Литье металла по пеномоделям. Выгодная отечественная технология

Инвестиции в новое производство дают прибыль, когда оно основано на новых технологиях. Металлургическая переработка металлов и литейное производство на постсоветском пространстве имеют давнюю традицию и солидный инженерный опыт.
В литейном деле набирает популярность удобная технология, когда получить модель означает уже наполовину получить отливку. Модель отливки – пенополистироловая, такая, как упаковка от телевизора, или разовая пищевая тарелка, которых штампуют миллионами на автоматах, а плитами полистирола утепляют наружные стены высотных домов.
По схожей технологии для серии отливок модели производят задуванием порошка полистирола в легкие алюминиевые пресс-формы (весьма простые в изготовлении) с последующим вспениванием гранул при нагреве пресс-форм. Для разовых и крупных отливок (иногда весом до нескольких тонн) подходит вырезание моделей из плит полистирола нагретой нихромовой проволокой, например, по шаблонам. Модель, затем отливка имеют высокую точность и конкурентный товарный вид. Свободно можно видеть, «пощупать» отливку в модели, промерять ее стенки, чего при обычной формовке для сложных с несколькими стержнями отливок просто не сделать. Отсутствует смещение стержней и форм при сборке (так как отсутствуют сами стержни). Модели красят быстросохнущей краской с огнеупорным порошком, собирают с литником, засыпают сухим песком в ящике (контейнере) и заливают металлом. При заливке металл испаряет модель и собой ее замещает. А чтобы модель не дымила в цех при заливке, из контейнера отсасывают насосом воздух – разрежение поддерживают примерно пол-атмосферы.
Производственные участки: модельный, формовочный, плавильный, очистной имеют примерно одинаковые площади и оснащаются простым оборудованием. Вся формовка состоит из засыпки сухого песка без массивных высокоточных машин прессования, встряхивания, устройств сборки форм. Акцент внимания перенесен на производство моделей – этих «легчайших игрушек» с плотностью материала 25…27 кг/куб. м, которое обычно «доверяют» женским рукам, часто располагая на втором и выше этажах зданий. Оборотное охлаждение песка ведут в пневмопотоке. Для черных и цветных сплавов используется одинаковое оборудование, которое, благодаря своей простоте, без затруднений производят в Украине (для других видов формовки качественное оборудование надо везти с Запада). Таким способом можно получать отливки из чугуна и стали всех видов, бронзы, латуни и алюминия всех марок. В ящике на «елке» можно сразу лить десятки отливок, как в ювелирном производстве.
Цеха и участки с этой гибкой технологией множатся по всему миру - от Америки до Китая, на заводах General Motors, Ford Motors, Fiat. Сегодня в мире по пенополистироловым моделям производят ~1,4% от всего количества литья (~1 млн. т/год), прогнозы на ближайшее будущее дают этой технологии 10…20% мирового литья. Институт ФТИМС, г. Киев, десятки лет совершенствуя в этом «фирменную» специализацию, как одну из граней его инженерного бренда, спроектировал и запустил ряд участков в России, поставил и внедрил такое оборудование в Польше и Вьетнаме, из последних объектов – цех на 400 т/месяц на ДЗТЛ в Днепропетровске. Потенциал технологии таков, что она позволяет лить не только металлы и сплавы, но и получать композиты.
Низкие затраты на материалы (всего 4 вида, не применяются в форме связующие) экономит не менее 100 дол./т литья, а размещение отливок по всему объему контейнера дает выход годного до 70…85%, экономию по шихте металла на 250…300 кг, электроэнергии 100…150 кВт.ч., массы литья на 10…20% по сравнению с традиционной опочной формовкой. Особенно крупная экономия при литье сложных отливок из износостойких сталей (шнеки для машин производства кирпича, била, молотки и детали дробилок), т. к. резко снижаются затраты на механообработку. Также льют без ограничений колеса, звездочки, корпуса, сантехнику, головки и блоки цилиндров бензиновых и дизельных двигателей, художественное литье. Капитальные затраты на организацию производства сокращаются в 2…2,5 раза, также как и сроки ввода производства в эксплуатацию.
Опыт запуска цехов до 50…150 т/месяц показал срок окупаемости 9…12 месяцев, притом, что набор оборудования для цехов 10…80 т/месяц отличается мало. Легко разместить такие участки при кузнях, термичках, ремонтных и других цехах. Если создавать или реконструировать литейную, то технология литья по газифицируемым моделям – тот бизнес, в котором металл своим оборудованием и рабочей силой переводится в высокотехнологичный наукоемкий товар. Не вечно же нам металлолом и чушки продавать за рубеж, имея здесь только сборку и торговлю. Не только в Китае машиностроение поднимается.
В Киеве льют черные и цветные металлы развесом до 500 кг. Литейный цех производит отливки из чугуна, стали, алюминия, медных сплавов (латунь, бронза) до 40 т в месяц и выполняет заказы на серийные и разовые детали. Институт ФТИМС проектирует цеха и участки, разрабатывает технологию, поставляет оборудование и оснастку. Принимают заказы для цеха-партнера, 400 т в месяц – точное литье деталей массы (0,2…2000 кг) с минимальной механообработкой без ограничений на форму отливки. Выполняется пуско-наладка всего комплекса поставленного оборудования и внедрение технологии, обучается персонал.