樹脂砂生產(chǎn)線的工藝設(shè)計與改造

劉華多，劉 喆，郭 瑩

（長春發(fā)電設(shè)備總廠，吉林長春130031）

鑄件產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，使得樹脂砂的生產(chǎn)工廠不斷出現(xiàn)，對于生產(chǎn)線的工藝的要求日益提高。在大型的廠房中，鑄件的規(guī)模較完善，而小工廠的設(shè)備則相對落后，如何更好地提高生產(chǎn)工藝，減少成本投入，減少環(huán)境污染，提高效益，是樹脂砂生產(chǎn)工作者要研究的問題，只有完整的管理體系，才能使樹脂砂的發(fā)展技術(shù)進一步提高。

1 樹脂砂生產(chǎn)線的工藝設(shè)計

樹脂砂的生產(chǎn)線的工藝設(shè)計，要遵循生產(chǎn)結(jié)構(gòu)緊密，不浪費必要空間的原則。選用品質(zhì)有保障的機器，選用可靠廠商所供應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備。在資金有預(yù)算的情況下，要節(jié)約必要的開支，不浪費多余的資金。樹脂砂的生產(chǎn)線包括混砂和造型系統(tǒng)以及落砂再生系統(tǒng)。生產(chǎn)線工藝設(shè)計的指導(dǎo)思想，要能夠處理型砂、可以再回收舊砂并可使用。能夠配合工廠設(shè)備，進行機械化傳送、通風(fēng)除塵的工作。為了配合滿足生產(chǎn)線所需的生產(chǎn)力，再設(shè)計時也要考慮到工人的工作強度，并可以生產(chǎn)多種的鑄件，能夠達(dá)到小批量的生產(chǎn)規(guī)模。

1.1 生產(chǎn)線造型材料的選用

材料應(yīng)選用有機自硬砂鑄型工藝。在正常的溫度下產(chǎn)生硬化，從而自硬成型。在選擇時要考慮硬化的時間長短、模型的強度、工藝性和投入成本，第一次生產(chǎn)的使用是很重要的。原砂的粗細(xì)程度引進，要從外形、大小程度、粉塵的含有量、燃燒的減量小，耐充性好的砂粒為優(yōu)先。不穩(wěn)定的砂粒，會在建造使用中出現(xiàn)劣質(zhì)的反應(yīng)，因此在選用時一定要認(rèn)真挑選。

混砂設(shè)備質(zhì)量的好壞，對于與生產(chǎn)出樹脂砂有著很大的影響。應(yīng)當(dāng)選擇碾磨技術(shù)好、覆膜品質(zhì)好、設(shè)備有著良好的維修保養(yǎng)和合理價格的廠商機器。根據(jù)工廠場地大小的的實際情況，選擇適合的混砂類型，如間歇式和連續(xù)式。由于場地往往有限，所以非機動輥道可自行建造，再配有過渡造型小車，可以充分節(jié)約場地，發(fā)揮設(shè)備的最大功效。在輥道中，要配置震實臺，用來加緊砂型的密實度，并提高鑄件的品質(zhì)性能。小型的鑄件工廠多是以單、散零件為主，造型系統(tǒng)通常以手工為主，不采用流水線的作業(yè)方式。

1.2 舊砂的生產(chǎn)

舊砂的生產(chǎn)，是樹脂砂生產(chǎn)線工藝的一個重要組成部分。要首先綜合本工廠的生產(chǎn)力，再確定舊砂設(shè)備的選擇。因為生產(chǎn)線的工藝都是有生產(chǎn)上限的，如果過多的生產(chǎn)，會增加惰性膜的過度使用，這會導(dǎo)致砂粒的過分細(xì)小，如果有效地控制生產(chǎn)線的使用率，就可以最大的利用脫膜的能力，所以生產(chǎn)設(shè)備的合理使用和結(jié)果，也在一定程度上決定了舊砂生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。

舊砂的再生，不是單純地將舊砂與新沙混在一起，而是通過技術(shù)處理使舊砂變?yōu)榭梢栽倮玫馁Y源。經(jīng)過再回收的舊沙砂粒，會比原砂粒的耐久度更好，品質(zhì)更均勻，耐用性更好。

首先將舊砂粒導(dǎo)入振動機中，將舊砂粒迅速流散開來，產(chǎn)生的大量熱量，使砂溫的熱度降低。

經(jīng)過第一次振動后，第二次振動需要兩種不同的振動破碎機器組成。

第一部分是由陀旋型振動破碎機，它是振動數(shù)量巨大的落砂塊，并將難以振碎的大塊砂粒實行摩擦振動，從而得到砂粒。

第二部分是搓擦形振動破碎機，進行非線性振動，對第一部分已經(jīng)振碎的砂粒再進行更進一步的細(xì)化振動，不僅可以獲得達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的砂粒，也可以除去砂粒中的粉塵和粉末。經(jīng)過了多次的振動和磨擦后，砂粒度已經(jīng)是均勻達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的了，這時便可以將砂粒入庫儲備。為了降低砂庫的溫度，要配有風(fēng)選機，也可以進一步除去砂粒中的灰塵和降低溫度，控制砂粒流入庫中的流量，以便達(dá)到冷卻效果。第二個砂庫中砂粒作為直接進入混砂機的砂粒來儲存。在經(jīng)過三道振動的工序后，舊砂粒的品質(zhì)和溫度已經(jīng)完全滿足設(shè)備的要求。

1.3 落砂設(shè)備

配置樹脂砂的生產(chǎn)設(shè)備。落砂的生產(chǎn)設(shè)備是震動落砂機。粗砂要先經(jīng)過壓碎，將形狀不一的碎砂碾成細(xì)沙粒，通過篩選和剔除將鐵質(zhì)和雜質(zhì)分離出來。兩臺振動機在交叉使用時，互相碰撞砂塊的碾碎密集度會更好，在撞擊過程中，不僅去掉了表面的樹脂膜，從而使舊砂再利用。

砂礫的傳送和設(shè)備的改造。小型鑄造廠的設(shè)備在建造時的布局應(yīng)合理，結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊。為了達(dá)到成本減少的目標(biāo)，選用原砂處理設(shè)備時，應(yīng)選用帶有磁選的皮帶進行水平輸送，提升機進行豎直傳送。在傳送中，一定要有防灰塵設(shè)備。砂庫是可循環(huán)使用的，如果新建造了圓形砂庫，角度應(yīng)大于60°，以便增加存儲量。

1.4 除塵和通風(fēng)的設(shè)計

污染粉塵的來源，主要有樹脂模燃燒后的粉塵，涂料燃燒后留下的粉塵，原砂和碾磨時帶有的粉塵。所以，在除塵時不僅需要大量的風(fēng)，也要足夠的負(fù)壓。在車間中，一定要建造通風(fēng)口，以便使大量的粉塵排除，避免對人體產(chǎn)生不必要的傷害。在振動落砂機的頂部，也要裝有通風(fēng)口，便于細(xì)小砂礫及時排出。在斗式提升機的出口位置，也要裝有大型風(fēng)力的排塵設(shè)備，方便灰塵的排出。

1.5 醇基涂料的使用

醇基涂料使用時，要順勢刷在樹脂砂上，點燃，達(dá)到表明干燥，這樣數(shù)分鐘內(nèi)就可以完成施涂和曬干過程，縮短了工作周期。在生產(chǎn)大批量的鑄件時，可選用自制流涂機來提高工作效率。

樹脂砂生產(chǎn)線的工藝設(shè)計，首先要在工藝上有合理的設(shè)計，最大程度上的取得功效比，確保引進設(shè)備的品質(zhì)和性能，配合自身的條件，從而得到最大的發(fā)揮。不僅要節(jié)約資金，并且要保證砂礫的品質(zhì)量，來生成產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高效的鑄件。

2 環(huán)保型的樹脂砂生產(chǎn)線的改造

由于樹脂砂的生產(chǎn)屬于污染較嚴(yán)重的生產(chǎn)項目，所以對環(huán)境影響十分巨大。為了保護生態(tài)環(huán)境，做可持續(xù)發(fā)展，改造環(huán)保型的樹脂砂生產(chǎn)線已迫在眉睫。

在改造中，將遵循降低企業(yè)投入成本、減少環(huán)境污染、節(jié)約可利用資源、發(fā)展可持續(xù)經(jīng)濟的原則，建立完善的環(huán)保立法案，使職工的環(huán)保意識得到加強。在改造中，使樹脂砂循環(huán)再利用、解決三廢的排放問題，是重點研究的問題。

樹脂砂生產(chǎn)線在這幾年的發(fā)展中已經(jīng)有了較大的提高，在設(shè)備的配套性、實用性都日益完善，保證了基本的使用和節(jié)約能源的概念，但是這些設(shè)備體積大，費用高，對于操作流程有著很高的要求，這種設(shè)備都存在于較大規(guī)模的企業(yè)。在小廠房中，由于資金有限，廠房有限，對這些設(shè)備只能望而卻步。

根據(jù)我國樹脂砂的工廠情況，我們制定了一套適合小型鑄造廠的樹脂砂生產(chǎn)線工作流程。設(shè)備的投入在20萬元之內(nèi)，占地面積也在20 m2之內(nèi)，舊砂的使用率接近100％。

2.1 工藝流程

本條改造的生產(chǎn)線工藝流程，包括振動再生機、磁選滾筒、轉(zhuǎn)子再生機、斗式提升機、振動篩沙機、砂倉、螺旋給料機。如果落砂機較容易出現(xiàn)問題，如鐵塊掉到料斗中，所以需要在在四周加上擋板。除塵器要使用變頻型，對于節(jié)能有明顯的效果。在有條件的工廠，要設(shè)立中央控制室，可現(xiàn)場控制，及時的掌握設(shè)備的運行情況和運行狀況。設(shè)備的旁邊要安裝緊急停止按鈕，如果遇到重大事故以便及時停止機器，避免事態(tài)擴大。

2.2 主要設(shè)備

主要設(shè)備為 S562振動再生機，S542轉(zhuǎn)子再生機和S1410A轉(zhuǎn)子混砂機。使用時注意的問題，該生產(chǎn)線多建于小型鑄造廠，由于小廠缺乏技術(shù)，投入的資金有限，所以要注重人才的培養(yǎng)，引進先進的生產(chǎn)設(shè)備已達(dá)到最大利益。在選用樹脂砂材料時，對于原砂的含水量、涂料品質(zhì)等，都要經(jīng)過嚴(yán)格的篩選，以免出現(xiàn)因為原料問題而造成鑄件的品質(zhì)問題和工廠的損失。鐵砂比的使用比例，要根據(jù)不同的鑄件進行比配。只有先進合理的鑄造技藝，才能使鑄件成本降低，從而獲得更好的經(jīng)濟利益，促使企業(yè)的發(fā)展。

2.3 廠房結(jié)構(gòu)

在環(huán)境設(shè)計中也要考慮到主廠房的環(huán)境條件。再生系統(tǒng)的振動設(shè)備，要集中布置在砂庫較集中的次廠房內(nèi)，這是為了降低主廠房的噪音，保證主廠房的免受噪音干擾，在主廠房內(nèi)也要建立地溝皮帶機，可以及時清理工作中流出的砂粒，達(dá)到清潔場地的標(biāo)準(zhǔn)，保證工作環(huán)境的健康。

2.4 改造取得的成效

鑄件的精細(xì)度，不僅從原來的CT14提升到CT11，鑄件的光滑度也比原來的品質(zhì)提高了3個等級，鑄造缺陷有了明顯的減少。

在改造了環(huán)保型的樹脂砂生產(chǎn)線后，工作的機械化程度和自動水平提高了，空氣中粉塵含量也大大降低了，達(dá)到了機電一體化的生產(chǎn)水平，環(huán)境明顯改善，操作人員的工序減少了，工作強度降低了，工人們的身體健康有了明顯的變化，在體檢中均達(dá)到了正常指標(biāo)。

改造后的樹脂砂生產(chǎn)線的能力，比原來提高一倍，工廠的年收入也有了較大幅度的增長。鑄件的產(chǎn)品抽查合格率也有了3％的提高，每年節(jié)約資金投入十多萬元。

鑄造的產(chǎn)品外觀更加精美，鑄造工藝更加精細(xì)，產(chǎn)品的凈質(zhì)量也平均減輕了0.5 g，此項目每年也為工廠節(jié)約了一定的成本。樹脂砂工藝不再用干燥爐這一項目，每年也能節(jié)約數(shù)十萬元。

3 結(jié)束語

只有合理的根據(jù)實際情況建設(shè)廠房和加強對環(huán)境的保護，才能使樹脂砂生產(chǎn)線的發(fā)展得到更好的發(fā)展，和經(jīng)濟效益的不斷提升。結(jié)果證明，這樣的改造不僅使工作環(huán)境得到了極大地改善，鑄件的成功率也有了明顯的增長。

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