Полностью автоматическая двухдисковая машина для разливки анодов с четырехковшовой дозировкой

Когда слышишь это название, многие сразу представляют себе просто ?автоматизированную линию?. Но суть не в автоматизации как таковой, а в синхронизации процессов: двухдисковая подача, четыре ковша, точная дозировка — всё это должно работать как единый организм. Частая ошибка — считать, что главное здесь механика. Нет, ключ — это управление потоками расплава и логика работы дозаторов, особенно когда речь о непрерывном цикле. У нас в цеху была попытка собрать подобный агрегат из узлов от разных поставщиков, и всё уперлось именно в несогласованность циклов: один диск уже подавал формы, а дозатор ещё не завершил цикл взвешивания. Получилась дорогая, но бесполезная конструкция.

Концепция и подводные камни

Идея полностью автоматической линии заманчива: минимум персонала, стабильное качество. Но на практике ?полностью? — это условность. Всегда остаются точки, требующие визуального контроля, например, состояние летки ковша или начало формирования корки. Машина должна не просто выполнять действия, а иметь обратную связь. Мы тестировали одну систему, где дозировка шла по таймеру, без учёта реальной вязкости расплава в разные смены. Результат — некондиция из-за недоливов или переливов. Пришлось допиливать, встраивая датчики веса в реальном времени для каждого из четырёх ковшей.

Четырёхковшовая дозировка — это не для красоты. Такая схема позволяет организовать почти непрерывную подачу металла, пока один ковш разливается, другие — в стадии наполнения, подготовки или очистки. Но здесь кроется сложность: гидравлика или сервоприводы, отвечающие за наклон ковшей, должны иметь запас по responsiveness. Бывало, при переходе на другой сплав, с большей текучестью, скорость наклона оказывалась избыточной, и брызги попадали на направляющие. Приходилось оперативно корректировать программу, буквально ?на ходу?.

Что касается двухдисковой машины, то её главный плюс — производительность. Один диск в позиции заливки, второй — в позиции съёма/подготовки. Но геометрия имеет значение. Расстояние между осями дисков, радиус — всё это рассчитывается под конкретные размеры анодных форм. Однажды столкнулись с тем, что при замене формы на более габаритную, ?плечо? для захвата манипулятора ковша оказалось недостаточным. Проектировщики не учли этот запас. Пришлось переделывать несущую раму, что вылилось в простой.

Опыт внедрения и роль поставщика

Здесь стоит упомянуть компанию ООО Ганьчжоу Цзиньхуань Заливочное Оборудование. Мы обратили на них внимание, когда искали не просто оборудование, а технологическое решение под нашу специфику. На их сайте jhcast.ru видно, что они специализируются именно на высокотехнологичном оборудовании для цветной металлургии, владеют ключевыми технологиями. Это важно. Много кто продаёт машины, но мало кто глубоко погружён в металлургический процесс.

В нашем случае, мы работали с их инженерами над адаптацией полностью автоматической двухдисковой машины под наш цех. Их подход отличался: они прислали не просто коммерческое предложение, а список технических вопросов: температура расплава на входе, целевой вес анода, допуски, планируемая циклограмма. Это сразу выдавало практиков. Они, к примеру, предложили нестандартную конфигурацию системы охлаждения форм именно под наш тип сплава, что впоследствии сократило время полного цикла.

Ключевым моментом стала отладка логики четырехковшовой дозировки. Их специалисты настаивали на использовании весовых ячеек под каждым ковшом, а не на объёмном дозировании. Причём, алгоритм учитывал не только целевой вес, но и динамику наполнения, чтобы компенсировать возможные пульсации потока из миксера. На пусконаладке это сэкономило нам недели времени. Конечно, не обошлось без проблем — первые дни были сбои в калибровке датчиков из-за вибраций от соседнего оборудования, но их техники оперативно решили вопрос, установив демпфирующие платформы.

Детали, которые решают всё

Часто успех или провал зависят от мелочей. Возьмём ковши. Материал футеровки — это отдельная наука. Для разных сплавов (медь, никель, цинк) нужны разные составы. Универсального решения нет. Мы через это прошли: сначала поставили стандартную футеровку, а она начала активно ?обрастать? настылями при работе с медным анодом. Пришлось менять на материал с более высокой теплопроводностью и гладкой поверхностью. Сейчас в линии от ООО Ганьчжоу Цзиньхуань используется композитная футеровка, которую они подбирали по результатам анализа нашего расплава. Ресурс оказался в полтора раза выше.

Ещё один момент — система очистки леточного отверстия. В автоматическом режиме некогда человеку с проволокой подходить. Были варианты с игольчатым пробивателем или газовой горелкой. Остановились на комбинированном решении: сначала краткий импульс газа для прогрева, затем механическое пробивание. Но и тут нужна настройка: сила и частота удара. Слишком слабо — не прочистит, слишком сильно — повредит керамическую втулку. Настраивали эмпирически, записывая циклы и анализируя качество заливки после каждого.

Система смазки форм. Казалось бы, тривиальная вещь. Но если смазка наносится неравномерно или её избыток попадает в форму, это гарантированный брак — раковины на поверхности анода. В автоматической линии это критично. Решение — точные дозирующие форсунки с пневматическим управлением и контроль факела распыла. Мы даже ввели практику ежесменной проверки паттерна распыла на тестовой пластине. Это та рутина, без которой даже самая продвинутая машина для разливки анодов не будет работать стабильно.

Экономика и надёжность

Внедрение такого комплекса — это капитальные вложения. Оправдывает ли оно себя? С точки зрения сокращения персонала у печи — да. Но главная экономия — в стабильности. Меньше человеческого фактора — меньше колебаний в весе анодов, меньше брака по форме. У нас после выхода на проектную мощность выход кондиции вырос на 3.5%, что для нашего объёма — существенная цифра. Однако, нельзя забывать о стоимости обслуживания. Гидравлика, сервоприводы, датчики — всё это требует квалификации. Мы заключили договор на техническую поддержку, и это правильно. Самостоятельно ремонтировать сложную электронику цехам часто не под силу.

Надёжность. Первый год — самый показательный. Отказывали, в основном, не основные узлы, а периферия: датчики предельного положения, шланги в пневмосистеме. Сама двухдисковая платформа и механизм дозировки показали себя хорошо. Единственный серьёзный инцидент был связан с перегревом частотного преобразователя одного из главных приводов в жаркий летний день. Пришлось дорабатывать систему вентиляции шкафа управления. Это к вопросу о том, что проектируя линию, нужно учитывать реальные условия цеха, а не идеальные из каталога.

Что в итоге? Полностью автоматическая двухдисковая машина для разливки анодов с четырехковшовой дозировкой — это не волшебная палочка. Это сложный технологический комплекс, эффективность которого на 30% зависит от качества оборудования и на 70% — от глубины его интеграции в конкретный производственный процесс, от предпусковой подготовки и последующего грамотного обслуживания. Работа с узкоспециализированными поставщиками, вроде ООО Ганьчжоу Цзиньхуань Заливочное Оборудование, которые занимаются не просто продажей, а исследованиями и внедрением, как раз помогает закрыть эти 70%. Их оборудование, в нашем случае, стало не просто станком, а частью технологической цепочки. Но расслабляться нельзя — завтра может измениться марка сплава или требования к геометрии, и всё начнётся сначала: новые настройки, новые испытания. В этом и есть суть нашей работы.