Fonderies : fusion au début du poste, rebuts découverts tard

Les fours à induction fondent au début du poste, pas quand l'électricité est bon marché

Ce qui se passe. Les fondeurs chargent et mettent en marche les fours à induction au début du poste, parce que le métal doit être prêt pour la coulée. Tous les fours de la fonderie appellent leur puissance maximale en même temps.

Ce que cela coûte. De l’électricité aux heures les plus chères et des pénalités de pointe sur le raccordement au réseau. Pour une fonderie à forte consommation d’énergie et sous pression sur les coûts, c’est de l’argent perdu à chaque fusion.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Décaler les fusions à la main vers des heures moins chères se heurte à la ligne de moulage, qui a besoin de métal à heure fixe. Garder le métal chaud plus longtemps gaspille ce que le décalage fait gagner.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des relevés des fours, du plan de coulée et du tarif d’électricité, je vérifie comment aurait fonctionné un calendrier de fusion tenant compte du prix et de la limite de pointe, avec le métal prêt quand la ligne en a besoin. Le diagnostic à distance à prix fixe montre si ce calendrier est rentable dans votre fonderie et ce qu’il demanderait à la planification.

Pour aller plus loin : Commande prédictive économique

Cubilot : le coke et la température du métal sont fixés à l'expérience

Ce qui se passe. L’équipe du cubilot fixe le coke et le soufflage à l’expérience et les modifie quand la fonte coulée paraît trop froide ou que l’analyse s’écarte. L’état du four à l’intérieur n’est pas mesuré.

Ce que cela coûte. Le coke est un poste de coût principal d’un cubilot, et un excès augmente aussi les émissions. Trop peu donne une fonte froide et une mauvaise qualité, si bien que les équipes pèchent par excès.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. L’expérience est portée par quelques personnes, et le four réagit lentement, si bien que les corrections faites au jugé arrivent tard. La température de la fonte à la coulée mesure le passé, pas ce qui se trouve maintenant à l’intérieur.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des relevés de charge, des données de soufflage, des températures de coulée et des analyses de laboratoire, j’estime l’état du four et je vérifie si une commande prédictive fondée sur cette estimation aurait économisé du coke à température de fonte égale. Le diagnostic à distance à prix fixe vous dit ce qu’une telle commande demanderait sur votre cubilot.

Pour aller plus loin : Commande prédictive des installations de procédé

Le métal refroidit dans la poche en attendant la coulée

Ce qui se passe. Le métal est coulé du four, traité, puis attend la ligne de moulage. Plus il attend, plus il refroidit. La température de coulée est mesurée au début, si elle l’est, puis la poche poursuit son chemin.

Ce que cela coûte. Des reprises et des défauts de remplissage quand le métal est coulé trop froid, et une surchauffe supplémentaire, avec l’énergie qu’elle coûte, pour compenser. Les rebuts ne sont découverts qu’après l’ébarbage ou l’usinage.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Couler plus chaud est la réponse habituelle et coûte de l’énergie au four et de la durée de vie au réfractaire. Un thermocouple plongé avant la coulée donne une valeur une fois la perte survenue.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des températures de coulée du four, des temps d’attente, des données de la poche et des températures de coulée, je vérifie si la température du métal dans la poche peut être calculée pendant l’attente. Le diagnostic à distance à prix fixe répond à la question de la précision de cette valeur et de la possibilité de s’en servir pour fixer la température de coulée du four au cas par cas.

Pour aller plus loin : Mesures calculées

Les propriétés du sable de moulage dérivent

Ce qui se passe. Le sable de moulage est réutilisé et change à chaque cycle : l’humidité, le liant, les fines et la température bougent. Le malaxeur est réglé sur une recette, et le laboratoire analyse des échantillons un certain temps après l’utilisation du sable.

Ce que cela coûte. Des défauts de fonderie qui viennent du sable : peaux, soufflures, mauvais état de surface. Trouver la cause prend des jours, et le sable a de nouveau changé entre-temps.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Augmenter les ajouts d’eau ou de liant comme marge de sécurité gaspille de la matière et déplace le problème. L’analyse du laboratoire arrive trop tard pour piloter le malaxeur.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des relevés du malaxeur, des températures du sable, des capteurs d’humidité, des relevés d’ajouts et des valeurs de laboratoire, j’estime l’état du sable entre les analyses et je vérifie si le dosage de l’eau et du liant pourrait le suivre. Le diagnostic à distance à prix fixe montre quelle part de la dérive du sable se voit dans des données que vous enregistrez déjà.

Pour aller plus loin : Mesures calculées

Le traitement thermique des pièces coulées suit des cycles fixes et longs

Ce qui se passe. Les pièces entrent dans le four avec un cycle standard assez long pour la charge la plus lourde. Le thermocouple mesure le four, pas la pièce, et le cycle va jusqu’au bout quelle que soit la charge.

Ce que cela coûte. Du gaz pendant des heures dont les pièces n’ont pas besoin, et de la capacité de four pour la charge suivante. Des cycles trop courts mettraient en danger les propriétés mécaniques, donc personne ne les raccourcit.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Un thermocouple de mesure sur certaines pièces ne montre qu’une pièce. Un cycle raccourci à la main tient jusqu’à l’arrivée d’un lot lourd ou dense.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des relevés du four, des descriptions de charge et des températures de pièces éventuellement mesurées, je calcule la température de la pièce au cours du cycle et je vérifie quelle part du temps de maintien était réellement nécessaire. Le diagnostic à distance à prix fixe montre si une température de pièce calculée peut mettre fin au cycle et ce que cela exige.

Pour aller plus loin : Mesures calculées

Les pièces coulées refroidissent trop longtemps avant le décochage

Ce qui se passe. Après la coulée, les pièces restent dans le moule un temps fixe avant le décochage. Ce temps est fixé pour que même la pièce la plus grosse et la plus chaude soit assez froide. La plupart le sont plus tôt.

Ce que cela coûte. Du débit : les moules sont bloqués, la ligne attend et la zone de refroidissement est pleine. Un décochage trop précoce provoque en revanche des déformations et des fissures.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Un seul temps de refroidissement pour tous les modèles est facile à exploiter. Mesurer la température de chaque pièce dans le moule n’est pas possible, donc le temps reste prudent.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des températures de coulée, des données des modèles, des temps de moule et de toute mesure sur le sable, j’estime la vitesse de refroidissement de chaque pièce et le temps dont chaque modèle a besoin. Le diagnostic à distance à prix fixe vous dit combien de temps de refroidissement pourrait être économisé sur quels modèles et quelles données vous devriez enregistrer.

Pour aller plus loin : Mesures calculées

Les rebuts ne sont découverts qu'après l'usinage

Ce qui se passe. La porosité, les inclusions et les retassures n’apparaissent souvent que lorsque la machine ouvre la pièce. À ce stade, la fonderie a payé la fusion, le moulage, le nettoyage et une bonne part de l’usinage.

Ce que cela coûte. Le coût des rebuts tout au long de la chaîne, et les réclamations de l’atelier d’usinage du client. Trouver la cause prend du temps parce que les conditions de fusion et de coulée sont oubliées.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Davantage de contrôle des pièces finies trouve les rebuts plus tôt dans le procédé, mais toujours après coup. Durcir partout les limites du procédé ralentit tout.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des données de fusion, de coulée et de moulage rapprochées des relevés de rebuts, je vérifie si la probabilité d’un défaut peut être estimée pour chaque pièce avant qu’elle ne quitte la fonderie. Le diagnostic à distance à prix fixe montre si vos relevés suffisent pour cela et quelle mesure manque.

Pour aller plus loin : Mesures calculées

Les corrections d'alliage se font à partir d'échantillons

Ce qui se passe. Le fondeur prélève un échantillon, attend le spectromètre, ajoute des éléments d’alliage et prélève un autre échantillon. Entre les deux échantillons, la composition relève de la conjecture.

Ce que cela coûte. Du temps avec un four qui attend, et de la matière, parce que les corrections dépassent la cible ou se font par petites touches. Un métal hors spécification coulé coûte plus cher que la correction.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Prélever plus souvent prend du temps aux fondeurs et laisse encore des trous. Les règles empiriques pour les ajouts dépendent de la charge, dont la composition en ferrailles varie.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des relevés de charge, des ajouts, des pertes à la fusion et des résultats du spectromètre, je vérifie si la composition peut être calculée entre les échantillons et avec quelle précision le prochain ajout pourrait être dimensionné. Le diagnostic à distance à prix fixe montre combien d’échantillons un tel calcul pourrait épargner et quelle exactitude attendre.

Pour aller plus loin : Mesures calculées

L'air comprimé, le refroidissement et les fours ne sont pas mesurés

Ce qui se passe. Dans beaucoup de fonderies, on ne dispose que du compteur électrique principal et de la facture de gaz. L’air comprimé, l’eau de refroidissement, les fours et les équipements auxiliaires ne sont pas comptés séparément, donc personne ne sait qui consomme quoi.

Ce que cela coûte. Des pertes cachées : fuites, machines à l’arrêt laissées en marche, refroidissement qui tourne toute la nuit. Sans chiffres, il n’y a pas de liste de mesures à classer.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Un jeu complet de sous-compteurs est un investissement et un projet à part entière. Les audits par visite donnent un instantané d’une seule journée.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des compteurs principaux, des données de production et des quelques sous-compteurs existants, je construis un modèle de bilan énergétique qui répartit la consommation entre les consommateurs et montre où doivent se trouver les plus grosses pertes. Le diagnostic à distance à prix fixe montre quels consommateurs méritent un compteur et où la régulation pourrait économiser de l’énergie.

Pour aller plus loin : Commande prédictive économique

Les fondeurs expérimentés partent à la retraite et le savoir-faire tient dans deux têtes

Ce qui se passe. Les fondeurs et les opérateurs de four expérimentés savent juger une fusion à la couleur du laitier, au bruit du four et à la façon dont le métal s’écoule. Deux ou trois personnes détiennent ce savoir, et elles approchent de la retraite.

Ce que cela coûte. Le risque est une baisse de qualité ou une montée en cadence plus longue après leur départ. Les apprentis mettent des années à acquérir le même sens, et les erreurs apparaissent sous forme de rebuts.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Coucher le savoir-faire dans des consignes fait perdre ce qui ne se met pas en mots. Faire venir un expert extérieur pour chaque problème ne laisse rien dans l’usine.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. Je prends les relevés de fusion, les analyses, les ajouts et les notes des fondeurs expérimentés et je reconstruis leurs règles sous forme d’un modèle qui explique ce que montrent les données. Le diagnostic à distance à prix fixe montre quelle part de ce savoir-faire peut être consignée dans un modèle documenté qui aide les nouveaux opérateurs.

Des pièces coulées plus grosses avec la même fenêtre de procédé

Ce qui se passe. Les clients veulent des pièces plus grandes et plus lourdes, mais les fours, les poches et la ligne de moulage de la fonderie restent les mêmes. La fenêtre de procédé pour la coulée, l’alimentation et le refroidissement se rétrécit avec la taille.

Ce que cela coûte. Des défauts comme les retassures et les pièces mal venues, et des coulées d’essai sur des modèles coûteux. Chaque nouvelle taille commence par des rebuts.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Les réglages des pièces plus petites sont reportés puis corrigés après chaque coulée ratée. La simulation de la solidification seule ne saisit pas le four, la poche et la ligne de moulage réels.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des coulées passées, des données de procédé et des relevés de défauts des tailles existantes, je vérifie comment le procédé se comporte quand la taille augmente et ce qu’un modèle pour la nouvelle taille doit inclure. Le diagnostic à distance à prix fixe montre si l’usine peut atteindre la nouvelle taille dans sa fenêtre et quoi changer d’abord.

Pour aller plus loin : Une régulation qui s’adapte à la dérive et à l’usure

Le temps de durcissement des noyaux est fixe

Ce qui se passe. Les noyaux sont durcis dans une boîte ou un four pendant un temps fixe. Ce temps est choisi pour que le noyau le plus défavorable soit dur, et tous les noyaux le reçoivent.

Ce que cela coûte. Du débit à l’atelier des noyaux, de la consommation de gaz ou d’amine, et des noyaux encore mous au centre si le réglage est faux.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Raccourcir par essais est un risque : un noyau qui casse dans le moule se manifeste en rebut bien plus tard. Un essai de dureté sur un noyau donne un échantillon, pas une valeur pour chacun.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des relevés de durcissement, des températures, des débits de gaz et des dimensions des noyaux, j’estime à quel point chaque noyau a durci et je vérifie combien de temps de durcissement pourrait être économisé. Le diagnostic à distance à prix fixe montre si un état de durcissement calculé peut mettre fin au cycle.

Pour aller plus loin : Mesures calculées

Les fours de maintien restent chauds tout le week-end

Ce qui se passe. Les fours de maintien restent en température pendant les week-ends et les jours fériés parce que personne ne veut les trouver froids le lundi matin. Le métal qu’ils contenaient n’y est peut-être plus, mais les brûleurs ou le chauffage continuent.

Ce que cela coûte. De l’électricité ou du gaz pendant des heures sans production, et du vieillissement du réfractaire par les cycles thermiques quand un four est relancé trop vite.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Un programme fixe de week-end est soit trop prudent, soit trop risqué, selon le moment de la prochaine coulée. Éteindre et rallumer à la main suppose que quelqu’un y pense.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des relevés du four, des courbes de pertes thermiques et du plan de production, je calcule jusqu’où le four peut refroidir et quand il doit repartir pour être prêt. Le diagnostic à distance à prix fixe montre combien d’énergie de week-end une stratégie de maintien guidée par le plan pourrait économiser et ce qu’il faut pour l’appliquer en toute sécurité.

Pour aller plus loin : Commande prédictive économique

Les ventilateurs d'extraction et de filtration tournent à pleine vitesse

Ce qui se passe. Les ventilateurs de l’aspiration des poussières tournent à pleine vitesse pendant tout le poste, que les fours soient en chargement, en coulée ou à l’arrêt. Les registres sont réglés une fois et rarement touchés.

Ce que cela coûte. La puissance des ventilateurs est une part constante et importante de la facture d’électricité. Une aspiration insuffisante au mauvais moment est en revanche un problème pour la qualité de l’air et pour les autorisations.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Étrangler avec des registres gaspille de l’énergie dans le registre. Une vitesse fixe plus basse risque le pire moment du cycle.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir de la puissance des ventilateurs, des mesures de pression et de débit et du cycle de fusion, je vérifie comment une régulation des ventilateurs selon la demande suivrait le besoin d’aspiration de chaque source. Le diagnostic à distance à prix fixe montre quelle part de l’énergie des ventilateurs peut être ajustée à la demande dans votre usine et de quelle instrumentation la régulation a besoin.

Pour aller plus loin : Commande prédictive économique

Les changements de modèle et les fusions ne sont pas alignés

Ce qui se passe. Le moulage change de modèle selon son propre calendrier, tandis que l’atelier de fusion produit du métal par lots selon un autre. Le planificateur les fait correspondre à coups de téléphone.

Ce que cela coûte. Des fours à l’arrêt qui attendent un changement de modèle, ou une ligne de moulage qui attend le métal, et un maintien supplémentaire du métal liquide. Les deux coûtent de l’énergie et de la capacité.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Mieux planifier chaque atelier séparément ne résout pas l’interface. Un planificateur avec un tableur ne peut pas tester rapidement beaucoup de séquences.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir du plan de production, des temps de fusion, des temps de changement de modèle et des relevés des fours, je vérifie comment un calendrier intégré de fusion et de moulage aurait fonctionné. Le diagnostic à distance à prix fixe vous dit combien de temps d’arrêt et d’énergie de maintien un calendrier commun pourrait supprimer et de quelles données de planification il a besoin.

Pour aller plus loin : Trajectoires optimales et plans de consignes

Les thermocouples en zones sévères tombent sans cesse en panne

Ce qui se passe. Les thermocouples dans les fours, dans les poches et dans les zones chaudes et poussiéreuses tombent souvent en panne. Quand l’un d’eux lâche, le système de régulation n’a plus de valeur et l’opérateur conduit à l’aveugle ou se rabat sur un réglage fixe.

Ce que cela coûte. Des arrêts pour le remplacement, des températures non maîtrisées, et une mesure fausse que personne ne remarque peut être pire que l’absence de mesure.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Un thermocouple de réserve à côté de chacun double le coût et la maintenance. Détecter à l’œil une mesure qui dérive suppose que l’opérateur sache ce qu’elle devrait être.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des relevés de température et d’énergie, je vérifie si une mesure défaillante ou qui dérive peut être détectée en la comparant à un modèle, et si le modèle peut la remplacer jusqu’à son remplacement. Le diagnostic à distance à prix fixe montre lesquelles de vos mesures peuvent être couvertes de cette façon.

Pour aller plus loin : Calculer les états non mesurés pour la régulation

Le passage de la fusion au gaz à la fusion électrique

Ce qui se passe. Une fonderie remplace ses fours à gaz par des fours électriques ou ajoute des fours à induction. Le nouveau four chauffe, refroidit et réagit autrement, et les opérateurs connaissent l’ancien.

Ce que cela coûte. Des problèmes de jeunesse : des temps de fusion qui ne correspondent pas au plan, des pointes plus élevées sur le raccordement au réseau et une usure du réfractaire qui n’est pas familière.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Le système de régulation du nouveau four est livré avec des réglages par défaut, accordés pour un cas standard, pas pour la charge, le plan de lots et le tarif de la fonderie.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des données des fours existants, de la spécification du nouveau four et du plan de la fonderie, je détermine comment le nouveau four devrait être conduit et de quelle régulation il a besoin. Le diagnostic à distance à prix fixe montre à quoi ressemblerait le concept pour le nouveau four avant son installation.

Pour aller plus loin : Commande prédictive des installations de procédé

Les plans publics de toutes les économies d'énergie rentables exigent des chiffres crédibles

Ce qui se passe. Les grands consommateurs industriels d’énergie doivent établir et publier des plans pour les mesures d’économie économiquement judicieuses trouvées dans leur audit énergétique, et un auditeur doit les confirmer. Les échéances approchent, et une modification pourrait les raccourcir.

Ce que cela coûte. Un plan public et vérifié dont les chiffres ne se défendent pas est un risque. L’établir à partir de zéro mobilise des personnes qui manquent déjà de temps.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Les estimations approximatives d’une visite de consultant sont rapides, mais difficiles à défendre. Compter les économies à partir de sous-compteurs demande des données que l’usine n’a pas.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des données de procédé, des plans de production et de la documentation de l’usine, je calcule les économies des mesures candidates de l’audit énergétique et je vérifie dans quelle mesure les chiffres tiennent. Le diagnostic à distance à prix fixe montre quelles économies peuvent être étayées par vos données et lesquelles demandent plus de mesures.

Le prix du carbone sur le gaz monte et reste incertain

Ce qui se passe. Le gaz pour la chaleur de procédé supporte un prix du carbone appelé à monter, et le démarrage du système européen d’échange de quotas d’émission pour les combustibles de chauffage a été repoussé d’un an (Clean Energy Wire). Les fonderies équipées de fours à gaz et de traitement thermique ne peuvent pas planifier avec lui.

Ce que cela coûte. Un prix du gaz en hausse et incertain décide si l’électrification ou la récupération de chaleur est rentable. Investir trop tôt ou trop tard coûte de l’argent réel.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Les règles empiriques de retour sur investissement ignorent le régime de fonctionnement réel des fours et la façon dont évoluent les prix de l’énergie. Une étude pour un seul scénario de prix est périmée quand la trajectoire du prix change.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. À partir des données d’énergie et des programmes de fonctionnement, je construis un modèle de votre consommation de gaz et d’électricité et je calcule l’intérêt de l’électrification et de la récupération de chaleur selon plusieurs trajectoires de prix. Le diagnostic à distance à prix fixe montre quels investissements tiennent face à des prix incertains.

Pour aller plus loin : Commande prédictive économique

Les subventions pour la mesure, la régulation et l'optimisation des procédés restent inutilisées

Ce qui se passe. Il existe des aides fédérales pour les investissements dans la technique de mesure et de régulation, les logiciels de gestion de l’énergie et l’optimisation des installations et des procédés dans les entreprises (base de données fédérale des aides). Beaucoup de fonderies ignorent qu’elles couvrent des projets de ce genre.

Ce que cela coûte. Des projets qui seraient rentables sont repoussés à cause de leur coût, et l’aide n’est pas demandée.

Pourquoi la solution habituelle ne suffit pas. Un projet rédigé comme un conseil général ne correspond pas aux règles de l’aide. Préparer une demande prend un temps que le directeur d’usine n’a pas.

Comment un diagnostic à distance à prix fixe le vérifie. Je conçois le contenu du diagnostic de façon que les mesures et les modèles qu’il appelle puissent être décrits dans les termes que l’aide emploie. Le diagnostic à distance à prix fixe vous donne un périmètre défini et un résultat par écrit. Il vous appartient de vérifier si un projet est éligible selon les conditions actuelles du programme.