Aluminium International Today Russian August 2019

КОНЦЕПЦИЯ «ИНДУСТРИЯ 4.0» ЛИТЕЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПЕЧИ/ТЕРМООБРАБОТКА ГЛИНОЗЕМНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

www.aluminiumtoday.com Август 2019 – Вып. № 34 На русском языке

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЖУРНАЛ ПО ПРОИЗВОДСТВУ И ОБРАБОТКЕ АЛЮМИНИЯ

Al

ǛǼǺȀDZǽǽǴǺǹǬǷȈǹǺDZ ǷǴǾȈDZ

ǞDZȁǹǺǷǺǯǴǴ ǷǴǾȈȋ ȂǴǷǴǹǰǼǴȃDZǽǶǴȁ Ǵ ǻǷǺǽǶǴȁ ǽǷǴǾǶǺǮ ǎǬǯǽǾǬȀȀ ǺǽǹǺǮǬǹǹȇDZ ǹǬ ǴǹǹǺǮǬȂǴȋȁ Ǵ ǿǽǺǮDZǼȄDZǹǽǾǮǺǮǬǹǹȇDZ ǸǹǺǯǺǷDZǾǹǴǸ ǺǻȇǾǺǸ ȋǮǷȋȊǾǽȋ ǶǷȊȃǺǸ Ƕ ǼDZǹǾǬǭDZǷȈǹǺǽǾǴ ǘǹǺǯǺǷDZǾǹǴǵ ǺǻȇǾ Ǵ ǻǼDZǰǺǽǾǬǮǷȋDZǸȇDZ ǿǽǷǿǯǴ ǶǺǸǻǬǹǴǴ ǎǬǯǽǾǬȀȀ ǺǭDZǽǻDZȃǴǮǬȊǾ ǿǮDZǼDZǹǹǺǽǾȈ Ǯ ǷǴǾDZǵǹǺǸ ǻǼǺǴdzǮǺǰǽǾǮDZ ² ǽǿȅDZǽǾǮDZǹǹǺDZ ǶǬȃDZǽǾǮǺ ǹDZǺǭȁǺǰǴǸǺDZ ǰǷȋ ǭDZdzǺǻǬǽǹǺǯǺ ǷǴǾȈȋ ǬǷȊǸǴǹǴȋ ǸǬǶǽǴǸǬǷȈǹǺǯǺ ǿǮDZǷǴȃDZǹǴȋ ǻǼǴǭȇǷǴ Ǵ ǿǽǻDZȄǹǺǵ ǶǺǹǶǿǼDZǹȂǴǴ ǹǬ ǼȇǹǶDZ

ǗǴǰDZǼ Ǯ ǾDZȁǹǺǷǺǯǴǴ ǻǺǷǿǹDZǻǼDZǼȇǮǹǺǯǺ ǷǴǾȈȋ › ǗǴǾDZǵǹȇDZ ǸǬȄǴǹȇ › ǝǴǽǾDZǸȇ ǷǴǾȈȋ ǻǼǺǶǬǾǹȇȁ ǽǷǴǾǶǺǮ

› ǝǴǽǾDZǸȇ ǷǴǾȈȋ ȂǴǷǴǹǰǼǴȃDZǽǶǴȁ ǽǷǴǾǶǺǮ

› njǮǾǺǸǬǾǴdzǬȂǴȋ › ǟǻǼǬǮǷDZǹǴDZ ǿǼǺǮǹDZǸ ǸDZǾǬǷǷǬ › ǝDZǼǮǴǽ Ǵ ǻǺǰǰDZǼDzǶǬ Ǯ ǼǬdzǹȇȁ ǽǾǼǬǹǬȁ ǸǴǼǬ

ǑǽǷǴ ǎȇ ȁǺǾǴǾDZ ǿǷǿȃȄǴǾȈ ǻǼǺǴdzǮǺǰǽǾǮDZǹǹȇDZ ǻǺǶǬdzǬǾDZǷǴ dzǮǺǹǴǾDZ +1 509 922 1404 | www.wagstaff.com

СОДЕРЖАНИЕ 1

www.aluminiumtoday.com

2

ПРИВЕТСТВИЕ НОВОСТИ ОТРАСЛИ ПЕЧИ/ТЕРМООБРАБОТКА

8

Термическая обработка алюминиевых деталей Двухкамерная печь для завода Fonderie Pandolfo

9

ЛИТЕЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Выпуск на русском языке – август 2019 (№ 34) На русском языке журнал издается с 1994 г.

ОБЛОЖКА

Редакция Редактор: Nadine Bloxsome Тел.: +44 (0) 1737 855 115 nadinebloxsome@quartzltd.com

КОНЦЕПЦИЯ «ИНДУСТРИЯ 4.0» ЛИТЕЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПЕЧИ/ТЕРМООБРАБОТКА ГЛИНОЗЕМНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Русскоязычный редактор: Александр Гуров Выпускающий редактор: Annie Baker

www.aluminiumtoday.com Август 2019 – Вып. № 34 На русском языке

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЖУРНАЛ ПО ПРОИЗВОДСТВУ И ОБРАБОТКЕ АЛЮМИНИЯ

Отдел рекламы Международный менеджер: Nathan Jupp

ТРАНСПОРТ И ЛОГИСТИКА

nathanjupp@quartzltd.com Тел.: +44 (0) 1737 855 027

15 Обработка, хранение и логистика – делайте это правильно, чтобы экономить время, пространство и деньги

Директор по рекламе: Ken Clark kenclark@quartzltd.com Тел.: +44 (0)1737 855 117 Производство рекламы: Martin Lawrence martinlawrence@quartzltd.com

ПРОКАТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 16 Инспекция поверхности рулонной полосы

Управляющий директор (MD): Steve Diprose

КОНЦЕПЦИЯ «ИНДУСТРИЯ 4.0»

Генеральный директор (CEO): Paul Michael Подписка Elizabeth Barford Тел.: +44 (0) 1737 855 028 Факс: +44 (0) 1737 855 034 E-mail: subscription@quartzltd.com Журнал Aluminium International Today издается на английском языке и распространяется по подписке (6 номеров в год). Ежегодно издаются выпуски на русском и китайском языках.

10 Wagstaff – поставщик передовых технологий полунепрерывного литья 11 Жан-Франсуа Десмоль Новые возможности слива/перелива жидкого металла и повышения уровня автоматизации печеи ̆ 14 Модернизация литейного цеха на заводе Alicante

Фото на обложке: плавильная наклоняемая печь компании Gillespie & Powers, Inc. (США) Gillespie & Powers, Inc. обладает 75-летним опытом проектирования и поставки печного оборудования для плавки цветных металлов и опасных отходов. www.gillespiepowers.com

www.aluminiumtoday.com Журнал Aluminium International Today издается при поддержке

11

15

25

35

17 Надин Блоксом Принятие цифровых инициатив в алюминиевой промышленности 19 Новые проекты для интегрированной автоматизации 20 Клаудио Гольдбах Дигитализация печей для термической обработки 21 Энтони де Меуречи – ОСОБОЕ МНЕНИЕ Концепция «Индустрия 4.0» для алюминиевого сектора: скорее это эволюция, но не революция 23 На пути к цифровой трансформации цепочки поставок в алюминиевой промышленности 25 Вианней Бойер Виртуальный 3D-симулятор для подготовки машинистов технологического крана

РЕЦИКЛИНГ АЛЮМИНИЯ 28 Кристиан Хамерс, Андреас Джессбергер Алюминиевыи ̆ цикл: механическая обработка, брикетирование отходов, плавка

АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ

ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ Quartz Business Media Ltd, Quartz House, 20 Clarendon Road, Redhill, Surrey, RH1 1QX, UK Tel: +44 (0) 1737 855 000 Fax: +44 (0) 1737 855 034 E-mail: aluminium@quartzltd.com www.aluminiumtoday.com © Quartz Business Media ltd 2019

32 Пьер Лабат Инновационные пути развития мировой автомобильной промышленности

32

БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА 35 Обеспечение безопасности труда работников превыше производства

ГЛИНОЗЕМНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

ISSN 1475–455X

Aluminium International Today на русском языке

@AluminiumToday

37 Джонас Берге Производство глинозема в эру «Индустрия 4.0»: как выглядит цифровая трансформация? Август 2019

2

ПРИВЕТСТВИЕ

НОВОСТИ ОТРАСЛИ

www.aluminiumtoday.com

Aluminium International Today: 25-лет в России!

Nadine Bloxsome, Editor

Уважаемые читатели! Добро пожаловать в мир очередного ежегодного русскоязычного выпуска журнала Aluminium International Today – ведущего международного информационного ресурса по производству и переработке алюминия. Наш лидирующий англоязычный журнал для мировой алюминиевой промышленности содержит дайджесты глобальных новостей и событий, а также подробные технические статьи, обзоры новых видов продукции, профили компаний, отчеты о международных конференциях и регулярные региональные экономические обзоры. Целевая аудитория – руководители и специалисты алюминиевой промышленности, ученые и работники научно-исследовательских организаций, технические эксперты и бизнес-консультанты. Вы всегда можете посетить наш постоянно обновляемый сайт www.aluminiumtoday.com и ознакомиться с последними новостями алюминиевой отрасли или подписаться на наш бесплатный дайджест новостей, еженедельно рассылаемый по электронной почте. Надеюсь, что Вам понравится этот специальный русскоязычный выпуск, а если Вы захотите представить свою статью для публикации, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться ко мне.

В 2019 году исполняется 30летие англоязычного журнала Aluminium International Today – ключевого международного информационного ресурса мировой алюминиевой промышлености, издаваемого в Великобритании издательским домом Quartz Business Media (UK). Шесть годовых выпусков журнала на английском языке дополняются специальными техническими выпусками на иностранных языках, включая ежегодный русскоязычный выпуск и выпуск на китайском языке.

25 лет назад в России был подготовлен первый выпуск журнала Aluminium International Today на русском языке. Этот выпуск № 1 (Октябрь 1994 г.) был представлен на специализированной выставке «Металл-Россия’1994», проходившей в Москве 17–21 октября 1994 года и на 1-ой международной специализированной выставке «МеталлЭкспо», которая была проведена в павильоне 57 Всероссийского выставочного центра с 6 по 11 февраля 1995 года. С тех пор журнал Aluminium International Today является глобальным медиа-партнером международной выставки «Металл-Экспо» и ежегодно участвует в этом крупнейшем форуме мировой металлургии с собственным стендом. Участие двух наших журналов Aluminium International Today и Steel Times International в международной информационной поддержке выставки «Металл-Экспо» отмечено организаторами выставки юбилейными медалями и несколькими призами за победу в

ежегодных конкурсах отраслевых СМИ – как самого надежного зарубежного информационного партнера российских металлургов. Все эти 25 лет журнал также успешно сотрудничал с международной выставкой «Металлургия-Литмаш», ежегодно проводимой компанией из Германии в Экспоцентре в Москве. Многие годы журнал является глобальным медиаспонсором международного Конгресса и Выставки «Цветные металлы и Минералы», который был основан в Красноярске в 2009 г.

С уважением, Надин Блоксом, Редактор журнала Aluminium International Today nadinebloxsome@quartzltd.com

Наш стенд на выставке «Металл-Экспо» в 2018 году

Август 2019

Организаторами этого важнейшего отраслевого форума стали ОК РУСАЛ, Сибирский федеральный университет, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», ООО «Легкие металлы» и др. Этот специальный годовой выпуск журнала на русском языке предназначен для почтовой рассылки ведущим организациям отрасли и для бесплатного распространения на международных выставках и конференция, проводимых в России в 2019 году, включая конгресс «Цветные металлы и минералы-2019» в Красноярске, выставку «МеталлЭкспо» в Москве, международные специализированные конференции в Москве. Учитывая успех первых двух международных конференций «Future Aluminium Foum», проведенных компанией Quartz Business Media и журналом Aluminium International Today в Милане в мае 2018 года и в Варшаве в мае 2019 года, мы рассчитываем продолжить обсуждение вопросов практического применения концепции «Индустрия 4.0» в алюминиевой отрасли. n Подпишитесь на журнал Aluminium International Today на английском языке и получите скидку 30 % на подписку плюс печатную копию книги в честь 30-летия журнала! Подробная информация на наших сайтах: www.aluminiumtoday.com www.FutureAluminiumForum.com

Aluminium International Today на русском языке

НОВОСТИ ОТРАСЛИ 3

www.aluminiumtoday.com

ОК РУСАЛ завершает строительство литейного комплекса на Богучанском алюминиевом заводе Губернатор Красноярского края Александр Усс 23 июля 2019 г. посетил Богучанский алюминиевый завод (БоАЗ), где завершается строительство современного литейного комплекса номинальной мощностью 120 тыс. тонн в год. Сплавы, которые будет производить новая литейная установка, предназначены для автомобильной промышленности. Спрос на данную продукцию наиболее широк на рынках Японии, Индонезии, Турции, Южной Кореи, Германии, США.

13 лет назад на Красноярском Экономическом Форуме компании РУСАЛ и РусГидро подписали соглашение о совместной реализации проекта БЭМО в составе Богучанского алюминиевого завода и Богучанской ГЭСА, в марте 2019 года первая серия Богучанского алюминиевого завода

мощностью 298 тыс. т/год алюминия была введена в промышленную эксплуатацию. Проект БЭМО – это крупнейший энерго-металлургический инвестиционный проект в мире и первый пример масштабного государственночастного партнерства в России. Его реализация позволила создать современную мощную энергетическую базу, необходимую для развития промышленности в регионе Нижнего Приангарья, обеспечив более 10 тысяч рабочих мест.

Программа посещения включала в себя осмотр основных производственных цехов БоАЗа – серии электролизеров и литейного отделения. Помимо двух работающих литейных комплексов по розливу первичного алюминия делегации была представлена строящаяся линия по производству алюминиевых сплавов итальянской компании Properzi. Первый металл здесь планируют получить уже в сентябре этого года. «Продукция завода уже сейчас востребована как на российском, так и на мировом рынке, а после пуска литейного комплекса, мы уверены, что сможем расширить клиентскую базу и увеличить поставки высокотехнологичных сплавов для автомобилесторения», – отметил генеральный директор РУСАЛа Евгений Никитин. n www.rusal.ru

Календарь главных отраслевых выставок в 2019 году XI МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС И ВЫСТАВКА «ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И МИНЕРАЛЫ»

16–20 сентября 2019 г.

Металл-Экспо'2019 12-15 ноября 2019, Москва, ВДНХ

Красноярск, Россия

25-я Международная промышленная выставка История Конгресса берет начало с 1995 года, когда в Красноярске – центре цветной металлургии и горнодобывающей отрасли, совместно с Красноярским алюминиевым заводом была организована Конференция «Алюминий Сибири». Впоследствии к программе добавились Конференции «Золото Сибири» и «Металлургия цветных и редких металлов». В 2009 г. Конгресс «Цветные металлы и минералы» объединил все эти мероприятия в один крупный форум, ставший самым представительным в алюминиевой отрасли. На сегодняшний день в его работе ежегодно принимают участие более 700 участников, представляющих 20 стран мира. www.nfmsib.ru

С 12 по 15 ноября 2019 года в Москве в павильоне № 75 Всероссийского выставочного центра пройдет крупнейший металлургический форум в России и странах СНГ «Неделя металлов в Москве», центральным событием которого станет 25-я Международная промышленная выставка «Металл-Экспо`2019». На выставке будет представлено все многообразие современного оборудования, технологий и продукции черной и цветной металлургии. За 25 лет работы выставка «Металл-Экспо» стала основной переговорной площадкой для металлургических и металлопотребляющих компаний стран СНГ и Восточной Европы. www.metal-expo.ru

10–12 октября 2019 ALUEXPO 2019 Международная выставка современных технологий, оборудования и продукции алюминиевой промышленности.

Istanbul Expo Center, Стамбул, Турция. www.aluexpo.com

19–21 Ноября 2019 ARABAL 2019 The Arab International Aluminium Conference (ARABAL) – Арабская международная конференция, проводимая с 1983 года.

Gulf Hotel & Convention Centre, Бахрейн www.arabal.com

На всех этих выставках Вы можете бесплатно получить последний выпуск журнала Aluminium International Today на английском или русском языках

Полный перечень отраслевых международных выставок, конференций и семинаров представлен в разделе Events Diary на нашем сайте: www.aluminiumtoday.com Aluminium International Today на русском языке

AlumForum Алюминий в архитектуре и строительстве 2-5 апреля 2019 Москва, Экспоцентр на Красной Пресне

Международный форум AlumForum в Москве

В рамках Международной специализированной выставки строительных, отделочных материалов и технологий RosBuild 2019 в ходе Российской строительной недели в Экспоцентре (Москва 2–5 апреля 2019 г.) был проведен первый Международный форум «Алюминий в архитектуре и строительстве 2019». Инициатором мероприятия выступила Алюминиевая Ассоциация, организатором – Союз архитекторов России, генеральным партнером – компания РУСАЛ. В форуме приняли участие лучшие архитектурные бюро мира: Zaha Hadid Architects (Великобритания); MVRDV (Нидерланды); Werner Sobek Moskwa (Германия); Global Architecture Network (Южная Корея); BEHNISCH Architekten (Германия); Volker Giencke & Company ZT GmbH (Австрия); Zanetti Design Architettura (Италия). Форум включил в себя деловую программу, в ходе которой в Экспоцентре прошли 16 презентаций, 10 круглых столов, 10 мастер-классов с участием представителей всемирно известных архитектурных бюро. В выставочной экспозиции приняли участие более 25 компаний. В рамках Форума состоялся конкурс «Алюминий в архитектуре 2019», для участия в котором было подано 54 работы. Гран-при получил авторский коллектив ТПО «ПРАЙД» под руководством Сергея Кузнецова, разработавший проект Центра художественной гимнастики Ирины ВинерУсмановой в Лужниках. n www.alumforum.ru

Август 2019

4

НОВОСТИ ОТРАСЛИ

www.aluminiumtoday.com

Компания Fives расширяет предложение по обработке полос в рулонах Fives, глобальная группа промышленного машиностроения со штаб-квартирой во Франции, приобрела некоторые виды деятельности компании RDI-Met (Испания), дочерней компании Fagor Arrasate.

TРИМЕТ: новая печь для плавки лома Компания TRIMET Aluminium SE в феврале 2019 года ввела в эксплуатацию новую печь для плавки алюминиевых отходов и лома. Новая вращающаяся печь емкостью около 40 т заменит две из трех существующих на заводе плавильных систем и повысит плавильные мощности завода TRIMET в Гельзенкирхене. Печь имеет саморегулирующуюся систему горелок, которая в зависимости от требований плавки переключается между кислородом и воздухом во время производства топливной смеси. Это снижает энергопотребление и повышает долю выхода годного металла. Печь оснащена интеллектуальной технологией загрузки шихты, которая обеспечивает быстрое заполнение и позволяет обрабатывать больше материала в процессе плавки. Также были модернизированы и расширены инфраструктура и система отвода отходящих газов. «Около 90 % алюминия, находящегося в обращении, перерабатывается, общее количество вторичного легкого металла продолжает расти в результате увеличения спроса. Поэтому для нас логично непрерывно инвестировать в расширение наших производственных мощностей и модернизацию наших заводов», – сказал Филипп Шлютер, председатель правления TRIMET Aluminium SE. «Сотрудники вложили всю душу в реконструкцию, которую мы смогли выполнить плавно, не прерывая производства. Теперь мы можем полностью сосредоточиться на переплавке алюминиевого лома в высококачественные продукты», – сказал Йенс Майнеке, руководитель завода в Гельзенкирхене. n Август 2019

Приобретенные виды деятельности и ноу-хау включают станы холодной прокатки и линии технологической обработки стальных и алюминиевых прокатанных полос. Они дополнят деятельность компании Fives в области машиностроения и снабжения технологических линий определенным специальным оборудованием выходных секций линий обработки прокатанных полос, линий нанесения цветного покрытия, а также оборудования для обезжиривания и травления. Ядро команды специалистов компании RDI-Met будет интегрировано в дочернюю компанию Fives Steel в Испании, которая специализируется на широком спектре технологий термической обработки стальных изделий, включая окончательную обработку полос с покрытием в рулонах.

На фото слева направо: Густаво Гусман, генеральный директор Fives Stein Bilbao; Гийом Мелман, президент отделения стали и стекла Fives; Дэвид Паскуаль, генеральный директор Fagor Arrasate; Хосе Мари Бальцатеги, президент RDI-Met.

Гийом Мелман (Guillaume Mehlman), президент отделения стали и стекла группы Fives, прокомментировал: «Новое приобретение укрепит наши инженерные возможно-

сти и опыт, расширит спектр решений для производителей стали и расширит наше коммерческое присутствие в Европе и Южной Америке». n www.fivesgroup.com

Лидеры в брикетировании объединили свои возможности Компания RUF Briquetting Systems (Германия) с гордостью объявила о дружественном приобретении компании C.F. Nielsen A/S (Baelum, Дания). Компания RUF – ведущий мировой производитель гидравлических прессов для брикетирования и C.F. Nielsen – ведущий мировой производитель механических брикетировочных прессов. Объединение двух компаний обеспечивает владение всеми важными технологиями брикетирования. Сотрудничество, взаимодействие, постоянное развитие и общие маркетинговые усилия принесут большую пользу нашим клиентам и партнерам во всем мире. Обе компании продолжают работать как независимые компании, также сохраняется менеджмент C.F. Nielsen. Местоположение офиса и производ-

ственных мощностей остаются без изменений. Компания RUF Briquetting Systems продолжит работать со всем штатом сотрудников в Baelum, Дания. Хорошо известные бренды RUF Briquetting Systems и C.F. Nielsen A/S остаются в силе, но ноу-хау будут объединены в интересах клиентов. Компания C.F. Nielsen – основанная в 1889 году в Баелуме (Дания), признана мировым лидером в области механических брикетировочных прессов. Эту позицию компания занимает благодаря более чем 70-летнему опыту в области разработки и производства высококачественных механических брикетировочных прессов. Компания поставляет передовые промышленные решения для брикетирования материалов различной фракции.

RUF Briquetting Systems была основана Хансом Руфом в 1969 году в Зайзертсхофене (Zaisertshofen, Бавария). Сегодня этой семейной компанией управляют его сыновья Роланд и Вольфганг. Более 100 сотрудников разрабатывают и производят системы и решения для брикетирования на модульной основе, подходящие для изготовления брикетов из материалов различной фракции: дерева, металла и других материалов. Самая крупная промышленная установка с приводом мощностью 90 кВт обеспечивает производительность до 4800 кг в час (в зависимости от материала). Сегодня более 4500 таких брикетировочных систем установлено и успешно работают в более чем 100 странах мира. n www.ruf-briquetting.ru

Aluminium International Today на русском языке

ПЕЧИ ДЛЯ ОБЖИГА АНОДОВ Печи РИДГАММЕР для обжига анодов являются ключевыми компонентами на современных предприятиях по производству анодов. Основные преимущества наших печных установок: 

Утвердившийся современный дизайн



Высокое качество анодов



Увеличенный срок службы



Сниженный расход энергии



Высокая продуктивность







Свободный выбор поставки оборудования Высокая степень безопасности Малые затраты на техобслуживание

ТЕХНОЛОГИЯ ОБЖИГА УГЛЕГРАФИТОВЫХ ПРОДУКТОВ ДИЗАЙН

●

МЕНЕДЖМЕНТ

●

95 " &

ПРОЕКТЫ ПОД КЛЮЧ

16 – 20 :17;?-9? 2019 /.

9,:78?9:4, !8::3? ! ") 7, 7,= :;170 @ 203

RIEDHAMMER GmbH Klingenhofstraße 72 90411 >97-19/ 196,73?

"15.: +49 911 5218 0 $,4:: +49 911 5218 231 carbon@riedhammer.de www.riedhammer.de

6

НОВОСТИ ОТРАСЛИ

www.aluminiumtoday.com

Алюминиевый лом становится все более ценным сырьем Рециклинг алюминия приобретает все большее значение, сегодня алюминиевый лом и отходы – основное и экономически ценное сырье вторичной металлургии алюминия. Более 20 % общемирового потребления алюминиевой продукции в настоящее время изготавливают из вторичного сырья. Современные технологии сортировки лома, плавки и рафинирования обеспечивают получение высококачественных сплавов, удовлетворяющих требованиям потребителей. Между литыми и деформируемыми сплавами, изготовленными из первичного металла или из вторично переработанного алюминия, сегодня не существует качественных различий. Важный сырьевой ресурс Поставка лома и отходов является узким местом в цикле производства алюминиевых материалов, поскольку алюминий используется в основном в изделиях с длительным сроком службы. Например, в строительных конструкциях или в транспортном машиностроении. Это приводит к долговременному ожиданию, прежде чем алюминиевый лом поступит на вторичную переработку. Сегодня примерно 75 % всего когда-либо произведенного алюминия все еще находится в использовании, а это означает, что он еще не скоро станет доступен для вторичной переработки. Задолго до того, как необходимость в устойчивом развитии стала широко обсуждаемой темой, мировая алюминиевая промышленность уже обеспечила своему материалу замкнутый цикл производства, обработки, использования и вторичной переработки. Связанные с продуктом полные материальные циклы от производства до использования сегодня для многих областей применения в значительной степени уже замкнуты. Это всегда было справедливо для областей применения алюминия с длительным сроком службы до амортизации, например, в автомобилях и зданиях, где показатель возврата в виде лома алюминия доходит до 95 %. Сегодня это относится и к условиям недолговечного применения, в частности к упаковке продуктов и напитков. В Германии в этом сегАвгуст 2019

менте показатель сбора и переработки лома банок для напитков уже превышает 80 %. Алюминиевая промышленность не почивает на лаврах, вместо этого она продолжает работать над заполнением существующих пробелов в реализации круговой экономики. Чтобы еще более интенсивно перерабатывать вторичное сырье, многие алюминиевые компании в странах ЕС инвестируют в расширение своих мощностей по переработке, опираясь на ультрасовременные технологии.

Лом покрывает 20 % спроса на алюминий По оценкам Международного института алюминия объем вторичного лома увеличится в 2020 году до 21 млн т, что составит более трети мирового производства первичного алюминия. Сегодня около 20 % спроса на алюминий покрывается старым амортизационным ломом, то есть металлом из продуктов, которые уже отслужили свой срок. Другим источником вторичных ресурсов, кроме отходов потребления в виде старого лома, является новый лом в виде отходов различных переделов производства. Это могут быть отходы металлургического передела (шлаки и съемы), литейных цехов (литники и прибыли), механической обработки полуфабрикатов (стружка, обрезь, высечка). Растущий спрос на алюминий приводит к росту спроса на полуфабрикаты, что соответственно приводит к увеличению объема образую-

щегося лома. Здесь успешно предпринимаются шаги по оптимизации процесса и снижению количества образующихся отходов, отчасти потому, что это экономически выгодно для компаний: больше лома означает меньше готового продукта и, следовательно, менее эффективное производство. Алюминиевый лом является одним из наиболее экономически ценных вторичных сырьевых материалов. Рециклинг алюминия обеспечивает экономию сырьевых ресурсов и вносит важный вклад в ограничение роста выбросов парниковых газов и снижение «углеродного следа» от производства алюминия. Цель должна заключаться в том, чтобы сохранить алюминий после вывода алюминиевой продукции из эксплуатации – будь то элементы конструкции или здания, транспортное средство или упаковка – в цикле многоразового использования как ценный ресурс. Для этого развивают соответствующие системы сбора (включая утилизацию отработавших транспортных средств), надлежащую модернизацию процессов демонтажа, систем сбора, хранения и предварительной подготовки алюминиевого лома для вторичной металлургии алюминия. n

Gillespie & Powers Inc. – поставщик плавильных печей для нового проекта компании Matalco Gillespie & Powers Inc. (США) недавно заключила соглашение с канадской компанией Matalco на поставку производственного оборудования для реализации нового проекта строительства завода по переработке вторичного алюминия в США (шт. Висконсин) с инвестициями около 80 млн долл. США. Объем поставки включает: наклоняемую плавильную печь, наклоняемую печь выдержки, три миксера для гомогенизации и две ванны охлаждения с загрузочными машинами, а также все необходимое сопутствующее оборудование для комплексного оснащения плавильнолитейных мощностей. Ввод оборудования в промышленную эксплуатацию намечен на 1 июня 2020 года. Компания Gillespie & Powers Inc. гордится тем, что является партнером компании Matalco в постоянном развитии бизнеса в области вторичной переработки алюминия, производстве высококачественных алюминиевых заготовок для прессования и штамповки алюминия.

Gillespie & Powers – это семейное инжиниринговое и проектное предприятие 5-го поколения. Компания обладает 75-летним опытом проектирования, поставки и установки высокотемпературного печного оборудования для плавки цветных металлов и переработки опасных отходов. Компания тесно сотрудничает с клиентами для предоставления индивидуального решения, полностью отвечающего требованиям заказчика. При проектировании плавильных печей специалисты компании тщательно анализируют работу всех элементов печи и огнеупорных систем, оптимизируют систему сгорания топлива и управления печью. n www.gillespiepowers.com

Для получения дополнительной информации: info@gillespiepowers.com или imarsh@gillespiepowers.com

Aluminium International Today на русском языке

одом

Печь с сухим п

ушек

Сушилка для ч

лкой сверху

Круглая с зава

Проект • Поставка • Установка • Обслуживание • Ремонт

Печь для удаления лаковых покрытий

Мы делаем то, что другие компании НЕ БУДУТ ...

Поэтому мы можем делать то, что другие НЕ МОГУТ.

ая печь

Многокамерн

утеровка я Огнеупорная ф Модернизаци

8

ПЕЧИ/ТЕРМООБРАБОТКА

www.aluminiumtoday.com

Термическая обработка алюминиевых деталей Эксперты прогнозируют продолжающийся рост спроса на алюминий в автомобилестроении, авиакосмической промышленности, транспорте и строительстве. В этих отраслях важно соблюдение соответствующих стандартов (например, AMS и CQI-9), что ужесточает требования к термической обработке алюминиевых отливок, поковок и прессованных заготовок. Чтобы соответствовать этим стандартам, особую важность приобретают индивидуально скроенные решения, то есть технологии отжига и старения, индивидуально адаптированные к каждому обрабатываемому продукту. В то же время, важную роль при проведении термической обработки играют вопросы сохранения сырьевых ресурсов, надежности процессов, автоматизации и доступности технологического оборудования. Компания Otto Junker (Германия) с более чем 90-летним опытом в производстве печей является компетентным партнером для производителей полуфабрикатов, поставщиков комплектующих узлов для автомобилей по стандарту производства оригинального оборудования и производителей автомобилей. Для решения этих проблем компания Otto Junker предлагает различные типы оборудования для термической обработки узлов из алюминиевых сплавов (с непрерывным производством или в режиме с загрузкой партии заготовок). Такие линии термообработки состоят из печи отжига на твердый раствор, систем охлаждения, адаптированных к виду обрабатываемого продукта и печи искусственного старения. В целях экономии энергии горячие дымовые газы из процесса отжига на твердый раствор инжектируют в печь для искусственного старения. Если количество тепла отходящих газов недостаточно, то дополнительную мощность нагрева обеспечивает так называемый «бустер», повышающий надежность процесса. Решение для автомобильной промышленности – это система термической об-

Рис. 2. Линия термической обработки деталей с прохождением линии на роликовом конвейере в специальных корзинах

Август 2019

Рис. 1. Система термической обработки деталей, основанная на технологии нагревательных печей шагающего типа

работки (например, для автомобильных дисков), основанная на технологии печей шагающего типа. Компания Otto Junker уже установила несколько таких промышленных систем. Диски проходят через печь на конвейере с шагающими балками (рис. 1), что дает значительные преимущества по сравнению с традиционными концепциями конвейерной транспортировки, такими как печи с роликовым подом. Во-первых, это устраняет необходимость в дополнительных носителях обрабатываемых продуктов и, таким образом, экономит энергию, необходимую для нагревания такой «мертвой массы». Концепция шагающих балок также способна работать с дисками разных размеров, обеспечивая их точное позиционирование без относительных перемещений. Продукты, которые не могут транспортироваться по отдельности с помощью шагающих балок, а также продукты, которые могут не отвечать особо строгим стандартам и высокочувствительные детали со специальными требованиями производства (например, касающимися бесконтактной транспортировки) помещаются в корзины или на специализированный транспортер для таких продуктов и проходят через линию на роликовом конвейере (рис. 2). Поскольку на термических установках такого типа применяемые корзины проходят через систему как «мертвая нагрузка», то для каждого конкретного случая применения и спецификации клиента необходимо найти подходящий вариант оборудования (шагающие балки или конвейер с корзинами). Особенно высокие требования в отношении ускоренного охлаждения (закалки) предъявляются к деталям для аэрокосмической промышленности. Здесь компания Otto Junker использует

линию термообработки, которая обеспечивает идеально равномерный нагрев и достижение высочайшей однородности температурного профиля с минимальным периодом закалки. Опять же, отдельная печь старения может быть добавлена к печи отжига на твердый раствор и системе охлаждения. Все типы/версии предлагаемого термического оборудования требуют минимального технического обслуживания, просты в использовании и обеспечивают высокую доступность. Компания Otto Junker предпринимает интенсивные усилия в области дигитализации, поддерживающие переход технологии термической обработки на стандарт концепции «Промышленность 4.0». Компания недавно запустила свое первое мобильное приложение, обеспечивающее широкие функции – от отслеживания материалов, систем мониторинга процессов и качества до эксплуатации и технического обслуживания оборудования. Что касается искусственного интеллекта, то его использование в промышленности по-прежнему требует серьезных шагов развития. Но первоначальный прогресс уже достигнут и здесь. Постепенно более строгие требования клиентов к термическому оборудованию также способствуют развитию улучшений и новых разработок в области термической обработки. Поэтому отделение «Установки для процессов термической обработки» компании Otto Junker предоставляет клиентам возможности для проведения испытаний процессов термообработки конкретных продуктов в промышленных масштабах совместно с опытными инженерами в своем собственном Технологическом центре. n Контакты: www.otto-junker.com

Aluminium International Today на русском языке

www.aluminiumtoday.com

ПЕЧИ/ТЕРМООБРАБОТКА 9

Двухкамерная печь для завода Fonderie Pandolfo Компания Tenova LOI Thermprocess (Германия) – поставщик специально разработанных линий и печей для термообработки и специалист по утилизации загрязненного алюминиевого лома, получила заказ на поставку и установку двухкамерной печи TCF® на предприятии компании Fonderie Pandolfo (Италия).

Fonderie Pandolfo – предприятие по рециклингу и плавке алюминия в холдинге Panalco, специализирующееся на металлургии вторичного алюминия. Отлитые полуфабрикаты в основном поставляются для последующего прессования в цехах основных европейских производителей алюминиевых профилей. На заводе Fonderie Pandolfo уже работает несколько плавильных печей TCF® и литейных печей, поставленных компанией Tenova LOI Thermprocess в 2008 году. Новая производственная установка удвоит производительность и позволит лучше удовлетворять постоянные запросы рынка. Печь TCF® (Twin-Chamber Melting Furnace) с годовой производительностью 65 тыс. тонн предназначена для переработки загрязненного органическими со-

единениями алюминиевого лома. Чтобы охватить широкий спектр отходов с различной степенью загрязнения печь TCF® объединяет предварительную обработку и плавку в одной печи. Процесс плавления на TCF® основан на эффективном плавлении за счет ограничения окисления и исключения образования окалины благодаря предварительной обработке лома. Выделяющиеся летучие органические вещества (ЛОС) полностью сжигаются в печи, что позволяет снизить общее энергопотребление и удовлетворять самые строгие экологические нормы. Комбинируя регенеративный нагрев воздуха (CCR) и оптимизированную термическую обработку органических компонентов лома эта проверенная печная технология обеспечивает непревзойденную эффективность использования энергии и высокий выход годного металла. Сложная технология автоматизации, применяемая компанией Tenova LOI Thermprocess с целью оптимизации работы полностью автоматической загрузочной машины, еще больше повышает эффективность процесса.

В комплект поставки входит установка печи на условиях «под ключ» и строительство современной установки для очистки дымовых газов. Печь TCF® будет введена в промышленную эксплуатацию в конце 2019 года. n Контакты: www.tenova.com

Сушилка для сыпучих материалов (барабанная печь), производительность 3 т/час с системой горелок 2,25 МВт

10 ЛИТЕЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

www.aluminiumtoday.com

Wagstaff – поставщик передовых технологий полунепрерывного литья Компания Wagstaff Inc. (Вагстафф) – признанный лидер с 72-летним опытом в проектировании, разработках, поставках и обслуживании систем и оборудования, применяемых для литья плоских прокатных и экструзионных цилиндрических слитков на литейных производствах по всему миру. Литье цилиндрических слитков Система литья цилиндрических слитков Wagstaff – основа для выпуска высококачественной продукции в отрасли. Диаметр цилиндрических слитков находится в диапазоне от 80 до 1223 мм, а их число на столе – от 1 до 160. Сотни различных сплавов обрабатывают на этих литейных системах, а научно-исследовательская литейная лаборатория компании постоянно отрабатывает режимы для промышленного выпуска слитков из новых сплавов. Основные технологии литья цилиндрических слитков включают: AirSlip, NuMax, Options, Mold Table Mounting Systems. Литейная технология Wagstaff® AirSlip® обеспечивает высочайшее качество слитков с гладкой поверхностью, небольшой корковой зоной и однородной структурой зерна, сегодня она является мировым стандартом наивысшего качества цилиндрических слитков в промышленности. Процесс AirSlip характеризуется оптимизированной рабочей поверхностью кристаллизатора, высокой скоростью литья, индивидуальными отверстиями для воды и уникальным воздушным зазором, ограничивающим теплоотвод через стенку кристаллизатора. В процессе литья с непосредственным охлаждением теплоотвод осуществляется двумя механизмами: сначала через стенку кристаллизатора (когда металл контактирует со стенкой), а затем во время контакта с водой при выходе полутвердого слитка из кристаллизатора. В результате такого оптимального теплоотвода получают слиток с тонкой корковой зоной, мелкой лункой и однородным размером зерна, что в свою очередь обеспечивает отличное качество поверхности и высокий выход годного продукта.

Литье плоских слитков Системы литья плоских слитков Wagstaff стали предпочтительным выбором многих мировых производителей алюминия. Будь это литье твердых сплавов или Т-образных слитков – компания Wagstaff предлагает полную цепочку продукции, спроектированной и отработанной в промышленности для достижения целей производителя. Комплексная литейная Август 2019

установка, включающая в себя литейную машину ShurCast™, литейную систему, систему монтажа стола и АСУТП AutoCast™, представляет собой прочный фундамент для успешного ведения высокорентабельного литейного производства. Индивидуально проектируемые литейные столы и платформы для размещения поддонов, гибкие опции оснастки и масштабируемая автоматика обеспечивают высокое качество продукции не только в литейном цехе, но и на дальнейших этапах переработки отливаемых слитков. Существует практически безграничный диапазон опций размеров, сплавов, технологий и методик для систем литья слитков, включая слитки для производства баночной тары и строительного профиля. Основные технологии включают: LHC, Epsilon, VariMold, Water Hole Mold. Кристаллизатор Wagstaff LHC™ обеспечивает значительную экономию при скальпировании слитка и обрезке кромок, увеличение скорости литья и снижение расхода смазки по сравнению с другими технологиями. Технология VariMold™ с изменяемой геометрией кристаллизатора позволяет отливать высококачественные слитки разной ширины в один и тот же кристаллизатор, улучшает качество слитков, выход годного и снижает расход смазки. Кристаллизатор Epsilon™ – надежное, легкое в эксплуатации усовершенствованное решение стандартной струйной технологии Вагстафф, которое не требует очень жестко регулируемых заводских условий и обеспечивает повышенное качества поверхности.

Литье слитков из твердых сплавов Для литья новых сплавов и слитков большого диаметра компания разработала технологию ARC™. Данный кристаллизатор способен отливать слитки, которые обычно используют для ковки. Технологии Wagstaff® Aerospace Alloys Casting и Wagstaff® Epsilon™ представляют собой усовершенствованные специализированные технологии для литья слитков из твердых сплавов для аэрокосмических и промышленных применений.

Литейные машины Литейная система Wagstaff® ShurCast™ спроектирована для обеспечения повышенной производительности и наивысшего качества продукции. В зависимости от нагрузки имеются 10 моделей цилиндра. Литейные машины ShurCast изготовлены в соответствии с жесткими допусками для обеспечения стабильно безупречных рабочих параметров.

Автоматизация и системы монтажа литейного стола АСУТП Wagstaff® AutoCast осуществляет мониторинг и управление критическими параметрами, компенсирует их изменения в сложном процессе литья слитков. Управление процессом производства с точно заданными и воспроизводимыми параметрами приводит к стабильно высокому качеству конечной продукции. Компания интегрировала производственный опыт, накопленный за десятилетия работы в отрасли, и успешно прошедшие промышленное опробование высококачественные устройства управления с технологиями АСУТП AutoCast для обеспечения высокой стабильности литейного производства. Система монтажа литейного стола Wagstaff® представляет собой прочную монтажную опору. Каждая система проектируется индивидуально для установки на существующих или на новых столах у заказчика. В зависимости от нужд заказчика компания предлагает несколько типов монтажных систем. В структуре компании Вагстафф функционирует современный полномасштабный литейный центр для проведения научных исследований и НИОКР. Центр включает литейную яму промышленного масштаба, 60-тонный миксер, усовершенствованную систему подачи и фильтрации воды, комплекс АСУТП. Литейный центр не только занимается проведением экспериментальных исследований и работ, но и используется для наглядной демонстрации преимуществ новых литейных технологий и профессионального обучения персонала заказчиков. n www.wagstaff.com

Aluminium International Today на русском языке

www.aluminiumtoday.com

ЛИТЕЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 11

Новые возможности слива/перелива жидкого металла и повышения уровня автоматизации печеи ̆ «Индустрия 4.0» – новый модный термин в бизнесе. Алюминиевая промышленность также движется в этом набирающем скорость поезде, как и все остальные отрасли. Тем не менее, на многих предприятиях отрасли все еще внедряются классические системы автоматизации уровня 3.0, и в большинстве случаев мы еще далеки от достижения полного автономного завода 4.0. В отрасли прикладываются значительные усилия для повышения уровня автоматизации и ускорения цифровой трансформации к автономным процессам. На этот переход оказывают давление многие факторы, включая стоимость рабочей силы и ее доступность, особенно в западных странах. Растущие затраты на энергию и жесткая конкуренция вынуждают литейные предприятия быть более изобретательными и инновационными на пути совершенствования и оптимизации своих технологических процессов. Инвестиции в новое производственное оборудование не всегда экономически обоснованы, и если существующее оборудование продолжает эффективно работать, то имеет смысл рассмотреть пути улучшения существующей технологии. Для этого сегодня в отрасли доступно множество возможностей, некоторые из которых представлены ниже.

Сифонный выпуск – самый эффективный метод перелива жидкого металла Выпуск, транспортировка и перелив жидкого металла являются необходимыми процедурами во всех плавильно-литейных цехах. Распространенной конфигурацией технологии литья слитков является наличие литейной ямы (приямка) для прямого литья в кокиль или специальной литейной машины, которые питаются потоком жидкого металла из раздаточной наклоняемой печи (литейного миксера).

Рис. 1. Полностью автоматизированная сифонная система выливки жидкого металла Dynamic Concept

Такой миксер сам наполняется жидким металлом из стационарной плавильной печи. Перелив расплавленного металла из одной печи в другую печь должен выполняться за минимальный период времени с обеспечением высоких потоков жидкого металла. Наиболее распространенная система выпуска жидкого металла из печи – это удаление огнеупорной конусообразной пробки (затвора) из летки плавильной печи для заполнения раздаточной печи (миксера) по выпускному желобу. Этот процесс перелива жидкого металла сопровождается образованием оксидной пленки на поверхности металла (дросса) из-за взаимодействия турбулентного потока жидкого металла в желобе с атмосферой. Бурление и брызги расплава в печи также приводят к окислению алюминия атмосферным воздухом. Сифонный метод часто используется на алюминиевых заводах для выливки металла-сырца из электролизеров (с последующей транспортировкой в литейное отделение). Сифон также используют для перелива жидкого металла из печи в печь, но в меньшей степени. Некоторые системы, преимущественно с ручным управлением оператором, используют для перелива металла сифоны с внутренней огнеупорной футеровкой. Компания Dynamic Concept разработала полностью автоматизированную систему перелива жидкого металла с помощью сифона из одной печи в другую печь (миксер). В этой системе применена современная, футерованная внутри, цельная чугунная сифонная труба с большим диаметром канала. Автоматизированная система (рис. 1) позиционирует эту трубу и с помощью вакуум-насоса создает разряжение в сифоне, чтобы инициировать процесс перелива металла из печи в миксер. Степень вакуума автоматически контролируется и регулируется для поддержания заданного потока переливаемого металла. Огнеупорная футеровка обеих печей обеспечивает минимизацию количества жидкого металла, остающегося в плавильной печи от предыдущей плавки («болота»), а также сохранение жидкого металла в миксере, необходимого для заливки в сифон. Возможность полного опорожнения миксера ускоряет процесс перехода при смене сортамента алюминиевых сплавов. «Болото» для следующей партии сплава создается за счет расплавления небольшого количества металла в литейной печи (обычно около 1000 кг).

Жан-Франсуа Десмоль*

Эта система позволяет быстро переливать жидкий металл за минимальный период времени без вмешательства оператора. После перелива металла на требуется скачивание дросса/шлака с поверхности ванны, что экономит рабочее время, сводит к минимуму потери металла и затраты на вспомогательные инструменты.

Dynafeed: система выливки металла из тиглей без применения мостового крана Хотя сифонный метод часто и является предпочтительным по сравнению с другими методами перелива металла, но иные соображения могут привести к выбору других технологий выливки жидкого металла. Например, весьма распространен способ выливки жидкого металла при наклоне поворотного тигля, который позволяет полностью (на 100 %) вылить весь металл из тигля. Наклон тигля можно осуществить с помощью мостового крана, оборудованного вспомогательным подъемником или специальным наклонным столом. В обоих случаях необходим мостовой кран с большой грузоподъемностью. Кроме этого, требуются квалифицированные операторы электромостового крана, поскольку такие краны не автоматизированы и требуют точных ручных движений крановщика при управлении положением тигля на подъемных балках. Компания Dynamic Concept разработала технологию под названием «Dynafeed», которая позволяет исключить необходимость в применении мостового крана для наклона тигля. В зависимости от схемы транспортировки тигля доступны различные конфигурации системы. Тигель просто размещают на транспортном грузовике (или AGV) и доставляют на систему Dynafeed (рис. 2). После установки тигля начинается автоматическое выполнение

Рис. 2. Система Dynafeed автоматически обеспечивает слив металла из миксера/тигля без применения мостового крана

*Jean-Francois Desmeules – Вице-президент компании Dynamic Concept по технологиям и научно-исследовательским разработкам; jean-francois.desmeules@dynamic-concept.ca Dynamic Concept, 2400 Alexis-Le-Trotteur, Jonquière Québec Canada G7X 0J7

Aluminium International Today на русском языке

Август 2019

12 ЛИТЕЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ требуемой последовательности операций полного процесса выливки металла с контролем блокировок. Масса тигля с металлом непрерывно контролируется тензовесами в режиме реального времени. Это позволяет точно управлять массовым потоком жидкого металла с помощью регулирования ПИД-контроллером. Обеспечение контролируемого потока жидкого металла помогает снизить образование оксидов алюминия за счет минимизации турбулентности потока. Кроме того, результаты взвешивания наполненного и пустого тигля позволяют исключить необходимость в проведении отдельной процедуры взвешивания металла. Благодаря полностью автоматизированной реализации последовательности всех операций без участия оператора, внедрение системы Dynafeed является отличным шагом к полной автоматизации литейных процессов. Система даже может быть применена для питания различных литейных машин жидким металлом непосредственно из тигля.

Измерение уровня жидкого металла в печи Точное знание массы жидкого металла в печи весьма важно для оптимизации процессов завалки печи, введения алюминиевых лигатур для соответствия с заданными характеристиками конечного сплава, сокращения общего цикла производства. Точная регулировка конечного состава алюминиевого сплава может привести к большим потерям времени, поэтому и существует необходимость в точных измерениях. Для этого доступно множество технологий, включая прямое измерение массы металла в наклоняемых печах (что даже лучше, чем косвенное измерение массы по уровню жидкого металла в печи). Однако на стационарных плавильных печах прямое измерение массы плавки невозможно (за исключением использования тензовесов, которое применимо только на небольших печах). Косвенная оценка массы жидкого металла в печи в большинстве случаев основана на измерении уровня ванны расплавленного металла. Существует два основных метода измерения уровня ванны расплава – это радиолокационное и лазерное измерения. Радар должен быть установлен на крыше

Рис. 3. Автоматизированная лазерная система «Flaser» для контроля уровня жидкого металла в печи

Август 2019

цеха, в то время как лазер может быть размещен на боковой стенке (для измерения расстояния и уровня металла анализируют угол отражения лазерного луча от поверхности ванны металла). В обоих случаях наличие на поверхности ванны дросса, особенно при приготовлении реакционно активных сплавов (например, сплавов с высоким содержанием магния, считающегося формирователем оксидов), может привести к завышению результата измерения уровня. Подобная ошибка измерения может возникать и при обработке в миксере алюминия-сырца из электролизера, который может содержать кусочки затвердевшего электролита. Система FLASER была разработана, чтобы преодолеть эти недостатки (рис. 3). Она использует современную систему измерения уровня ванны расплава металла с помощью цифрового бесконтактного лазерного датчика шведской компании Precimeter с корпусом, специально разработанным для установки на стенке печи. Высокоточный механизм обеспечивает вращение лазера для охвата части поверхности ванны расплавленного металла и измерения уровня по ряду точек. Затем алгоритм определяет высоту базовой линии и уровень погрешности с учетом влияния дросса/шлака на поверхности ванны. По полученным значениям можно определить количество/массу металла в печи, а также оценить состояние и необходимость снятия дросса с поверхности. Измерения производятся по требованию оператора, так как уровень металла изменяется только после добавления или выливки металла. Между измерениями лазерная система переводится в режим ожидания, чтобы закрыть окна для измерения и содержать прибор в охлажденном состоянии.

Измерение температуры жидкого металла в печи В дополнение к надлежащему измерению уровня жидкого металла в печи, температура ванны расплава в печи/миксере является еще одним важным параметром, который может оказывать влияние на многие аспекты процесса, включая общее время производственного цикла. Проблема состоит в том, что на многих печах отсутствуют автоматические системы перемешивания расплава. Это приводит к тому, что температура жидкого металла будет иметь градиент сверху вниз (с более высокими температурами на поверхности из-за более низкой плотности расплавленного металла). Следовательно, при измерении температуры термопарой ее месторасположение будет влиять на показания. Для правильной оценки распределения температуры решение заключается в установке термопар с контролем по глубине ванны. При сочетании с такой системой, как система Flaser, термопары могут использоваться для

www.aluminiumtoday.com

Рис. 4. Автоматизированная система измерения усредненной температуры металла в печи с использованием термопар

правильной оценки средней температуры жидкого металла при сливе и получения информации, полезной для принятия технологических решений (рис. 4). Поскольку температура жидкого металла в раздаточной печи/миксере является параметром, требующим долгого и дорогостоящего контроля, то повышение точности ее измерения может помочь операторам литейного цеха в обеспечении более эффективной работы.

Заключение Внедрение концепции «Индустрия 4.0» в направлении дальнейшего развития автоматизации находится только на начальной стадии. Новое производственное оборудование в большинстве своем уже готово к такой цифровой трансформации, а действующие в алюминиевой промышленности литейные компании активно работают в направлении интеграции этой концепции в свою ежедневную производственную практику. Для модернизации действующих плавильно-литейных производств с целью дальнейшего повышения уровня автоматизации сегодня доступно множество новейших технологий. Некоторые из таких технологий представлены в этой статье (все технологии, описанные выше, запатентованы компаний Dynamic concept). Существует и множество других возможностей на пути трансформации к новой концепции «Умного производства». Эти инновационные решения вскоре позволят существенно упростить/спрямить весь технологический процесс и обеспечить внедрение полной автоматизации всех процессов литейного производства от завалки шихты в плавильные печи до литья конечных продуктов. n Список литературы 1. Past, Present and Future Cast House Technology. C. Weaver, Aluminium Cast House Technology.

2. Oxidation, Dross and Melt Loss Issues Involved in the Aluminium Cast House. JA Taylor, Aluminium Cast House Technology, 2007.

3. Design Considerations for Holding and Casting Furnaces.

Migchielsen, Grab and Schmidt, Light Metals 2008.

www.dynamic-concept.ca

Aluminium International Today на русском языке

ЭКСПЕРТЫ В АЛЮМИНИЕВЫХ ПРОЦЕССАХ И ТЕХНОЛОГИЯХ Компания Dynamic Concept – производитель автоматизированного/роботизированного оборудования. Мы реализуем по всему миру проекты «под ключ», где мы можем проектировать, разрабатывать, производить, тестировать, доставлять и устанавливать Вам новейшее оборудование. Мы видим в наших клиентах своих реальных партнеров, независимо от того, разрабатываем ли мы новую технологию или внедряем одну из наших новейших инноваций.

Системы, разработанные под заказчика, для достижения результата... Построены на века

Робот для снятия шлака в тигле

14 ЛИТЕЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

www.aluminiumtoday.com

Модернизация литейного цеха на заводе Alicante В феврале 2019 года после шестимесячной модернизации введен в промышленную эксплуатацию литейный цех на испанском заводе Аликанте компании Aludium. Литейный цех на заводе компании Aludium в Аликанте (Испания) был закрыт в 2008 году из-за мирового экономического спада. Но с развитием мирового спроса на алюминиевую продукцию компания Aludium в мае 2018 года приняла решение возобновить работу литейного цеха после глубокой модернизации. Это позволит увеличить производственную мощность и одновременно снизить зависимость от внешних поставщиков плоских слитков (слябов). Решение является частью стратегического плана по развитию бизнеса компании Aludium, в состав которой также входят заводы в Amorebieta (Испания) и Castelsarrasin (Франция). После шестимесячной реконструкции литейного цеха 12 декабря 2018 года на заводе Аликанте были отлиты первые пробные слябы, в промышленную эксплуатацию литейный цех введен в феврале 2019 года. Объем инвестиций составил около 7 млн евро, на заводе было создано 23 новых рабочих места. Литейный цех будет производить до 28 тыс. тонн алюминия в год с использованием чистых алюминиевых отходов и лома в качестве сырья. В литейном цехе площадью 5,700 м2 установлены две комплексные линии литья алюминия. Одна из них будет производить методом прямого полунепрерывного литья плоские заготовки (слябы) для дальнейшей прокатки на полосовом стане горячей прокатки завода Aludium Amorebieta. На второй линии реализована технология непрерывного литья полосовой заготовки в рулонах, которые можно напрямую прокатывать на стане холодной прокатки. Отливаемые в Аликанте на линии непрерывного литья рулоны не требуют промежуточной горячей прокатки на полосовом стане завода Amorebieta, а будут напрямую поступать на полосовые станы холодной прокатки в Аликанте. Такое решение обеспечит существенные преимущества для компании и позволит высвободить около 13 тыс. тонн/год мощностей стана горячей прокатки завода в Amorebieta. Для реализации в литейном цехе полного технологического цикла были модернизированы плавильные печи и системы прямого полунепрерывного литья плоских прокатных слитков. Две 10-тонных плавильных печи компании Guinea Hornos Industriales с газовым нагревом были установлены в 1992 и в 1999 годах. Они питают колодец прямого литья для Август 2019

полунепрерывной разливки плоских слитков. При реконструкции были установлены новые регуляторы давления и температуры ванны, полностью обновлена огнеупорная футеровка печей. Для переплава и прямого литья слябов будут использовать алюминиевые отходы сплавов марок 8xxx и 3105. Литейная яма была построена компанией Guinea Hermanos в 1973 году, на ней можно отливать до трех слябов одновременно. Модернизация включала установку нового литейного стола, блока дегазации расплава, пенокерамического

фильтра, системы контроля уровня, наклонной рамы и поворотного цилиндра. Также была внедрена система автоматического запуска, позволяющая исключить необходимость постоянной работы операторов рядом с литейной ямой. Четыре видеокамеры под литейным столом позволяют операторам внимательно следить за процессом литья. Все литейные операции управляются операторами дистанционно из защищенного поста управления, что повышает безопасность труда. Две отдельные 22-х и 26-тонные печи, произведенные компанией Gautschi в 1961 году, питают машину непрерывного литья заготовок в рулонах. Для повышения безопасности и надежности на этих печах смонтированы новые двери. Были также установлены регенеративные горелки последнего поколения и новые регуляторы давления и температуры ванны. При производительности около 12 тыс. тонн/год на линии используют технологию, поставленную SCAL (в настоящее время Novelis PAE) в конце 1970-х годов. Текущее обновление литейной технологии выполнила итальянская компания Bruno Presezzi – мировой лидер в технологии непрерывного литья заготовок. Это первая в мире установка непрерывного литья алюминиевых полос с автоматическим запуском. На двухвалковых машинах непрерывного литья алюминия будут производить полосовую заготовку в рулонах из сплавов семейства 3xxx. Пуск в эксплуатацию модернизированного литейного цеха на заводе в Аликанте, а также завершение в мае 2019 года строительства новой многокамерной плавильной печи на заводе в Amorebieta, обеспечат компании Aludium полный набор технологий плавки для эффективного рециклинга чистых и загрязненных алюминиевых отходов и лома. n Aluminium International Today на русском языке

www.aluminiumtoday.com

ТРАНСПОРТ И ЛОГИСТИКА 15

Обработка, хранение и логистика – делайте это правильно, чтобы экономить время, пространство и деньги

Приобретение лучшего оборудования для обработки материалов, хранения и логистики имеет решающее значение для компаний в алюминиевом секторе, будь то литейные или прессовые цеха, переработчики или склады. Безопасность – ключевой вопрос, поскольку многие материалы и готовые изделия, которые необходимо перемещать – обычно либо тяжелые (заготовки), либо длинные (профили) и, следовательно, потенциально опасны при их неправильной обработке. Ирландский производитель вилочных погрузчиков Combilift радикально изменил отраслевую логистику по всему миру.

Компания внесла свой вклад в сектор погрузочно-разгрузочных работ, когда в 1998 году запустила свой первый 4-х ходовой вилочный погрузчик, который был специально разработан для безопасной, компактной и производительной обработки и хранения длинномерных и громоздких грузов в ограниченном пространстве. Сегодня компания экспортирует свою продукцию в 85 стран мира. Значительная доля моделей Combilift работает на производстве ведущих отраслевых компаний: Sapa, Hydro Aluminium, Alcoa, Schüco, Thyssenkrupp и Impol. Модельный ряд Combilift ежегодно расширяется как минимум на один новый продукт. В последние годы он пополнился рядом безопасных пешеходных (сопровождаемых) погрузчиков, которые обеспечили повышение безопасности работ – не только для операторов, но и для любого персонала, который может находиться рядом внутри помещения или на улице. Такие безопасные штабелеры и погрузчики, как Combi-WR, 4-х ходовой Combi-WR4 и противовесный Combi-CS, доступны с грузоподъемностью от 1000 до 4000 кг.

На большинстве пешеходных погрузчиков оператор во время работы должен стоять в задней части машины, что делает его уязвимым при работе между стеллажами. Уникальная запатентованная многопозиционная рукоятка управления компании Combilift позволяет оператору при работе стоять сбоку от погрузчика, что исключает риск быть раздавленным или травмированным в проходах. Такая позиция также обеспечивает оператору четкое поле обзора груза, положения вил и окружающего пространства без необходимости вести наблюдение через мачту. n www.combilift.com

СЕРИЙНЫЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ УСЛОВИЙ ЗАКАЗЧИКА Улучшенная емкость хранения | Безопасное перемещение грузов | Повышенная производительность

16 ПРОКАТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

www.aluminiumtoday.com

Инспекция поверхности рулонной полосы Внедрение системы инспекции поверхности алюминиевых полос SmartView® на заводе Hulamin в ЮАР обеспечило неизменно высокое качество выпускаемой продукции и рост прибыли. Завод Hulamin в Южно-Африканской Республике является единственным в Южной Африке производителем алюминиевого проката, включая толстые листы, полосу и фольгу в рулонах. Основным видом продукции завода на протяжении более 30 лет являются алюминиевые полуфабрикаты для рынка упаковки, в том числе алюминиевая лакированная лента в рулонах для изготовления консервных банок и легкооткрываемых крышек для них. Кроме внутренних поставок значительный объем продукции экспортируется в страны Европы, Северной Америки, Азии и Ближнего Востока. Доступность первичного алюминия в ЮАР в сочетании с современными производственными возможностями завода Hulamin – база для динамичного развития применения алюминия в регионе, обеспечивающая индустриализацию и экономический рост.

Требования рынка упаковки

Высокие стандарты

Рынок алюминиевых полуфабрикатов для изготовления консервных банок считается одним из наиболее требовательных рынков упаковки в мире. Продукты Hulamin успешно выдерживают испытание временем, что позволило компании установить тесные отношения как с клиентами, так и с партнерами по цепочке поставок. Для развития этих отношения заводу важно гарантировать своим клиентам стабильную поставку продукции неизменно высокого качества. В процессе производства тонколистового проката – от станов горячей и холодной прокатки до центров окончательной обработки и нанесения покрытий – может возникать значительное количество поверхностных дефектов. Ранее проверка качества прокатанной продукции на заводе проводилась вручную в каждом центре обработки путем физического отбора проб. Это приводило к тому, что рулоны с обнаруженными дефектами приходилось полностью утилизировать или использовать с низким выходом годного. Генеральный директор компании Hulamin Тим Хокинс говорит: «Компания Hulamin, как ответственный поставщик, естественно, хотела снизить количество производственных отходов до абсолютного минимума. Мы посетили несколько глобальных поставщиков услуг в поисках решения, которое позволило бы нам снизить энергопотребление, производственные затраты и отходы, а также повысить качество выпускаемой продукции».

Система SmartView® – это лидирующая на рынке платформа для обнаружения дефектов поверхности прокатанной полосы, сочетающая в себе современные технологии подсветки поверхности и получения видеоизображений с разных углов обзора, а также мощный алгоритмический аппарат для анализа изображений и автоматической классификации дефектов. Система обеспечивает беспрецедентную точность мониторинга, измерения, отчетности и классификации каждого обнаруженного дефекта поверхности в режиме реального времени. Гибкость и масштабируемость системы SmartView позволили компании Hulamin оптимально распределить капитальные затраты на ее установку и ввод в эксплуатацию по всему технологическому потоку. В настоящее время система обеспечивает автоматический мониторинг качества поверхности полос от стана горячей прокатки до линий продольной резки и нанесения покрытий. Вся накопленная информация сохраняется в базе данных SQL и доступна для последующего статистического анализа, что позволяет отслеживать качество рулонов после их производства с помощью программного пакета AMETEK Surface Vision Production Quality Advisor. Система полностью интегрирована с внутренним программным обеспечением завода Hulamin для обеспечения бесперебойной связи и обмена данными. Программное обеспечение для потокового видео также

Август 2019

позволяет просматривать качество поверхности произведенных рулонов в любое время без их перемотки, обеспечивая большую экономию времени при проверке качества продукции. Данные от системы SmartView используются для планирования процесса поперечной резки полос, а также для оценки пригодности продукта для поставки тем или иным клиентам. Информация о дефектах может быть использована для маркировки рулона, сортировки или отбраковки, а также передаваться на последующие этапы производства для управления процессами, чтобы максимизировать доходность и минимизировать время простоя. Это гарантирует, что рулоны с дефектами поверхности не будут отправлены заказчику, а в случае получения рекламации после отгрузки, компания также имеет доступ к данным о состоянии поставленного рулона. Компания AMETEK Surface Vision обеспечивает заводу Hulamin полную сервисную поддержку.

Измеримые преимущества Установка системы SmartView обеспечила получение значительных производственных преимуществ, включая рост прибыли на 4 % за четыре года. Одновременно повысилась удовлетворенность клиентов качеством продукции, несмотря на рост выпуска все более сложных продуктов. Инженер компании Hulamin Доминик Морено говорит: «Система SmartView превзошла наши ожидания. Получаемая в режиме реального времени информация оказывает нам неоценимую помощь в решении возникающих проблем. Устранив зависимость от ручной проверки физического состояния полосы после ее производства, мы смогли преодолеть серьезные трудности. Например, инспекция в режиме онлайн позволяет нам контролировать и устранять дефекты поверхности обрабатываемой полосы в ходе производства, так что теперь стан горячей прокатки может быть остановлен уже после прокатки второго рулона (поскольку технологический процесс требует завершения на стане горячей прокатки текущего и последующего рулона) для удаления нестандартного рулона на ранней стадии производственного процесса. Интегрированные в производственный процесс диагностика и эффективность стали основой нашей деятельности, что позволило нам производить более требовательные по качеству продукты». n Aluminium International Today на русском языке

www.aluminiumtoday.com

КОНЦЕПЦИЯ «ИНДУСТРИЯ 4.0» 17

Принятие цифровых инициатив в алюминиевой промышленности

22-23 MAY 2019 • MARRIOTT HOTEL, WARSAW • POLAND

Второй Форум о будущем развитии алюминиевой отрасли – «Future Aluminium Forum», состоялся 22–23 мая в Варшаве, Польша. Надин Блоксом* представляет обзор затронутых на форуме тем, основных выступлений и обсуждений. Более 130 делегатов из 70 мировых компаний приняли участие в этом Форуме, который является уникальным в своем роде, призванным помочь производителям и переработчикам алюминия во внедрении цифровых технологий в цепочке создания дополнительной стоимости продукции. Организованная компанией Quartz Business Media (Великобритания), эта конференция была проведена совместно с журналом Aluminium International Today. Кроме двухдневной конференции были организованы выставочный центр и конференц-центры от компаний Matmatch, Glama Maschinenbau GmbH, FRIEM, Fives, GHI Smart Furnaces, PSI Metals, Gillespie & Powers и др. Идея проведения второго Форума в 2019 года состояла в том, чтобы расширить первоначальное понимание концепции «Индустрия 4.0» и представить тематические исследования, показывающие, как цифровые технологии производства уже внедряются в цепочке поставок. Наша отрасль не стоит на месте, поэтому цель Форума – помочь производителям и поставщикам решений в предоставлении удобной платформы для совместной работы и обеспечить наиболее гладкий переход отрасли к цифровому производству. Также важно обсудить вызовы и проблемы, связанные с дигитализацией, а также способы их преодоления.

Открытие Форума Проведение этого важного Форума в Польше означало, что основной и един-

“

Конференция «Future Aluminium Forum» – важное мероприятие, позволяющее получить последние новости о том, что происходит в других алюминиевых компаниях и других секторах в области дигитализации и концепции «Индустрия 4.0.

”

Mahmood Abdulmahlik, компания EGA

ственной кандидатурой для выступления на открытии конференции должен стать Николай Шептицкий (Mikolaj Szeptycki), Президент ведущей польской компании Poland Smelting Technologies (POLST). После теплого приветствия делегатов конференции он сделал интересный и детальный обзор состояния и перспектив развития польской алюминиевой промышленности, описал основных игроков. Он также позаботился о том, чтобы все делегаты овладели на минимальном уровне польским языком, чтобы получить

максимальную отдачу от национальных сетевых возможностей!

Ключевой докладчик Маниш Чавла (Manish Chawla) – управляющий директор Global Industrial Products в компании IBM, был приглашен выступить с ключевым докладом (Keynote) на открытии Форума в этом году. В своем докладе он подробно рассказал о путях цифровой трансформации лидеров алюминиевой отрасли. Каждая из представленных им компаний уже внедрила когнитивные технологии (AI, IoT и Blockchain) для преобразования наиболее важных областей своего бизнеса и теперь могла делиться своими уроками в области преобразования, улучшения прозрачности данных и получения представления о производственных операциях в режиме реального времени. Маниш Чавла считает, что сегодня лидерам отрасли уже больше не нужно задаваться вопросом «зачем» о переходе к концепции «Индустрия 4.0». П его опыту, лидеры алюминиевой отрасли теперь задаются практическим вопросом ... как

*Nadine Bloxsome – Программный директор конференции Future Aluminium Forum; редактор журналов Aluminium International Today, Furnaces International; компания Quartz Business Media Ltd (Великобритания)

Aluminium International Today на русском языке

Август 2019

18 КОНЦЕПЦИЯ «ИНДУСТРИЯ 4.0» мне лучше реализовать этот переход? С чего мне начать? Что я могу сделать, чтобы быстрее достичь практических результатов? В его презентации показано, как производители алюминия могут начать предпринимать эти шаги в сторону трансформации, подчеркнута важность внедрения продуктов с цифровыми услугами для повышения добавленной потребительской ценности и укрепления лояльности. Он также подчеркнул, что цифровой опыт последнего десятилетия стал основой для успешной реализации более глубокой трансформации, направления которой и станут предметом детального обсуждения в течение следующих двух рабочих дней конференции.

www.aluminiumtoday.com

“

Я бы порекомендовал участие в Future Aluminium Forum. С таким большим количеством ключевых лиц, принимающих решения, это действительно важное отраслевое событие, которое нельзя пропустить.

Manfred Hayk, компания AMETEK Land

”

ОК РУСАЛ (Case Study) К счастью, во второй день работы Future Aluminium Forum все делегаты вернулись здоровыми и работоспособными после вчерашнего сетевого ужина, который продолжался до поздней ночи. Рабочая программа второго дня Форума началась с презентации Виктора Бузунова, директора Дирекции по технологии и техническому развития алюминиевого производства Инженерно-технологического центра ОК РУСАЛ (ООО «РУСАЛ ИТЦ»), представленной на основной сессии сотрудничества при поддержке ICSOBA. Он подробно рассказал об успешном применении цифровых технологий и искусственного интеллекта в управлении производственными процессами на алюминиевых заводах ОК РУСАЛ. Компания ОК РУСАЛ продолжает успешно следовать современным тенденциям в области цифровых технологий процессов. Компания разрабатывает и совершенствует собственные системы управления производством (MES), автоматизированные системы управления технологическими процессами электролиза в серии электролизеров «SAAT», динамическую цифровую модель «Виртуальный электролизер». Эти и другие инновационные проекты сегодня являются движущими силами цифровой трансформации на всех предприятиях РУСАЛа.

Семинар по кибербезопасности Хотя в прошлом году уже были показаны большие успехи в деле полной трансфорАвгуст 2019

мации процесса производства алюминия, оборотная сторона этого процесса продемонстрировала насколько серьезно нужно воспринимать этот цифровой век. Проблема кибербезопасности обсуждалась на предыдущем Форуме, но в этом году я подумала, что это поможет всем лучше понять, насколько легко стать жертвой и какие шаги необходимо предпринять для защиты предприятий, данных и людей. Чтобы донести эту мысль, Алексис Гарсиа-Перес (Alexeis Garcia-Perez), преподаватель по управлению кибербезопасностью в Центре бизнеса Университета Ковентри (Великобритания), представил принципы кибер-устойчивости и их значение для алюминиевого сектора. Особое внимание он уделил роли членов Правления компаний в управлении операционными рисками, связанными с киберугрозами, а также усилиям сектора по обеспечению непрерывной работы, несмотря на возможности появления неблагоприятных кибер-событий. В ходе интерактивного сеанса делегаты должны были решить, как они справятся с потенциальной кибератакой на свою компанию. Различные таблицы позволили делегатам играть разные роли членов Правления компании, чтобы понять, как сплотиться вместе, чтобы оценить ситуацию, а затем и справиться с угрозой.

Заключительные замечания Значительное число делегатов и большой интерес к конференции Future Aluminium Forum в этом году показали, что отрасль уже активно занимается разработкой и внедрением цифровых технологий, а сам Форум стал идеальной платформой для обсуждения этих проектов и продвижения отрасли вперед. Интересно отметить, что большинство представленных докладов были направлены на рассмотрение прогресса в секторе производства первичного алюминия, где алюминиевый завод будущего играет очень важную роль. С учетом этого было бы весьма интересно развить эти идеи цифровой трансформации в секторах последующей обработки алюминия, которые могут играть ключевую роль в будущем. Машины, безусловно, являются важнейшей частью будущего алюминиевой отрасли, но, как заключил свое интересное выступление Главный технолог компании Norsk Hydro Ханс Эрик Ватне (Hans Erik Vatne): «Основа концепции «Индустрия 4.0» – это люди. Нам необходимо больше сотрудничества и обмена мнениями, чтобы обеспечить успешную цифровую трансформацию отрасли». n www.aluminiumtoday.com www.futurealuminiumforum.com

Aluminium International Today на русском языке

www.aluminiumtoday.com

КОНЦЕПЦИЯ «ИНДУСТРИЯ 4.0» 19

Новые проекты для интегрированной автоматизации Компания GLAMA Maschinenbau GmbH (Германия) – мировой лидер в области производства и поставок высокопроизводительного оборудования для металлургической и кузнечно-штамповочной промышленности. Редактор AIT Надин Блоксом посетила производственный комплекс компании в Гладбеке (Германия) и увидела, как автоматизация расширяет возможности новейшего оборудования для алюминиевой промышленности. Основным направлением деятельности компании GLAMA Maschinenbau с момента основания в 1961 году является сектор черной и цветной металлургии, а также производство мобильного, стационарного и автоматизированного оборудования для свободной ковки и штамповки. Маартен Мейджер (Maarten Meijer), менеджер по продажам компании GLAMA, на первом форуме Future Aluminium Forum-2018, который был проведен 8–9 мая 2018 года в Милане (Италия), представил концепцию интегрированной автоматизации и, в частности, автоматизированных управляемых транспортных средств (AGV) для алюминиевых заводов. «Вызов для автоматизированной технологии – найти эффективный ответ для современной развитой отрасли. Сегодняшняя производственная инфраструктура еще не совсем отвечает требованиям работы полностью автоматизированных транспортных средств, поэтому поставщик AGV должен быть гибким. Также требуется обеспечить эффективную и безопасную работу AGV в существующих условиях производства и на модернизируемых предприятиях, что означает необходимость поддержания требуемого уровня послепродажного обслуживания», – считает г-н Мейджер.

Aluminium International Today на русском языке

Начиная с 1963 года, компания GLAMA успешно поставляет по всему миру различные ковочные манипуляторы. Обзорная экскурсия по предприятию показала, что в этой области сохраняется довольно высокий спрос на высокопроизводительное оборудование, а впечатляющие размеры спроектированных и изготовляемых в сборочном цеху машин было трудно воспринять. Именно по этой причине в 2008 году компания ввела свой новый производственный цех, чтобы принимать и успешно выполнять такие крупные и тяжелые проекты машин. Приблизительно 52 готовых машины ежегодно покидают ворота предприятия, фактически каждую неделю одна машина отправляется на заводы по всему миру. «Последние 20 лет мы активно работаем над решениями для автоматизации машин в разных отраслях. Наш опыт позволил накопить значительный банк данных, которые показывают, например, сколько времени занимает производственный процесс, поэтому у нас есть подробная информация, необходимая для детального анализа и исследований», – говорит г-н Мейджер. Самые последние разработки компании успешно расширили портфель выпускаемого оборудования с предложением безопасных и надежных решений

для работы в опасной зоне электролизного отделения. Компания GLAMA также в 2018 году запустила новую технологию разливки металла из ковша, которая направлена на существенное снижение потерь металла. Компания провела испытания этой автономной технологии с планированием маршрута на борту. Хотя термин «Индустрия 4.0» давно и широко используется, алюминиевая промышленность только в последние годы открыла для себя эту инновационную идею и начала понимать, что может получить отрасль с помощью дальновидных поставщиков. «Несмотря на то, что алюминиевый сектор выглядит довольно консервативным, существуют области, например, производителей полуфабрикатов и переработчиков вторичного сырья, которые становятся все более осведомленными и успешно внедряют работу с новыми технологиями», – говорит Мартен. Будучи лидером в области инноваций, компания GLAMA планирует и впредь стремиться предлагать наилучшие решения в рамках доброй немецкой традиции мастерства «Meisterschaft» и обеспечивать полную интеграцию своего оборудования в соответствии с требованиями концепции «Индустрия 4.0». n

Август 2019

20 КОНЦЕПЦИЯ «ИНДУСТРИЯ 4.0»

www.aluminiumtoday.com

Дигитализация печей для термической обработки Клаудио Гольдбах* Качество ОПЕРАТИВНОСТЬ! Вот главная отличительная особенность в работе успешных компаний. И это главная роль дигитализации или так называемой концепции «Индустрия 4.0» – ускорять процесс анализа информации, чтобы как можно быстрее адаптировать процессы. Чем быстрее будет достигнута адаптация к СОБЫТИЮ, тем больше прибыль. События могут быть производственными, как например, выход из строя оборудования или стратегическими – новые запросы на изменения в производимых товарах или предоставляемых услугах. Я уверен, что бизнес, который не может быстро адаптироваться к новым требованиям, не может быть успешным. Дело не в том, что исчезнет спрос, а в проблемах с бизнесом. Чтобы быть более наглядным, давайте погрузимся в мир тепловых процессов. Некоторые типы промышленных печей для термической обработки металлов обогреваются с помощью трубчатых электронагревательных элементов (ТЭНов). Неизбежным и неотъемлемым СОБЫТИЕМ для таких печей является разрушение (сгорание) нагревательного элемента. Поскольку ТЭНы обычно соединены последовательно, то выход из строя (сгорание) одного элемента, оказывает влияние на соседние. При отсутствии подачи тепловой энергии в эту зону печи система управления начнет компенсировать недостаток энергии за счет повышения удельной мощности других нагревающих элементов. Другими словами, контролируемая термопарой усредненная температура в этой зоне печи будет сохранена на заданном уровне. Но при таком сценарии отдельный термоэлемент в печи будет отключен, а другие элементы будут перегружены. Обратите внимание, что вплоть до этого момента сгоревший термоэлемент еще не идентифицирован, поскольку контролируемой переменной является усредненная по этой зоне печи температура. В таких условиях отдельные заготовки из садки печи, загруженной в печь для термообработки, будут расположены в зоне нагрева, где не хватает тепла. Они не будут нагреты до требуемой температуры термообработки, поэтому не будут обеспечены требуемые физические характеристики металла после обработки. Наименее проблемный сценарий – контроль качества сможет идентифицировать такие заготовки и отклонить их. Наихудший сценарий, который может случиться – это поставка нестандартного продукта на рынок, приведшая у клиента к большому ущербу.

Событие

Время Анализ сценария, при котором контроль качества выявляет такую проблему в загруженной садке, показывает, что между выходом из строя нагревательного элемента и обнаружением проблемы качества обработки отдельных заготовок садки проходит значительный период времени для осознания. Только после обнаружения этой проблемы начинается оценка и устранение возникшей ситуации. Множество загруженных в печь садок может пройти термообработку в печи с неисправным нагревательным элементом пока будет найдена основная причина проблемы. Часть заготовок после термообработки в такой печи не получит требуемых физических характеристик. Выяснив основную причину, переходят к решению проблемы. Решение должно приниматься быстро, поскольку ущерб из-за этой ситуации ясен и очевиден. Как только решение будет принято, начинается период действия, то есть процесс замены нагревательного элемента. Запасной ТЭН может отсутствовать на складе, а срок его доставки может составлять несколько дней или недель. В этот период возможно рассмотреть паллиативные решения, такие как повышение времени термообработки или изменение местоположения нагревательных элементов. В любом случае ущерб был нанесен. Это настолько распространенная проблема на промышленных нагревательных печах, что она рассматривается как элемент эксплуатации системы с ухудшением эффективности. Это время, когда концепция «Индустрия 4.0» принимает меры! Каждый нагревательный элемент включает датчик, который отслеживает его работу в режиме реального времени. В момент «сгорания» термоэлемента вычислительный алгоритм распознает это событие и сразу же продлевает время нагрева и модифицирует кривую термической обработки. Новый режим термо-

*Claudio Goldbach – компания Termica Solutions, Бразилия

Август 2019

обработки садки гарантирует, что все заготовки загруженной партии достигнут требуемых физических характеристик без производственных потерь. Последствия ограничатся только небольшой задержкой в обработке садки. Рисунок подводит итог при новом временном графике процесса. Важно отметить, что в условиях резкого сокращения общего периода процесса значение быстрой адаптации очень важно. В дополнение к этой процедуре «умная» нагревательная печь отправит оповещения по SMS и электронной почте о необходимости проведения технического обслуживания с заменой сгоревшего нагревающего элемента. При интегрированной системе управления производством отдел закупок (или даже поставщик нагревательных элементов) получит это уведомление. Несмотря на отсутствие запасного термоэлемента процесс термообработки всех последующих садок будет продлен, чтобы гарантировать качество при небольшом снижении производительности. Все технологии, необходимые для получения таких преимуществ, уже доступны с низкими затратами на внедрение. Другими словами, это уже может быть реализовано сегодня. Компания TERMICA Solutions разрабатывает и совершенствует датчики и алгоритмы, которые позволяют провести замену выходящего из строя нагревательного элемента еще до его разрушения, избегая или минимизируя производственные потери. Это обеспечит более «разумное» ведение процесса термообработки, сокращение потерь в отходы, повышение экологической и экономической устойчивости промышленных предприятий. Машины сами будут делать то, что у них хорошо получается, а люди займутся более важной деятельностью, бесконечно развивая свои сильные стороны. Да здравствует промышленная революция! n

E-mail: chg@termica.solutions

Aluminium International Today на русском языке

ИНДУСТРИЯ 4.0 – ОСОБОЕ МНЕНИЕ 21

www.aluminiumtoday.com

Концепция «Индустрия 4.0» для алюминиевого сектора: скорее это эволюция, но не революция На международной конференции «Future Aluminium Forum-2018», проведенной компанией Quartz Business Media и журналом Aluminium International Today в Милане в мае 2018 года, при обсуждении «Умного» производства возникла дискуссия о терминологии. Концепция «Индустрия 4.0» – это революция для алюминиевой промышленности или просто эволюция? Энтони де Меуречи*, управляющий директор компании Aluro (Бельгия), считает, что термин «эволюция» остается сегодня достаточным для определения концепции «Индустрия 4.0» в алюминиевой отрасли. В своей статье он аргументирует такое мнение. Энтони де Меуречи осознает впечатляющий рост потенциала технологических возможностей в ходе промышленной революции. Однако до сих пор на практике он не видит явных признаков каких-либо грандиозных изменений. Промышленные компании успешно развивают автоматизацию и оптимизацию производственных процессов, но организация производства и внутренние корпоративные процедуры все еще требуют дальнейшего развития для полного перехода к концепции «Индустрия 4.0». С этой точки зрения он оценивает вызовы, которые стоят перед компанией Aluro и алюминиевой отраслью в целом, и предлагает возможные пути их решения в будущем. Среди прочих ключевых аспектов цифровой трансформации он выделяет необходимость расширения партнерства в отрасли, повышения эффективности дигитализации и ответственности управленческих команд за успешное внедрение достижений концепции «Индустрия 4.0» в своих компаниях.

Я бы не осмелился сегодня просто называть концепцию «Индустрия 4.0», которую часто называют Четвертой промышленной революцией, революцией. Термин «эволюция» – безусловно, правда. Один из докладчиков на конференции «Future Aluminium Forum» в Милане использовал эту фразу и встретил решительное сопротивление других участников дискуссии против использования этого термина. Оксфордский словарь так определяет революцию – «драматичное и широкомасштабное изменение условий, отношений или деятельности». Поэтому я не считаю, что понятие, определяющее «коренной переворот и переход к новому состоянию» может быть применимо к так называемой «Четвертой промышленной революции». Промышленный сектор, включая алюминиевую промышленность, характеризуется своим консерватизмом. Это становится очевидным, если мы сравниваем текущее состояние отрасли, скажем, с ее состоянием пятьдесят лет назад. С тех пор мало что существенно изменилось. Единственное значимое изменение, которое мы можем наблюдать, это продолжающееся сужение массового производства. Все больше и больше современных товаров производится по запросу клиентов довольно небольшими партиями. Такое

сравнение не позволяет просто назвать это «резким, внезапным скачком». Конечно, тот факт, что объемы заказов в массовом производстве непрерывно сокращаются, оказывает существенное влияние на то, как нам нужно будет вести бизнес и производство в будущем. Существующие еще из прошлого подходы к процессам автоматизации производства должны быть пересмотрены. Производственные роботы должны стать более гибкими, обладать большими способностями адаптации к выпуску товаров небольшими партиями для более быстрого ответа на индивидуальные запросы клиентов. Мы сможем назвать концепцию «Индустрия 4.0» революцией, как только увидим «резкий скачкообразный переход к другому уровню технических возможностей». Но сегодня мы даже не приблизились к качественно другому уровню состояния производства, также я все еще убежден, что мы не можем характеризовать текущую ситуацию как «коренной внезапный переворот». Компании еще далеки от реальной готовности для совершения прыжка к полной автоматизации. Это постепенный процесс. Компании сначала хотят подготовить и усовершенствовать свои внутренние операции, а полную автоматиза-

*Anthony De Meurechy – управляющий директор компании Aluro (Бельгия)

Aluminium International Today на русском языке

Энтони де Меуречи, управляющий директор Aluro (Бельгия)

цию считают следующим логическим шагом. Я уверен, что такое состояние в отрасли продлится еще многие годы. В прошлом году я заказал маркетинговое исследование нашего рынка среди компаний во Франции. Я хотел проверить наличие у них интереса к новейшим продуктам компании Aluro. Результат? Есть потенциал, но не в это время. Дальнейшее повышение уровня автоматизации пока не является приоритетом для большинства компаний в алюминиевой промышленности. Большинство компаний уверены, что сначала необходимо существенно развить их внутреннюю организацию производства, и считают это своей главной задачей. www.aluro.com

Август 2019

22 ИНДУСТРИЯ 4.0 – ОСОБОЕ МНЕНИЕ Что это означает на самом деле? Когда моя компания будет готова к внедрению дальнейшей или полной автоматизации? Мы не должны забывать, что автоматизация на базе применения роботов и коботов (коллаборативных роботов, взаимодействующих с человеком) существует уже многие годы. Такой подход к автоматизации в основном используется в массовом производстве, которого правда в прежнем понимании крупномасштабного производства сегодня уже нет. Просто подумайте об автомобильной промышленности. Современная автоматизация также включает большие данные, соответствующую аналитику, облачные возможности, популярный Интернет вещей, киберфизические системы и когнитивные вычисления. Мы собирали и анализировали большие объемы данных в течение многих лет, но что мы в конечном итоге полезного можем с ними сделать? Весьма сложно поддержать рационально принятие важного решения на базе проведения тяжелого цифрового анализа, да это и не так просто, как может показаться. Какие новые данные и знания мы получим при этом? Корректны ли были обрабатываемые данные? Способны ли мы, как компания, полностью понять и успешно применить эту новую технологию? Как можете вы, как компания, даже начать такую работу? Каждая отдельная компания должна приложить огромные усилия с точки зрения затрат как времени, так и капитала, чтобы войти в эту революцию, как многие хотят называть эту цифровую трансформацию. Потребность в тесном сотрудничестве между различными компаниями в нашем секторе обсуждалась много раз, и практически каждый согласен с тем, что мы сможем гораздо быстрее достичь наилучших результатов, если будем работать сообща. Но консервативная сторона нашего сектора также поднимает голову. Ведь у каждой компании есть свои секреты. Любой компании для достижения успеха на рынке нужно выделить себя среди других. Но кто эти «другие»? Может быть наши конкуренты в нашем собственном секторе, алюминиевой промышленности? Я считаю, что это не тот случай. Мы можем получить выгоду из совместной работы, если только четко заранее определим, каким образом мы сможем дополнять друг друга в нашем секторе, что мы можем сделать совместно для того, чтобы опередить наших конкурентов из других секторов. Конечно, это будет означать, что мы должны быть открытыми друг другу. Корпоративная культура в Бельгии невероятно закрыта, здесь каждый сам за себя. Но важно делиться все большим количеством данных с клиентами, конкурентами, поставщиками и другими участниками рынка в будущем... Август 2019

Как еще мы сможем успешно предлагать трансграничные и дополнительные услуги? Одним из примеров является дистанционное устранение технических проблем и отказов технологического оборудования. Вам нужно посетить сайт, если у вас нет прямого доступа к машине. При этом важную роль играют вопросы компьютерной безопасности и защиты. Сегодня существует довольно много вариантов организации эффективного технического обслуживания оборудования. Можно просто применить основы концепции «Индустрия 4.0» и предоставить заказчику в цифровом виде требуемое руководство по техническому обслуживанию. Наличие на компонентах современного оборудования специальных QR-кодов позволяет клиенту самостоятельно заказать необходимые для замены компоненты одним «кликом» на компьютере. Клиент может самостоятельно выполнить все требуемые элементы технического обслуживания и ремонта. Если же при этом возникнут серьезные затруднения, то сегодня реально дистанционно отслеживать и оценивать ход всех рабочих операций на машине. Метод управления с прогнозирующей моделью и диагностикой состояния элементов позволяет клиенту прогнозировать и даже предсказать превентивно, когда и где что-то может выйти из строя. Сбор данных является неотъемлемой частью такого подхода. Инженеру сервисного обслуживания нужно будет посещать предприятие клиента только тогда, когда это станет действительно необходимо. При этом он будет знать все, что ему потребуется: нужные инструменты, компоненты, внутреннюю поддержку... При необходимости, он сразу будет знать, в каком отеле лучше остановиться и билет на какой авиарейс ему нужно заказать, чтобы как можно быстрее прибыть к клиенту. У такого сервисного специалиста есть все, что ему нужно, чтобы посетить предприятие клиента, быстро проанализировать состояние оборудования и решить проблему, не теряя времени. В настоящее время у нас также есть такие инструменты, как 3D-очки виртуальной реальности Google Glass. Инженер надевает шлем с 3D-очками виртуальной реальности Google, определяет точное местоположение проблемы и быстро ее устраняет. Если же он не увидит приемлемого решения сразу, он может просто коснуться на экране компьютера иконки программы Skype, всплывающей перед ним, и передать решение возникшей проблемы специалисту, который специализируется в этой конкретной области и окажет ему высокопрофессиональную помощь в решении проблемы с использованием облачного сервиса. Сказка? Нет, это уже существует и успешно работает на практике сегодня!

www.aluminiumtoday.com

Компания Aluro, конечно, также должна быть готова к будущему. Мы должны обеспечивать бесперебойную связь с людьми, машинами и технологическими датчиками через Интернет вещей. Наша компания стремится оснастить выпускаемые нами машины возможностью собирать правильные данные и успешно взаимодействовать с системами наших клиентов. Клиенты сами могут принимать решения на основе получаемых данных, чтобы независимо оптимизировать свои производственные и логистические процессы, самостоятельно управлять вопросами качества выпускаемых продуктов. В компании Aluro уже идет разработка своих полностью автоматизированных машин, как с точки зрения методов обработки материалов, так и с точки зрения систем управления. Это осуществляется за счет применения роботов, видеокамер и систем видеообработки, сбора данных, искусственного интеллекта и всех необходимых для этого новых и традиционных технологий. Понятно, что переход к концепции «Индустрия 4.0» требует решения множества вопросов, но все начинается с менеджмента. Менеджмент каждой компании обязан понять необходимость и признать эту трансформацию, включить ее в программу стратегического развития своей компании. Руководители компаний промышленного сектора, особенно в алюминиевой отрасли, должны задать себе ряд важных вопросов. Что делать с сотрудниками, которых в будущем заменит полностью автоматизированное производство? Будет ли необходимо человеческому капиталу компании обладать профессиональными навыками, отличными от тех, которыми они обладают сегодня? Достаточно ли в компании людей с такими способностями? Какие именно экономические выгоды обеспечит компании внедрение концепции «Индустрия 4.0»? Будет ли это пропорционально тем значительным инвестициям, которые компания должна будет потратить на цифровую трансформацию? Когда вы узнаете, что по результатам проведенного недавно опроса только 7 % компаний из алюминиевой промышленности имеют сегодня четкие ответы на эти вопросы и уже включили цифровую трансформацию в стратегию своего развития, то поймете, что нам предстоит вместе пройти еще долгий путь. Несомненно, что концепция «Индустрия 4.0» грядет. Но не как настоящая революция, а как реальность, которая медленно приближается и которая будет определять наше будущее. Темпы продвижения на этом пути к будущему полностью зависят от того, насколько быстро будет меняться менталитет менеджмента, и как быстро мы сможем найти решения ключевых проблемных вопросов, таких как безопасность данных. n Aluminium International Today на русском языке

www.aluminiumtoday.com

КОНЦЕПЦИЯ «ИНДУСТРИЯ 4.0» 23

На пути к цифровой трансформации цепочки поставок в алюминиевой промышленности Инновационный проект «CARGO» норвежской компании Klaveness Digital уже сегодня обеспечивает глобальным компаниям дигитализацию логистики морских поставок. В алюминиевой промышленности уже давно назрела необходимость проведения технологического обновления в управлении цепочками поставок и их прозрачности. В наши дни на многих отраслевых конференциях основные вопросы связаны с развитием «умного» алюминиевого завода и «умной» цепочки поставок в будущем, но при этом отрасль все еще в значительной степени полагается на электронные таблицы и децентрализованный способ планирования, выбора транспорта и управления логистикой. Во многих отраслях промышленности логистика наземной транспортировки грузов с автономными технологиями автомобильных и железнодорожных перевозок прошла долгий путь развития и совершенствования. В то же время некоторые отрасли, которые в значительной степени зависят от морских перевозок сырья и продукции, отстают в этой области. Международная судоходная отрасль сегодня обеспечивает почти 90 % всего объема мировой торговли. Морские перевозки по-прежнему остаются наиболее энергоэффективным способом транспортировки сырьевых материалов, но они очень уязвимы из-за множества непредвиденных событий, которые могут приводить к существенным задержкам, а также потенциально возможных нарушений в цепочке поставок. Нынешний режим поиска транспортных средств и управления цепочкой поставок по-прежнему в значительной степени остается ручным и разомкнутым – от планирования производства на нескольAluminium International Today на русском языке

ких заводах с различным местоположением до поиска и транспортировки сырья различными способами. Из-за непредсказуемого и уязвимого характера морской логистики компании, снабжаемые сырьем в рамках своей цепочки поставок, полагаются на значительный объем оборотного капитала, связанного с большими буферными запасами сырья, чтобы избежать возникновения потенциальных ситуаций с дефицитом сырья и перебоями в производстве. С последними достижениями в области технологий традиционный способ управления цепочкой поставок и ее представление кардинально изменятся в ближайшие годы. Дигитализация и модные термины, такие как «Блокчейн», «Интернет вещей» и «Искусственный интеллект», становятся частью нашего повседневного медиа-пространства – но каковы последствия этого, и что это действительно означает для нас как для отрасли? Новые виды связи и технологии должны позволить всем участникам грузоперевозок снизить затраты и риски, связанные с их логистикой, за счет принятия более обоснованных решений. Промышленность должна перейти от ручных и подверженных ошибкам процессов управления к процессу принятия решений в режиме реального времени, поддерживаемому непрерывно обновляемой и полной информацией по состоянию материально-производственных запасов и материальных потоков. Электронные таблицы являются мощными и универсальными инструментами, но они не предназначены для принятия

решений в режиме реального времени. Планирование и управление глобальными потребностями компании в морских перевозках и сырьевых материалах является важной задачей, связанной с дорогостоящими последствиями. Цифровая цепочка поставок должна обеспечивать полную и сквозную прозрачность, позволяющую всем заинтересованным сторонам заблаговременно предпринимать превентивные действия и сокращать общие затраты на логистику, связанные с топливом, фрахтом, простоями и хранением.

Тематическое исследование, проясняющее картину Норвежская технологическая компания Klaveness Digital, основанная судоходной компанией Torvald Klaveness с 70-летней историей мореходства, сосредоточила свои усилия на обеспечении перехода глобальных компаний от традиционной цепочки поставок к цифровой цепочке поставок в реальном режиме времени. Три года назад Klaveness провела тематическое исследование (case study) условий поставок на алюминиевых заводах стран Ближнего Востока и Персидского залива. По результатам этого исследования стало ясно, что за счет улучшения сотрудничества, повышения прозрачности и доступа к данным логистики в режиме реального времени можно добиться весьма значительной экономии. Исследование также показало, что большинство компаний в алюминиевой промышленности – от горнодобывающих комбинатов и нефтеперерабатывающих Август 2019

24 КОНЦЕПЦИЯ «ИНДУСТРИЯ 4.0» заводов до алюминиевых и рафинировочных заводов – управляют поставками сырья и складскими материально-производственными запасами с помощью электронных таблиц, обычно в сочетании со сложными заводскими ERP-системами. Кроме этого, все вовлеченные в этот процесс стороны регулярно обмениваются между собой электронными письмами и телефонными звонками с целью оперативного получения свежей информации, такой как сведения о грузе и назначении судна на погрузку, или уведомлений ETA с предполагаемым (расчетным) временем прибытия судна. В результате этого менеджеры часто вынуждены выполнять весьма трудоемкую и подверженную ошибкам задачу объединения большого объема информации, поступающей из разных источников. Возникающие при этом задержки во времени часто приводят к тому, что становится уже слишком поздно, чтобы предпринимать какие-либо возможные упреждающие действия, чтобы избежать затратных событий, таких как плата за простой судна, точечная отгрузка в последнюю минуту мелкой партии, возникновение ситуации с низким или высоким уровнем материально-производственных запасов. То, что начиналось как тематическое практическое исследование для ясного понимания ситуации в области поставок, постепенно переросло в концепцию цифровой логистической платформы, способной изменить способ взаимодействия всех заинтересованных сторон в отрасли, заменив ручные процессы и электронные таблицы на совместную работу в режиме реального времени с четким видением текущего хода процесса.

Проект «CARGO» Чтобы попытаться найти успешное решение логистических проблем своих клиентов и снять их болевые точки, компания Klaveness в тесном сотрудничестве с целым рядом компаний из алюминиевой промышленности инициировала разработку проекта «CARGO». Вместе с участвующими компаниями специалисты Klaveness собрали тщательную картографию и оценили ключевые рабочие процессы от исходного планирования всей цепочки поставок до доставки требуемого сырья в порт разгрузки. В ходе обсуждения вопросов поставки на семинарах с клиентами стало ясно, что оцифровка и автоматизация ручных процессов, связанных с поиском, доставкой и управлением материально-производственными запасами, могут обеспечить создание дополнительной значительной ценности для компаний и всех заинтересованных сторон за счет существенного сокращения общих затрат на логистику, связанных с затратами на топливо, фрахт, простой и хранение. Август 2019

От эксперимента до уровня технологической компании После тестирования работоспособности этой концепции с клиентами из алюминиевой промышленности компания Klaveness учредила специализированную технологическую компанию, которая возглавила разработку логистической платформы с участием инженеров-программистов, специалистов по обработке данных, специалистов по доставке и логистике. Целью компании стала разработка инновационной платформы, которая предоставляла бы пользователям полный обзор их запланированных и текущих материальных потоков, напрямую связанный с состоянием материально-производственных запасов по всем терминалам и товарам. Такая платформа с постоянно обновляемой оперативной информацией позволяла бы клиентам на ранней стадии адекватно реагировать на непредвиденные события и избегать роста затрат от побочных эффектов. Виртуальное представление всей цепочки создания стоимости со сквозной прозрачностью от планирования до производства с использованием передового спутникового слежения и алгоритмов для обеспечения лиц, принимающих решения, самой свежей доступной информацией. Такие платформы, как CargoValue компании Klaveness Digital, обеспечивают совместную работу в режиме реального времени не только всех внутренних заинтересованных участников процесса, но и всех игроков в отрасли. Цифровые платформы позволяют пользователям совместно работать над реализацией одного и того же графика доставки и управлять материально-производственными запасами в одном месте. В отличие от электронной таблицы все появляющиеся изменения мгновенно обновляются на всех устройствах, что придает пользователям большую уверенность в точности информации. Запланированные и текущие поставки четко связаны с реальным уровнем материальнопроизводственных запасов в месте назначения, что дает более точное представление о том, каким образом будут изменяться уровни запасов по всем технологическим операциям. Существующие бизнес-системы могут быть интегрированы в процесс через интерфейсы прикладного программирования (API). Все участники могут видеть последние обновления в режиме реального времени, что позволяет заинтересованным сторонам быстро перестраивать планы, не тратя время на ручные обновления.

Будущее цепочки поставок в алюминиевой отрасли Благодаря быстрому технологическому прогрессу в области автоматизации, сбора данных и аналитики будущее для цепочки поставок в алюминиевой про-

www.aluminiumtoday.com

мышленности видится весьма перспективным. Будет обеспечено широкое прямое сотрудничество не только внутри каждой компании, но и между всеми внешними заинтересованными сторонами, такими как поставщики, агенты, брокеры, транспортные компании. Понастоящему связанная полная цепочка поставок в реальном времени будет стимулировать появление новых бизнес-моделей и способов закупки товаров и поставки грузов. Будущая цифровая цепочка поставок сможет предложить пользователям новую степень отказоустойчивости, гибкости и оперативности, что позволит глобальным компаниям успешно реагировать на возможные сбои, прогнозировать и корректировать процесс в режиме реального времени по мере изменения условий в цепочке поставок. Виртуальное представление всех грузов и материально-производственных запасов в конечном итоге обеспечит совершенно новый взгляд на логистику с потенциальной возможностью объединения нескольких поставок сырьевых материалов и обмена грузами. Возможно, такое представление исключит многие промежуточные звенья из цепочки поставок, которую мы видим сегодня. С каждым разом, когда пользователи будут взаимодействовать с системой, платформы и решения, такие как CargoValue, будут становиться умнее, предоставляя им ценную информацию о процессе планирования и ходе разработки графиков поставки. Адаптивное обучение и анализ больших объемов данных сократят рабочее время, затрачиваемое на решение повторяющихся задач, что позволит пользователям более продуктивно использовать свое время на создание новых возможностей. Безопасность и надежность данных будут иметь решающее значение при выборе правильных технологических решений для поддержки будущей цепочки поставок. Цифровая трансформация не является легкой задачей, и это не только вопрос выбора правильной технологии. Это потребует внедрения изменений как в производственный процесс, так и в культуру отношений в компании. Это не задача, которая может быть решена в одночасье, но всем игрокам в нашей отрасли необходимо уже сейчас начать пересматривать свои текущие процессы и использовать потенциал возможностей, предоставляемых новыми технологиями. Составьте дорожную карту и для начала оцените прибыль, которую быстро обеспечит вам сбор низко висящих фруктов. Отрасль не может ждать, пока будет достигнуто идеальное состояние будущей цепочки поставок. n Контакты: www.cargovalue.com

Aluminium International Today на русском языке

КОНЦЕПЦИЯ «ИНДУСТРИЯ 4.0» 25

www.aluminiumtoday.com

Виртуальный 3D-симулятор для подготовки машинистов технологического крана Многоцелевой виртуальный 3D-симулятор для профессиональной подготовки машинистов технологических кранов, разработанный группой Fives, обеспечивает повышение эффективности производства и безопасности крановых операций на алюминиевых заводах. Вианней Бойер* Прошло десятилетие, как группа Fives разработала и установила первый виртуальный 3D тренажер-симулятор для профессиональной подготовки и совершенствования навыков машинистов-операторов технологических кранов в цехах электролиза алюминия. В настоящее время группа Fives предлагает виртуальные тренажеры для обучения как машинистов технологических кранов для обслуживания электролизеров в корпусе электролиза алюминия, так и машинистов монтажных кранов в отделениях обжига анодов и анодно-монтажных операций. Предлагаемое решение виртуальной кабины крана расширено за счет добавления новой функции, позволяющей индивидуально адаптировать навыки и умения работы каждого машиниста в системе управления кранами. Роль симулятора заключается в обучении, формировании и совершенствовании навыков, необходимых для управления технологическим краном, у новых стажеров или уже опытных машинистов, даже без их входа в цех электролиза алюминия или в отделение обжига анодов. Основная цель этой виртуальной кабины

крана – помочь стажерам обрести уверенность в себе, отработать точность и быстроту действий, моторные навыки управления, чтобы начать работать на производстве, безопасно и эффективно управлять технологическими кранами в корпусе электролиза алюминия и отделении анодно-монтажных операций. Три таких тренажера нового поколения были недавно поставлены клиентам в дополнение к девяти, уже работающим на алюминиевых заводах мира. Тренажерсимулятор для профессиональной подготовки машинистов позволяет оптимизировать производительность, значительно повысить безопасность и существенно сократить время выполнения технологических операций по обслуживанию электролизеров специальными механизмами и инструментами. Для расширения возможностей тренажер нового поколения теперь оснащен двойным интерфейсом с монитором, позволяющим инструктору выбирать сценарий тренировки оператора – 3D виртуальный корпус электролиза, либо отделение обжига анодов. Он обеспечивает получение реалистичной трехмерной проекции и новой виртуаль-

Рис. 1. Машинист-стажер технологического крана в кабине виртуального 3D тренажера

ной реальности 360° для отработки и совершенствования навыков работы крановщика, позволяет оператору в виртуальной кабине крана до автоматизма отрабатывать моторные навыки выполнения технологических операций в цехе электролиза, таких как, например, выливка металла из ванны электролизера.

Обучение, расширенное до элементов обслуживания Фактически, с точки зрения электрических панелей и физической 3D-модели, этот многоцелевой симулятор Fives является виртуальным технологическим краном, но он также включает в себя ПЛК, загруженный той же программой, что и реальные технологические краны. Эти ПЛК легко подключаются к системе управления Уровня 2. Таким образом, обучение команды технического обслуживания кранов может быть расширено от выработки навыков управления краном до понимания структуры программы и подсказок по устранению возникающих неполадок. Конкретные сценарии, такие как, например, аварийная ситуация или выход из строя оборудования, включены в про-

Рис. 2. Общий внешний обзор из кабины виртуального 3D тренажера

*Vianney Boyer – менеджер по разработке инновационных технологий компании Fives ECL, Франция

Aluminium International Today на русском языке

Август 2019

26 КОНЦЕПЦИЯ «ИНДУСТРИЯ 4.0»

www.aluminiumtoday.com

скорости движения и ускорений, от гидравлических настроек до программ, блокирующих перемещение технологического инструмента при вводе в электролизер. Когда машинист докажет свои навыки работы, ему станут доступными более высокая скорость движения и более низкий клиренс. Существует два основных преимущества этого решения: сокращение количества сбоев и повреждений на производстве за счет бесперебойной и гладкой работы подготовленного машиниста крана, а также повышение общей эффективность работы кранового оборудования за счет использования более высоких настроек, когда это позволяют навыки машиниста крана.

От тренажера-симулятора...

Рис. 3. Отработка операции точного позиционирования груза на полу электролизного отделения

грамму обучения машиниста. Такой подход к обучению значительно ускоряет оценку машинистом нештатной ситуации, когда происходит утечка алюминия из электролизера, и улучшает навыки реагирования в случае непредвиденного возникновения аварийной ситуации.

Комплексное решение группы Fives Многоцелевой 3D-симулятор теперь является частью полного пакета повышения производительности группы Fives, который включает программное решение «Skill2Perf». Решение «Skill2Perf» улучшает глобальные показатели производства и повышает доступность кранов за счет точной настройки параметров работы с учетом профессионального профиля каждого оператора. Например, до сих пор, если на одном из инструментов возникали неисправности, приходилось использовать для настройки параметры с пониженной скоростью движения технологического крана. Такая настройка крана проводится один раз, до того, как машинист будет потом управлять краном. Фактически же эффективная настройка для одного машиниста не всегда подходит для другого. Благодаря новой функции «Skill2Perf» система точно знает уровень профессиональных навыков конкретного машиниста и соответствующие ему начальные оптимальные параметры настройки, которые могут быть применены на кране. В дальнейшем настройки крана будут совершенствоваться «на лету» и соответственно меняться в зависимости от человека, сидящего в кабине крана. Эта система позволяет управлять всеми параметрами, от горизонтальной Август 2019

Принцип обучения на тренажере-симуляторе: обучаемый крановщик-оператор размещается в кабине управления реального крана с тем же пультом управления, что и на технологических кранах для обслуживания электролизеров в линии электролиза алюминия (джойстики, кнопки, сенсорный экран...). Виртуальная окружающая 3D-среда в цехе электролиза, такая как структура здания и расположение электролизеров, а также другое оборудование и рабочий персонал, который может взаимодействовать с краном, воспроизводятся системой визуализации на двойном экране. В дополнение к 3Dочкам специальная система для точного отображения точки обзора оператора в реальной жизни анализирует положение головы оператора и соответственно корректирует проекцию, чтобы устранить визуальные недостатки плоского экрана. Каждый симулятор оснащается индивидуально скроенной системой визуализации, точно воспроизводящей все детали окружающей обстановки конкретного корпуса электролиза алюминия, такие как вертикальные трубопроводы, геометрия дымовых каналов и конструкция технологических кранов. Все это обеспечивает получение реального ощущения скорости движения и реальной точки обзора при проведении технологических операций обслуживания электролизера с применением различных инструментов, а оператор в кабине виртуального крана испытывает очень близкие к реальности условия управления краном. Разработаны различные насыщенные учебные программы для обучения новобранцев, способствующие шаг за шагом совершенствовать навыки управления краном, а также для крановщиков со стажем работы, которые в течение нескольких лет управления краном выработали неправильные привычки. Типовая учебная программа начинается с простых упражнений, помогающим операторам отрабатывать базовые элементы управления краном и избежать возможной дез-

Рис. 4. Отработка технологической операции установки нового анодного блока в электролизере

ориентации, когда объединяются вращение поворотной кабины с движением тележки и моста крана: долгое продольное перемещение крана, поперечное перемещение тележки с кабиной, поворот кабины или комбинация всех движений. При достижении обучаемым оператором достаточного уровня начальной подготовки он сможет начать учиться управлять виртуальным краном, переходить к отработке навыков по выполнению технологических операций обслуживания электролизеров, таких как разрушение корки или проведение процедур измерения. Заключительным этапом обучения является выполнение операции полной замены отработанного анодного устройства электролизера новым с учетом требований безопасности и взаимодействия с другим оборудованием, таким как обслуживающие машины и краны, а также с персоналом на полу цеха. Функция повтора внутреннего или внешнего видеобзора тренировки может помочь стажеру лучше понять его ошибки и быстрее совершенствовать свои навыки при изучении видеозаписей. Симулятор оценивает уровень навыков обучаемого оператора после выполнения им тренировочного упражнения, а диаграмма каждого поворота кабины и перемещения крана отображается в сохраняемом файле. Таким образом, инструктор и стажер получают полное представление о достигнутом прогрессе и компетенциях, которые ему еще предстоит достичь, чтобы определить, готов или еще нет стажер для работы в корпусе электролиза и в отделении обжига анодов. После окончания учебных занятий для каждого оператора формируются отчеты, позволяющие оценить полученные им навыки по управлению краном.

Aluminium International Today на русском языке

КОНЦЕПЦИЯ «ИНДУСТРИЯ 4.0» 27

www.aluminiumtoday.com

...до линии электролизеров На основе результатов, показанных оператором в процессе тренировок на тренажере-симуляторе, достигнутые им показатели настраиваются соответствующим образом в модуле Skill2Perf. Эти первоначальные настройки будут использованы в электролизном цехе, когда этот машинист-оператор приступит к управлению реальным краном из кабины. Эти настроечные параметры, скорее всего, будут совершенствоваться на базе опыта практической работы в цехе электролиза. Возможность менять показатели работы технологических кранов день за днем позволяет в течение всего года обеспечивать максимальную производительность за счет применения наиболее эффективных настроек каждого оператора и максимизации доступности кранов за счет уменьшения задержек и поломок.

Максимизация эффективности и безопасности Менеджеры алюминиевых заводов по всему миру, на которых уже длительное время успешно используют описанные здесь тренажеры-симуляторы, подчеркивают, что симулятор сокращает требуемое для обучения время как минимум на 30 % (как стажера, так и инструктора).

Что еще более важно, степень готовности технологических кранов значительно возрастает, поскольку они не загружаются на производстве для обучения стажеров практическим навыкам управления. Это особенно важно в пусковой период нового корпуса алюминиевого завода, когда рабочая нагрузка на технологические краны высока, а электролизеры требуют более частого обслуживания. Самообслуживаемый тренажер-симулятор доступен для профессиональной подготовки и обучения круглосуточно в режиме 24/7 без нарушения производства, не требует полной занятости инструктора. Следовательно, ошибки из-за управления технологическими кранами неопытными стажерами и нарушения производственного процесса сущнственно снижаются. Это вносит вклад в обеспечение более эффективной работы алюминиевого завода в самый критический период пуска, а также сокращает количество дорогостоящих поломок электролизеров и обслуживающих машин и инструментов. Это также обеспечивает экономию нескольких сотен тысяч долларов США ежегодно только на обслуживании оборудования, значительно повышает степень готовности технологических кранов для обслуживания электролизеров.

30

MO PRO TING T

S

AN TH

YEA R

FOR MO RE TRY US

MINIUM I ND ALU HE

Машинистам кранов не только рассказывают, что им делать, но и показывают, как им нужно реагировать, когда они сталкиваются с рискованными ситуациями. Поэтому тренажер способствует существенному повышению безопасности работы алюминиевого завода. Погрузочно-разгрузочные и технологические операции реализуются четко и гладко за счет использования преимуществ эффективной профессиональной подготовки машинистов крана на тренажере-симуляторе, дополнительные преимущества обеспечивает настройка параметров работы крана точно в соответствии с профессиональным профилем каждого оператора.

Заключение Вот в чем заключается реальность: производить больше и быстрее в безопасной окружающей среде. Решение группы Fives, включающее многоцелевой тренажер-симулятор машиниста технологического крана и модуль Skill2Perf, безусловно, является полезным рычагом для достижения лучшей эффективности производства и минимизации производственных сбоев. n Контакты: www.fivesgroup.com

СПЕЦИАЛЬНОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПО ПОДПИСКЕ

Aluminium International Today – ведущее международное издание для мировой алюминиевой промышленности, которое содержит дайджест мировых новостей, событий и статистики, а также подробные технические статьи.

Скидка 30% на подписку с этим специальным предложением

ВЕДУЩИЙ МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЖУРНАЛ ПО ПРОИЗВОДСТВУ И ПЕРЕРАБОТКЕ АЛЮМИНИЯ Зарегистрируйтесь онлайн, чтобы получать бесплатный еженедельный бюллетень SIGN UP ONLINE TO RECEIVE THE FREE WEEKLY NEWSLETTER

WWW.ALUMINIUMTODAY.COM/E-NEWSLETTER

Подпишитесь на англоязычный журнал Aluminium International Today и получите скидку 30 % на свою подписку плюс печатную копию нашей книги в честь 30-летия журнала! Вы получите: шесть англоязычных выпусков журнала Aluminium International Today и один ежегодный русскоязычный выпуск, БЕСПЛАТНУЮ копию справочного каталога Aluminium International Today и БЕСПЛАТНЫЙ настенный календарь, посвященный ведущим событиям в мировой алюминиевой промышленности. Еженедельная новостная рассылка будет направляться непосредственно на ваш E-mail, а также электронная копия каждого журнала. Вам также будет отправлена по почте юбилейная книга 30th Anniversary Book, которая будет опубликована в сентябре 2019 г. Просто зайдите на сайт www.aluminiumtoday.com/subs и введите промо-код AIT30, чтобы получить скидку 30 % на вашу подписку. Обновите свою корзину, прежде чем продолжить.

@AluminiumToday

Join the Aluminium International Today Group

28 РЕЦИКЛИНГ АЛЮМИНИЯ

www.aluminiumtoday.com

Алюминиевый цикл: механическая обработка, брикетирование отходов, плавка Высококачественные системы брикетирования некомпактных алюминиевых отходов повышают эффективность и производительность процессов плавки и рафинирования вторичного алюминия. Кристиан Хамерс, Андреас Джессбергер*

Рис. 2. Процесс плавления является как концом, так и новым началом вечного цикла переработки алюминия. Между ними – механическая обработка материалов и брикетирование стружки/отходов.

Брикетировочный пресс

БРИКЕТИРОВОЧНЫЙ ЦИКЛ

Дополнительная обработка (при необходимости)

Брикеты

Легковесные отходы (витая или сыпучая стружка, обрезь)

Фаза использования продукта

Производство

Рис. 1. Загрузка компактированных брикетов алюминиевых отходов/стружки в плавильные печи обеспечивает прирост выхода годного металла на 7 % и выше, по сравнению с загрузкой шихты из стружки в виде насыпного материала

Полный цикл вторичной переработки алюминия начинается и заканчивается на плавильных заводах. Этот легкий металл подвергается механической обработке на различных производственных операциях во многих отраслях промышленности с образованием отходов, которые могут быть возвращены в производство вторичных металлов. В идеале такие отходы производства и металлообработки цветных металлов затем пакетируют прессованием в брикеты высокой плотности, например, с применением промышленных систем брикетирования компании RUF. Но где именно образуются утилизируемые отходы производства и механической обработки? Почему брикетирование металлической стружки, обрези, высечки и других отходов производства обычно имеет экономический смысл? Алюминиевые отходы производства образуются на многих переделах полного технологического процесса создания готового продукта: в процессе механической обработки поверхности цилиндрических слитков-столбов, прокатных слитков и катанки; в процессе деформации прокаткой или прессованием различных

Первичный алюминий профилей, толстых листов, полос и фольги; при механической обработке литья, прессованных или прокатанных деталей и узлов. В зависимости от вида механической обработки деталей – фрезерования, токарной обработки, шлифования или резки пилами – образующаяся стружка, которая часто становится влажной из-за применения смазочно-охлаждающей жидкости, различается по размерам, форме и свойствам. Такая легковесная алюминиевая стружка может быть в виде россыпи или пучков, витой или сыпучей, мелкой и тп. Но все эти легковесные и некомпактные алюминиевые отходы объединяет следующее: они будут вторично переплавлены на плавильном или рафинировочном заводах (рис. 1). Эта фаза плавления вторичного алюминиевого сырья описывает одновременно и конец, и новое начало вечного цикла переработки алюминия (рис. 2). В рамках этого полного цикла можно выделить четыре основных производственных передела, для которых обраще-

Рециклинг Полуфабрикаты

Плавильная печь

ние с образующимися отходами производства наиболее важно: металлургические заводы с прокатными станами; штамповочные и прессовые производства; компании механической обработки; плавильные и рафинировочные заводы металлургии вторичного алюминия (рис. 3). Но каковы же основные соображения подхода к использованию вторичных отходов в деталях? Сыпучая, витая и вьюнообразная стружка в виде насыпного материала или пучков характеризуется значительным объемом и большой удельной площадью поверхности при небольшом весе, поэтому она имеет малую объемную плотность, обычно в пределах от 140 до 250 кг/м3. Это приводит к существенным затратам на ее сбор и хранение, а также на дальнейшую транспортировку, как внутризаводскую, так и за пределами предприятия.

*Christian Hamers - независимый технический консультант компании RUF; Andreas Jessberger – руководитель отдела продаж компании RUF Maschinenbau GmbH & Co. KG (Германия) E-mail: info@brikettieren.de www.ruf-briquetting.ru

Август 2019

Aluminium International Today на русском языке

РЕЦИКЛИНГ АЛЮМИНИЯ 29

www.aluminiumtoday.com

ПЛАВИЛЬНЫЕ ЗАВОДЫ

ЛИНИИ ПРЕССОВАНИЯ

БРИКЕТИРОВАНИЕ В АЛЮМИНИЕВОМ СЕКТОРЕ

ДЛЯ КОГО? ПРОКАТНЫЕ СТАНЫ

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ ЗАВОДЫ

заводами, то затраты на сбор, хранение и транспортировку некомпактных отходов производства являются высокими. Еще один фактор, кроме всех прочих, позволяющий достигать более высоких доходов от продажи вторичного сырья, состоит в том, что заводы по штамповке/прессованию алюминия могут собирать и утилизировать отходы единого оригинального происхождения с точно определенным химическим составом алюминиевого сплава. Это означает, что такой вид вторичного сырья можно использовать в ходе плавки в качестве легирующих добавок, которые очень востребованы на плавильных печах. Это означает, что плавильные заводы могут закупать меньше очень дорогих легирующих элементов, флюсов и лигатур. Кратко о преимуществах: снижение затрат на хранение и транспортировку, оптимизация доходов от продаж вторичного алюминиевого сырья, оптимизация процесса плавки алюминиевых отходов.

Рис. 3. Четыре основные области промышленного применения, которые получают значительную выгоду от многочисленных преимуществ брикетирования алюминиевой стружки: плавильные заводы, штамповочные/прессовые заводы, прокатные станы и металлообрабатывающие компании

Чтобы адекватно отреагировать на эти вызовы, такие легковесные отходы производства должны быть спрессованы в компактные брикеты. Именно на этом этапе применяемая технология обращения с отходами производства имеет большое значение. Брикетировочный пресс для компактирования легковесных отходов металлообработки компании RUF (рис. 4) может развивать рабочее усилие сжатия в камере прессования до 2200–2400 кг/м3 (при необходимости в отдельных случаях даже эти значения могут быть превышены). Для сравнения: плотность твердого алюминиевого сплава в среднем составляет 2700 кг/м3.

Брикетирование отходов прокатного передела При фрезеровании поверхности литых слитков перед прокаткой образуется сыпучая мелкая стружка. В процессе механической обработки прокатанных на станах полос и листов, рулонов фольги образуется так называемая листовая обрезь (концевых участков и боковых кромок рулонов), которая собирается, сматывается и связывается в пучки. Процесс пакетирования некомпактного алюминиевого сырья в брикеты определенной массы и габаритов применим для промышленных отходов и стружки любой формы. Если в составе производственной компании есть дочерние плавильные заводы, то собственные алюминиевые отходы после компактирования на прессах направляются прямо на переплав (с получением наивысшей добавленной стоимости).

Aluminium International Today на русском языке

В противном случае алюминиевые отходы будут собираться и после брикетирования храниться на производственном складе, а затем продаваться на рынке лома. За счет высокой плотности получаемых прессованных брикетов (по сравнению с насыпным материалом легковесной стружки) затраты на хранение и транспортировку брикетов существенно снижаются. Кроме того, компактированные брикеты обеспечивают получение более высокого дохода от продаж, поскольку они лучше подходят для эффективной загрузки и плавки в печи. Кратко о преимуществах: снижение затрат на хранение и транспортировку отходов производства, сокращение эксплуатационных расходов за счет внутренней утилизации отходов, оптимизация альтернативных доходов от продажи вторичного алюминиевого сырья на рынке.

Брикетирование отходов на заводах прессования алюминия На заводах по производству прессованных (экструдированных) изделий из алюминиевых сплавов некомпактные отходы (стружка, обрезь, высечка) образуются в основном в процессе скальпирования и поперечной резки цилиндрических слитков-столбов на мерные заготовки для прессования, а также при механической обработке заготовок и резки длинномерного прессованного алюминиевого профиля на мерные длины. Так как очень редко компании с линиями прессования и экструзии алюминия напрямую связаны с плавильными

Брикетирование стружки на металлообрабатывающих заводах Металлообрабатывающие компании можно найти во многих отраслях промышленности, таких как машиностроение, автомобилестроение, аэрокосмическая отрасль и др. Обращение со стружкой различных видов механической обработки (на токарном, фрезерном или сверлильном станках) является ежедневным рутинным бизнесом металлообрабатывающих компаний, для которых он связан с «побочным продуктом» механической обработки. Для таких предприятий также существуют преимущества брикетирования образующейся стружки в отношении затрат на хранение, более удобной транспортировки, оптимизации доходов от продаж за счет снижения объема стружки после брикетирования в 6–20 раз. Кроме того, существует еще один важный фактор в области применения брикетирования отходов: удаление и утилизация масел и смазочно-охлаждающих эмульсий. Брикетирующие системы RUF оснащены встроенным устройством для сбора влагосодержащих веществ из отходов после механической обработки. Это гарантирует, что на вашем складе хранения брикетов вторичного алюминиевого сырья с минимальным содержанием влаги будет всегда чистый и сухой пол, что хорошо согласуется с требованиями безопасного ведения производственного процесса и защиты окружающей среды. Расходы на обслуживающий персонал снижаются, а уровень безопасности труда повышается, поскольку брикетирующая машина работает автоматически, а обслуживающий персонал требуется только для доставки стружки и транспортировки брикетов. Август 2019

30 РЕЦИКЛИНГ АЛЮМИНИЯ

www.aluminiumtoday.com

Рис. 4. Компания RUF Maschinenbau (Германия) поставляет индивидуально скроенные решения для промышленного брикетирования некомпактных металлических отходов из различных источников их образования – прокатных станов, линий прессования профилей, металлообрабатывающих заводов, а также плавильных и рафинировочных заводов

Кратко о преимуществах: снижение затрат на сбор, хранение и транспортировку отходов производства, удаление и утилизация масел и смазочно-охлаждающих эмульсий, оптимизация дополнительных доходов от продажи пакетированных брикетов вместо продажи отходов/стружки россыпью, повышение безопасности труда и защиты окружающей среды.

Преимущества брикетирования отходов для плавильных и рафинировочных заводов Плавильные и рафинировочные заводы металлургии вторичного алюминия оснащены различными плавильными печами, которые могут отличаться, например, по виду производимой продукции и типу алюминиевых сплавов. На плавильных печах в основном перерабатывают деформируемые алюминиевые сплавы с получением продукции в виде цилиндрических слитков-столбов, слябов и прокатных слитков, катанки. На рафинировочных заводах выплавляют литейные алюминиевые сплавы в форме чушек и слитков.

Оба типа печей – для плавки или рафинирования алюминиевых сплавов – используют для плавки шихту из мелких/легковесных отходов (стружка, обрезь, съемы) наравне с другими видами перерабатываемых отходов и алюминиевого лома. Разница между использованием отходов/стружки в виде сыпучего материала или в виде плотных брикетов для процессов загрузки шихты и ведения плавки на обоих типах печей весьма существенна. Дело в том, что загружаемый в печь некомпактный насыпной материал шихты с низким коэффициентом заполнения под воздействием пламени горелок в печи быстро сгорает, а не плавится. Поскольку соотношение между площадью поверхности и плотностью для мелкой стружки россыпью особенно велико, то в результате происходит высокий угар метала и чрезмерная потеря металла. Кроме этого, большая площадь открытой алюминиевой поверхности стружки приводит к высокой степени окисления и чрезмерному образованию оксидов, что влечет за собой дальнейшее увеличение потерь металла при плавке.

Существует еще один проблемный фактор при плавке вторичного алюминия: когда расплав жидкого металла вступает в прямой контакт с другими жидкостями, такими как смазочно-охлаждающие масла и эмульсии, происходит почти взрывная реакция, которая потенциально может привести к возникновению мощного взрыва плавильной печи. В связи с этим фактор остаточной влажности в некомпактной шихте имеет весьма важное значение. Легковесная стружка в виде насыпного материала часто имеет влажность до 20 % и более. Если такая стружка не спрессована в брикеты, то перед загрузкой в печь она должна быть обязательно подготовлена к плавке –пройти через центрифугу и дополнительные системы сушки, чтобы удалить остаточную влагу. В отличие от этого, загрузка шихты в виде компактированных брикетов является более экономически эффективной, особенно если используются высококачественные системы прессования брикетов. Соответствующее высокое рабочее усилие прессования снижает содержание влагосодержащих веществ в брикетах до

Адаптированная технология брикетирования от компании RUF (Германия) Будь то прокатный стан, цех прессования или штамповки, металлообрабатывающая компания или плавильный завод вторичной металлургии – решающее значение всегда имеет применение высококачественной системы брикетирования легковесных отходов, основанной на потребностях конкретного производства. Компания RUF имеет достаточно широкий ассортимент брикетировочных систем с индивидуально спроектированными под нужды каждого клиента соответствующими конструкциями пресса, автоматизацией и дополнительными принадлежностями. Множество пользователей промышленных систем брикетирования компании RUF, успешно рабо-

Август 2019

тающих по всему миру, подтверждают их эффективность и высокий уровень надежности, низкие затраты на техническое обслуживание, а также надежное сервисное обслуживание. Срок окупаемости капитальных вложений (ROI) в систему промышленного брикетирования часто не превышает одного года или двух лет. Являясь признанным инновационным лидером в этой области, компания RUF регулярно инвестирует в новые разработки и оптимизацию своих систем, успешно сотрудничает с профильными научно-исследовательскими институтами и университетами. Кроме этого, компания RUF тесно работает вместе со своими

клиентами для учета индивидуальных требований конкретного производство. Компания RUF предлагает своим потенциальным клиентам возможность протестировать работу систем брикетирования с загрузкой их собственных производственных отходов на испытательных системах компании и/или на арендованных брикетирующих машинах. Такой подход, позволяющий оптимизировать решения поставляемой системы с учетом требований клиента в каждом индивидуальном случае, является основой работы инженеров RUF с клиентами, и это залог непрерывного расширения новых областей применения систем брикетирования.

Aluminium International Today на русском языке

www.aluminiumtoday.com

трех-пяти процентов. Если брикеты впоследствии хранятся под навесами в сухом месте, то уровень влажности в шихте обычно не превышает двух процентов. И такие брикеты можно безопасно и эффективно загружать в плавильные печи. Кратко о преимуществах: снижение затрат на хранение, повышение уровня безопасности, качества продукции, эффективности производства и выхода годного металла, снижение инвестиций в производственные установки, оптимизация дополнительных доходов от продажи брикетов вместо реализации насыпной стружки. Дополнительные преимущества для заводов рафинирования алюминиевых сплавов: снижение объема обработки рафинирующими флюсами, солями и лигатурами, меньшие дополнительные расходы.

Требования к плавильным печам Из-за высокой степени угара и окисления металла такая легковесная алюминиевая стружка в виде насыпного материала не может быть эффективно использована в качестве шихты для плавки в некоторых типах плавильных печей. Как альтернативный вариант, она может загружаться в плавильную печь только после дорогостоящей предварительной подготовки.

РЕЦИКЛИНГ АЛЮМИНИЯ 31 Прирост выхода годного металла при плавке на 2–7 %

Процесс плавления насыпной/легковесной стружки в роторной барабанной печи требует добавления специальных флюсов/солей. Но при этом неотъемлемой проблемой плавки в такой печи является то, что остающийся солевой шлак должен быть утилизирован или подвергнут вторичной переработке, что весьма дорого. Подовая (отражательная) печь может быть оснащены так называемыми установками Vortex, которые могут работать с электромагнитными или механическими насосами (перемешивателями) для принудительной циркуляции жидкого металла. Это обеспечивает быстрое погружение загружаемой стружки в расплавленный металл, а покрытие стружки расплавом металла исключает ее прямой контакт с воздухом и ограничивает процесс окисления. Процесс плавки в этом случае проходит более эффективно с невысоким угаром, но требует больших усилий и затрат. Помимо капитальных затрат на покупку дополнительного оборудования, размещение такого перемешивателя жидкого металла на печи требует наличия дополнительного места и свободного пространства. Работа перемешивателя связана с регулярным проведением технического обслуживания, а также дополнительными расходами на персонал и эксплуатацию.

Независимо от того, какая технология плавильной печи реализована на заводе вторичной металлургии алюминия, процесс плавки будет проходить наилучшим образом при загрузке брикетов, получаемых в прессовой камере с высоким рабочим усилием прессования. Плотность расплавленного алюминия в среднем составляет около 2350 кг/м3, в зависимости от типа алюминиевого сплава. Плотность загружаемых в печь брикетов, которая лежит в диапазоне между 2200 и 2400 кг/м3 – решающий фактор эффективного процесса плавки. Такая плотность брикетов обеспечивает их быстрое погружение в расплав металла, а это означает, что угар и окисление с образованием оксидов сводятся к минимуму. Это и есть главная причина, по которой рафинировочные заводы обычно сообщают о приросте доходности производства при применении шихты в виде брикетов примерно на два процента. На некоторых рафинировочных печах при применении шихты в виде плотных брикетов прирост выхода годного металла достигает 5–7 %. n Контакты: www.ruf-briquetting.ru

Получаете ли Вы по бесплатной подписке наш еженедельный дайджест мировых новостей алюминиевой отрасли?

Оставайтесь в курсе последних новостей алюминиевой промышленности мира и получайте бесплатную еженедельную рассылку новостей прямо на ваш почтовый ящик. Вы также получите ссылку в Интернете на цифровую версию ежегодного выпуска журнала Aluminium International Today на русском языке.

Y OF THE FACTOR INDUST

FUTUR

E

CES & FURNA

ATM HEAT TRE

ENT

SIS & ANALY

G TESTIN ПЕРВ ИЧНЫ Й АЛЮМ ИНИЙ com day.

No.2 mto iniu ol.32 —V w.alum ww pril 2019 ch/A Mar

S RY NEW

THE

JOUR

NAL

OF

IN ALUM

IUM

PR

CTI ODU

ND ON A

PRO

CESS

ING

МЕЖД

ПРОК АТНОЕ ПРОИ ЗВОД СТВО

УНАР

ОД

АВТО МОБИ ЛЕСТР ОЕНИ Е

УСТО ЙЧИВ ОЕ РА ЗВИТ ИЕ

НЫЙ КОМ ЖУРН ПЕ АЛ ПО ПРОЕ ТЕНЦ www ПРОИ .alu ИЯ FI mini ЗВОД umt Июн oda С ПЕ КТАМИ VES СТВУ ь 2018 y.co m – Вып В РЕ И ОБ В На русс . РАБО ком № 33 ТЕХН ДОВЫ КОМБИ УПРАВЛ язык ТКЕ АЛ е М НАЦИ ЕНИИ ЮМИН ДЛЯ ОЛОГИЯ И И ИЯ М EPC- ПРЕВОС И ХО РЕШ ЕНИЙ ДНЫХ ALUM INIU TE M IN RNA TION Y ODA AL T MAR CH/A PRIL 2019 VOL. O2 32 N

Просто зарегистрируйтесь онлайн на нашем сайте: www.aluminiumtoday.com/e-newsletter

32 АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ

www.aluminiumtoday.com

Инновационные пути развития мировой автомобильной промышленности В постоянно меняющейся глобальной экономике ландшафт потребительского спроса на автомобили также быстро изменяется в ответ на повсеместное введение более строгих национальных стандартов безопасности, экономии топлива и воздействия на окружающую среду. Для автопроизводителей конкурентоспособность никогда не была более критичной. Пьер Лабат* В ответ на современные вызовы глобальные автопроизводители выделяют значительные ресурсы на проведение научных исследований и разработку более легких и экономичных моделей, которые позволяют сократить выбросы без ущерба для характеристик, конструкции, безопасности и прочности выпускаемых автомобилей. Компания Novelis предоставляет автопроизводителям устойчивые решения на основе уникальных свойств алюминия, применение которых позволяет облегчить разрабатываемые ими транспортные средства для соблюдения строгих государственных стандартов и повышения их привлекательности для потребителей. Компания Novelis является единственным поставщиком полосового алюминия с возможностями производства автомобильных листов во всех трех крупнейших регионах мировой автоиндустрии – в Азии, Европе и Северной Америке. Компания работает совместно со своими клиентами на каждом этапе: от разработки программ производства до их запуска, создания новых продуктов и процессов для удовлетворения потребностей отрасли в повышении безопасности, экономии топлива и совершенствовании дизайна производимых автомобилей.

Но как можно удовлетворять потребности отрасли, которая развивается на основе роста потребительских предпочтений и меняющихся предложений правительства по экономии топлива? В США действуют жесткие корпоративные нормы по среднему расходу топлива (CAFE) для парка легковых и малотоннажных грузовых автомобилей, целевой показатель которого к 2025 году администрация президента Обамы установила на уровне одного галлона топлива на 54,5 мили. Эти нормы побуждают автопроизводителей к производству более экономичных по расходу топлива автомобилей, поэтому многие автоконцерны обратили свой взгляд на алюминий в качестве инновационного решения для облегчения конструкции автомобилей. Компания Ford Motor уже существенно расширила применение алюминия и с 2014 года производит свой самый продаваемый в США пикап F-150 с полностью алюминиевым кузовом. Это позволило снизить вес каждого пикапа на 317 кг и добиться наилучшей в своем классе экономии топлива и пятизвездочного рейтинга безопасности и надежности по NHTSA. Однако нынешняя администрация Трампа предлагает пересмотреть эти

*Pierre Labat – Вице-президент компании Global Automotive, Novelis Inc. (США)

Август 2019

стандарты в сторону их снижения, что может потенциально снизить стимулы автопроизводителей для выпуска облегченных автомобилей. К чему это приведет, продолжится ли в будущем тенденция снижения массы автомобилей? Коротко говоря, ответ «да». Хотя откат назад норм CAFE в США может и повлиять на смену мышления, но автоконцерны все же должны мыслить на перспективу глобально. Поскольку Китай и Европа – крупнейшие автомобильные рынки, – активно продвигаются к достижению нулевого уровня выбросов, автопром будет строить автомобили из более легких материалов, таких как алюминий, чтобы соблюдать более жесткие стандарты. Кроме этого, потребители сегодня предпочитают практичные коммерческие грузовики и спортивные машины, которые легче, расходуют меньше топлива, имеют лучшие характеристики грузоподъемности и динамики разгона, включают больше новейших технологий.

Малый вес – мобильность и устойчивость Поскольку стандарты экономии топлива и повышения безопасности, расширение запросов потребителей мотивируют автоиндустрию на выпуск облегченных автоwww.novelis.com

Aluminium International Today на русском языке

www.aluminiumtoday.com

мобилей, как с двигателями внутреннего сгорания, так и электромобилей (EV), то для их производства востребованы комбинированные решения на базе новых алюминиевых сплавов. Согласно прогнозу Всемирного энергетического совета, чтобы соответствовать меняющимся стандартам по выбросам, к 2020 году каждый шестой продаваемый в мире автомобиль будет с электрическим мотором. Для транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, гибридов и других альтернативных топливных решений алюминий является наиболее эффективным материалом. Во всех случаях, когда алюминий интегрирован в элементы конструкции автомобиля вместо стали, обычно достигается снижение массы на сотни кг без ущерба для безопасности, маневренности и прочности. Некоторые могут считать, что облегчение менее важно для электромобилей, но на самом деле вопрос снижения массы является ключевым и для электромобилей, и не только для их характеристик (динамика разгона и движения, поведение при столкновении), но и для цены. Инжиниринговая компания Hofer Engineering GmbH, ведущий разработчик электрических силовых установок, провела исследование по оценке влияния массы электромобиля на энергопотребление. Испытания провели для ряда моделей EV – от компактных автомобилей до внедорожников, с реалистичным циклом комбинированного движения по шоссе, в городе и по холмам на трассе общей протяженностью 340 км. Результаты показали, что каждые 100 кг снижения общей массы автомобиля могут обеспечить экономию около 1 кВт . ч/100 км, что эквивалентно суммарной экономии около 560 евро на тяговой аккумуляторной батареи электромобиля с диапазоном пробега между зарядками 500 км. Исходя из этого, каждый килограмм снижения массы EV ведет к экономии почти 6 евро/кг, что экономически весьма привлекательно для электромобиля. Использование облегченных электрических транспортных средств обеспечивает увеличение дальности пробега за одну зарядку. Это снижает уровень «беспокой-

Aluminium International Today на русском языке

АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ 33

ства из-за аккумуляторных батарей» у потенциальных покупателей новых автомобилей, рассматривающих вариант покупки электромобиля. Помимо повышения дальности пробега без подзарядки, достигаемого автомобилями из легких сплавов, алюминий показывает явное преимущество по показателю «соотношения прочности к весу» в сравнении с другими альтернативными материалами. Алюминий в два раза эффективнее стали гасит удар. Его превосходные свойства поглощения энергии вносят вклад в повышение общей безопасности, поскольку автомобиль может быть спроектирован так, чтобы за счет улучшенного уровня поглощения энергии алюминием при столкновении локализовать деформацию алюминиевого бампера в контактных зонах. Примером такого замещения материала является новый Jeep® Wrangler 2018, который теперь включает легкий, высокопрочный алюминий вместо стали в деталях, используемых в предыдущих моделях. Эта замена материала проведена в основном для структурных и наружных кузовных элементов, которые включают двери, капот, крылья, крышки багажника, обрамление лобового стекла. Широкое использование алюминия в конструкции позволило снизить вес автомобиля на 90 кг, повысить грузоподъемность и управляемость внедорожника, снизить расход топлива (с обеспечением около трех миль дополнительного пробега на каждый галлон топлива). Пере-

ключение на алюминий помогло сделать его наиболее мощным и экономичным из всех производимых сегодня моделей марки Wrangler.

Инвестиции для удовлетворения спроса Согласно прогнозу исследовательской компании Ducker Worldwide (рис. 1), применение алюминия в автомобилях и легких грузовиках в Северной Америке достигнет к 2028 году около 256 кг на одно транспортное средство (при 180 кг в 2015 году). В глобальном масштабе в ближайшие восемь лет прогнозируется утроение спроса на автомобильный алюминиевый прокат с наибольшим потенциалом его роста в Китае, поскольку как внутренние, так и глобальные автопроизводители увеличивают долю замещения и объемы промышленного применения алюминия. Как лидер мирового рынка, компания Novelis ответственна перед своими клиентами за то, чтобы своевременно инвестировать в новые производственные мощности для удовлетворения растущего спроса на высококачественные алюминиевые полосы для автопрома, предоставлять им доступ к поставкам важнейших продуктов из алюминия со специальными свойствами. В 2018 году компания объявила о выделении новых инвестиций по двум основным стратегическим инициативам на общую сумму 480 млн долл. США. Первый проект – завод по производству прокатанных алюминиевых полос стоимостью 300 млн долл. США, который будет построен на площади 37 га в Гатри (Guthrie), штат Кентукки (США). Начиная с 2020 года он начнет производить до 200 тыс. т в год алюминиевого полосового проката для изготовления облегченных автомобильных элементов. Второй проект – это расширение производственных мощностей завода Novelis Changzhou (Китай), производящего алюминиевые полосы для автоиндустрии. Компания инвестирует 180 млн долл. США в современную линию термической обработки для проведения непрерывного отжига алюминиевых полос для автопрома. Эта Август 2019

34 АЛЮМИНИЙ В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ

www.aluminiumtoday.com

2015-2020 Sources of Mass Savings from material substitution Magnesium 1 %

585

600

520 466

500

397

Фунты

400

306

300

340

258

200

100

84

120 139

165

212

Aluminum 57%

а) 0

SMC, Polycarbonite & Fiberglass 2 %

CFRP Composites <1 %

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

2015

2020

2025

FR steel = 590 Mpa TS 40%

б)

2028

Масса алюминия в конструкции автомобиля, фунты

100 Pounds Saved Source: Ducker Analysis 1Q 2017

Рис. 1. Прогноз компании Ducker Worldwide объемов применения алюминия в автомобилях в Северной Америке (а) и структура снижения массы автомобилей за счет замещения материалов (б)

линия добавит 100 тыс. т/год производственной мощности завода и удвоит заводские мощности по производству термически обработанного полосового алюминия для изготовления облегченных панелей кузова автомобилей.

Лидерство за счет технологий Как и в других отраслях промышленности, инновационные технологии меняют автомобильный мир беспрецедентными темпами. Транспортные средства на альтернативных видах топлива и беспилотные автономные автомобили формируют новые сегменты мирового автомобильного рынка. В условиях рынка, когда автоконцерны комбинируют концепции автомобилей, которые уже находятся на различных этапах тестирования и дизайна, с другими концепциями, которые все еще остаются в стадии разработки решения на чертежной доске, углубляется роль «маркетплейс» – электронных торговых онлайн-площадок, где могут успешно сотрудничать все заинтересованные участники рынка. Определение самого транспортного средства также меняется, и компании по всей производственной цепочке поставок должны внедрять инновации, если они хотят выжить и процветать в среде потребителей, которые требуют больших возможностей от новых технологий, топливной эффективности и улучшенных характеристик транспортных средств. Для этого около 40 % ежегодного бюджета отделения научных исследований и разработок компании Novelis направлено на развитие инновационных решений для автопроизводителей. Наши инженеры, металлурги, химики и другие специалисты и ученые постоянно ищут высокопрочные, консистентные облегчающие решения, такие как алюминиевые сплавы серии 6000 и 7000, которые улучшают структурную целостность транспортных средств и повышают их характеристики. Август 2019

Благодаря постоянной работе наших глобальных научно-исследовательских центров компания Novelis устанавливает стандарты в области инновационных решений применения алюминия в автомобильной промышленности. Научно-исследовательские отделения Novelis получили более 140 патентов, предназначенных для автомобильной промышленности, и ожидают дополнительных решений по нескольким заявкам.

Успешное сотрудничество Имея более чем 40-летний опыт работы в автопроме и понимая, что выпуск каждой новой модели автомобиля представляет собой уникальный вызов для производителей, компания Novelis в тесном партнерстве с автоконцернами накопила богатую историю развития инновационных решений, которые стали неотъемлемой частью воплощения в жизнь автомобилей новых поколений. В сотрудничестве с автоконцернами Ford и Jaguar Land Rover компания Novelis создала революционные системы замкнутого цикла вторичной переработки алюминия. В рамках этих систем каждая компания собирает и возвращает алюминиевые отходы на рециклинг непосредственно в цепочку поставок компании Novelis, где из них производят те же самые продукты, из которых образовался этот лом. Результаты партнерства замечательны. Например, ежемесячно компания Ford собирает и повторно использует такое количество алюминиевого лома, которое достаточно для производства дополнительных 30 тысяч кузовов грузового пикапа F-150. Компания Novelis развивает в Детройте и Шанхае Центры решений для клиентов, которые будут способствовать расширению совместных усилий с производителями оригинального оборудования (OEM), поставщиками и другими партнерами автомобильной промышленности в развитии и изготовлении новейших авто-

мобилей следующего поколения. Эта работа будет направлена на ускорение и расширение роли алюминия в продукции автоиндустрии, совместную разработку наилучших решений по разумным ценам. Этот подход встроен в корпоративную культуру компании Novelis и поддерживает реализацию модели партнерских отношений, которая обеспечивает необходимый баланс для поддержания долгосрочных фундаментальных исследований в тесной связи со стратегическими планами бизнес-партнеров, которые используют эти продукты и услуги.

Будущие перспективы Вопросы облегчения автомобилей и расширенного применения алюминия в их конструкции останутся требованиями будущего развития автомобилестроения. Развитие в обществе новых тенденций мобильности (например, совместного использования частных автомобилей для поездок) приведет к формированию новых путей совершенствования автомобилей на базе новейших технологий и высокотехнологичных легких алюминиевых сплавов с улучшенными возможностями технологий соединения и комбинации различных материалов. Инновации и стабильные поставки на глобальном рынке высококачественных продуктов из алюминия станут весьма полезны автопроизводителям, поскольку последние получат возможность выделять больше времени и ресурсов на совершенствование сети электрификации и зарядки электромобилей, разработку автономных (беспилотных) транспортных средств. Но это не будет происходить в замкнутом бункере. Алюминиевая промышленность должна будет тесно сотрудничать с автоиндустрией, чтобы максимально использовать преимущества алюминия и ускоренно расширять его применение в атомобилестроении. n Контакты: www.novelis.com

Aluminium International Today на русском языке

БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА 35

www.aluminiumtoday.com

Обеспечение безопасности труда работников превыше производства Ежедневно ведущие производители ищут пути и возможности, чтобы лидировать в своей отрасли – не только завтра, но и через пять или десять лет. Промышленный травматизм подрывает конкурентоспособность и негативно отражается на имидже компании. Работник является ключевым элементом безопасности, поэтому вопросы управления безопасным поведением на производстве становятся приоритетом компаний. Лидирующие компании всегда стараются быть в курсе инновационных решений и последних достижений в области технологического оборудования и наилучших отраслевых практик, ищут поставщиков оригинального оборудования (OEM), обеспечивающего эффективное развитие более качественных продуктов. Такие компании также поддерживают процесс совершенствования профессиональных навыков своих сотрудников путем реализации программ обучения, которые направлены на повышение деловой хватки, знаний в области промышленности и оборудования, а также развитие личности. Подобный тип дальновидного мышления обеспечивает компании выход за рамки простого удовлетворения потребностей своих клиентов. Он приводит к поиску и внедрению улучшений во всех сферах бизнеса, от вида фасада головного офиса и условий доставки продукции до используемых информационных систем и производственных технологий. К сожалению, в реальности у некоторых менеджеров промышленного предприятия, ответственных за производство, общий взгляд на производство может отличаться и ощущаться совершенно иначе. Работающие здесь сотрудники могут поведать и другие истории. Например, от них могут потребовать производить как можно больше продукции в неоправданно сжатые сроки или работать сверхурочно при буме заказов. Но может быть и еще хуже. Некоторые нерадивые работники могут отложить выполнение работ, предусмотренных графиком профилактического обслуживания машины, или самостоятельно ис-

править непредвиденно возникшую поломку детали, установив временную замену, не дожидаясь доставки новой детали для ремонта сломавшегося механического узла. Часто преобладающая на производстве мантра заключается в том, что необходимо непрерывно продолжать производство – несмотря ни на что. Рабочая среда либо безопасна, либо опасна. В какой промышленной среде работают ваши сотрудники? Удовлетворяет ли существующий на предприятии уровень безопасности труда ваших сотрудников требованиям клиентов, или вы ищете новые пути повышения эффективности работы вашей компании, обеспечивая при этом благополучие своих сотрудников?

Выбор, который мы сделали Недавно компания Alexandria Industries (США) – производственная компания, занимающаяся прессованием алюминия, Aluminium International Today на русском языке

изготовлением и отделкой алюминиевых профилей, направила свои усилия на то, чтобы ее программы по охране здоровья и безопасности труда совершенствовались и успешно развивались в будущем. Для начала руководству компании необходимо было провести самооценку того текущего состояния промышленной безопасности, в котором сегодня находится компания, с учетом статистики количества инцидентов, связанных с безопасностью труда. После оценки видов производственного травматизма, анализа и понимания главных причин его возникновения руководители компании по вопросам безопасности поняли, что им нужно многое делать в компании по-другому. Существующая на производстве программа безопасности труда не обеспечивала желаемого сокращения показателей травматизма. Август 2019

36 БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА Изучив уже известные программы обучения промышленной безопасности на основе поведения работников, руководство не смогло сразу определить, в каком же направлении следует развивать новую программу безопасности. Должна ли компания разрабатывать свою собственную программу, материалы, системы мониторинга и обучения или же искать готовую, проверенную программу управления безопасным поведением? Какой метод будет более рентабельным и эффективным с точки зрения периода времени, который потребуется для успешного внедрения новой программы и обучения всех сотрудников? Первоначально решив разрабатывать собственную программу и культуру безопасности, руководители компании быстро осознали, что это будет весьма громоздким и трудоемким процессом. Они поняли, что компании нужна известная, хорошо проверенная в промышленности программа наблюдения и управления промышленной безопасностью на основе поведения людей. После тщательного изучения плюсов и минусов нескольких известных программ по безопасному управлению производством компания выбрала коммерческий продукт, основанный на опыте обучения безопасному управлению производством компании DuPont – Dupont Safety Training Observation Program® (STOP).

Суть программы STOP Программа DuPont STOP – это хорошо проверенная практикой обучающая программа по развитию навыков безопасного выполнения работ на рабочих местах, разработанная корпорацией DuPont. В ее основе лежит постулат, согласно которому причиной почти всех производственных травм являются небезопасные действия работника. Поэтому она вовлекает сотрудников всех уровней в процесс всеобщего наблюдения за состоянием безопасности и охраны труда с целью сведения к нулю производственного травматизма. Программа DuPont STOP состоит из нескольких частей.

www.aluminiumtoday.com

дневного наблюдения за состоянием безопасности и необходимых действий для исправления обнаруженных нарушений. Руководители компании провели конструктивные дискуссии со всеми работниками по анализу безопасных и небезопасных методов работы.

Профилактика производственного травматизма

Во-первых, она укрепляет подход о том, что руководители несут ответственность за безопасность своих сотрудников, а также дает возможность сотрудникам осознать, что они также несут ответственность за собственную безопасность и своих сотрудников. Первый урок состоит в том, чтобы умение сделать безопасный выбор и создать безопасную рабочую среду стали частью повседневной корпоративной культуры компании. Интерактивная программа STOP включает три этапа, которые фокусируются на самостоятельных занятиях, заводских и прикладных мероприятиях, групповых обсуждениях. Суть программы заключается в индивидуальном изучении концепций безопасности и развитии навыков безопасных методов выполнения работ, а также способов применения полученных навыков безопасности в ежедневной деятельности на своих рабочих местах. Она также включает в себя обсуждение необходимости соблюдения требований техники безопасности с коллегами, делая акцент на их взаимном общении и обучении. Благодаря быстрой интеграции программы STOP в компании Alexandria Industries смогли внедрить навыки еже-

Ключевым принципом программы STOP является вера в то, что сами работники могут успешно предотвратить все происшествия и производственные травмы, устранив их причину. Работник – ключевой элемент промышленной безопасности. В процессе обучения по программе сотрудники получают уверенность в том, что потенциальную травму можно предотвратить, если они знают, как выявлять, сообщать и исправлять на производстве любые небезопасные действия, ситуации или условия. При этом акцент делается на каждом сотруднике, так как каждый член команды должен сделать правильный выбор безопасности. Здоровье и благополучие сотрудников компании должно быть главным приоритетом. Постановка цели для сотрудников в ежедневном выборе безопасности помогает компании Alexandria Industries прокладывать путь, позволяющий ее сотрудникам выявлять все небезопасные действия и условия. Не только на работе, но также и дома. Руководство компании отвечает за состояние техники безопасности, постоянно общается с сотрудниками для выявления проблем и решения любых вопросов безопасности. Безопасность и благополучие сотрудников является приоритетом номер один для компании. Программа безопасности Dupont STOP позволяет сотрудникам делать правильный выбор и проявлять инициативу, когда речь заходит о решении вопросов безопасности. Это также обеспечивает руководству возможность предоставлять своим сотрудникам инструменты, необходимые для мотивации безопасного выбора. Обеспечение благополучия сотрудников – всегда на первом месте в рамках этой программы. Каждый работник имеет право работать в безопасных условиях. Большинство из нас проводят драгоценное время жизни на работе, вдали от своих семей. Принципы безопасности важны и в быту, они должны быть важным элементом повседневной жизни каждого. Если компания хочет, чтобы все сотрудники могли возвращаться к своим семьям такими же здоровыми, какими они пришли на работу, в целости и сохранности, она должны интегрировать элементы программы STOP в ежедневную деятельность и поставить работу по обеспечению безопасности труда превыше производства. n Контакты: www. alexandriaindustries.com

Август 2019

Aluminium International Today на русском языке

www.aluminiumtoday.com

ГЛИНОЗЕМНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 37

Производство глинозема в эру «Индустрия 4.0»: как выглядит цифровая трансформация? Джонас Берге* Многие глиноземные заводы мира уже приступили к цифровому преобразованию предприятия, которое кардинально изменяет производство с повышением надежности, безопасности, производительности и пропускной способности. Заводы переходят от ручных и бумажных заданий к новым способам работы, основанным на интегрировании цифровой автоматизации и программного обеспечения (ПО). Цифровая инфраструктура операционных процессов – основа и фундамент нового способа работы завода с управлением производством в режиме реального времени. Всеобщая цифровая сеть включает беспроводные датчики, специализированную и прогнозную аналитику данных, промышленные мобильные устройства (планшетные компьютеры) для работы с цифровыми документами и программными формами, системы обнаружения местонахождения персонала и активов, а также подключенные сетевые сервисы с использованием «Облачных» вычислительных технологий и индустриального Интернета Вещей (IIoT).

Проблемы глиноземной отрасли Перед глиноземными заводами стоят проблемы надежности работы оборудования, затрат на энергию и техническое обслуживание, промышленной безопасности и соответствия различным требованиям, стабильности производства, на котором рабочая сила может быть чрезмерно загружена. На производстве часто возникают «узкие места» и растут эксплуатационные расходы. Многие из этих проблем проистекают из-за традиционных ручных и бумажных методов работы. При этом заводы стремятся к совершенствованию своего производства без увеличения численности персонала. На заводе могут возникать простои изза непредвиденного выхода из строя технологического оборудования или слишком длительного периода плановой остановки для ремонта или профилактического обслуживания, которые суммарно за год могут приводить к нескольким дням остановки производства. Это приводит к повышению затрат на техническое обслуживание и росту производственных издержек. Потеря защитного покрытия трубопроводов и резервуаров

из-за коррозии металла является еще одной проблемой. Заводы наблюдают рост энергопотребления, но часто не понимают причин этого, что также усугубляется ростом и волатильностью цен на энергоносители. Показатели по безопасности труда улучшаются, но инциденты на производстве все еще случаются. Трудно идти в ногу с постоянно растущими требованиями новых директив HS&E, несоблюдение которых сопровождается штрафами.

Цифровая трансформация Даже на некоторых технологически современных заводах все еще существует множество ручных и бумажных задач. Для достижения превосходных показателей работы глиноземного завода необходимо в первую очередь преобразовать методы эксплуатации и технического обслуживания оборудования. Сегодня заводы активно внедряют новые способы работы – автоматические, цифровые, программные и на базе управления данными – позволяющие персоналу более эффективно выполнять повседневные обязанности. Прогнозная аналитика на цифровом заводе также позволяет быстрее получать более эффективные результаты.

Задачи технического обслуживания и надежности оборудования Цифровое преобразование завода способно минимизировать рутинный ручной сбор данных о техобслуживании и надежности оборудования. Так, например, для получения и интеграции данных о состоянии насосов требуются переносные тестеры и трудоемкий процесс интерпретации данных. Вместо этого, установленная система онлайн контроля, которая автоматически проверяет и фиксирует текущее состояние компонентов с помощью установленных датчиков (вибрации, акустики, коррозии и т.п.), позволяет на ранней стадии обнаружить признаки возможных проблем. Эти данные передаются в цифровом виде и анализируются специальным ПО для получения прогноза возможных видов отказов оборудования. Упреждающее управление с прогнозирующими моделями позволяет проводить техническое обслуживание и управлять активами в соответствии с ре-

комендациями Международной организации по стандартизации (ISO 55000). Уведомления о возникающих проблемах отправляются на мобильные смартфоны, а при необходимости проведения ручных проверок также используют планшетный компьютер. Эксперты в этой области, как внутренние, так и внешние, могут использовать эту информацию для дистанционной поддержки заводского персонала. Такой подход позволяет избежать задержек из-за ожидания прибытия эксперта или попыток объяснить проблему из офиса. Вместо этого реализуется двусторонняя связь (с цифровой аудиовидеозаписью) работника с мобильной камерой (смартфоном) на месте проблемной ситуации и экспертом, который оценивает проблему и дистанционно работает в ПО для ее устранения. Передача документов или возвращение работника в офис за дополнительными документами – дело прошлого. Вместо этого можно легко открыть все чертежи, руководства в ПО на планшете или найти необходимую информацию в заводской внутренней сети (Интранете) или в Интернете.

Задачи энергоменеджмента и контроля потерь Ручной сбор показаний счетчиков энергии или расчет энергопотребления больше не требуется. Вместо этого данные о потреблении собираются автоматически по всем местам и единицам, передаются в цифровом виде, а при избыточном потреблении ПО генерирует аварийный отчет по ISO 50001. Поиск причин энергопотерь больше не полагается на ручной осмотр батарей конденсаторов и предохранительных устройств, эти проблемы фиксируются автоматически с помощью мониторинга их состояния. Отпадает и необходимость поиска причин чрезмерного расхода энергии в оборудовании и машинах с трудоемкими процессами сбора и расчета данных, вместо этого энергоэффективность контролирует специальное ПО.

Задачи по охране труда, здоровья и окружающей среды Выйти в эфир по рации, чтобы послать сигнал бедствия при пожаре, не всегда возможно. Вместо этого в ПО оператора

*Jonas Berge – ведущий директор по прикладным технологиям, компания Emerson Automation Solutions (США)

Aluminium International Today на русском языке

Август 2019

38 ГЛИНОЗЕМНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

www.aluminiumtoday.com

Рис. 1. Цифровая операционная инфраструктура (DOI) – это второй уровень автоматизации на стороне существующей заводской пирамиды автоматизации

включают автоматическое обнаружение местоположения, цифровую передачу и подачу сигнала для активацию противопожарного душа. Теперь не нужно посещать места на территории завода для проверки состояния ручного клапана или погружаться в резервуар, чтобы оценить его наполнение или обнаружить утечки. Вместо этого – автоматическое обнаружение, цифровая передача и индикация текущего состояния в ПО диспетчерской. Такие сигналы могут использоваться для блокировки устройств с целью предотвращения многих проблем. Например, при обнаружении утечки раствора каустической соды, используемого в процессе экстракции глинозема. Никаких карточек для учета персонала и регистрации посетителей, подсчета численности персонала в случае возникновения аварийной эвакуации. Поиск персонала становится легким, поскольку местоположение каждого человека отражается в цифровом виде в режиме реального времени. Если человек выходит за пределы разрешенных рабочих зон или входит в зону повышенного риска немедленно подается сигнал оповещения. Сигнал тревоги формируется и в случае неожиданной потери сознания человеком.

Задачи производственного процесса Рутинный ручной сбор производственных данных на бумажных формах уже не увидишь на многих заводах. Вместо этого данные собираются автоматически и передаются в цифровом виде в ПО операторов и базы данных. Остающиеся ручные обходы выполняются с помощью планшета с ПО. Бумажных тетрадей для хранения заметок об авариях, опасностях, необходимости технического обслуживания больше нет. Вместо этого заметки и цифровые фотографии инцидентов, опасностей, утечек и повреждений оборудования фиксируются в цифровом виде на планшетах и передаются соответствующим сторонам. Операторы-стажеры процессов, кранов и машин теперь могут проходить Август 2019

профессиональное обучение без привлечения опытного персонала в очень захватывающей трехмерной производственной среде с технологией виртуальной реальности.

Инфраструктура цифрового предприятия Глиноземные заводы создают дополнительную цифровую инфраструктуру операционных процессов для цифровой трансформации предприятия. Существующая на заводах инфраструктура производственных процессов обычно включает в себя исторически унаследованный арсенал оборудования, систем управления, базовых заводских приборов (датчиков температуры, расходомеров, регулирующих клапанов). На цифровом предприятии цифровая операционная инфраструктура расширяется и совершенствуется с целью преобразования и упрощения технологических процессов. Нет необходимости полностью заменять существующую систему, поскольку операционная инфраструктура совместима с существующей заводской автоматизацией (рис. 1). Нет необходимости добавлять еще один уровень платформы аналитики; исторически установленный на заводе уровень может быть использован в качестве базовой платформы. Основными строительными блоками для расширения цифровой операционной инфраструктуры завода являются: n мобильность; n прогнозная аналитика; n всепроникающие беспроводные сети; n всепроникающие беспроводные сенсорные сети; n подключенные сетевые сервисы и приложения.

Мобильные устройства На цифровом предприятии работа каждого, начиная с руководителя завода, зависит от наличия данных. Каждый работник получает данные, относящиеся к зоне его ответственности, чтобы сделать свою работу лучше. Например, диспетчер по надежности имеет панель монитора отличающуюся от монитора менеджера по

безопасности, также они не получают одни и те же уведомления. Ключевым фактором успеха цифрового преобразования является легкая доступность и своевременность получения информации. На заре цифровой трансформации практика обслуживания приборов была на уровне 20-летней давности, когда ПО устанавливали на компьютере в диспетчерской, поэтому технический персонал практически не имел к нему легкого доступа. Вместо этого данные теперь легко попадают в карман ответственного лица или работника. Например, предупреждающие сигналы тревоги и информация о состоянии оборудования теперь поступают на смартфон техника. Панели на экране и сигналы тревоги генерируются мобильным базовым программным приложением, таким как мониторинг состояния оборудования. Информационные панели содержат KPI, специфичные для обязанностей ответственного персонала, которые отображаются на планшетных устройствах, что делает информацию оперативно доступной в любое время, где бы вы ни находились. Планшеты теперь доступны в защищенных моделях для промышленного использования работниками.

Средства предиктивной аналитики Многие решения цифрового преобразования отслеживают простые изменяющиеся процессы, такие как коррозия и эрозия, температура и давление, которые не требуют дополнительной аналитики. Для комплексного мониторинга текущего состояния сложного технологического оборудования с многими переменными, такого как компрессоры, воздуходувки, вентиляторы, насосы, теплообменники, градирни, используют программные приложения прогнозного анализа. Такие приложения позволяют предупреждать возникновение проблемы из-за отказа оборудования, поскольку они могут быть предсказаны и предотвращены. Первичные данные датчиков преобразуются в полезную информацию, поэтому техник заранее знает, что делать и что взять с собой на место возникновения проблемы. Прогнозирующие модели теперь обнаруживают ранние признаки сбоев или неисправностей, классифицируют их по типам, характерным для этого оборудования. Аналитика о состоянии оборудования может поступать в информационные системы предприятия, ПО для бизнес-аналитики и в системы управления производственными заказами ERP. Аналитическое ПО может быть установлено на локальных серверах или на виртуальных машинах в облаке. Многоуровневая открытая архитектура обеспечивает аналитику в режиме реального времени на уровне датчиков и пограничной ЦОД на устройствах/серверах более высокого Aluminium International Today на русском языке

ГЛИНОЗЕМНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 39

www.aluminiumtoday.com

Home

Dashboard

Asset Summary

Pump Status

6

CRITICAL

WARNING

System Settings

Overall Health Index

51 PUMPS 2

Settings

Alerts

92% Overall Health Index 44

GOOD

0

GOAL > 80 % Overall Health Index

OTHER

Pump Status and Overali Health

20 Alerts 11 VIBRATION

5 SEAL

CRITICAL

3 DISCHARGE

WARNING

1 OTHERS

GOOD

O

100 % 90 % 80 % 70 %

Рис. 2. Интуитивно понятные приложения для аналитики состояния технологического оборудования теперь используются инженерами по обслуживанию и надежности производственного оборудования

уровня, что обеспечивает бизнес-аналитику на Уровне 4 предприятия. Веб-приложения аналитики являются «независимыми от платформы», поскольку не зависят от выбора конкретной марки компонентов системы управления. Для хранения больших объемов данных используют исторически существующую на предприятии базу данных, ее не нужно заменять другой платформой промежуточного ПО, что поддерживает низкие расходы на администрирование. Для аналитики используют данные, агрегированные из многих источников, включая новые и существующие сенсорные устройства, проводные и беспроводные датчики, ПЛК с пакетными модулями, системы управления, системы безопасности и защиты оборудования, «умные» устройства управления (IDM). В основе такого решения лежит унифицированная архитектура OPC Foundation Unified Architecture (OPC-UA) с возможностью программирования интерфейса обмена данными между устройствами управления процессами (API), дающая разработчику независимость от конкретной марки контроллеров. И наоборот, аналитика из ПО оборудования может использоваться для аналитики и панелей монитора всего устройства или завода. Так же информация может быть интегрирована в решения визуализации дополненной реальности. Существуют программные приложения, специально разработанные для мониторинга состояния оборудования в режиме реального времени. Ими легко могут пользоваться специалисты для улучшения управления техобслуживанием. Многие приложения поставляются с обзорными информационными панелями, Aluminium International Today на русском языке

выработкой в критических ситуациях аварийных и предупредительных сигналов, описанием возникшей проблемы. Они могут определять тренд развития процесса, чтобы предсказать момент выхода из строя или оценить оставшийся срок службы оборудования. Не нужно быть ITспециалистом, чтобы понимать специализированную аналитику (рис. 2). Аналитика использует проверенные модели, анализ влияния вида отказов (FMEA) и статистические алгоритмы для обнаружения признаков развития проблем с оборудованием, прогноза отказов и ранних предупреждений на основе индикаторов, чтобы во-время предотвратить поломку. Такие предварительно разработанные приложения не требуют длительных периодов алгоритмического обучения, достаточно только захватить базовую линию.

Всепроникающие беспроводные сети на заводе Управление с использованием данных текущего состояния требует наличия множества датчиков для сбора данных. Было бы нецелесообразно подключать для этого сотни или тысячи различных датчиков «точка-точка» с использованием сигналов 4–20 мА или «включения-выключения». Системы, построенные на базе сети FOUNDATION® Fieldbus, позволяют просто добавлять измерительные приборы к существующим заводским распределительным коробкам с минимальной проводкой к датчикам. Один из методов подключения датчиков заключается в развертывании всепроникающей беспроводной сенсорной сети на предприятии и, при необходимости, инфраструктуры локальной

сети (WLAN). Инфраструктура такой сети состоит из беспроводных шлюзов для беспроводных сенсорных сетей и беспроводных точек доступа в сети Wi-Fi в качестве центральной нервной системы предприятия. Беспроводные шлюзы могут быть встроены в точки беспроводного доступа при совместном развертывании Wireless HART® и Wi-Fi. Поскольку эти сети используются для оперативного управления, то они поддерживаются отделом КИПиА, а также интегрированы с исторически существующей системой управления и системами защиты оборудования и др. Определение местонахождения – это технология, используемая для обнаружения людей и активов на предприятии, а также для автоматического аварийного сбора спасателей. Определение местоположения также используют для закрытия прохода в зону ограниченного доступа или повышенного риска (в случае попадания посторонних лиц в зону генерируется сигнал тревоги). Носимые идентификационные метки сами включают кнопку паники для оказания помощи человеку в случае потери им сознания. Всепроникающий промышленный Wi–Fi на заводе позволяет персоналу использовать мобильную видеосвязь и планшетные компьютеры в различных задачах (получение истории обслуживания оборудования и нужных документов, сбор данных и создание отчетов).

Всепроникающие беспроводные сенсорные сети Работа с данными начинается с первичных данных от датчиков, которые преодолевают разрыв между физическим и цифровым миром. Без датчиков нет аналитики и больших данных. Технологическое оборудование, такое как насосы, компрессоры, теплообменники, воздуходувки, градирни, клапаны и резервуары, обычно не имело передатчиков данных для учета текущего состояния. Сегодня такое оборудование оснащается датчиками для получения недостающих измерений, что формирует «умное» подключенное оборудование. Автоматический сбор данных происходит оперативно, обеспечивая раннее обнаружение маркеров надвигающейся проблемы, что делает управление активами прогнозируемым. Беспроводные датчики часто заменяют собой механические инструменты, портативные тестеры, буферы обмена. Существуют беспроводные датчики, контролирующие давление, расход, уровень, положение, двухпозиционный контакт, вибрацию, температуру, коррозию, акустические волны, а также переключатели уровня для передачи данных в аналитический центр или другое заводское ПО (надежности, энергоэффективности, производства). Регулирующие клапаны и расходомеры оснащаются беспроводными адаптерами. Август 2019

40 ГЛИНОЗЕМНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Рис. 3. Всепроникающие беспроводные сенсорные сети на алюминиевом заводе компании EGA Dubai для цифровой трансформации управления энергоэффективностью всего предприятия

Развертывание сети беспроводных датчиков не требует прокладки кабелей, установки выключателей и входов/выходов для сигналов 4–20 мА. Большинство современных датчиков позволяют дублировать уже существующие подключения к процессу, поэтому их можно подключать без остановки технологического процесса. Беспроводные датчики могут быть развернуты без открытия кабельных лотков и распределительных коробок, что исключает риск повреждения существующей кабельной инфраструктуры. Некоторые датчики включают аналитику для предварительной обработки исходных данных.

Подключенные сервисы поддержки На заводе иногда наблюдается дефицит специалистов. В этом случае можно выбрать решение на базе Интернета Вещей (IIoT), когда отраслевые эксперты из центрального офиса осуществляют мониторинг оборудования на нескольких площадках. Это может быть собственный центр компании для управления технологическим оборудованием на заводах компании по всему миру или привлеченный поставщик услуг, который контролирует оборудование на площадках нескольких компаний по всему миру. В таком центре работает группа экспертов в различных областях (вибрации вращающегося оборудования, контроля регулирующих клапанов и анализаторов, износа и коррозии), которые могут консультировать персонал на местах в режиме реального времени. Облачное аналитическое ПО контролирует текущее состояние оборудование на многих заводах, а в случае возникновения нештатной ситуации сообщает на завод о состоянии оборудования и действиях, которые необходимо предпринять. Перед отправкой отчета на завод его изучает эксперт в этой области. Формат отчета создается специально для каждого вида оборудования, он также содержит рекомендации, позволяющие заводским специалистам действовать незамедлительно. Новая бизнес-модель для подключенных сервисов предлагает клиентам возможность не покупать самим беспроводные акустические и вибрационные датчики, а подключать их на условиях абонентской платы, что существенно снижает Август 2019

уровень инвестиций на установку приборов и внедрение системы.

Цифровая трансформация процессов в алюминиевой промышленности Глиноземные и алюминиевые заводы по всему миру уже преобразуют операционные процессы для внедрения цифровой инфраструктуры. Ниже приведены некоторые примеры такой трансформации.

Мониторинг распределительного устройства На глиноземном заводе в Бразилии выпрямительные подстанции работали с силой тока ниже номинального значения 100 кА из-за колебаний рабочей температуры и довольно редкой проверки ручным инфракрасным прибором. На девяти выпрямительных подстанциях были установлены беспроводные термодатчики поверхностных акустических волн (SAW), которые непрерывно измеряют температуру управляющего переключателя входной и выходной шин. Данные о температуре непрерывно передаются в цифровом виде в систему мониторинга, что позволило повысить силу рабочего тока и пропускную способность на 10 % без опасения возникновения катастрофического отказа.

Управление энергопотреблением и контроль потерь На алюминиевом заводе Emirates Global Aluminium (EGA) в Дубае возникла проблема с обеспечением производства сжатым воздухом, поскольку его потребление характеризовалось значительными колебаниями в течение дня. Для оптимизации ежедневного расхода и производства сжатого воздуха компания решила улучшить процедуру оценки этих колебаний. На заводе общей площадью 480 га установили более 50 беспроводных расходомеров (рис. 3), измеряющих расход сжатого воздуха на каждом участке всей территории. Результаты измерений интегрировали в систему управления производством (MES) для четкого определения, где и когда увеличивается потребление. По результатам оценки картины потребления были пересмотрены процессы и процедуры для оптимизации использования воздуха на каждом участке потребления. Решение избавило от необходимости проведения

www.aluminiumtoday.com

персоналом ежедневных обходов всех расходомеров воздуха. Непрерывный мониторинг потребления и колебаний с показом тенденции расхода сжатого воздуха позволил улучшить управление, планирование и контроль потребления на заводе. Результатом стала экономия энергии и более ответственное отношение работников к расходу сжатого воздуха. Вслед за этим на заводе внедрили беспроводное измерение температуры на удаленных подстанциях, главным образом, для быстрой идентификации неисправности кондиционеров воздуха, а также беспроводный мониторинг вибрации теплообменников для охлаждения воздуха.

Предотвращение переполнения прудов с красным шламом На глиноземном заводе в Бразилии, получающим глинозем по методу Байера, возникли проблемы с утилизацией красного шлама в прудах. Традиционно на заводе осуществляли ручные проверки уровня на большой площади пруда, чтобы определить, какие клапаны необходимо открыть или закрыть. В критических точках возможно переполнение, если проблема не будет оперативно зафиксирована. Динамика процесса выкачки красного шлама потребовала решения для точного измерения подвижного уровня. Простая установка беспроводных датчиков уровня позволила в случае недопустимого повышения уровня шлама на участке пруда фиксировать превышение и оперативно формировать отчеты для обслуживающего персонала. Беспроводной шлюз интегрирован с существующим DCS, а уровень красного шлама непрерывно отображается на мониторе оператора. В результате существенно снижен риск переполнения пруда красным шламом.

Концепция цифрового завода «Глинозем 4.0» Реализация дорожной карты цифровой трансформации и переосмысление управления производственными процессами и технического обслуживания предприятия алюминиевой промышленности сегодня становится наилучшим способом достижения эксплуатационного превосходства. Чтобы оставаться конкурентоспособными, глиноземные заводы должны быть готовы к расширению своей цифровой операционной инфраструктуры за счет внедрения различного программного обеспечения и множества датчиков, оцифрованных технологических процессов, всепроникающего беспроводного мониторинга, обучения использованию беспроводных устройств и программного обеспечения для существенного повышения производительности, энергоэффективности, промышленной безопасности и надежности. n Aluminium International Today на русском языке

Превосходство в технологиях обработки полос

С 1955 года. Качество соответствует инновациям. Мы совмещаем богатый инжиниринговый опыт, ноу-хау и инновационные решения для прибыли наших уважаемых клиентов.

Компания BWG – Ваш специалист по индивидуально согласованным решениям, технологическим линиям обработки полос и модернизации С 1955 года имя нашей компании стало синонимом оборудования и технических решений премиум класса, которые устанавливают наивысшие стандарты для металлургической промышленности. Многие годы мы являемся надежным партнером ведущих компаний цветной металлургии и алюминиевой промышленности, производителей углеродистой и нержавеющей стали, обращая особое внимание на:

• • • •

Технологические линии обработки полос Оборудование для специальной обработки Оборудование для обработки и транспортировки рулонов Модернизацию существующих производственных установок.

Мы имеем превосходный список реализованных новых идей, базирующихся на глубоких исследованиях и разработках, которые обеспечили существенное повышение производительности, качества продукции, энергоэффективности и экологических показателей.

BWG Bergwerk- und Walzwerk-Maschinenbau GmbH Mercatorstr. 74 –78 47051 Duisburg, Germany

Мы надеемся на сотрудничество с Вами по внедрению технологических решений, отвечающих наивысшим стандартам качества и инноваций.

Phone: +49 203 99 29-0 Fax: +49 203 99 29-400 E-Mail: info@bwg-online.de

Technology made in Germany. Since 1955.

www.bwg-online.de

ПРОЕКТИРОВАНИЕ «УМНЫХ» ЗАВОДОВ, ОБЪЕДИНЯЯ НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ С ОПЫТОМ КОМПАНИИ FIVES ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – ДВИЖУЩАЯ СИЛА ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ГИБКОСТИ. Сочетая анализ и продвинутое регулирование, основанные на достоверных данных со знаниями и опытом в области оборудования и процессов, компания Fives улучшает как общую эффективность операционных показателей, так и рабочие условия на алюминиевых заводах. Компания Fives предлагает комплексные цифровые решения, такие как AMELIOS Suite для цифровизации всего анодного производства, SMARTCranes для оптимального обслуживания технологических кранов, Skill2Perf для настроенного персонально под оператора управления технологическим краном и Solios SMART GTC для улучшения экологических показателей алюминиевого завода. Уже более двух веков компания Fives успешно адаптируется к изменениям, которые намечают промышленные революции, включая и эпоху Цифровизации.