6 Расчет экономической эффективности внедряемого мероприятия

В 2006 г. в ОАО ММК было завершено полное обновление мощностей сортового производства. Взамен построенных ещё в 1930-е гг. станов были пущены современные агрегаты. В состав нового СПЦ вошли три стана: 170, 370 и 450, оборудование для которых поставила фирма «Danieli».

На новых сортовых станах применяются чугунные и стальные валки, размеры и основные характеристики которых варьируются в очень широком диапазоне: диаметр бочки валков в клетях – от 370 до 720 мм, твердость – от HS 45 (в черновых клетях) до HS 70 (в чистовых).

Основная масса сортопрокатных валков, применяемых на станах с момента их пуска, представлена фирмой «Akers». Чугунные валки этой фирмы изготовлены литьем стационарным способом, рабочий слой валков легирован хромом и никелем, сердцевина – из чугуна с шаровидным графитом. Стойкость чугунных стационарных оказалась неудовлетворительной из-за повышенного износа калибров, а также частых поломок бочек и шеек при прокатке крупных профилей. Основная причина разрушения – хрупкая структура металла сердцевины валков.

Стационарный способ литья – самый старый и в свое время самый распространенный. Присущие этому способу неравномерная скорость затвердевания металла при заливке и, как результат, некачественная структура валков вызвали необходимость разработки новых технологий их изготовления.

Представляет интерес технология изготовления чугунных валков с литыми калибрами, которую освоили на Днепропетровском заводе прокатных валков (ОАО ДЗПВ, Украина). Она заключается в том, что заливку осуществляют либо в форму, в которой установлены специальные металлические вставки, повторяющие конфигурацию калибров с учетом припусков на механическую обработку, либо в металлическую форму (кокиль), повторяющую форму калибров. Таким образом, при кристаллизации металла получается более равномерная и мелкозернистая структура по всей глубине калибра. Валки с литыми калибрами опробованы на стане 450 при прокатке углового профиля № 100. Их стойкость оказалась в 2,5 раза выше, чем у валков, изготовленных обычным стационарным способом.

Бандажированные валки производства фирм «Sandvik» и «Taegu Tec» эксплуатируются на стане 370 в предчистовых и чистовых клетях с 15-й по 18-ю при прокатке арматурных профилей № 12 и 14. На стане 170 бандажированные валки представлены фирмой «Sandvik» и применяются в предчистовых клетях с 14-й по 17-ю при прокатке круга 5,5 и 6,5 мм.

На стане 370 стойкость калибров с применением твердосплавных бандажированных валков по сравнению с чугунными стационарными валками увеличилась да 3,5 раза на клетях № 15, 16, до 6 раз – на клетях № 17, 18. Наиболее стойки бандажированные валки фирмы «Sandvik». Стойкость валков фирмы «Taegu Tec» на 1 – 2 % меньше, чем у валком «Sandvik».

На стане 170 стойкость калибров с применением твердосплавных бандажированных валков увеличилась в 7 – 10 раз. Износ калибров твердосплавных бандажированных валков в ~ 2.5 раза меньше, чем чугунных. Стоимость этих валков в 5 – 10 раз больше, чем чугунных.

Таблица 9 – Характеристики материала твердосплавных бандажей валков

Фирма -изготовитель	Стан	Материал	Компоненты, %							Твердость HRA
			WC	Co		Ni		Cr
«Sandvik»	170	С15С	85	7		7		1	85
		С20С	80	9		9		2	83,5
	370	С30Т	70	13		15		2	81,5
«Taegu Tec»	370	SCM440	70			29 – 30			78 – 80

Можно выделить основные поломки сортовых валков:

по калибру (по бочке) 60 – 70 ~ %;

по шейке 15 – 20 ~ %;

выкрошка или скол калибра 10 ~ %.

Более половины числа поломанных валков эксплуатировались на стане 450 при прокатке крупных профилей. Причины поломок валков могут быть связаны как с нарушениями технологии эксплуатации, так и с качеством их изготовления.

Распределение причин поломок по признаку «изготовитель/потребитель» в сортовом цехе ММК

Причина	Цеховая	Изготовление
Доля поломок валков,%, изготовленных способом:
стационарным	65 - 75	35 - 25
центробежным	175 - 85	25 - 15

Видно, что на сортовых станах преобладают цеховые причины поломок валков, связанные с нарушениями технологии их эксплуатации. При этом у валков, изготовленных центробежным способом, доля поломок, связанных с неудовлетворительным качеством валков, на 10 – 15 % меньше по сравнению со стационарнолитыми валками.

Изучение микроструктуры металла валков по пробам позволило выявить, что одной из причин поломок чугунных стационарных валков являются грубые карбидные включения в сердцевине.

Примеры структуры стационарных и центробежных валков представлены на рис. 1. В структуре сердцевины валков, изготовленных центробежным способом, количество карбидов не превышает 10 %, металлическая основа – перлит, графит шаровидный правильной формы, распределен равномерно. Такая структура обеспечивает приемлемую прочность сердцевины валка и его стойкость.

а – стационарным способом (карбидов > 20 %); б – центробежным способом (карбидов < 10 %)

Рисунок – 1 Структура сердцевины отлитых валков

Заключение:

1. Стойкость сортовых валков, изготовленных по современным технологиям, значительно больше по сравнению со стойкостью валков, изготовленных стационарным способом литья.

2. Наиболее широко применяются валки, изготовленные методом центробежного литья, с оптимальным отношением цена/качество.

3. Валки, бандажированные твердосплавными материалами, характеризуются максимальной стойкостью при минимальном износе калибров.

Календарное время, сут	366
Производительность кап. ремонтов, сут	24
ТоиР, сут	13
Номинальное время (Тн) сут	329
Текущие простои в % к Тн сут	15
Текущие простои сут	49,35	329*0,150
Фактическое время (Тф) сут	279	329 – 49,35
Фактическое время (Тф) час	6696	279*24

∆Т = | Т₂ – Т₁ | (29)

∆Т = 6696 – 6552

∆Т = 144

Далее определяем среднечасовую производительность по узкому месту до и после реконструкции

А_г1 = А_ср1 * Т_ф (30)

А_г1 = 90 * 273

А_г1 = 24570

А_г2 = А_ср2 * Т_ф (31)

А_г2 = 25110

Годовой прирост производства составит

∆А_г = А_г2 – А_г1 (32)

∆А_г = 540

Капитальные вложения рассчитывают отдельно по каждому виду вводимых машин по формуле :

К = К₀ * (1+К_т+К_ф+К_м) *П (33)

К = 21060

Общая годовая экономия от внедрения мероприятия

Э_общ = Э_i – Р_i (34)

Э_общ = 301595,4 – 2430

Э_общ = 299165,4

Годовая экономия на условно – постоянных расходах

Э_i = П * ∆ А_г (35)

Э_i = 301595,4

Амортизация

Р_а = К₀ * (36)

Р_а = 1800

Р_т = 18000 * (37)

Р_т = 630

Р_с = Р_в + 0,25 * Р_в (38)

Р_с = 0

Текущие расходы на дополнительное оборудование определяется как :

P_i = Р_а+Р_т+Р_с (39)

P_i = 2430

Определяем как изменится себестоимость 1 тонны после внедрения мероприятия

С₂ = (С * А_г1 +Э_с) (40)

С₂ = 15566,7

Годовой экономический эффект

Э_ф = Э_об – 0,16*К (41)

Э_ф = 295795,8

Е = (42)

Е =

Е = 14,2

Т = (43)

Т =

Т = 0,07 лет

Список используемой литературы

21