PROBLEMATIKA NÁKLADOVOSTI FORMOVACÍCH SMĚSÍ V ČESKÝCH SLÉVÁRNÁCH Veronika Nykodýmová a Václav Kafka b Vojtěch Knirsch, Rostislav Martinák c Vladislav Szmek, Marcel Novobílský d Dušan Doupovec e Ivo Lána, Roman Jochim f Jiří Fošum g a) VŠB-TU Ostrava, FMMI, kat. slévárenství, tř. 17.listopadu 15, 708 33 Ostrava Poruba, ČR, verca.nykodymova@volny.cz b) RACIO&RACIO, Vnitřní 732, 735 14 Orlová, ČR, vaclav.kafka@iol.cz c) ZPS-SLÉVÁRNA, a.s., Třída 3.května č. 1172, 763 02 Zlín, Malenovice, ČR, knirsch.v@sl.zps.cz d) SLÉVÁRNY TŘINEC, a.s., Průmyslová 1001, 739 65 Třinec Staré Město, ČR, vladislav.szmek@trz.cz, marcel.novobilsky@trz.cz e) MENCL Guss s.r.o., Kratochvílova 1107, 413 01 Roudnice nad Labem, ČR, doupovec@menclguss.cz f) SLÉVÁRNA A MODELÁRNA Nové Ransko, s.r.o., Nové Ransko 234, 582 63 Ždírec nad Doubravou, ČR, lana.i@slevarna.cz, jochim.r@slevarna.cz g) Lidická 58, 370 01 České Budějovice, ČR, jirifosum@razdva.cz Abstrakt Již osmý rok se odborná komise ekonomická České slévárenské společnosti v České republice systematicky věnuje řešení jednotlivých fází výroby odlitků ze železných a neželezných kovů. Předložený příspěvek se zaměřuje na PROJEKT VIII, nákladovost přípravy formovacích směsí. Řešitelský kolektiv v tomto projektu shrnuje výsledky nákladového porovnání přípravy patnácti formovacích směsí v pěti českých slévárnách. Hodnocení se zaměřuje jak na vlastní nákladové porovnání tak i na predikci nákladů formovacích směsí plynoucí ze znalostí jejich struktury. Dále se věnuje budoucímu růstu nákladů na deponie. Následně se posuzují možnosti zpřesnění nákladů na spotřebu elektrické energie. A další velice zajímavá zjištění. Práce je zakončena shrnujícím návrhem dalšího postupu. 1. ÚVOD Tento příspěvek seznamuje s projektem, který se věnuje počáteční fázi výroby odlitků a to přípravě formovacích směsí. Do řešení Projektu VIII byly zapojeny čtyři slévárny: SLÉVÁRNY TŘINEC, a.s., SLÉVÁRNA A MODELÁRNA Nové Ransko, s.r.o., MENCL Guss s.r.o., Roudnice nad Labem, ZPS - SLÉVÁRNA, a.s., Zlín, doplněna byla i slévárna FERAMO METALLUM INTERNATION, a.s., která se účastnila Projektu VII. Dále v textu budou slévárny označeny písmeny abecedy. Celkem bylo zařazeno do sledování 15 formovacích směsí.
- Jednotná bentonitová (dále JB) slévárna B (slévárna litiny s lupínkovým grafitem dále LLG, použití automatické bezrámové linky), slévárna C (2 směsi). - Modelová bentonitová (dále MB) slévárna D, slévárna C (2 směsi pro strojní formovnu slévárny grafitických litin a pro strojní a ruční formovnu slévárny Al a Cu slitin). - Výplňová bentonitová (dále VB) slévárna D, slévárna C (2 směsi pro strojní formovnu slévárny grafitických litin a pro strojní a ruční formovnu slévárny Al a Cu slitin). - Samotvrdnouci s vodním sklem (dále SVS) slévárna A (středisko šedé litiny I, pěchování ruční, vibrací), slévárna E (odlitky z LLG a litiny s kuličkovým grafitem dále LKG). Samotvrdnoucí furanová (dále SF) slévárna C (2 směsi) slévárna D (mechanizované pracoviště). - Jádrová Cold-Box-Amin (dále CB-A) slévána C (strojní výroba jader). 2. STANOVENÍ NÁKLADŮ FORMOVACÍCH SMĚSÍ Pro uvedené směsi byly vypočítány neúplné vlastní náklady dále NVN ( viz tabulka 1, ř. 11) podle 9 výrobních fází stanovených v Projektu VII [1] a to nové ostřivo, regenerát, vrat, pojivová soustava, přísady, voda, smíšený písek, míchání, zkoušky, deponie. Zjištěné rozdíly mezi NVN byly následně ve fázové kalkulaci podrobně analyzovány. Byli jsme si přitom vědomi skutečnosti, že zjištěné náklady směsí jsou do značné míry závislé na sortimentu vyráběných odlitků a využitím formovacích směsí na jednotku výroby. Po nákladovém porovnání byly získané NVN převedené na jednotnou cenovou a nákladovou hladinu. Sjednocení se týkalo elektrické energie 2,75 Kč/ kwh, zemního plynu 1 Kč/kWh, vody 0,03 Kč/l, stlačeného vzduchu 0,2 Kč/m 3, osobních nákladů 140 Kč/hod, nafty - 36 Kč/l. Odlišnosti NVN ve sjednocených cenách se pohybují v pásmu od 25,9 Kč/t do 155, 9 Kč/t. NVN jsou uvedeny v tabulce 1, ř. 12. Tabulka 1. Souhrnná tabulka pro formovací směsi [Kč/t] Formovací směs JB MB VB SVS SF CB- A Slévárna A C C D C C D C C A E C C D C ř./sl. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 Nové ostřivo 6 11 57 543 60 89-51 111 - - 69 72 31 1863 2 Regenerát - - - - - - - - - - - 86 76 476-3 Vrat 12 128 46-54 59 33 33 43 - - - - - - 4 Pojivová 15 9 123 287 142 107 25 111 71 109-238 478 475 904 soustava 5 Přísady 7 5-1,4 84 - - 49-233 214 - - - - 6 Voda 1-1,4 2,0 1,4 3,5 1,2 1,4 2,3 - - - - - - 7 Smíšený písek - - - - - - - - - 272 486 - - - - 8 Míchání 18 23 130 387 125 129 106 71 105 31 1,4 192 109 11 888 9 Zkoušky 0,2 3 6 129 7,8 7,6-4 2,6 3,2 3,7 3,9 15 12 105 10 Deponie 5 10 74 3,3 23 36 33 19 34 30 112 10 4,8 75 24 11 Celkem 64 189 437 1352 498 431 198 340 369 678 817 599 755 1080 3784 původní ceny 12 Celkem 69 212 451 1347 519 455 164 355 384 720 791 625 771 1075 3940 sjednocené ceny 2.1 Vývoj nákladů na přípravu formovacích směsí. První zaměření bylo na predikci vývoje nákladů na deponie. Dále na kalkulační členění nákladů všech posuzovaných formovacích směsí k odhadu jejich budoucího vývoje.
Výsledkem v oblasti predikce nákladů na deponie je důležité upozornění na pravděpodobné významné (až řádové) zvýšení poplatků za slévárenský odpad. Další pohled na vývoj nákladů formovacích směsí byl založen na nově sestaveném kalkulačním vzorci NVN pro přípravu formovacích směsi. Kalkulační členění NVN bylo rozděleno na dvě hlavní skupiny: formovací materiál a zpracovací náklady. Zpracovací náklady byly dále členěny na energie (elektrická, plyn, nafta, vzduch), osobní náklady, náklady na opravy, odpisy a ostatní náklady. Při hodnocení skupin posuzovaných formovacích směsí podle uvedených podmínek bylo zjištěno, že u jednotné bentonitové směsi se NVN pohybují od 64 Kč/t do 437 Kč/t. Podíl nákladů na formovací suroviny z celkových nákladů se pohybuje od 11 % do 41 %. Procentní podíl zpracovacích nákladů je v rozmezí od 59 % do 89 %. NVN u modelové bentonitové směsi jsou od 431 Kč/t do 1352 Kč/t. Podíl nákladů na suroviny formovacích směsí se z celkových nákladů pohybuje od 43 % do 55 %. Materiálové náklady se pohybují u všech tří posuzovaných směsí okolo poloviny. Zpracovací náklady se pohybují v pásmu od 225 Kč/t do 817 Kč/t. Jejich podíl je od 45 % do 57 %. U výplňových bentonitových směsí se NVN pohybují od 198 Kč/t do 369 Kč/t. Z toho náklady na suroviny formovacích směsí se pohybují od 21 Kč/t do 204 Kč/t. Jejich podíl se pohybuje od 13 % do 60 %. Je třeba upozornit na to, že tyto náklady jsou větší než u jednotné bentonitové směsi. Zpracovací náklady se pohybují v pásmu od 136 Kč/t do 213 Kč/t. Jejich podíl je od 40 % do 87 %. Můžeme konstatovat, že tyto náklady jsou srovnatelné s jednotnou bentonitovou směsí. U samotvrdnoucích směsí s vodním sklem se NVN pohybují od 678 Kč/t do 817 Kč/t. Z toho náklady na suroviny formovacích směsí se pohybují od 445 Kč/t do 528 Kč/t. Z uvedeného je zřejmý relativně nízký nákladový rozptyl (cca 18 %). Podíl nákladů na suroviny formovacích směsí z celkových nákladů se pohybuje od 65 % do 67 % a je tedy vyrovnaný. Zpracovací náklady se pohybují v pásmu od 222 Kč/t do 286 Kč/t. Jejich podíl je od 33 % do 35 %. Můžeme konstatovat, že se blíží jedné třetině celkových NVN. NVN samotvrdnoucích furanových směsí se pohybují od 599 Kč/t do 1 080 Kč/t. Směs u slévárny D zahrnuje novou regenerační linku, která vykazuje vysoké odpisy (účetní odpisy činí 345 Kč/t). Při nezahrnutí do kalkulačního členění jsou uvedené NVN pouze 704 Kč/t. Tím jsou NVN furanových směsí prakticky srovnatelné s NVN směsí s vodním sklem. Z NVN se náklady na suroviny formovacích směsi pohybují od 306 Kč/t do 548 Kč/t. Z uvedeného rozboru je zřejmý jednak relativně vyšší nákladový rozptyl (cca 80 %) oproti samotvrdnoucí směsi s vodním sklem (18 %). Zpracovací náklady se pohybují v pásmu od 201 Kč/t do 549 Kč/t. V relativním pojetí je rozpětí od 27 % do 53 %. Pokud neuvažujeme odpisy u slévárny D pak je nákladový rozptyl od 201 Kč/t do 291 Kč/t. Tyto náklady jsou plně srovnatelné se směsí s vodním sklem. Aminová jádrová směs nebyla separátně hodnocena. Její náklady byly stanoveny pouze pro jednu slévárnu a není možné je porovnávat. Nově získané informace sloužily opět jako podnět pro konkrétní šetření v dané slévárně a na příslušném výrobním stupni. Predikce nákladového zvýšení bylo nejprve stanoveno podle konstrukce jednotné cenové a nákladové hladiny. Výpočet (vůči nákladům posuzované formovací směsi v cenové a nákladové hladině příslušné slévárny) byl proveden v následujících krocích: a) zvýšení pouze ceny elektrické energie na 2,75 Kč/kWh, b) zvýšení pouze ceny plynu na 1 Kč/kWh, c) zvýšení pouze ceny stlačeného vzduchu 0,2 Kč/m 3 jsme nemodelovali, poněvadž se v nákladech významně neprojevila, d) zvýšení pouze mzdové sazby na 140 Kč/hod. Následuje posouzení celých skupin nákladů podle: a) zvýšení všech nákladových skupin dle bodu ad a) až d),
b) zvýšení očekávané v r. 2008: zvýšení mezd o 8 %, cen elektrické energie o 10 %, cen plynu o 5 %, c) jednotné zvýšení všech posuzovaných položek o 10 %, d) jednotné zvýšení všech posuzovaných položek o 15 %, e) jednotné zvýšení všech posuzovaných položek o 20 %. Při sjednocené cenové a nákladové hladině například u slévárny A při použití pouze jednotné ceny elektrické energie 2,75 Kč/kWh se zvýší náklady této směsi o 5 Kč/t (tedy 8 %). Při zvýšení ceny zemního plynu na 1 Kč/kWh je změna zanedbatelná. Při akceptování všech změn (tedy i sazby 140 Kč/hod u osobních nákladů) dochází u této slévárny ke zvýšení nákladů formovací směsi o 6 Kč/t, což odpovídá 9 %. Při stupňovitém zvyšování konkrétních cen posuzovaných sléváren byl vyhodnocen dopad pouze prvních čtrnácti směsí. Aminová jádrová směs je považována jak svým velkým nákladem (3 785 Kč/t) tak i svým relativně nízkým výskytem za výjimečnou. Pro ad b) se zvýšení pohybuje od minimální hodnoty 2 Kč/t do maximální hodnoty 35 Kč/t. Pro ad c) je min hodnota 2 Kč/t a max 47 Kč/t. U ad d) je minimální zvýšení 2 Kč/t a maximální 71 Kč/t. Minimální zvýšení u ad e) je 4 Kč/t a maximální je 95 Kč/t. Dále v návaznosti na zvyšování nákladů byla snaha promítnut náklady na formovací směsi do nákladů hotových odlitků. Což se podařilu u jedné slévárny. Je zde tedy pro informaci uveden pouze příklad pro hladinu 100 % zvýšení nákladů formovacích směsí, kde se zvyšují náklady expedovaného odlitku o 1 Kč/t až 8 Kč/t. To je jistě velice motivující zjištění! [2] 2.2 Reálné stanovení nákladů na elektrickou energii Cílem těchto šetření bylo zpřesnit stanovení stávajícího způsobu stanovení nákladů na elektrickou energii. Nyní vycházíme z tak zvaného štítkového výkonu příslušného elektromotoru (kupříkladu 5kW), jehož hodnotu násobíme dobou provozování tohoto spotřebiče (kupř. 3 hod). Získáváme elektrickou práci (15 kwh). Při naších šetřeních jsme zjistili, že štítkový výkon ne vždy odpovídá výkonu skutečnému. Cílem tedy bylo pokusit se stanovit příslušný korekční koeficient. Výsledky byly získány prakticky na základě příslušných měření u zúčastněných sléváren. Ve slévárně E byly měřeny pouze skupiny zařízení (př. vykládka mokrého písku, která se skládala ze 7 dopravníků, vozu a pojezdu). V dalších třech slévárnách se sledovala vždy jednotlivá zařízení. Také metoda měření byla odlišná u slévárny D (dle registrace intenzity proudu a následného výpočtu skutečného příkonu). U dalších dvou sléváren byla využita metoda měření elektrické práce (kwh). Dále je třeba připomenout, že posuzovaná elektrická zařízení nemají stejnou technickou úroveň a různé stáří. Tato skutečnost souvisí se stupněm přetěžování příslušných elektromotorů. Závěrem pro slévárny, které měření provedly je, že pro své podmínky nyní mohou na podstatně vyšší vypovídací úrovni ze štítkového příkonu usuzovat na skutečný příkon. Výsledky získané měřením stěží umožňují provedení věrohodných a vypovídajících interpretací pro další slévárny. Například získané výsledky pro mlýn (štítkový příkon 26,3 kw na furanovou směs) má koeficient 0,8. Naproti tomu ve slévárně E (štítkový příkon 29 kw na modelovou směs) je zjištěný koeficient 0,3. Obdobný rozdíl je ve slévárnách C,D u mlýnů na jednotnou směs se štítkovým příkonem 55 kw, koeficientem 0,9 a pro slévárnu na výplňovou směs se štítkovým příkonem 88 kw a koeficientem 0,4. Pro další slévárny je tedy možné pouze konstatovat: - koeficienty využití štítkového příkonu se pohybují v různých oblastech viz [1], - podobná měření by si měly další slévárny provést pro vlastní elektrická zařízení,
- pokud elektrické zařízení je obdobné šetřenému zařízení některé z posuzovaných sléváren, má podobné časové využití a výkon, pak při hrubém odhadu se může koeficient využití pohybovat okolo koeficientu naměřeného. Je třeba říci, že získané výsledky si zasluhují daleko hlubší analýzu. 3. Návrh na pokračování problematiky nákladovosti výroby odlitků. V této kapitole jsou uvedeny vybrané dílčí náměty, které vznikly při nákladovém porovnání sledovaných patnácti formovacích směsí. Tyto podněty jsou námětem jak pro slévárny, které se podílely na šetření, tak i pro další slévárny. Jedná se o následující náměty. Vazby nákladů na formovací směsi a nákladů na expedovaný odlitek. Komplexní řešení problematiky stanovení ceny použitelné vratné směsi. Zaměření se na odlévání odlitků a celá problematika s tím související. Prozkoumání nákladové oblasti čištění odlitků včetně nezbytného tepelného zpracování a dohotovujících operací před expedicí. Provedení technicko-ekonomické analýzy stejného druhu formovacích směsí (jednotné bentonitové formovací směsi). 4. ZÁVĚR Příspěvek informuje o Projektu VIII, kde byl zařazen soubor patnácti formovacích směsí a to systémově podle druhů a také podle technologické návaznosti. Po-té byly převedeny náklady všech posuzovaných patnácti formovacích směsí na jednotnou nákladovou a cenovou hladinu. Sjednocení bylo provedeno u cen energetických medií a nákladové sazby osobních nákladů. Následně byly hodnoceny jednotné bentonitové formovací směsi kde konstatujeme velké nákladové rozpětí (od 69 Kč/t do 451 Kč/t) více než 550 %. Ze všech zjištěných podnětů jednoznačně vyplývá, že problematice nákladovosti bentonitových směsí je třeba věnovat separátní šetření. Přestože se posuzované samotvrdnoucí směsi s vodním sklem nákladově liší o relativně nízkých 71 Kč/t 10 % (od 720 Kč/t do 791 Kč/t) dílčí nákladové položky ve své skladbě dávají podnět k detailnímu prověření. U samotvrdnoucích furanových směsí se NVN pohybují od 625 Kč/t do 1 075 Kč/t (420 Kč/t, 72 %). Toto zjištění je pro slévárenskou praxi významné a mělo by být také podrobně prošetřeno. Následně byl proveden propočet na dopad odhadovaných nárůstů cen energií a mezd jak pro rok 2008 tak i pro další období. Závěrem je, že vytipované krokové nárůsty cen (elektrické energie, plynu a mezd) o 10 až 20 % povedou k nárůstu nákladů formovacích směsí o 11 Kč/t až 43 Kč/t. Můžeme konstatovat, že promítnutí těchto nárůstů i do dalších fází výroby odlitků se může promítnout až řádovým zvýšením zjištěných částek. Na závěr příspěvek uvádí možné návrhy na pokračování problematiky nákladovosti výroby odlitků. LITERATURA [1] V. Kafka, V. Nykodýmová, J. Fošum, S. Chudáček, V. Szmek, V. Knirsch, D. Doupovec, I. Lána, P. Fryč, M. Novobílský, R. Jochim, R. Martinák, J. Šenberger J, Vytvoření nákladového modelu formovacích směsí, PROJEKT VII, Závěrečná zpráva, Odborná komise ekonomická ČSS Brno, (2006) [2] V. Kafka, V. Nykodýmová, V. Szmek, I. Lána, M. Novobílský, R. Martinák, J. Fošum, D. Doupovec, V. Knirsch, R. Jochim, Problematika posuzování nákladovovsti zpráva, formovacích, PROJEKT VIII, Závěrečná zpráva, Odborná komise ekonomická ČSS Brno, (2007)