Snižování nákladů na tavení

2-03-V2-D
Zasedání OK lití pod tlakem a
50. výročí slévárny ŠKODA-AUTO a.s.
29.05.2013 – 30.05.2013
www.strikowestofen.com
Obsah přednášky
1
SKODA AUTO a.s. – vzorový příklad
2
WESTOMAT® - jak to funguje
3
PUREFFICIENCY – nový standard
4
WESTOMAT® – nové cíle
Seite 2
STRIKOMELTER®
Princip tavení Etamax®
•
Díky speciální geometrii vnitřní vyzdívky tavící šachty
je teplo, které vzniká při procesu tavení, optimálně
využíváno předehřevu zaváženého materiálu
•
V tavícím prostoru je předehřátý materiál pouze dotaven
a odtéká přes speciálně tvarovanou vyzdívku do
udržovacího prostoru
•
Udržování taveniny na požadované teplotě je realizováno
dalším, separátním hořákem.
Seite 3
Faktory, které negativně ovlivňují energetickou efektivitu
tavících pecí StrikoWestofen:
•
•
•
•
•
•
•
•
Poškozená nebo nesprávná oprava vyzdívky a horní klenby tavící šachty
Nesprávná oprava tavícího mostu
Nesprávné nastavení hořáků a popřípadě poškozené hořáky
Nesprávné nastavení teploty pro zavážení a laseru (je-li k dispozici)
Nekontinuální tavení
Nesprávné umístění termočlánku v tavící komoře
Neoptimalizované provozování pecního zařízení (chyba obsluhy)
Nesprávné čištění vnitřních prostor pece (dodržování četnosti čištění)
Seite 4
Tavící zařízení s nesprávně provedenou nebo poškozenou
vyzdívkou.
Seite 5
Tavící zařízení s originální geometrií StrikoWestofen
Udržovací komora
Tavící most
Seite 6
Úspěch slévárny Skoda Auto a.s. - Redukce spotřeby m³/t
zemního plynu s řádně opravenou vyzdívkou
Škoda Auto a.s. CZ 4x WHS-T 5000/2500 G-eg
Výchozí situace:
Tavení v jednotlivých šaržích, 10-12 let bez větších oprav
Spotřeba zemního plynu na
natavený materiál 102 m³ /t
Oprava vyzdívky WO:
Nová originální vyzdívka dle nejnovějších technických parametrů.
Nadále se taví v jednotlivých tavbách
Spotřeba zemního plynu na
natavený materiál 86,7 m³ /t
Školení personálu zástupci StrikoWestofen:
Optimalizace procesu tavení a zaškolení personálu obsluhy odborným
personálem StrikoWestofen.
Spotřeba zemního plynu na
natavený materiál 61,2 m³ /t
Výsledek zavedených opatření:
Spotřeba zemního plynu byla snížena o 40,8 m³ na každou tunu nataveného materiálu!
Roční tavící výkon ve Škoda-Auto a.s. je 28.757 tun Al. Z toho nám vyplývá Úspora 1.173.000 m³ zemního plynu ročně.
Investice do opravy vyzdívky všech 4 šachtových pecích se tak v průběhu 10 měsíců vrátila zpět.
Všechna uvedená data spotřeby zemního plynu jsou společností Škoda Auto a.s. zkontrolována, potvrzena a uvolněna k
publikování.
Seite 7
Laser pro sledování šachty a pro optimalizaci zavážení
Prostorový laserový skener neustále sleduje výšku
naplnění tavící šachty a definuje tak volný zbývající
prostor šachty.
Vyhodnotí-li prostorový laser zbývající volný prostor
tavící šachty jako menší, než je objem materiálu při
jednom zavezení, je proces zavážení přerušen,
dokud nedojde odtavení materiálu a uvolnění
potřebné výšky.
Výhodou oproti standardní metodě, která používá
teplotu spalin jsou následující:
•
•
•
Žádné kolize vsázkového materiálu se zavážecím
zařízením
Jasně definovaná výška naplnění šachty k
optimálnímu využití energie systému Etamax®
Energie odcházejících spalin je využita do
maximální míry
Seite 8
Úspěch slévárny Skoda Auto a.s. Redukce spotřeby m³/t zemního
plynu po instalaci laseru.
Škoda Auto a.s., CZ 4x WHS-T 5000/2500 G-eg
Výchozí situace:
Kontinuální tavící provoz šachtových pecí po dobu 3 let s originálně
opravenou vyzdívkou StrikoWestofen bez laserového skeneru
Spotřeba na tunu nataveného materiálu:
Ø 64,0 m³/t
Tavící pec číslo 30:
Spotřeba plynu bez laseru v roce 2011
Spotřeba plynu s laserem v lednu a únoru 2013
63,4 m³/t
57,1 m³/t
Tavící pec číslo 40:
Spotřeba plynu bez laseru v roce 2011
Spotřeba plynu s laserem v lednu a únoru 2013
64,4 m³/t
56,5 m³/t
Výsledek instalace laserového skeneru:
Spotřeba plynu se v průměru snížila o 6 m³ na každou tunu nataveného materiálu
Při průměrném nataveném ročním množství 30.000 tun materiálu docházíme k úspoře 190.000,00 € za každý rok při investici přibližně
40.000 €
Vybavení šachtových pecí o laserový skener se vrátilo na úspoře energie v průběhu prvních 3 měsíců provozu.
Všechna uvedená data spotřeby zemního plynu jsou společností Škoda Auto a.s. zkontrolována, potvrzena a uvolněna k
publikování.
Seite 9
Údržba dávkovacích pecí WESTOMAT ®
Faktory, které negativně ovlivňují produktivitu, čas využití stroje a přesnost
dávkování pecí Westomat společnosti StrikoWestofen
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Poškozené nebo nesprávné opravy vyzdívky prostoru pece
Netěsné tělo pece nebo nástavby
Nedostatečné vyčištění vnitřního prostoru pece
Znečištění nebe nedostatečně stabilní tlakový vzduch
Poškozené nebo znečištění pneumatické komponenty
Chybně nastavené nebo poškozené převodníky tlaku
Poškozené nebo chybně nastavené odvzdušnění
Chyba při uvedení do provozu
Nesprávné náhradní díly a nízká kvalita materiálu
Seite 10
Oprava vyzdívky a čištění prostoru pece
Znečištěný a poškozený prostor pece
Znečištěný a poškozený prostor pece
Provozuschopný a čistý prostor pece
Seite 11
Další vývoj
W ESTOMAT ®
Izolace
Alternativní materiály
Cíl:
• Redukze spotřeby energie
• Snížení vnější teploty pláště pece
Špičková izolace se používá ke snížení
vnější teploty pláště pece a tedy i ke
snížení spotřeby energie (přibližně 10%).
* Standardní izolace
Špičková izolace
Seite 12
Další vývoj
W ESTOMAT ®
Návratnost alternativní izolace
Praktický příklad uvedený naším zákazníkem
WESTOMAT ® 900 SL
se standardní izolací
WESTOMAT ® 900 SL
se špičkovou izolací
Doba sledování
76 h
Celková spotřeba
energie
866 kWh
589 kWh
Průměrná spotřeba
energie
11,4 kWh / h
7,7 kWh / h
Náklady na energie
0,10 € / kWh
Roční náklady
9.576 € / rok
6.468 € / rok
350 dnů/rok, 24 hodin/den
Potenciál úspory
na 1 rok provozu
3.108 € / rok
Amortizace*: v průběhu 0,71 roku
* - při investičním nákladu Ø 2.210,-- €.
Seite 13
Technické zázemí StrikoWestofen GmbH
Seite 14
Technické zázemí StrikoWestofen GmbH
Program školení
Program školení StrikoMelter®
Tréninkový program tavení a dávkování hořčíku
StrikoMelter® v sídle StrikoWestofen
Podklady pro obsluhu a údržbu, školení teorie
Rozšiřovací kurz energetické efektivity tavícího procesu s teorií
Zařízení pro tavení a dávkování hořčíku v sídle zákazníka:
StrikoMelter® v sídle zákazníka
Sbírání provozních dat a potenciál optimalizace
Ke zvýšení energetické účinnosti
Školení pro údržbu ke zvýšení využitelnosti zařízení
Optimální četnost čištění oblast použití čistících solí
Program školení Westomat® ProDos® a Westomat® VPC®
Podklady pro obsluhu a údržbu
Školení údržby ke zvýšení využitelnosti zařízení
Optimální četnost čištění a oblast použití čistících solí
Rádi připravíme také individuální tréninkový program
Váš kontakt na program školení StrikoWestofen
Tel.: +49 2261 7091-129
E-Mail: [email protected]
Westomat® v sídle StrikoWestofen:
Podklady pro obsluhu a údržbu, školení teorie
Rozšiřovací kurz pro údržbu a analýza poruch
Westomat® v sídle zákazníka:
Školení pro údržbu ke zvýšení využitelnosti zařízení
Optimální četnost čištění oblast použití čistících solí
Optimalizace procesních parametrů v provozních podmínkách
Seite 15
Service & Spare Parts neue Produkte
Nová dávkovací trubice s výměnným systémem
Status:
již k dispozici!!!
Seite 16
Service & Spare Parts neue Produkte
Nalévací trychtýř z litiny je k dispozici ve dvou velikostech
Westomat® Velikost 450 - 1200
Westomat® Velikost 1700 - 3100
Seite 17
STRIKOMELTER® PUREFFICIENCY®
525 kWh / tunu taveniny
99,7 % využití taveniny
50% méně emisí CO2
v porovnáním s dalšími výrobci
Seite 18
PUREFFICIENCY – nový standard
STRIKOMELTER® - PUREFFICIENCY.
Konstrukce
Nová ocelová konstrukce
(Zpevňující žebra, nový strop udržovací komory atd..)
Zvýšena tuhost těla pece
Maximální tuhost s minimem materiálu
Výkres vytvořen s nimerickými nástroji
(analýza FEM)
Ocelová konstrukce je základem pro novou modifikace
Vnitřní kontura a rozložení hořáků
Zvětšená tavící komora i tavící šachta
při stejném výkonu hořáků
Přizpůsobené řízení hořáků
Nezměněná celková výška pece
Zredukovaná spotřeba energie
Inovativní vyzdívkové materiály
Nové betony pro ochranu proti opotřebení
ke snížení eroze ke zvýšení životnosti
Nové izolační materiály
se snížením koeficientem přestupu tepla;
120 – 160 mm izolační vrstva po celém povrchu pece
Seite 19
Výhody pro zákazníka
STRIKOMELTER® - PUREFFICIENCY.
Snížená spotřeba energie
Při benchmarku za reálných provozních podmínek byla zjištěna spotřeba energie 525 kWh/t (při
teplotě taveniny 720°C).
Technika:
Změněná vnitřní kontura, upravené řazení hořáků a řízení stejně jako zlepšené izolační vlastnosti.
Okrajové podmínky:
Nezměněná výška pece srovnatelná se standardní pecí STRIKOMELTER®.
Dlouhá životnost
Stabilní a dlouhověká konstrukce
Oblasti pece se silným mechanickým namáháním byly přepracovány, obzvláště v oblasti šachty a
čistících dveří
Byly použity vyzdívkové materiály odolné proti opotřebení
Homogenní rozložení teplot v prostoru pece
Seite 20
Výhody pro zákazníka.
STRIKOMELTER® - PUREFFICIENCY.
Benchmark
525 kWh/t
Specifická spotřeba energie při reálných provozních slévárenských
podmínkách (při 50% využití pece)
Seite 21
WESTOMAT®
Seite 22
Layout.
Prodloužená dávkovací trubice.
Seite 23
Konstrukce: horní a spodní dávkovací trubice
Prodloužená dávkovací trubice.
Seite 24
Příklad z praxe. Použití ve slévárenských podmínkách.
Prodloužená dávkovací trubice.
Seite 25
Výhody pro zákazníka.
Ofouknutí horní hrany dávkovací trubice.
Zvýšená přesnost dávkování
Snížení nákladů na údržbu dávkovací trubice
Lze doplnit na všechny dávkovací automaty WESTOMAT®
Seite 26
Princip.
Ofouknutí horní hrany dávkovací trubice.
Výtoková hrana dávkovací trubice zůstává čistá bez kovových
nánosů.
Krátký nápor tlakového vzduchu odstraní hliníkové kůže. Část je
odfouknuta do přívodního žlabu a zůstane tam ležet. Zbývající
část zůstane ve stoupací trubici
Jsou tak odstraněny nánosy na výtokové hraně, které by museli
být odstraněny.
Zvýšení přesnosti dávkování díky konstantní výšce výtokové
hrany.
Seite 27
Příklad z praxe.
Ofouknutí horní hrany dávkovací trubice.
Čistá výtoková
hrana stoupací
trubice.
Odfouknuté
hliníkové kůže jsou
viditelné v levé
části obrázku.
Seite 28
Rozsah dodávky.
Ofouknutí horní hrany dávkovací trubice.
Při dodání nové pece nebo jako sada pro stávající pece v
provozu.
Plně automatizované řízení impulsu trysky.
Pneumatické prvky jsou integrované v pneumatické skříni
dávkovací pece WESTOMAT ®.
Trubičky tlakového vzduchu (Ø 8mm) v blízkosti dávkovací
trubice.
Trysky (2 kusy) s držáky trysek pro uchycení na přírubě
dávkovací trubice.
Seite 29
Pneumatická skříň WESTOMAT®.
Ofouknutí horní hrany dávkovací trubice..
Pneumatická skříň
W ESTOMAT® 1200 SL
Doplněná o blok příslušenství
pro ofouknutí horní hrany
dávkovací trubice.
- Kulový ventil,
- Redukce tlaku
- Magnetický ventil.
Blok příslušenství
Seite 30
Výhody pro zákazníka.
Korekce velikosti tablety.
Přesnost dávkování
Redukce zmetkovitosti
z důvodu zlepšení tolerance velikosti tablety o 0,3%,
při požadované přesnosti dávkování v rámci hraniční hodnoty ± 2%.
Redukce zmetkovitosti
díky snížení toleranční odchylky o 1%,
pří toleranci dávkování ± 1,5%.
Seite 31
Princip.
Korekce velikosti tablety.
Řízení hmotnosti dávky
Kontinuální automatické přizpůsobení hmotnosti dávky v průběhu
výrobního procesu.
Jemná regulace dávky se uskutečňuje na základě statistického
získávání posledních dat o velikosti tablety.
V potaz nejsou brány údaje při:
Zahájení výroby a při příliš velkých výkyvech.
Bez přizpůsobení velikosti dávky ze strany obsluhy,
které je někdy ve výrobním procesu potřeba.
Hmotnost dávky může být upravena ručně,
i když je to potřeba pouze při novém nastavení snímací elektrody, nebo
po výměně stoupací trubice.
Vysoká spolehlivost provozních dat.
Seite 42
Princip.
Korekce velikosti tablety.
Možná nástavba korektury velikosti dávky
Automatická optimalizace
všech provozních parametrů dávkovací pece
prostřednictvím korekce velikosti tablety:
Korekce teploty v prostoru pece
Korekce parametrů pro dolévání kovu
Korekce parametrů doběhu a stavu naplnění pece
Seite 33
Technické předpoklady.
Korekce velikosti tablety.
Předpoklady
Údaje o velikosti tablety musí být posílány z licího stroje do
dávkovací pece WESTOMAT® :
K dispozici jsou kompatabilní komunikační protokoly
Simatic S7 (MPI, Profibus, ProfiNet).
Je kompatabilní s rozhraním DISPO 35 (VDMA).
Přídavné řízení S7-SPS k řízení ProDos ®
z důvodu komunikace s licím strojem a pro výpočty.
Seite 44
Ovládací panel.
Korekce velikosti tablety.
Seite 35
Příklad z praxe.
Korekce velikosti tablety.
Odchylky hmotnosti dávky a s tím spojené přizpůsobení uživatelem
(350 cyklů)
Seite 36
Příklad z praxe.
Korekce velikosti tablety.
Odchylky hmotnosti dávky a s tím spojené automatické přizpůsobení
korekcí velikosti tablety
Seite 37
Návratnost.
Korekce velikosti tablety.
Doba návratnosti
Předpoklad (vychází z praxe):
Snížení zmetkovitosti prostřednictvím korekce velikosti tablety o 1%.
Výrobní fond
Doba cyklu
Úspora
Pracovní doba
Náklady
Investice
Úspora
Návratnost
20 h / den
90 s
20h x 3.600s = 800 odlitků / den
90s
8 odlitků / den
20 dní / měsíc
15 € / vadný kus
(Ztráta ve výrobě + přetavení)
8.150 €
20dnů x 8 dílů x 15€
2.400 € / měsíc
~ 3,5 měsíce
Seite 38
Přehled.
Snímání hladiny PneuCo®.
Patentová ochrana do roku 2016/17 v rámci Evropy, Mexika, USA a Japonska
PneuCo®trubička
Propojovací
hadička
Dávkovací
trubice
PneuCo®Pneumatika
Vstupní tlak
vzduchu 5 bar
Spínací signál
Seite 39
Princip funkčnosti.
Snímání hladiny PneuCo®.
Pneumatická jednotka poskytuje velmi malý vzduchový proud, který je přiváděn prostřednictvím
propojovací hadičky a trubičky PneuCo® do horní oblasti dávkovací trubice.
Jakmile tavenina ve stoupací trubici vystoupá až k horní hraně, vytvoří se v pneumatickém
sytému tlaková vlna, která aktivuje tlakový vlnový spínač. Spínač vytvoří elektrický signál a ten se
převede do řízení pece jako signál o dávkovacím kontaktu.
Základní princip je srovnatelný s klasickou snímací elektrodou.
Rozdílná provedení zástavby stoupacích trubic ovlivňují dvě rozdílná provedení systému
PneuCo®:
1. níže položené vrtání PneuCo®
2. výše položené vrtání PneuCo®
Obě varianty jsou zajištěny proti záměně.
Seite 40
Výhod a nevýhody.
Snímání hladiny PneuCo®.
Výhody systému PneuCo® oproti snímací elektrodě:
Bezúdržbový provoz, díky tomu vysoká spolehlivost
Přesně a jasně definovaný bod snímání hladiny. Odpadá výškové
nastavení elektrody obsluhou.
Vysoký bezpečnostní standard zajištěny proti:
Zanesení vrtání PneuCo® ve stoupací trubici
Opotřebení propojovací hadičky
Chybějící vstupní tlak
Měřící místo je součástí pneumatické jednotky
Nevýhody:
Vrtání se při nesprávném čištění zanáší.
V současné době neexistuje metoda, která by umožnila opětovné
otevření zaneseného vrtání. Taková trubice je provozována
standardní snímací elektrodou.
Seite 41
Mhohokráte Vám děkuji za Vaši pozornost!
www.strikowestofen.com