами зна­чительно снижено содержание свободного формальдегида, в смесях с фенольными смола­ми уменьшено содержание свободного фенола. Основную роль в этом сыграла возросшая активность в Европе защитников окружающей среды и общий уровень работ в области экологии.

Основными критериями внедрения того или иного технологического процесса производства форм и стержней сегодня являются экологическая безопасность, техноло­гичность, экономичность. При этом, при разработке и внедрении различных процессов в литейном производстве следует учитывать такие аспекты как:

- состав исходных материалов (содержание вредных веществ);

- выделения при производстве форм и стержней (нормы, установленные стан­дартами и другими нормативными документами);

- выделение вредных веществ на участках заливки, охлаждения, выбивки форм
(нормы по чистому воздуху);

- хранение отработанных смесей (нормы по отходам);

- регенерация горелых смесей.

В последние годы продолжается рост тенденции распространения процессов, разра­ботанных в последнее время. В европейских странах для многономенклатурных произ­водств отливок широко применяются процессы с использованием холоднотвердеющих смол (фуран-процесс, α-Set -процесс и др.), так называемые «МО-ВАКЕ» - процессы.

В области «NО-ВАКЕ» - процессов процесс формовки с применением фурановой смолы занимает лидирующее место. Неуклонно растет тенденция использования фенольных смол в формовочном материале. Значительное влияние на этот процесс оказывает рост цен на фурановую смолу, что и привлекло внимание литейных производств к использова­нию фенольных смол. Общее количество ежегодно используемых в Германии связующих средств относительно годового производства литья в песок постоянно растет.

Доли формовочной массы для формовки из самотвердеющих химически связанных материалов, применяемых в Германии, характеризуются следующими данными:

ПроцессМассовая доля, %

Г.

фурановая холодная смола > 81,5

фенольная холодная смола 16

резол - сложный эфир 2

другие < 0,5

Дополнительная эффективность применения процессов "NO-BAKE" обеспечи­вается регенерацией формовочных песков из отработанных смесей.

Среднее количество регенерируемых в литейном производстве Германии фор­мовочных песков в последнее время составляет 95%. Оставшиеся 5%, которые выво­зились на свалки, в настоящее время используются на предприятиях других отраслей промышленности, в дорожном строительстве и в горных разработках.

В последние 5 лет получают распространение установки термической регенера­ции.

3.2. Современные "NO-BAKE''-процессы