Porovnanie technológie spracovania za studena a za tepla a stratégie optimalizácie nákladov

Úvod
V oblasti spracovania plechov sú studenej a horúcej valcovanej plechy dve najbežnejšie formy produktov, ktoré majú výrazné rozdiely v procese výroby, prevádzkových vlastnostiach a aplikačných oblastiach. Porozumenie rozdielom medzi týmito dvoma technológiami spracovania a ovládanie zodpovedajúcich metód optimalizácie nákladov má veľký význam pre zlepšenie kvality výrobkov a zníženie výrobných nákladov výrobných podnikov. Tento článok podrobne analyzuje procesné charakteristiky studeného a horúceho valcovania a z hľadiska reálnej výroby navrhne efektívne stratégie kontroly nákladov.

I. Základné pojmy studeného a horúceho valcovaného plechu
1. Technológia spracovania horúceho valcovaného plechu
Horúce valcovanie označuje valcovací proces, pri ktorom sa polotovar z ocele zohreje na teplotu vyššiu ako teplota rekryštalizácie (zvyčajne 1100-1250 °C). V tomto stave vysokých teplôt sa zvyšuje plasticita ocele, znižuje odpor proti deformácii a tvar a rozmery možno ľahko zmeniť pomocou valcovacieho zvárania.

Hlavné vlastnosti horúcovalcovaných plechov zahŕňajú:

Na povrchu je vrstva oxidu železa, ktorá je relatívne drsná

Nízka presnosť rozmerov a veľká tolerancia hrúbky

Mechanické vlastnosti sú relatívne rovnorodé

Výrobné náklady sú nízke

2. Technológia spracovania studenovalcovaných plechov
Studené valcovanie je proces na ďalšie spracovanie horúcovalcovaných rúl za studena. Keďže nie je potrebné žiadne tepelné spracovanie, studené valcovanie vyžaduje väčšiu valcovaciu silu, no umožňuje dosiahnuť presnejší kontrolu rozmerov a lepšiu kvalitu povrchu.

Hlavné vlastnosti studenovalcovaných plechov zahŕňajú:

Hladký povrch, bez oxidickej šupky

Vysoká rozmerná presnosť, malá tolerancia hrúbky

Vysoká mechanická pevnosť, ale nízka húževnatosť

Relatívne vysoké náklady na výrobu

2. Podrobné porovnanie spracovacej technológie

1. Porovnanie toku procesov

Tok procesu valcovania za horúča:
Ohrev slity → Odstraňovanie škály → Hrubovanie → Dokončovacie valcovanie → Chladenie → Vinutie → Dokončovanie → Hotový výrobok

Tok procesu valcovania za studena:
Horúcovalcovaný pás → Dezoxidácia → Studené valcovanie → Rekryštalizačné žíhanie → Vyrovnanie → Dokončovanie → Hotový výrobok

2. Porovnanie zariadení a spotreby energie
Linka na horúce valcovanie má veľký rozsah investícií, ale jednotková spotreba energie je relatívne nízka; hoci linka na studené valcovanie je menšia v mierke, vyžaduje si viacnásobné valcovanie a žíhanie, pričom jednotková spotreba energie je vysoká. Konkrétne:

Horúce valcovanie: vysoká spotreba energie pri ohrevných peciach, ale nízka spotreba energie počas procesu valcovania

Studené valcovanie: nevyžaduje sa ohrev, ale je potrebná veľká valcovacia sila a viacnásobné žíhanie

3. Porovnanie výkonového ukazovateľa výrobku
Ukazovateľ výkonu Plech z horúceho valcovania Plech zo studeného valcovania
Kvalita povrchu Priemerná, s oxidickou škrupinkou Vynikajúca, hladká
Presnosť rozmerov ±0,1-0,2 mm ±0,01-0,05 mm
Mechanická pevnosť Nízka Vysoká
Tvarovateľnosť Dobrá Vynikajúca
Zvyškové napätie Malé Veľké, na jeho odstránenie je potrebné žíhanie
4. Porovnanie oblastí použitia
Horúco valcovaný plech sa hlavne používa v prípadoch, kde nie sú vyžadované vysoké nároky na kvalitu povrchu a rozmerovú presnosť:

Stavebná konštrukcia

Stavba lodí

Potrubný systém

Ťažké stroje

Studenohlúcny plech sa používa v oblastiach s vysokou presnosťou a nárokmi na kvalitu povrchu:

Karoséria automobilu

Pouzdro domácnosti

Presný prístroj

Balenie potravín

III. Analýza nákladovej štruktúry
1. Nákladová štruktúra horúcovalcovaného plechu
Náklady na suroviny: približne 75-85% z celkových nákladov
Náklady na energiu: približne 10-15% (hlavne náklady na vykurovanie)
Náklady na prácu a odpisy zariadení: približne 5-10%
2. Nákladová štruktúra studenovalcovaných plechov
Náklady na suroviny z horúcovalcovaných pásov: približne 60-70%
Výrobné náklady (vrátane žíhania): približne 20-30%
Náklady na prácu a odpisy zariadení: približne 10-15%
IV. Stratégia optimalizácie nákladov
1. Opatrienia na optimalizáciu nákladov horúcovalcovaných plechov
Surowiny:

Použiť technológiu spojitého odliatku a valcovania na zníženie medzištádiového vykurovania

Optimalizujte návrh rozmerov ingotu, aby ste znížili stratu pri orezávaní začiatku a konca

Na výrobu lacných produktov použite suroviny nižšej kvality

Manažment energie:

Na zvýšenie tepelnej účinnosti použite regeneračnú ohrevnú pec

Optimalizujte krivku ohrevu, aby ste predišli prehriatiu

Počas valcovania recyklujte odpadové teplo

Výrobné procesy:

Zaveste termomechanický riadený proces (TMCP) na zníženie pridávania zliatinových prvkov

Zvýšte rýchlosť valcovania a zvýšte výstup za jednotku času

Použite technológiu valcovania bez hlavy a chvosta, aby ste znížili odpad na začiatku a konci

2. Opatrenia na optimalizáciu nákladov na studenovalcované plechy
Kontrola surovín:

Prísne kontrolovať kvalitu horúco valcovaných pások a znížiť chyby pri studenom valcovaní

Vybrať vhodné špecifikácie horúco valcovaných surovín podľa konečného použitia

Zriadiť dynamický systém riadenia zásob surovín

Optimalizácia procesu:

Použiť kombinované jednotky kyslina-valcovanie na zníženie medzištádií

Optimalizovať valcovacie postupy a znížiť počet prechodov pri valcovaní

Zaviesť spojitý žíhací proces namiesto žíhania v peciach

Výbava a energetická náročnosť:

Použiť vysoko účinné motory a frekvenčnú konverznú technológiu na zníženie spotreby elektrickej energie

Optimalizovať parametre žíhacieho procesu a skrátiť dobu žíhania

Recyklujte odpadové teplo z žíhacieho ohňa

3. Všeobecná optimalizačná stratégia
Zaveste štíhlu výrobu na zníženie rôznych druhov odpadu

Založte komplexný systém riadenia kvality na zníženie miery vady

Optimalizujte logistický systém na zníženie nákladov na dopravu a skladovanie

Použite inteligentné výrobné technológie na zvýšenie efektivity výroby

Posilnite školenie zamestnancov a zlepšite prevádzkové zručnosti

V. Návrhy na výber procesu
Pri výbere procesu studeného alebo horúceho valcovania by podniky mali zvážiť nasledovné faktory:

Požiadavky na výrobok: požiadavky na presnosť rozmerov a kvalitu povrchu

Vlastnosti materiálu: mechanické ukazovatele požadovaných materiálov

Výrobná séria: veľkosť objednávky a kontinuita

Nákladový rozpočet: akceptovateľný rozsah výrobných nákladov

Stav zariadenia: spracovateľská kapacita existujúceho výrobného zariadenia

Bežne platí, že pre produkty s veľkým objemom a vysokými požiadavkami, aj keď je počiatočná investícia do studeného valcovania vysoká, celkové náklady môžu byť nižšie; zatiaľ čo pre produkty s malým objemom a nízkymi požiadavkami je vhodnejší proces horúceho valcovania.

VI. Budúce trendy vo vývoji
Integrácia procesov: Vyvíjať teplé valcovanie, ktoré berie do úvahy výhody horúceho i studeného valcovania

Inteligentná výroba: Použitie umelej inteligencie na optimalizáciu procesných parametrov

Ekologická výroba: Vyvíjať nové procesy s nízkou spotrebou energií a nízkymi emisiami

Tenkostenné horúce valcovanie: Zlepšiť presnosť horúceho valcovania a nahradiť niektoré studene valcované výrobky

Výroba vysokopevnostnej ocele: Vyvíjať procesy bez žíhania alebo s nízkoteplotným žíhaním

Záver
Pás zimzvalcovanej a horúczvalcovanej ocele má každý svoje vlastné jedinečné procesné charakteristiky a nákladové štruktúry. Podniky by mali pri skutočnej výrobe urobiť rozumnú voľbu na základe požiadaviek na výrobok a trhovej pozície. Prostredníctvom opatrení na kontrolu nákladov, ako sú optimalizácia procesov, modernizácia zariadení a zlepšenie riadenia, je možné efektívne znížiť výrobné náklady a zvýšiť konkurencieschopnosť na trhu. V budúcnosti sa môžu hranice medzi týmito dvoma spracovateľskými metódami postupne rozplývať vďaka technologickému pokroku a inováciám procesov a poskytnúť podnikom ešte viac diverzifikovaných možností.