Агрегатная промышленность нацелена на выпуск комплексов, которые способны в больших объёмах перерабатывать горную породу, песок и гравий в товарный продукт и как можно дешевле. И всё, что мешает приносить выгоду предприятию, должно рассматриваться как помеха и исключаться из процесса. Но как быть, если купленная роторная дробилка именитого бренда не в состоянии выдавать на-гора заявленный объём, а себестоимость выработки горной массы оказалась нерентабельной? Конечно, найти «слабое звено» в цепочке горно-перерабатывающего процесса и заменить его.
Оборотная сторона оптимизации
К сожалению, всё просто только на словах, а по факту решение проблемы – дело не одного дня и даже месяца. И подтверждением тому ситуация, в которой, к сожалению, оказалось одно из крупнейших предприятий горнодобывающего сегмента Сибирского региона – Кемеровский каменный карьер.
Как и большинство подобных организаций, компания стремилась нарастить производственные мощности за счёт более современного оборудования. И в одночасье в парке горных машин появилась, пожалуй, самая крупная среди мировых аналогов роторная дробильная установка европейского бренда Metso — Nordberg NP 1415. Казалось бы, диапазон производительности агрегата, заявленный разработчиком, вполне отвечал требуемым запросам — 100 тыс наработки для рабочего инструмента, так называемых бил. Но на практике возможности установки оказались не слишком впечатляющими: на оригинальных дорогостоящих билах роторная дробилка показывала ходимость всего лишь 60-80 тыс м3.
Получается, вместо ожидаемого роста прибыли на каменном карьере увеличивались затраты. Ведь стоимость оригинального комплекта бил составляет порядка 1,2 млн рублей, а эта сумма, помноженная на десять, и вовсе выливалась в колоссальные цифры, на которые никак не рассчитывал владелец. При таком положении дел себестоимость добываемого продукта становилась запредельной, и готовый инертный материал уж точно никак не выигрывал в цене по сравнению с предложениями конкурентов. Поэтому руководитель Кемеровского каменного карьера стал искать поставщиков, которые бы смогли предложить альтернативу: аналогичные била с приличной выработкой и по сходной цене.
К слову, обладателей такого расходного инструмента можно было по пальцам пересчитать, а готовых к экспериментам – и того меньше. У одних била в роторке сыпались на первом же запуске, видимо, не по зубам была перерабатываемая порода. У других – комплект оказался более жизнеспособен, но до норматива никак не дотягивал. Имея солидный опыт в литейной индустрии и непреодолимую тягу к промышленным изысканиям наша компания решилась прекратить производственные мытарства на карьере.
Совместные эксперименты
Мы предложили руководству Кемеровского карьера свой вариант решения проблемы, отличный от конкурентов. А именно, изготовить била для их роторной дробилки из своего материала и по собственной технологии. Как и полагается, провели промышленные испытания расходного инструмента и получили довольно хорошие результаты. При этом стоимость комплекта была ниже зарубежного аналога, а ходимость – выше. По словам директора Кемеровского каменного карьера Сергея Жилкова, в поиске альтернативы оригинальным запчастям предприятие пыталось сотрудничать с множеством литейных производств, но только «Армет Рус» на начальном этапе предложила приемлемый по цене и производительности продукт.
Смотреть акт испытаний>>
Несмотря на то, что с точки зрения экономической целесообразности, предлагаемый инструмент по цене и производительности практически вписался в себестоимость дроблёной продукции, мы решили продолжило работу над этим проектом. И здесь у нас был не столько финансовый интерес, сколько инженерный.
По мнению технического директора Андрея Бродулина, используемая на карьере роторная дробилка эксплуатируется в одних из самых тяжелых условиях. Поэтому решить такую техническую головоломку, как создание прочных износостойких бил, способных обеспечить компании повышение рентабельности производства — значит вывести технологию производства изделий на новый уровень. Также у компании появляется возможность гарантировать владельцам роторных дробилок, по всей России, возможность обеспечить повышение рентабельности их производства. Даже если они эксплуатируют оборудование в экстремальных условиях.
Первые образцы удачно показали себя в эксплуатации. Твёрдые абразивные породы била дробили с ходимостью от 80 м3 и выше. В то время как родные выдавали 60-80 м3. Комплекты Armet приходилось и менять реже, а, значит, наравне с производительностью увеличивался и интервал между техническим обслуживанием оборудования. Машина работала без перебоев по 22 часа в сутки, 7 дней в неделю и 28 дней в месяц с рабочей нагрузкой от 360 до 600 тонн в час. Кстати, самый удачный образец комплекта переработал аж 123 000 м3 инертного сырья.
О проблемах открыто
Казалось бы, всё шло должным образом, но однажды алгоритм дробления дал сбой. И несмотря на то, что нам удалось превзойти европейцев по ходимости, возникла проблема со стабильностью в качестве, часть образцов разрушались преждевременно. Причина — износостойкость бил возросла, но при этом снизилась прочность. Чугуну не хватало пластичности, и изделие лопалось по полам. Первоочередным решением стала идея изменения конструкции бил. Вместо 4 длинных в комплекте стало 8 коротких полуметровых бил. С одной стороны, это позволило снизить внутреннюю нагрузку в расходниках, а с другой – упростить транспортировку тяжеловесного инструмента.
Дефектные била 
Дефектные била
“У нас не получалось выдержать абсолютную нулевую кривизну расходного инструмента и исключить его излом. Поэтому пришлось рассматривать проблему прочности металла и изделия в целом. Меняли форму, литниковую систему и отчасти химический состав чугуна. Но самое главное – изменили процесс термообработки и ввели дополнительную операцию – отпуск. Нам пришлось полностью пересмотреть технологию, заменить состава сырья для формовки и бил.”
Новомейский М.Ю. — руководитель отдела исследований и разработки
Технология изготовления формы-отливки в значительной мере формирует и определяет её качество, а значит, и качество литой детали. К разработке подключили белорусских коллег из БНТУ. В партнерстве с ними ведётся сейчас отработка формовки, создание которой требует не только грамотных точных расчётов, но и учёта многих факторов.
Новые литейные схемы позволили избежать рыхлости, и повысить стабильность отливок.
Например, сложность конструкции, габариты и вес, толщина стенок, стойкость к химическому взаимодействию с расплавом, газотворность и прочность. И это далеко не все аспекты, с которыми приходится считаться. Ведь чем внушительнее габариты изделия, тем сложнее его хорошо закалить. Нужно отслеживать и корректировать равномерность остывания металла с помощью закалочной жидкости, а также использовать правильную литейную форму для надлежащей кристаллизации материала в ней.
Выводы
Не стоит упускать из вида и тот факт, что разработка бил для роторных дробилок отличающиеся стабильным качеством и увеличенным ресурсом ходимости требуют нетривиального подхода и инициатив, формально выходящих за рамки имеющихся на рынке решений. Выход за рамки привычного — всегда риск сопряженный с потерями, в том числе и финансовыми. Однако для клиента, выступающего партнёром по НИОКР, мы обозначаем заявленную ходимость, рентабельную в его экономической модели, и в случае если наши изделия не «перехаживают» заявленный порог — пропорционально уменьшаем стоимость бил. Как результат — риски распределяются между всеми участниками, но и от положительного результата выигрывают обе стороны.
В разрезе данного проекта мы уходим от типовых массовых унификаций и претворяем в реальность индивидуальные решения под производственные задачи Кемеровского каменного карьера. Исследовательская работа продолжается.
Продолжение следует…