Jaký je optimální počet popouštěcích pecí?

Téměř každý den se dozvídám z různých zdrojů, že někdo někomu prodává novou vakuovou kalící pec. Málokdy se ale objeví informace o tom, kolik bylo k tomu investováno do pecí popouštěcích. Podívejme se tedy jak to v praxi funguje v komerční vakuové kalírně.

Typická skladba zpracovávaných ocelí je na obrázku, přičemž kategorie ocelí pro práci za tepla, za studena, HSS nebo práškové materiály vyžadují minimálně 2 popouštění, dnes již ale obvykle popouštění 3, v extrémních případech i 4. Dohromady je to téměř 82% sortimentu, který kalírna zpracuje.

Obr. č. 1 – Podíl jednotlivých typů ocelí a zpracování typických pro vakuovou kalírnu

Uděláme si jednoduchou případovou analýzu výnosů a nákladů na vakuové tepelné zpracování. Průměrná cena za kalení a dvě popouštění na evropském trhu je 50 Kč/kg.  Základní rozměr vakuové kalící i popouštěcí pece je 600 x 900 x 600 mm, pece jsou do 800 kg. Pro výpočet nákladů můžeme brát následující sazby: kalící pec 780 Kč/hod (30 €/h), popouštěcí pec 260 Kč/hod (10 €/h).

Z časového hlediska, pokud vezmeme v úvahu běžnou průměrnou šarži do 400 kg, vejdeme se s každým kalícím i popouštěcím cyklem přibližně do 8 hodin. Tedy kalení a dvě popouštění jsme schopni provést do 24 hodin. Významnou podmínkou tohoto pracovního rytmu je ale popouštění a počet zařízení pro tuto operaci.

V mé případové studii si porovnáme 3 varianty. 1) máme jen kalící pec a tedy kalení i dvě následná popouštění provádíme pouze v této peci,  2) máme kalící pec a k tomu jednu pec popouštěcí o stejném rozměru,  3) máme jednu kalící pec a k tomu dvě popouštěcí pece o stejném rozměru.

Výnosy i náklady si vypočteme pro dávky 100, 200, 300 a 400 kg. Výnos je jednoduše vypočítatelný, protože hmotnost vsázky vynásobíme cenou za kg, tedy 100 x 50 = 5 000 Kč, 200 x 50 = 10 000 Kč, 300 x 50 = 15 000 Kč a 400 x 50 = 20 000 Kč.

U nákladů bereme pro dávku 100 kg základní nákladovou sazbu, kterou navýšíme o nárůst spotřeby energie a dusíku o 4% na každých 100 kg vsázky.  Délka každého cyklu je vždy 8 hodin.

A jaký je výsledek?

Varianta 1) – máme pouze kalící pec. V tomto případě popouštění provádíme v nejdražším zařízení, které navíc na popouštění není vhodné s ohledem na konstrukci pece pro vysoké pracovní teploty, nutné pro kalení. I když je vybaveno konvekčním ohřevem, při popouštění v kalící peci obvykle nedosahujeme stejnou výkonost, jako u popouštěcích pecí vybavených výkonným ventilátorem pro konvenční ohřev v plynu. Z obrázku č. 2 je vidět, že i při vsázce 400 kg a ceně 50 Kč/kg budeme vždy kalit se ztrátou. Můžeme sice tvrdit, že budeme tedy zpracovávat dávky nad 500 kg, časy cyklu se ale významně prodlouží a nevejdeme se už do 24hodinového cyklu. Současně ale musíme brát v úvahu i potřebné rychlosti ochlazování např. dle NADCA, kdy pec by měla být vytěžována na 50% hmotnosti tak, aby ji mohlo být dosaženo (tzv. load fill rate).

Obr. č. 2 – Náklady a výnosy pro zpracování H+2T v kalící peci

Obr. č .3 – Náklady a výnosy pro zpracování H+2T v kalící a popouštěcí peci

Varianta 2) – máme jednu kalící pec a k tomu jednu rovnocennou pec popouštěcí. Kritickou hranicí se stává vsázka zhruba 240 kg. Na touto hmotností se již dostáváme do zisku. Nicméně prodej na tuto sestavu pecí nebude vysoký, protože vzhledem k požadavku na 2 popouštění nelze pece využít na plný úvazek.

Varianta 3) – jedna kalící a dvě popouštěcí pece stejné velikosti nám výkonost výrazně vylepšují. Do zisku se dostáváme již při vsázce okolo 220 kg, tak jak je to na grafu č. 3. Výhodou této konfigurace jsou v plánování času, a především ve využití zařízení.  Kalící pec může vykonávat 3 kalící cykly denně, tedy můžeme efektivně kalit non-stop, a dvě popouštěcí pece k této peci zajišťují odpovídají cykly popouštění, rovněž s maximálním využitím pecí. To výrazný přináší nárůst prodeje na této konfiguraci pecí a jejich vyšší návratnost i ROI.  Jak je vidět z obrázku č. 4, jedná se o skokovou změnu, kdy teoretický roční obrat stoupá z 5,7 Mil. CZK pro variantu 2 na 13,4 mil. CZK. To je nárůst o 235%.

Obr. č. 4 – Náklady a výnosy pro zpracování H+2T s kalící a dvěma popouštěcími pecemi

Obr. č. 5 – Teoretický roční prodej pro variantu 1, 2 a 3

Pokud všechny varianty porovnáme dle ekonomických hledisek, pak pouze u varianty 3 se dostaneme se splacením investice pod 6 let. Z hlediska ROI máme pak odhadem pořadí 10%, 12% a 23%. Tedy pouze varianta jedné kalící pece a dvou popouštěcích nám dává jistotu nejenom dobrých ekonomických parametrů investice, především ale dobré a včasné služby plnění požadavků zákazníka na termíny a na kvalitu.

Váš Jirka Stanislav