Расчет основных технико-экономических показателей внедрения АСР температуры в индукционной нагревательной установке (ОАО «КраМЗ»)

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ №19

            Тема: Рассчитать основные технико-экономические показатели внедрения АСР температуры в индукционной нагревательной установке ( ОАО «КраМЗ»).

Введение

Объектом исследования является ОАО «Красноярский металлургический завод», известное в России и за ее пределами как ОАО «КраМЗ», - одно из крупнейших многопрофильных предприятий по глубокой переработке алюминия и алюминиевых сплавов.

Современное оборудование, передовые технологии, накопленные при работе в авиационной металлургии и поставках на экспорт в европейские страны и страны Юго-Восточной Азии, гибкая система управления, адаптированная к рыночной экономике, сервисное обслуживание позволяют «КраМЗу» успешно конкурировать на внутреннем и внешнем рынках.

В состав «КраМЗа» входят следующие основные производства:

·  плавильно-литейное;

·  специальных сплавов и лигатур;

·  прутково-профильное и трубное;

·  кузнечно-штамповочное;

·  алюминиевых строительных конструкций.

Ведется строительство крупнейшего листопрокатного комплекса по производству плит, листов и лент.

«КраМЗ» разработал и внедрил систему управления качеством, которая сертифицирована международной организацией «DQS»на соответствие ISO 9001.

Краткая характеристика объекта автоматизации

Выпуск прессованных полуфабрикатов – профилей и труб – одно из самых емких производств на предприятии. Прессование является одним из быстро развивающихся металлургических процессов. Оно имеет ряд положительных качеств, таких как возможность получения за одну операцию изделий сложного поперечного сечения, высокая точность и хорошая поверхность изделий, возможность быстрой перестройки процесса при смене изделий. Недостатки же прессования состоят в невысоком выходе годного, сравнительно низкой производительности и в резком уменьшении стойкости инструмента с повышением температуры нагрева прессуемого металла. Однако последний недостаток не имеет существенного значения для алюминиевых сплавов, температура которых не превышает 500ºC. Поэтому прессование труб и профилей из алюминиевых сплавов оказывается более выгодным, чем изготовление их путем прокатки и гибки, как практикуется в черной металлургии.

 Широкий набор оборудования – прессы усилием от 8 до 70 МН, длинноходовые станы холодной прокатки и станы линейного волочения -  позволяет изготавливать широкую номенклатуру профилей, прутков и труб поставляются на экспорт.

Продукция прессового производства

Прутки из сплавов 6005А, 6060, 6063, 6066, 6061, 6082, 2007, 2014, 2017А, 2024, 7022, 7075 по DIN EN:

·  круглого сечения диаметром от 20 до 240 мм;

·  квадратного сечения размером от 20 до 100 мм;

·  калиброванные диаметром от 8 до 38 мм.

Профили специальные по согласованным чертежам из труднодеформируемых сплавов по DIN EN, ASTM, а также стандартные из сплавов 6063, 6005А.

Трубы прессованные из алюминия 1050А диаметром от 20 до 60 мм для изготовления теплообменных аппаратов для нефтехимической промышленности.

Трубы холоднодеформированные специальные повышенной точности из сплавов серий 2000, 5000 ответственного назначения.

Технологическая схема прессования

На рисунке 1 изображена технологическая схема производства прессованных изделий.

Рисунок 1. Технологическая схема производства изделий из Al-сплавов

Объектом автоматизации является индукционная нагревательная установка промышленной частоты, которая предназначена для нагрева до 500ºС заготовок из алюминия и его сплавов перед прессованием профилей на пресс.

Индукционная методическая печь промышленной частоты состоит из нагревателя, конденсаторной батареи, механизмов загрузки и выгрузки заготовок и системы управления.

Основной элемент – индуктор – катушка, выполненная из медной профилированной трубы, охлаждаемая водой, с отпайками от наружного слоя, соединенными с переключателем мощности. Витки катушки изолированы. В нее вставлены направляющие из листовой немагнитной жаропрочной стали или жаропрочных трубок, по которым передвигаются заготовки. Нагрев заготовок осуществляется методическим способом, который заключается в последовательном нагреве заготовок по мере прохождения через 3 индуктора. Продолжительность цикла определяется расходом электроэнергии, необходимым для нагрева заготовки до конечной температуры (дозатором энергии).

Структурная схема технологии нагрева приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема технологии нагрева заготовок

Параметрами регулирования являются:

·  расход охлаждающей воды;

·  расход сжатого воздуха;

·  температура в индукционной установке.

Основным параметром регулирования является температура в индукционной установке.

Предлагается внедрение АСР температуры в индукционной установке, которая должна поддерживаться на уровне 500^оС. Превышение температуры ведет к сильному нагреву заготовки и невозможности ее прессования. Увеличивается доля брака. Уменьшение температуры приведет к недостаточному нагреву заготовки и некачественному прессованию..

Исходные данные:

1.Данные для ТЭО

В результате внедрения АСР планируется уменьшить расход электроэнергии на 0,55% и сократить затраты на текущий ремонт и содержание индукционной установки на 1%.