Ένας κατασκευαστής εξαρτημάτων αυτοκινήτων στα μεσοδυτικά της Αμερικής αντιμετώπιζε αυξανόμενη πίεση από τους πελάτες OEM: αυστηρότερες ανοχές σκληρότητας, μεγαλύτεροι όγκοι και αυστηρότερες απαιτήσεις ελέγχου.Το κληρονομικό κλιματιστικό κλιματιστικό κλιματιστικό κλιματιστικό κλίμα δεν μπορούσε πλέον να διατηρήσει την ποιότητα της παρτίδας.Το κόστος της ενέργειας ήταν υψηλό και η γραμμή δεν μπορούσε να ανταποκριθεί στον χρόνο χτύπου των αυτοματοποιημένων κυψελών παραγωγής.

Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, ο πελάτης ανέθεσε ένα ειδικό ειδικό φούρνο θερμικής επεξεργασίας τύπου σωλήνα (Custom Heat Treatment Furnace, 580kW, 1100°C) που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από την ομάδα μας, αφιερωμένο σε εργαλεία,Άξονες και άλλα κρίσιμα μέρη από χάλυβα.

Προηγές πελατών και πόντους

Το εργοστάσιο επεξεργάζεται κυρίως τα γρανάζια, τους άξονες και τα διαφορικά εξαρτήματα αυτοκινήτων..Με την πάροδο του χρόνου, πολλά σημεία πόνου έγιναν κρίσιμα:

• Αδιάφορη σκληρότητα και μικροδομή
  Η ομοιομορφία της θερμοκρασίας ήταν δύσκολο να ελεγχθεί, οδηγώντας σε αισθητή διακύμανση από παρτίδα σε παρτίδα.

• Υψηλή κατανάλωση ενέργειας ανά μέρος
  Η αναποτελεσματική μόνωση και η μη βελτιστοποιημένη διάταξη καυστήρα / θέρμανσης σήμαιναν ότι ο φούρνος κατανάλωνε πολλή ενέργεια για να διατηρήσει τη θερμοκρασία, αυξάνοντας το κόστος μονάδας ενέργειας.

• Σφραγίσματα σε άλλη αυτοματοποιημένη γραμμή
  Η υπόλοιπη γραμμή παραγωγής ήταν σε μεγάλο βαθμό αυτοματοποιημένη (ρομποτική φόρτωση, μεταφορά μεταφορέα, αυτόματο πλύσιμο),αλλά το παλιό φούρνο εξακολουθούσε να απαιτεί χειροκίνητη φόρτωση/αφόρτωση και συχνή παρέμβαση του χειριστή.

• Περιορισμένο παράθυρο διαδικασίας για μελλοντικά υλικά
  Το υφιστάμενο σύστημα δυσκολευόταν να φτάσει στο ανώτερο όριο του εύρους θερμοκρασιών του και προσέφερε ελάχιστο περιθώριο για νέα κράματα ή δοκιμές υψηλότερης θερμοκρασίας που απαιτούνται από την Ε&Α.

Αυτά τα ζητήματα έκαναν τη διοίκηση να αναζητήσει μια λύση θερμοπετρελαίου τύπου σωλήνα που θα μπορούσε να σταθεροποιήσει την ποιότητα, μειώνοντας ταυτόχρονα τα μακροπρόθεσμα λειτουργικά κόστη.

Βασικές απαιτήσεις για τον ειδικό φούρνο θερμικής επεξεργασίας

Κατά τη διάρκεια της κοινής αξιολόγησης και σχεδιασμού, ο πελάτης από τις ΗΠΑ καθόρισε διάφορες μη διαπραγματεύσιμες απαιτήσεις:

• Εγκατεστημένη ισχύς: 580 kW για την υποστήριξη υψηλής απόδοσης, διατηρώντας σταθερή θερμοκρασία κατά τη διάρκεια συνεχούς φόρτωσης.

• Μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας: 1100°C, για να καλύπτονται οι τρέχοντες κύκλοι καρβουρίσματος/ομαλοποίησης και οι μελλοντικές δοκιμές με υψηλό κράμα.

• Πλήρης ενσωμάτωση με την υπάρχουσα αυτοματοποίηση ∙ ο φούρνος πρέπει να δέχεται εξαρτήματα από ρομπότ και μεταφορέα, με επαναληπτή τοποθέτηση και ομαλή παράδοση.

• Ενεργειακή απόδοση και συμμόρφωση ασφάλειας με τους τοπικούς κώδικες ηλεκτρικής και ασφάλειας των ΗΠΑ, υποστηρίζοντας τη μελλοντική πιστοποίηση από τρίτους.

• Ακολουθησιμότητα: ο φούρνος θερμικής επεξεργασίας έπρεπε να συνδεθεί με το MES του εργοστασίου, καταγράφοντας καμπύλες θερμοκρασίας, χρόνο διατήρησης και συνταγές για κάθε παρτίδα.

Το 580kW προσαρμοσμένο διάλυμα καυστήρα θερμικής επεξεργασίας τύπου σωλήνα

Βάσει αυτών των απαιτήσεων, παραδώσαμε ένα ειδικό ειδικό φούρνο θερμικής επεξεργασίας τύπου σωλήνα που διαμορφώθηκε ως εξής:

1. Σχεδιασμός σωλήνων πολλαπλών ζωνών και έλεγχος θερμοκρασίας

   • Ένας σωληνωτός θάλαμος με πολλαπλές ζώνες με ανεξάρτητα ελεγχόμενες ζώνες θέρμανσης για την ακριβή ρύθμιση του προφίλ θερμοκρασίας κατά μήκος του φούρνου.

   • Μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας 1100°C, παρέχοντας χώρο για την εξάντληση, την εξομάλυνση και την ανόργανση σε υψηλές θερμοκρασίες.

   • Θερμοσύνδετα υψηλής ακρίβειας σε συνδυασμό με έλεγχο PID για τη διατήρηση αυστηρής ομοιομορφίας θερμοκρασίας και μείωση της διασποράς σκληρότητας μεταξύ των τμημάτων.

2. Τεχνολογίες βελτιστοποίησης της ενέργειας και ασφάλειας

   • Αναβαθμισμένη μόνωση και βελτιστοποιημένη διάταξη στοιχείων θέρμανσης για ελαχιστοποίηση της απώλειας θερμότητας, βελτιώνοντας την αποτελεσματική εκμετάλλευση της εγκατεστημένης ισχύος 580 kW.

   • Αποθηκευμένες διεπαφές για προστατευτική ατμόσφαιρα και επεξεργασία καυσαερίων για την υποστήριξη καθαρότερης επεξεργασίας και ελέγχου των εκπομπών.

   • Πολλαπλές κλειδαριές ασφαλείας στις πόρτες, υπερθερματικές και κυκλώματα ηλεκτρικής ενέργειας για να πληρούν τους κανόνες ασφαλείας των ΗΠΑ και να διευκολύνουν την έγκριση από τους τοπικούς επιθεωρητές.

3. Αυτοματοποίηση και συνδεσιμότητα MES

   • Τυποποιημένες διεπαφές για ρομπότ και κυλινδρικές μεταφορέες τόσο στην είσοδο όσο και στην έξοδο, επιτρέποντας την πλήρως αυτόματη φόρτωση και εκφόρτωση δίσκων/εγκαταστάσεων.

   • Ο PLC και το HMI έχουν σχεδιαστεί για να επικοινωνούν με το MES του εργοστασίου: η καμπύλη θερμοκρασίας κάθε παρτίδας, ο χρόνος αναμονής και τα δεδομένα συνταγής καταγράφονται αυτόματα.

   • Η διαχείριση συνταγών στο εσωτερικό του κλιβάνου προσαρμοσμένης θερμικής επεξεργασίας επιτρέπει την γρήγορη αλλαγή μεταξύ διαφορετικών τύπων συστατικών χωρίς χειροκίνητο επαναπρογραμματισμό.

Τα αποτελέσματα: βελτίωση της ποιότητας, της ενέργειας και της απόδοσης

Μετά την έναρξη της λειτουργίας και την αύξηση της ταχύτητας, ο πελάτης των ΗΠΑ ανέφερε μετρήσιμες βελτιώσεις:

• Σταθερότερη θερμικά επεξεργασμένη ποιότητα
  Οι τιμές σκληρότητας και το βάθος της θήκης για τα γρανάζια και τους άξονες έγιναν πολύ πιο συνεπείς μεταξύ των παρτίδων.

• Λιγότερο κόστος ενέργειας και εργασίας ανά μονάδα
  Παρά την εγκατεστημένη ισχύ 580 kW, η βελτιστοποιημένη μόνωση και ο έλεγχος μείωσαν την κατανάλωση ενέργειας ανά τελικό μέρος σε σύγκριση με τον παλιό κλιματισμό.Το χειροκίνητο χειρισμό έχει σε μεγάλο βαθμό αφαιρεθεί., επιτρέποντας στους φορείς εκμετάλλευσης να εποπτεύουν αντί να παρεμβαίνουν συνεχώς.

• Καλύτερη ισορροπία γραμμής και μικρότερος χρόνος παράδοσης
  Η συνεχής ροή μέσω του φούρνου θερμικής επεξεργασίας τύπου σωλήνα αντιστοιχεί τώρα στον χρόνο κύκλου της επεξεργασίας προγενέστερης ροής και του πλύματος και της επιθεώρησης μεταγενέστερης ροής, μειώνοντας το WIP και βελτιώνοντας τη συνολική ταχύτητα παράδοσης.

The plant has since positioned this Custom Heat Treatment Furnace as a template for future line upgrades and is considering similar configurations for new production cells dedicated to higher-value components.