журналы подразделения новости подписка контакты home

архив
2001 год
2002 год
2003 год
2004 год
2005 год
2006 год
2007 год
2008 год
рубрики
ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ

ПРЕДПРИЯТИЯ

СТРАТЕГИИ

ПРОИЗВОДСТВО

ОБОРУДОВАНИЕ И УСЛУГИ

МЕТAЛЛЫ МИРA

ЦЕНОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ

гостям
Агентство "Стандарт" предлагает вам подписаться на экномические журналы – лидеры в своей области.
























"Металл бюллетень. Украина" – №6, 2008

ОБОРУДОВАНИЕ И УСЛУГИ

Весомый вклад малой металлургии

Украинские индукционные печи для отечественного литья

Вообще-то малой металлургии не бывает. И называть литейное производство «малой металлургией» было бы не совсем корректно. Но здесь речь пойдет о малых формах тех же литейных производств, которые представляют обновленную страницу в современной отечественной металлургии – новое поколение индукционных плавильных печей. По утверждению специалистов, анализ рынка производства и потребления металла в Украине показывает расширение доли потребления высококачественных отливок из черных и цветных металлов и сплавов. Их получение возможно при использовании в качестве плавильных агрегатов индукционных плавильных печей. Данная тенденция целиком проявится в обозримом будущем, так как отвечает законам развития научно-технического прогресса. В настоящее время отечественные производители металлов испытывают недостаток в высококачественном и доступном по ценам оборудовании для индукционного нагрева. Так называемый «вторичный рынок» данного оборудования не отвечает потребности современных предприятий. Да и оборудование, доставшееся от советских времен, мало того, что не обеспечивает необходимых технических параметров, но и попросту морально и физически устарело.

nСекреты

индукционного

нагрева

Процесс нагрева металла как один из важнейших звеньев технологической цепи в металлургии влияет на производительность, энерго- и материалоемкость производства, себестоимость и качество продукции. Выбор же метода нагрева существенным образом отражается на технико-экономических показателях продукции. Здесь необходимо учитывать технологичность и мобильность производства, его объемы, стоимость сырья и энергоносителей, качественные показатели продукции и прочие факторы.

Индукционный нагрев наряду с так называемыми традиционными методами достаточно эффективен и экономичен. Основное и главное его преимущество заключается в следующем. В любой неиндукционной нагревательной установке металл в границах ее действия нагревается за счет теплопередачи. Таким образом, по сути, обеспечивается «косвенный» нагрев. В индукционных нагревательных установках магнитный поток, созданный током генератора, пронизывает металл, находящийся в индукторе. Под действием этого потока в металле (шихте, заготовке) протекают индуцированные токи, непосредственно воздействующие на структуру металла, как следствие, нагревая его. Интенсивность нагрева пропорциональна мощности источника тока, рабочей частоте (частоте изменения магнитного поля) и зависит от физических свойств металла.

Для достижения максимальной эффективности использования устройств индукционного нагрева очень важен выбор источника питания (генератора). Здесь возможны варианты. Как правило, плавильные индукционные печи больших объемов питаются источниками промышленной частоты, печи же относительно малых (до 2500 кг) масштабов – источниками повышенной частоты. Наиболее экономичными источниками питания печей повышенной частоты до настоящего времени являются тиристорные преобразователи частоты (ТПЧ). По сравнению с электромашинными или ламповыми генераторами ТПЧ имеют неоспоримые преимущества: отсутствуют потери холостого хода, присущие электромашинным генераторам; нет износа вращающихся частей; исключается износ мощных коммутационных устройств (контакторов); отсутствуют потери, связанные с разогревом ламп; у них более высокие эксплуатационные характеристики, эргономические и санитарно-гигиенические показатели. Современная элементная база позволяет изготовлять ТПЧ довольно широкого спектра мощностей и частот. Поэтому не удивительно, что тиристорные преобразователи частоты нашли широкое применение при комплектации не только индукционных плавильных электропечей, но и индукционных нагревательных и закалочных установок.

nЭффект

целесообразности

Достаточно эффективным оказывается применение индукционных нагревательных установок в процессе механической обработки металлов. В частности, при нагреве заготовок под пластическую деформацию, горячую посадку и т.п. вместо использования газовых, муфельных и мазутных печей в большинстве случаев вполне целесообразны и оправданы индукционные нагревательные установки. Такая замена помогает существенно сократить затраты энергоносителей, производственного времени и, в конечном итоге, снизить себестоимость продукции. Кроме того, индукционный нагрев не дает обезуглероженного слоя и окалины, что отражается на качестве. Оперативно изменяя мощность преобразователя частоты, изготовляя индукторы специальной конструкции, можно регулировать температуру нагрева заготовок. Выбор рабочей частоты генератора гарантирует управление глубиной прогрева, что важно для индукционных закалочных установок.

Для нагрева заготовок малой геометрии, выплавки металлов в незначительных объемах успешно применяются индукционные нагревательные установки высокой частоты. Источниками питания в них служат высокочастотные транзисторные генераторы. В качестве силовых элементов здесь применяются IGBT транзисторы.

Сегодня основным производителем оборудования индукционного нагрева в Украине является мелитопольское ООО «Термолит», где благодаря прогрессивному использованию производственных мощностей налажен выпуск полного комплекса оборудования, включая:

индукционные тигельные плавильные электропечи различных объемов (от 30 до 2500 кг);

тиристорные и транзисторные преобразователи частоты всевозможных мощностей и частот;

конденсаторные батареи;

шкафы теплообменников, а также управления и сигнализации;

маслонапорные установки;

индукционные нагревательные и закалочные посты и прочие комплектующие изделия.

Директор ООО «Термолит» Иса Хизриевич Исаев подчеркивает, что основной целью работы предприятия является изготовление качественной продукции. Это означает, что каждый сотрудник, участвуя в производственном процессе, осознает ответственность за выполнение своей операции. Таким образом, начиная с самоконтроля, поэтапного контроля и контроля качества готового изделия, продукция приобретает соответствие международному стандарту качества по системе ISO 9001-2000 и «УКРСЕПРО».

Без отличного качества выходить на любой рынок сегодня смерти подобно. Поэтому вполне объяснима первоочередная забота о соблюдении всех необходимых требований для подтверждения качества готовой продукции. По словам руководителя, инженеры и конструкторы предприятия провели детальный расчет не только исполнительного устройства (индуктора), но и отдельных составляющих комплекса индукционного нагрева. Целью проведенного анализа было определение узлов, составных частей, элементов комплекса индукционного нагрева, провоцирующих потери и определяющие общий к.п.д. установки. В результате проектной работы и последующих экспериментов удалось создать и изготовить новую индукционную тигельную электропечь ИТПЭ. В сравнении с ранее разработанными аналогами печей типа ИСТ новые агрегаты типа ИТПЭ обеспечивают более высокий к.п.д., кроме того, при необходимости, они легко согласуются при комплектации электромашинным генератором.

nУ каждой печи

свои принципы

Индукционная печь работает по принципу трансформатора, у которого первичной обмоткой служит водоохлаждаемый индуктор, а вторичной (и одновременно нагрузкой) – находящийся в тигле металл. Нагрев и расплавление металла – за счет протекающих в нем токов средней частоты. Они возникают под действием электромагнитного поля, создаваемого индуктором.

Печь состоит из собственно индукционной электропечи и комплекта оборудования. Собственно плавильный агрегат конструктивно выполнен в виде опорной рамы, состоящей из двух стоек сварной конструкции, индуктора и двух гидравлических плунжеров. Каркас плавильного агрегата изготовлен из нержавеющей стали.

Индуктор представляет собой многовитковую водоохлаждаемую катушку, выполненную из медной прямоугольной трубки. Подвод к индуктору электроэнергии и воды осуществляется с помощью гибких водоохлаждаемых кабелей, соединенных с ним последовательно.

Гидравлические плунжеры обеспечивают наклон печи с углом до 950 для слива металла (управляется с пульта, находящегося на рабочей площадке).

Печь питается от сети через тиристорный преобразователь частоты ТПЧ-350-1, который преобразует трехфазный ток в 50 Гц в однофазный ток повышенной частоты. Мощность электропечи регулируется изменением напряжения на выходе преобразователя и автоматическим регулированием частоты в процессе плавки. На боковой панели преобразователя размещаются органы управления, защиты, сигнализации и контроля преобразователя. В щите управления и сигнализации расположены аппаратура контроля и сигнализации системы охлаждения электропечи, выносной пульт управления тиристорным преобразователем, кнопки запуска насосной установки системы водоохлаждения.

Сейчас для производства продукции на предприятии используются исключительно сертифицированные материалы и комплектующие не только отечественных, но и зарубежных производителей. Так, например, для изготовления тиристорных преобразователей частоты подходят силовые элементы производства ЗАО «Протон-Электротекс» (Орел, РФ) и фирмы Westcode (Великобритания). Батареи конденсаторов комплектуются чешскими и немецкими конденсаторами, шкафы теплообменников – продукцией итальянских и российских производителей. Для плавильных агрегатов индукционных тигельных плавильных электропечей используются экологически чистые и безвредные для здоровья человека огнеупорные материалы американской компании Allied Mineral Products.

Немаловажны в процессах разработки и производства продукции также простота и удобство обслуживания, эксплуатации. Одним из принципов у конструкторов стали слова знаменитого оружейника Калашникова: «Делать сложно – очень просто, а делать просто – очень сложно». Смысл их в том, чтобы конструкторы, инженеры, проектировщики постоянно пребывали в творческом поиске новых решений, используя, при этом, последние достижения в области электроники и электротехники, обеспечивая кажущуюся простоту изделия при высоком качестве.

Естественно, для реализации таких условий необходима и высокая профессиональная подготовка персонала. Кстати, в штате из 85 сотрудников 22 инженера с высшим техническим образованием. Кроме того, на предприятии регулярно проводится обучение и стимулируется повышение квалификационного уровня.

Нельзя, конечно, утверждать, что на предприятии считают, что достигли совершенства, продукция идеальна и уже просто не к чему стремиться. Скорее, наоборот. Недостатки анализируются, а, самое главное, – осознаются и подвергаются системному анализу. Ведь в этом деле главное – понять и признать, а потом уже дорабатывать. Так, например, для упрощения и ускорения монтажа оборудования на предприятиях-потребителях ведутся работы по изменению его компоновки, проектированию станций водоохлаждения. Постоянно совершенствуются с целью повышения к.п.д. источников питания и оптимизируются режимы их работы.

Исходя из пожеланий потребителей предприятие провело исследование задач использования тех или иных футеровочных масс для различных видов индукционных тигельных электропечей, жаропрочных бетонов и сопутствующих материалов. В результате, сопоставив соотношение «цена-качество», специалисты пришли к выводу, что наиболее приемлема продукция компании Allied Mineral Products. Почему? Не для рекламы, конечно. Но, как объяснили мелитопольцы, эти материалы обладают высокими характеристиками и экологически чистые и безопасные. Им, конечно, виднее.

О результатах свидетельствуют факты. Так, только за год было произведено 48 комплексов индукционных тигельных плавильных электропечей, 52 тиристорных преобразователя частоты, 4 индукционные нагревательные установки мощностью от 120-350 кВт. Из них запущено в промышленную эксплуатацию 32 комплекта, 44 тиристорных преобразователя (в составе комплексов и нагревательных установок). Объем производства увеличился вдвое по сравнению с предыдущем годом.

На данный момент предприятие стабильно производит 4-5 комплексов ИТПЭ в месяц, 4-5 ТПЧ, 2-3 индукционные нагревательные установки на базе высокочастотных транзисторных генераторов.

Валерий Фортунин

 
© агенство "Стандарт"