Разработка установки вакуумной термической УВТ-06

Титановая стружка, образующаяся после механической обработки деталей и заготовок, представляет собой ценное вторичное сырье. Однако непосредственно направить ее в дальнейшую переработку можно не всегда.

В процессе механообработки металл контактирует со смазочно-охлаждающими жидкостями, маслами и другими технологическими составами. Их остатки сохраняются на поверхности стружки и становятся источником углеводородных примесей. Для дальнейшего использования такого сырья необходим этап очистки.

Перед командой ЗМЗ стояла задача создать установку, которая позволит проводить термическую обработку титановой стружки в вакууме и удалять с ее поверхности углеводородные загрязнения.

Разработка такого оборудования должна была решить еще одну производственную задачу: снизить требования к исходной чистоте поступающего сырья. Это дает предприятию возможность перерабатывать более широкий диапазон титановой стружки, а не работать только с предварительно подготовленным материалом.

При нагреве загрязненной стружки содержащиеся на ее поверхности масла и другие органические вещества удаляются из материала. Проведение процесса в вакууме позволяет организовать такую обработку в контролируемых условиях и ограничить контакт нагретого титана с атмосферным воздухом.

Для титана это имеет особое значение. При повышенной температуре металл активно взаимодействует с компонентами окружающей среды, поэтому режим обработки необходимо выбирать с учетом свойств самого материала.

Вакуумная среда позволяет совместить нагрев сырья с отводом выделяющихся в процессе обработки летучих компонентов. В результате стружка проходит подготовку перед последующими технологическими операциями.

В данном проекте вакуумная обработка стала частью общей технологии переработки титановых отходов, позволяющей повысить качество подготовленного сырья.

УВТ-06 создавалась как специализированная промышленная установка под конкретный технологический процесс. Поэтому работа началась не с адаптации готовой серийной печи, а с проектирования оборудования с учетом характеристик обрабатываемого материала и условий его дальнейшего использования.

Специалисты ЗМЗ разработали полный пакет конструкторской документации. Проект охватывал основные узлы установки, вакуумную камеру, элементы системы нагрева, механические компоненты и системы, обеспечивающие работу оборудования в заданном режиме.

При проектировании необходимо было учитывать сразу несколько факторов. Стружка представляет собой сыпучий материал с развитой поверхностью, а ее объем и плотность загрузки могут меняться от партии к партии. При этом обработка должна проходить достаточно равномерно, чтобы загрязнения удалялись из всего объема загруженного сырья.

Конструкция также рассчитывалась на промышленную эксплуатацию с регулярными циклами загрузки, нагрева, выдержки и выгрузки материала.

Основное назначение УВТ-06 — удаление углеводородных примесей с титановой стружки.

Для производителя ферросплавов качество исходного сырья напрямую влияет на организацию последующих технологических операций. Чем сильнее загрязнена стружка маслами и другими технологическими веществами, тем сложнее использовать ее в дальнейшей переработке без предварительной подготовки.

Введение отдельного этапа вакуумной очистки позволяет принимать в работу сырье с более широким диапазоном исходного состояния.

Для производства это дает несколько практических преимуществ:


Таким образом, УВТ-06 выполняет не вспомогательную, а полноценную технологическую функцию в общей цепочке переработки титанового сырья.

На момент реализации проекта готового оборудования с требуемым набором характеристик на рынке не было. Поэтому УВТ-06 разрабатывалась ЗМЗ как оригинальная установка под технологическую задачу заказчика.

В таких проектах необходимо увязать между собой требования к обработке материала, конструкцию рабочей камеры, вакуумную систему, нагрев, загрузку сырья и режим промышленной эксплуатации.

Отдельное значение имеет ремонтопригодность. Оборудование, работающее в непрерывном производственном цикле, должно иметь доступ к основным узлам для осмотра и обслуживания. Эти требования закладываются еще на этапе разработки конструкторской документации.

Проектирование велось с расчетом на интенсивную эксплуатацию, что подтвердилось после ввода установки в работу.

ЗМЗ выполнил полный цикл реализации проекта. После разработки конструкторской документации установка была изготовлена и подготовлена к монтажу.

Специалисты завода смонтировали оборудование непосредственно на территории заказчика и провели необходимые работы перед вводом в эксплуатацию. На этапе запуска проверялась работа основных систем и взаимодействие отдельных узлов установки в составе единого технологического процесса.

Такой формат работы позволяет отвечать не только за изготовление отдельных деталей или металлоконструкций, но и за работоспособность оборудования в сборе.

После ввода в эксплуатацию УВТ-06 была включена в действующую производственную линию.

Установка УВТ-06 успешно применяется для вакуумной термической очистки титановой стружки от углеводородных примесей. Ее использование позволило снизить требования к исходной чистоте сырья и расширить возможности предприятия по переработке титановых отходов для производства ферросплавов.

Оборудование эксплуатируется в интенсивном режиме и работает в три смены. Это подтверждает возможность использования разработанной конструкции в условиях постоянной промышленной нагрузки.

В рамках проекта команда ЗМЗ выполнила весь комплекс работ: разработала конструкторскую документацию, изготовила установку, провела монтаж и запустила оборудование на территории заказчика.

УВТ-06 стала примером оборудования, созданного под технологию, для которой стандартного серийного решения было недостаточно. Такой подход позволяет решать узкоспециализированные производственные задачи и встраивать новое оборудование непосредственно в существующую технологическую цепочку предприятия.