[현장기술 개선 사례]
1 IJTT 소개
주식회사 IJTT는 업태가 다른 (주조·단조·가공) ISZ 계 공급업체 3사의 합병에 의해 2019년 4월 1일부터 스타트했다.
2 생산 거점 소개
생산 거점은 국내 7 지점, 해외 5 지점이 있고, 주조 거점은 국내 3 지점 (쓰치우라, 기타이바라키, 기타카미)과 해외 1지점 (인도네시아)이 있다. 제조 4부는 기타이바라키 공장이며 이바라키현의 최북부에 위치하고 있다.
3 제조 제 4 부 (기타이바라키 공장)에 대해서
키타 이바라키 공장에는 2 개의 주조 라인과 2 개의 가공 공장이 있다.
4 기타이바라키 공장의 주조 라인에 대해서
주조 라인은 신토공업 제 APK 라인과 ACE 라인의 2 라인을 가동 중으로, 소재부터 가공까지 일관 생산하는 것이 특징이다.
5 주요 생산품목
상업용 자동차 바퀴 부품을 중심으로 한 대량 생산 공장이다.
상업용 차량 이외에도 건설, 기계/로봇 제조업체용 부품을 생산하고 있다.
6 발표 개요
대상 라인은 APK 라인이며, 회수사의 모래 특성 개선을 통한 품질 향상이다.
7 테마의 배경
위 그래프는 APK라인에서 특히 발생률이 높은 불량률을 나타낸 그래프이다. (기간:2018년 4월~2020년 3월)이 2종류의 불량은 외부기온 상승과 함께 발생률도 상승하는 경향이 있다.
8 테마의 배경
사진은 그래프로 나타낸 APK 라인에서 발생률이 높은 불량인 모래 혼입, 드롭 불량의 사진이다.
9 테마 선정 이유
APK 라인의 주형 강도 추이 그래프이다.
불량 발생률이 높은 시기의 주형 강도가 저하하고 있음을 알 수 있었다. 기온의 상승과 함께 모래 온도가 상승해 버려, 수분이 점점 날아가서 조형성을 악화시키고 있다고 생각했다. 이로 인해 모래 특성의 개선이 필요하다고 생각했고, 특히 회수 시스템을 개선하기로 했다.
10 개선 대상 공정
이번에 개선되는 모래 회수 시스템의 공정은 주물을 꺼낸 후 제품 냉각 공정에서 제품과 분리된 모래를 처리하는 공정이다.
11 회수사 개선을 위해
조형의 모래 흐름도를 설명하자면, 조형된 모래는 주입된 후에 회수되어 다시 혼련되어, 조형된다는 주기를 거친다. 생형사를 사용한 주물 불량의 대부분은 모래로 인한 것이라고 한다.
12 키타이바라키 APK 라인의 회수계 공정
쿨링 드럼에서 제품과 모래가 분리되고 모래는 화살표대로 반송된 후, 다시 혼련된다.
13 회수 공정의 다른 라인과의 비교-1
APK 라인의 모래 회수 시스템 공정을 당사의 다른 주조 라인과 비교하면, 공정 길이 차이도 있지만, 모래를 냉각시키는 설비에도 차이가 있었다. 모래 냉각 설비 전과 혼련 전에 모래 온도 및 수분량을 측정해 본 바, APK 라인 쪽이 수분량과 모래 온도 조건이 나쁘다는 것을 알았다.
14 회수 공정의 다른 라인과의 비교-2
또한, 당사 내 다른 주조 라인의 모래 온도와 수분 함량을 비교한 결과, APK 라인은 모래 온도가 높고 수분량이 낮다는 것을 알게 되어, 개선의 필요성을 확인할 수 있었다.
15 APK 라인 히수 시스템의 문제점
문제점의 가설에 기초해 회수 시스템에 급수 시설을 설치하기로 결정했다.
16 살수 장비 설치의 목적·목표
살수 장치를 설치하는 목적은 모래 특성에 따라 살수를 실시하고 회수사 데이터를 모니터링하는 것이며, 목표는 계절 변동 불량의 저감 및 혼련 전 모래 안정화로 잡았다.
17 회수사 살수 테스트
살수 장치를 도입함에 있어, 회수사에 물을 뿌리면 모래 특성이 어떻게 변하는지 확인하기 위해 살수 테스트를 실시했다. 테스트 장치는 당사 내 타 라인을 참고하여 샌드 쿨러 앞에 설치했다.
18 살수 테스트 개요
벨트에 간이 살수 노즐을 설치하고 , 교반기 대용으로 모래 분배용 앵글을 설치하여 시험을 실시했다.
19 살수 테스트 결과
위 그래프는 회수사에 물을 뿌렸을 때의 모래 온도 변화와 수분 함량 변화를 나타낸다. 모래 온도는 살수 시작 후 떨어지는 경향이 있으며, 살수량을 늘리자 더욱 떨어졌다. 수분은 살수 후 증가하는 결과를 얻을 수 있었다.
20 살수 테스트 요약
사전 실시한 살수 테스트를 정리하면 1~4와 같으며, 회수사의 특성에 맞춘 살수를 실시하기 위해, 회수사의 모래온도/수분을 가시화시키고자 했다.
21 살수 장치 설치 장소
살수 장치는 살수 테스트를 실시한 조사 No. 3 BC에 설치하기로 결정했다.
22 살수 장치 장비 사양
모래온도 수분비례 물 주입장치를 설치하여 회수사의 모래 온도/수분을 가시화했다.
23 살수 장치 장비의 구성
살수 장치는 모래 온도 센서, 수분 센서, 살수 노즐, 교반기로 구성되었고 모니터를 통해 모니터링 가능하게 했다. 조사 오퍼레이터가 회수 모래의 움직임을 파악해, 살수량을 조절할 수 있게 된 것이 포인트다.
24 효과 확인 1 (불량 발생률 추이)
2020년 3월 14일 부터 살수 장치를 가동 시작했다. 가동 후에는 목표값이었던 불량 발생률 0.8% 이하를 달성했다. 삭감 효과로서는, 전년 동기 대비 58.0%감소했다.
25 효과 확인 2 (수분량)
혼련 전 모래의 수분량과 모래 온도 추이를 나타낸 그래프를 보면, 대체로 목표 수분의 1.2% 이상을 달성할 수 있었다. 모래 온도는 목표 값을 설정하지 않았지만, 살수 장치 설치 전과 비교했을 때 저감시킬 수 있었다.
26 효과 확인 3 (주형 강도)
살수 개시 후, 특히 여름철의 주형 강도 저하가 감소했다. 이러한 이유로부터도 살수 효과로 인해 모래 혼입/드롭 불량의 감소로 이어졌다고 생각한다.
27 회수사 살수 정리
1. 모래 회수계 설비에 살수 장치를 설치함으로써 회수사의 모래 온도를 낮추고 수분을 상승시킬 수 있었다.
2. 바깥 기온의 변동에 따른 주형 강도 저하를 억제함으로써 불향 발생률이 개선되었다
3. 본 설비 설치 전에 살수 테스트를 실시해 실제로 모래온과 수분이 변화하는 것을 알 수 있었다
4. 정량 살수가 아니라 회수사의 모래 온도 및 수분에 따라 맞춤형 살수가 가능해졌다
5. 회수 모래의 상태를 가시화시켰다
<향후의 과제>
· 수분량의 상한치 설정: 설비 트러블이 발생할 가능성이 있다
· 살수 장치의 유지 관리 : 소모품 (교반기 날개 등)의 관리, 센서의 관리 등
회수사의 모래 온도와 수분을 조정함으로써 주형 강도가 향상되고 불량률을 감소시킬 수 있었다.