Энергоэффективность в литье под давлением: где используется энергия и где ее можно сэкономить

Куда уходит энергия в литейной ячейке

В брошюре Министерства энергетики США, посвященной литейной промышленности, указано, что 55 % энергопотребления приходится на плавку. Эти данные устарели и охватывают всю литейную отрасль в целом, однако они подтверждают то, что специалисты по литью под давлением наблюдают на своих предприятиях: преобладают тепловые процессы.

Сначала измеряй, потом принимай решение

Без данных меры по экономии остаются лишь догадками. На многих предприятиях энергопотребление регистрируется только на главном счетчике. Вспомогательные счетчики на печах, станках и компрессорах позволяют проследить распределение энергопотребления.

• Энергопотребление на одну отборную деталь или на один килограмм отборных отливок как основной показатель
• Базовая нагрузка во время перерывов, выходных и смены штампов
• Сравнение идентичных станков или смен
• Учет брака и возвратов в килограммах, а не только в штуках

Систематическую основу для этого обеспечивают системы энергетического менеджмента в соответствии с ISO 50001.

Меньше металла в обороте — меньше теплопотерь

Каждый килограмм металла, который не попадает в годную деталь, приходится переплавлять заново. Поэтому выход — соотношение веса годного литья к весу разлитого металла — является ключевым энергетическим показателем. Оптимизированные литниковые системы и переливы, стабильные процессы и низкий уровень брака сокращают количество возвратов.

• Держите крышки и двери печей закрытыми, а уплотнения — в целости
• Регулярно проверяйте изоляцию и огнеупорную футеровку — горячие точки на корпусе указывают на потери
• Не устанавливайте температуру выдержки выше, чем того требует технологический процесс
• Избегайте длительного выдерживания и ненужных перемещений ковша
• Подбирайте размер печи и производительность плавки в соответствии с фактической потребностью

Какой тип печи подходит для какой задачи, описано в разделе «Дозирующая печь, плавильная печь или печь для выдержки?». Подержанные печи можно найти в разделе «Печи».

Гидравлика: подача жидкости только по мере необходимости

На старых литьевых машинах двигатели с постоянной скоростью часто постоянно приводят в действие насосы, даже когда машина находится в режиме ожидания распыления, извлечения детали или следующего цикла литья. Приводы с регулируемой скоростью адаптируют расход к фактической потребности.

Например, компания Bühler предлагает модернизацию ServoDrive для своих серий Carat и Ecoline — двигатель с частотным управлением в сочетании с многоступенчатым насосом с фиксированным рабочим объемом — и заявляет, что это позволяет сократить потребление электроэнергии оборудованием более чем на 40 %. Такие цифры приводятся производителями; фактическая экономия зависит от конкретного станка, технологического цикла и доли времени простоя.

Регулирование температуры пресс-формы, распыление и охлаждение

Температура матрицы должна поддерживаться в заданном диапазоне: в начале процесса она должна быть нагрета, а во время производства — охлаждена. Устройства регулирования температуры, изолированные трубопроводы и хорошо спроектированная система охлаждения матрицы позволяют поддерживать этот баланс с меньшими затратами энергии. Распыление также способствует охлаждению матрицы — чрезмерный расход распыляемого вещества приводит к излишнему потреблению разделительного средства, сжатого воздуха и зачастую дополнительной энергии для нагрева.

Более подробную информацию по этим темам можно найти в «Регулирование температуры в литье под давлением» и «Орошение форм при литье под давлением».

Сжатый воздух: дорогостоящий и часто подвержен утечкам

Сжатый воздух — один из самых дорогостоящих видов энергии на предприятии. Согласно информационному бюллетеню Compressed Air Challenge, посвященному утечкам, утечки могут приводить к потере 20–30 % производительности компрессора; на предприятии, где не проводится надлежащее техническое обслуживание, уровень утечек, вероятно, составит около 20 % от общей производственной мощности, тогда как в хорошо обслуживаемой системе он должен быть менее 10 %.

• Регулярное обнаружение утечек, например с помощью ультразвуковых приборов, и своевременный ремонт
• Проверьте, можно ли сократить время сброса давления или заменить соответствующие функции
• Не устанавливайте давление в сети выше того, которое требуется самому требовательному потребителю
• Перекрывайте подачу газа в ячейки, которые не задействованы в производстве

Подержанное оборудование и модернизация

Энергоэффективность — это не только вопрос использования новейшего оборудования. Производство нового оборудования также требует затрат энергии и сырья; продолжение эксплуатации оборудования, находящегося в хорошем состоянии, позволяет избежать этих затрат. В ходе капитального ремонта старое оборудование можно модернизировать, например, установив приводы с регулируемой мощностью, если производитель предлагает такую возможность.

Подробнее о роли подержанного оборудования в экологически устойчивом производстве читайте на странице «Устойчивая альтернатива».

Стабильные технологические процессы — лучшая мера энергосбережения

В литье под давлением энергоэффективность начинается с металла: наибольший эффект дают низкий уровень брака, высокий выход готовой продукции и хорошо изолированные печи. К этому добавляются гидравлика с регулировкой по потребности, последовательное управление режимом ожидания, эффективное управление тепловым режимом и компактная сеть сжатого воздуха. Те, кто измеряет энергопотребление на одну отбракованную деталь, могут расставить приоритеты среди мер и проверить их эффективность.

Вопросы об энергоэффективности в литейном производстве