книги из ГПНТБ / Ефимычев Ю.И. Экономические проблемы повышения качества, надежности и долговечности литых деталей

Т а б л и ц а 1.1

Структура производства отливок из стали и ее динамика на Кулебакском

П р и м е ч а н и е . Удельный вес сравнимой продукции в отдельные годы составлял 70—80%

Т а б л и ц а 1.2

Изменение среднего веса и штучного количества отливок в 1 т годного литья (по заводу ДРО, г. Выкса)

ванне до замены новой техникой1. В настоящее время общий расход проката, отливок, метизов и труб на ремонтно-эксплуата­ ционные нужды (включая потребность в чугунных изложницах

1 К. Маркс относил стоимость амортизации, переносимой с машин на •единицу выпускаемой продукции, к важным показателям эффективности и про­ изводительности машин. «Чем продолжительнее период, в течение которого функционирует машина, тем больше масса продукта, на которую распределя­ ется, присоединяемая машиной стоимость, и тем меньше та часть стоимости, которуюона присоединяет к единице товара» (Маркс К- и Энгельс Ф. Соч., т.г23, с. 414—415).

ГО

и рельсах для ремонта путей) составляет примерно 13 млн. т в год. Указанная потребность из года в год увеличивается, при­ чем фактически выделяемое количество металла не покрывает ее полностью1, поэтому повышение показателей надежности и долговечности металлопродукции — основной резерв в устране­ нии возникающего дефицита.

Основными направлениями повышения качества отливок из чугуна и стали, эффективность которых исследуется нами (см. гл. Ill), являются следующие:

—совершенствование структуры выпускаемых отливок;

—повышение надежности и долговечности литых деталей

машин;

—повышение геометрической и весовой точности отливок;

—улучшение чистоты литых поверхностей;

—снижение уровня дефектности литья;

—внедрение современных методов контроля.

Источники экономической эффективности использования ме­ таллопродукции повышенного качества, в том числе отливок, за­ ключаются в улучшении эксплуатационных характеристик машин и оборудования, повышении надежности и долговечности изде­ лий, повышении эффективности использования черных металлов, что в конечном итоге ведет к экономии живого и овеществленного труда.

Наряду с экономией живого труда необходима всемерная эко­ номия прошлого труда, лучшее и более эффективное использо­ вание материалов, оборудования. Нарастание темпов улучшения использования прошлого труда оказывает большее влияние на увеличение физического объема производства, чем нарастание темпов роста производительности труда в обычном понимании, т. е. экономии живого труда12.

Анализируя динамику себестоимости промышленной продук­ ции за ряд лет, можно отметить тот факт, что затраты живого труда понижаются значительно быстрее затрат прошлого труда. Доля материальных затрат за период с 1932 по 1966 г. возросла с 57 до 78,2%. При росте производительности труда в промыш­ ленности с 1940 по 1967 г. в 4,2 раза материальные затраты снизились по отдельным отраслям всего на 30—35%, в том числе расход металлошихты на 1 г стали — на 6%.

Дальнейшее повышение эффективности промышленного про­ изводства возможно при мобилизации всех источников экономии материальных затрат. Повышение качества, совершенствование структуры потребления металлопродукции в машиностроении, металлургии и других отраслях народного хозяйства — один из главных резервов в этом важном деле.

1 Ширяев П. А., Поляк А. М. Потребление черных металлов в СССР. М., «Металлургия», 1970.

2 Бем И. С. Экономические проблемы развития литейного производства

СССР. Докторская диссертация. Киев, 1970.

11

Под металлопотребленнем понимается расход металла на данном этапе или в прошлом. К числу основных резервов роста эффективности использования черных металлов относятся повы­ шение качества металлопродукции, улучшение технологии произ­ водства и обработки металла, т. е. повышение уровня качества изготовления продукции, совершенствование конструирования и улучшение условий эксплуатации металлоизделий. Наиболее об­ щим показателем эффективного использования металла служит расход металла, включая отходы, в сопоставлении с объемом выпущенной предприятием (отраслью) продукции в стоимости или натуральном выражении. Формирование синтетического по­ казателя использования черных металлов зависит от относитель­ ной величины перехода исходной металлопродукции в готовые изделия (коэффициент использования металла) и показателя конструктивной металлоемкости, который учитывает изменение расхода металла (без отходов) по готовым изделиям в резуль­ тате применения соответствующих конструктивных решений. При анализе потребления металлопродукции во времени необхо­ димо учитывать долговечность и надежность машин и металло­ конструкций.

Применительно к отливкам из черных металлов влияние их качества на улучшение металлоиспользовання рассматривается нами на стадиях изготовления и механической обработки литых заготовок, а также при эксплуатации машин и оборудования, применяющих литые детали.

В структуре металлопродукции черных металлов, выпускае­ мой в нашей стране, отливки из стали и чугуна, как показывают данные, рассчитанные нами на конец минувшей пятилетки (табл. 1.3), уступают только прокату, если суммировать отдель­ ные виды его сортамента.

Однако в связи с опережающими темпами роста производства проката1 относительный вес отливок в общем потреблении ме­ таллопродукции постепенно уменьшается (см. динамику отдель­ ных видов металлопродукции в табл. 1.3). Абсолютный же объем производства отливок, в первую очередь из чугуна, непрерывно возрастает, хотя темпы его роста за последние годы значительно замедлились. Несмотря на это, доля чугунного и стального литья в металлопродукции СССР намного превосходит ее по сравнению с США и другими технически развитыми странами.

1 Объем производства проката увеличился в 8-й пятилетке в 1,3 раза, а отливок из чугуна и стали — только в ’1,12 раза.

12

производителями и потребителями стального литья, по данным ЦСУ СССР, являются тяжелое машиностроение — 22,7%, трак­ торное и сельскохозяйственное машиностроение-—21,3%, строи­ тельное и дорожное машиностроение — 9,5% от общего выпуска отливок из стали в 1970 г.

В производстве чугунного литья удельный вес автомобиль­ ной промышленности составляет 7,2%, тракторного и сельско­

лищного строительства, увеличение производства стали и др.) произошли значительные изменения и сдвиги в номенклатуре ли­ тых изделий. В результате этого потребление и производство изложниц возросло с 9,3% в 1958 г. до 13,3 в 1968 г., литых во­ допроводных и канализационных труб соответственно с 5,1 до 7,8%. За этот же период удельный вес литых изделий маши­ ностроительной и металлообрабатывающей промышленности снизился с 78,0 до 72,3%. Тем не менее отливки наряду со свар­ ными заготовками, поковками и штамповками сохраняют свою ведущую роль в металлопотреблении отдельных отраслей маши­ ностроения, требования которых определяют качественный уро­ вень и объем производства литых деталей. Поэтому по праву литейное производство большинством специалистов рассматри­ вается в качестве основной заготовительной базы машинострое­ ния3.1

1 См.: Гольбин Я. А., Герман В. А. Проблемы экономии литейного произ­ водства. Минск, «Наука и техника», 1971.

13

Уровень использования металла в машиностроении опреде­ ляется металлоемкостью изделий, долговечностью, надежностью, количеством отходов, образующихся при их производстве.

Обращает на себя внимание наметившаяся в прошедшей пятилетке тенденция по снижению удельного расхода отливок на 1 млн. руб. валовой продукции в основных отраслях машино­ строения (табл. 1.4). Одновременно небольшое увеличение удель­ ного расхода отливок из стали отмечается в автомобилестроении, приборостроении, станкостроении и некоторых других отраслях. Из приведенных в табл. 1.4 данных видно, как существенно раз­ личается металлоемкость отраслей машиностроения. Снижение удельной металлоемкости как в отдельных отраслях, так и по всему промышленному производству представляется одним из основных направлений повышения эффективности производства. Факторы, способствующие снижению удельного расхода литых деталей, заключаются в повышении уровня конструирования из­ делий, в развитии кооперированных связей, что увеличивает по­ вторный счет, в структурных внутриотраслевых сдвигах и т. п. К числу основных несомненно относятся повышение прочностных характеристик литейных сплавов, опережающий рост отливок из цветных сплавов, повышение геометрической и весовой точности отливок.

Резервы экономии металла при производстве и использовании отливок из чугуна и стали анализируются нами в условиях пред­ приятий Горьковского индустриального центра.

В структуре производства чугунных отливок в этом районе (табл. 1.5) доминируют автомобильные отливки, отличающиеся сложностью в изготовлении, небольшим весом и высокими тре­ бованиями, предъявляемыми к их качеству. Это в значительной мере предопределяет сравнительно низкий коэффициент исполь­ зования исходных материалов (металлозавалки) при производ­ стве литых деталей машин и изделий из чугуна и стали по пред­ приятиям г. Горького и области. В виде готовых изделий в 1972 г. использовалась лишь каждая вторая тонна исходных материалов. В то же время необходимо дифференцировать экономическое содержание потерь металла по отдельным переделам технологи­ ческого процесса получения годной продукции. Потери в струж­

потерям стружки при ее сборе и т. д. Экономическая неоднород­ ность потерь металла в отходы при производстве литых деталей приводит к необходимости определения первоочередной направ­ ленности мероприятий по экономии металла в каждом конкрет­ ном случае. Впрочем, большинство резервов в улучшении металлопотребления носит общий характер. Прежде всего, как пока­ зывает опыт передовых предприятий, имеется возможность улучшить качественный состав шихтовых материалов в сторону снижения их стоимости.

14

Т а б л и ц а 1.4

Динамика удельного расхода отливок по ведущим отраслям машиностроения,

В чугунолитейном производстве до сих пор очень высок рас­ ход литейных чугунов: в машиностроении он составляет 640 кг, в ремонтных цехах предприятий черной металлургии 669 кг (в ря­

15

переплавляется в сталеплавильных и доменных печах1. Ограни­ ченность ресурсов лома наблюдается п в сталефасонных цехах.

Литейные цехи предприятии Горьковской области за послед­ ние годы в целом значительно снизили расход свежих чугунов в металлозавалке, однако до передовых достижений еще далеко. Например, завод им. М. Воробьева и «Двигатель революции» в одинаковых условиях снабжения металлоотходами, при одно­ типной организации производства и при практически равном техническом уровне имели в 1971 г. расход литейных чугунов на 1 т годных отливок соответственно 711 кг и 498 кг, или 47,6 и 34,4% в структуре исходных материалов для выплавки чугуна (табл. 1.6). Важный резерв в экономии расхода литейных чугу­ нов— организация брикетирования стружки непосредственно

вмеханических цехах. Это мероприятие позволило увеличить долю брикетов стружки в металлозавалке на автозаводе до 2— 5% и снизить безвозвратные потери стружки на 40—50%. На этом предприятии много внимания уделяется поискам оптималь­ ных способов ваграночной плавки с предельным использованием

вшихте дешевого стального скрапа. Увеличение в шихте сталь­ ного скрапа повышает прочные свойства отливок, а это позво­ ляет снизить их вес и повысить долговечность литых деталей, особенно блоков и гильз цилиндров двигателей. Опыт производ­ ства этих деталей позволил установить предельное содержание стальных отходов в 12—13% от веса металлозавалки. Дальней­ шее повышение доли скрапа приводит к резкому повышению

твердости чугуна вплоть до отбела в тонких сечениях отливок, к повышенному расходу режущего инструмента.

Выплавка литейных чугунов, как известно, сопровождается значительными потерями производительности доменных печей. Экономически важен поэтому опыт чугунолитейных цехов авто­ завода по замене литейных чугунов предельным12. Горьковский автозавод только за первый год полной замены литейных чугу­ нов получил экономию в 788 тыс. руб.

В результате проведенной на автозаводе работы по замене (при выплавке чугунов серого, ковкого и с шаровидным графи­ том) литейного чугуна передельным доказана полная возмож­ ность такой замены. На протяжении более чем двух лет выпуска­ лись отливки различной сложности, весом от нескольких десятков граммов до 15 т, включая блоки цилиндров. Отрицательных яв-

1 Ширяев П. А., Поляк А. М. Потребление черных металлов в СССР, с. 66. 2 По данным ЦНИИЧермет, при выплавке предельного чугуна повышается производительность доменных печей на 26%, а расход кокса снижается на 25%. По расчетам И. Г. Пашко, при уменьшении расхода литейного чугуна в соответствии с требованиями современной техники и технологии можно вы­ свободить мощности в объеме свыше 6 млн. г. Такое количество чугуна, вклю­ чая оборотные отходы, позволит выпустить около 10,5 млн. тстали и произво­ дить из нее 8 млн. г проката. Это равносильно дополнительному производству проката на двух крупных металлургических заводах (Пашко И. Г.— «Вопросы

экономики», 1970, № 7, с. 38).

16

17

.пений (повышение твердости, отбел и др.) при этом не наблюда­ ется. В передельном чугуне значительно меньше выделений спелистого графита, чем в литейных чугунах, поэтому структура литых деталей значительно улучшилась. Таким образом, опасе­ ния в неблагоприятных наследственных свойствах передельного чугуна опровергнуты исследованиями и практическими результа­ тами, полученными на заводе.

Если полностью снять с производства литейные чугуны и пе­ рейти на передельные (а это возможно!), то, учитывая, что литейное производство страны потребляет около 10 млн. тдомен­ ного чугуна в год, народное хозяйство получит дополнительно

номия около 40 млн. руб.1 В связи с развитием индукционной плавки чугуна выдвигается

задача перемещения использования чугунных отходов, высечки, стружки из металлургии в литейное производство для выплавки синтетического чугуна. Стоимость такого чугуна по сравнению с ваграночным снижается на 15—25%. Внедрение индукционных печей позволит ежегодно экономить до 5 млн. г литейного чугуна.

Значительное снижение потерь при производстве отливок из чугуна и стали может быть достигнуто за счет снижения брака, объем которого в физическом тоннаже только по предприятиям Горьковской области в 1972 г. можно приравнять к выпуску крупного литейного цеха мощностью 35—40 тыс. т. Анализ уровня брака в динамике за ряд лет выявляет тенденцию к росту по ведущим предприятиям и в целом по области. Кроме того, факти­ ческий уровень брака намного превосходит данные отчета обла­ стного статуправления, которые были использованы в табл. 1.6. Многие литейные цехи, особенно единичного и мелкосерийного производства, отражают в отчетных формах только брак, обнару­ женный в процессе механообработки литых заготовок, когда его стоимость возрастает в несколько раз, почти до уровня стоимости литых деталей. Достоверный статистический учет и анализ по видам брака непосредственно в литейном цехе, как показывают наши исследования12, являются важными мерами в борьбе с ним.

С точки зрения металлопотребления борьба с браком приво­ дит к росту объема функционирующего в изделиях металла за счет увеличения производства годной продукции, а также к сни­ жению безвозвратных потерь, связанных с угаром металла и сбором стружки. Большие отходы в стружку (табл. 1.7) свиде­ тельствуют о значительных припусках для механообработки от­ ливок, объем и общая трудоемкость которой пропорциональны точности заготовок.

18

Т а б л и ц а 1.7

Баланс металла при производстве чугунного и стального литья

Экономическое значение сокращения объема механической обработки и образования при этом отходов в виде стружки может быть проиллюстрировано расчетом себестоимости ее удаления по коленчатому валу дизеля. На заводе «Двигатель революции» по первоначальной технологии коленчатые валы изготовлялись из стали 40А методом свободной ковки.

Данные табл. 1.8 показывают, что при переводе коленчатого вала дизеля на изготовление из высокопрочного чугуна объем механической обработки уменьшается в 4 раза и, несмотря на повышенную трудоемкость механической обработки высокопроч­ ного чугуна, общая трудоемкость и себестоимость механической обработки литого вала меньше, чем у аналогичного стального вала.

Однако не во всех случаях замены поковок отливками для коленчатых валов повышение удельной трудоемкости механиче­ ской обработки чугуна с шаровидным графитом компенсируется более высокой точностью литой заготовки. Для деталей и конст­ рукций, где коэффициент использования металла повышается

19