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ダイキャスティングにおけるエネルギーの真のコスト
ダイカストは、自動車、航空宇宙、消費エレクトロニクス、産業機器の高精度金属コンポーネントを配信する近代的な製造の礎石です。 しかし、プロセスの効率の背後にあることは、エネルギー廃棄物:エネルギー廃棄物。 溶融、注入、冷却金属は、電力と燃料の膨大な量を消費します。 典型的なダイカスト施設のために、エネルギーは、合計運用コストの10〜15%を表すことができます。 この負担を減らすだけでなく、収益性を向上させるだけでなく、環境の足跡を縮小するだけでなく、この記事は、品質を切断することなく、戦略を提供します。
エネルギーが蛇口である場所
ダイキャストセルのエネルギープロファイルを理解することは不可欠です。主要なエネルギー消費者は、溶融炉、鋳造機(注射システム)、冷却/油圧システムです。米国エネルギー省の研究は、単独アカウントを約40〜50%の合計エネルギー使用のために溶融することを示しています。 注入および保持フェーズは、冷却および補助システムが残りの部分を服用しながら、別の30〜35%を消費します。
溶ける炉のエネルギー
電動誘導やガス燃焼、炉は精密鋳造温度で溶融金属を維持しなければならない。熱損失は、給油ガス、炉壁、充電中で発生します。 炉効率の1%の改善でさえ、大規模な作業のための実質的な年間節約を収めます。
注入および油圧
油圧ポンプは、アイドル期間中でも連続して稼働します。 圧縮および射出サイクルは、高いピーク電力を要求します。 現代のサーボ駆動ポンプは、従来の固定変位ポンプと比較して50%のエネルギー使用を削減することができます。
冷却装置
冷却塔、チラー、熱交換器は、ダイと油圧オイルから熱を拒絶します。非効率的な冷却は、廃棄物だけでなく、サイクルタイムを延ばし、スクラップ率を増加させます。
戦略1:炉の操作および熱保持を最大限に活用して下さい
高度の温度調整
リアルタイム温度フィードバックに基づいて電力入力を調整する適応型PIDコントローラまたはスマート炉管理システムを実行します。わずか10°Cで過熱することで、エネルギー消費量を5〜8%増加させることができます。設定精度は、溶融金属のエネルギー廃棄物と酸化の両方を削減します。
絶縁アップグレード
耐火材料は時間とともに劣化します。摩耗性ライニングを高効率のセラミック繊維断熱材に交換し、壁を最大30%削減します。カバーは、絶縁蓋やアイドル時のセラミックスを浮遊する溶融表面を露出しました。
アイドルタイム削減
スケジュールは、生産の操業と整列します。 長期にわたって大量の金属を保持しないでください。 予測アルゴリズムを使用して、生産ギャップを予測し、炉の温度を下げる、または長期間の炉を完全に遮断します。
酸素の増強(ガス炉のために)
ガス燃焼炉では、燃焼空気に酸素濃度を増量し、燃焼温度を増加させ、熱伝達を改善し、ガス量を流暢に低減し、多くの設置で10～20%の効率性を高めます。
戦略2:精密金型設計とメンテナンス
冷却チャネルの最適化を死にます
添加物の製造業か高度の機械化によって、作成されるコンフォーマル冷却チャネルは均一熱取り外しを保障します。これは15–30%によって冷却周期の時間を減らし、欠陥を引き起こす熱い点を除去します。十分に冷却されたダイスはまたエネルギー単位ごとのスループットを増加するより速い注入の速度を可能にします。
熱管理のコーティング
熱バリアコーティングを特定のダイ面に塗布して熱流を制御する。また、凝固を加速する熱放出コーティングを使用してください。これらの受動は、チラーや冷却塔で必要なエネルギーをカットします。
金型の予防メンテナンス
割れたか、または摩耗されたダイスは熱抵抗を高め、より長い冷却期間を要求します。厳密な点検および調整のスケジュールを確立して下さい。冷却チャネルの規則的なクリーニングはスケールの蓄積を防ぎ、熱伝達の効率を維持します。
戦略3: 改善の注入および油圧システム
サーボ駆動油圧ポンプ
必要に応じてオイルを運ぶサーボ電動ポンプで固定速度モーターを交換します。 これは、非注入フェーズ中に40〜60%の油圧エネルギー消費を削減することができます。 多くのレトロフィットキットは、古いマシンで利用可能です。
オール電気・ハイブリッド機
小さな部品から中小部品まで、オール電型ダイキャストマシンを想定。油圧ロスをなくし、従来の油圧機械と比較して30～50%の省エネを実現。小型のコンベアでサーボポンプを組み合わせ、より低コストで同様の利点を提供します。
エネルギー回復システム
大型プレスに再生ブレーキやエネルギー貯蔵システムを設置。減速時や圧力解放時に発生するエネルギーを、次サイクルに回収・再利用することができます。
戦略4:モニター、測定、およびオートメイト
リアルタイムエネルギーダッシュボード
炉、スリラー、ポンプ、各鋳造セルにサブメーターを設置します。1部あたりのエネルギー強度を表示する中央モニタリングシステムにデータを供給します。消費がスパイクし、パラメータを調整するとき、オペレータはすぐに見ることができます。
自動サイクル最適化
機械学習アルゴリズムを使用して、過去の生産データを分析し、各ダイの最適な射出速度、ドウェル圧力、冷却時間を特定します。自動調整により、人的誤差を削減し、部品の品質に必要な最小限のエネルギー使用を保ちます。
エネルギー資産の予測的メンテナンス
モーターおよびポンプの振動、温度および力の署名を監察して下さい。異常は頻繁に機械失敗を先行し、エネルギーの引く増加しました。早期の検出は非有効な操作および計画されていないダウンタイムを防ぎます。
戦略5:エネルギーマネージャーとしてのトレーナー
従事者なしで技術は働きません。炉のローディングから金型のスプレーの量への各決定のエネルギー影響を説明する訓練プログラムを開発して下さい。低エネルギーごとのターゲットを達成する報酬オペレータ。空気漏出、蒸気漏出、または不整列されたダイスを識別し、報告するためにチームを励まして下さい。
戦略6:再考補助システム
冷却塔の最適化
冷却塔用の可変速度ファンとポンプは、熱負荷に合わせて流量を調整します。 製品の品質が許すように、チラー温度を設定してください。各度摂氏温度がチラーエネルギーの3〜5%節約されます。 寒い時期に無料の冷却を検討してください。
圧縮空気システム
圧縮空気は、多くの場合、ダイのクリーニング、エジェクタシステム、および自動化に使用されます。 エアリークは一般的です。 それらをすぐに修正します。 必要な最小限に圧力を削減します。 集中システムを実行するのではなく、断続的な負荷のための専用の小さなコンプレッサーを使用してください。
照明およびHVAC
鋳物場では、高ベイ照明を占めるセンサーでLED化することで、照明エネルギーを60%削減できます。施設用HVAC、シールドア、開口部は浸入防止に使用します。冬は風防をミックスするために、防火ファンを使用します。
戦略7:代替エネルギー源を探索する
多くのダイキャスターは、昼間の電力使用をオフセットするために屋上ソーラーパネルをインストールしています。 ソーラー熱システムは、炉の充電材料を予熱したり、清掃に温水を提供することができます。 オンサイトバッテリーストレージはピーク需要の充電をシェーブすることができます。 一部の地域は、加熱またはプロセス水のための炉廃棄物熱をキャプチャする結合熱と電力(CHP)システムのためのインセンティブを提供しています。
点の箱: 中間のSizedはエネルギーを22%切ます
アルミ自動車部品を製造するヨーロッパダイキャスト施設は、三相プログラムを実施しました。フェーズ1:セラミックファイバー断熱と適応温度制御を備えた3つの最大の炉を改装しました。フェーズ2:サーボドライブと最大プレスにエネルギー回収を追加した12台のマシンに油圧ポンプを交換しました。フェーズ3:リアルタイムモニタリングをインストールし、すべてのオペレータを訓練しました。 18ヶ月以上、アルミニウムのキログラム当たりの全体的なエネルギーは8.5キロワット/キロから6.6キロワット/キロに低下しました。 22%削減、€340,000の節約。 [F] 年間エネルギー] [F] [F]
測定および検証の節約
溶融金属の一部またはキログラム当たりの現在のエネルギー消費量のベースラインを設定します。 []]]]国際性能測定および検証プロトコル(IPMVP)を使用して、正確なレポートを保証します。 各主要な変更後に再計算します。 組織全体で結果を共有して、運動量を持続させます。
コンテンツ
ダイカストで形造られたエネルギー消費量を減らすことは、単一の行動ではなく、溶融、成形、油圧、冷却、および人的要因を横断する最適化の継続的なプロセスです。この技術は、今日のところにあり、ペイバック期間が2年未満で存在しています。高度な制御、機器のアップグレード、予防保守、およびオペレータの関与を組み合わせる系統的なアプローチを採用することで、メーカーは、競争的な位置と環境の急順を強化しながら、エネルギーコストを飛躍的に低下させることができます。包括的なエネルギー監査を開始し、その後、あなたの特定の操作のための最適な戦略を優先順位付けます。