年產(chǎn)3000t非定型產(chǎn)品消失模鑄造車(chē)間設(shè)計(jì)原則及方案

華遠(yuǎn)善，華 煒

（南陽(yáng)華興達(dá)特鋼鑄造有限公司，河南 南陽(yáng) 473000）

鑄造行業(yè)準(zhǔn)入制和“十二五”發(fā)展規(guī)劃的擬定和實(shí)施，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和持續(xù)發(fā)展及使我國(guó)成為世界鑄造強(qiáng)國(guó)的重要戰(zhàn)略和行動(dòng)綱領(lǐng)。目前，對(duì)新上和擴(kuò)建鑄造項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)行了嚴(yán)格的控制，今后將更加嚴(yán)格的淘汰落后產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、節(jié)能顯著、環(huán)境達(dá)標(biāo)的鑄造行業(yè)新局面。

在消失模鑄造技術(shù)日益成熟的今天，為適應(yīng)國(guó)家的宏觀戰(zhàn)略，不少中小型砂鑄企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向消失模鑄造方法，但在實(shí)施過(guò)程中，均存在這樣那樣的缺點(diǎn)和不足。

大多數(shù)中小型鑄造企業(yè)均無(wú)大批量定形產(chǎn)品。其特點(diǎn)是：產(chǎn)品種類(lèi)繁雜、鋼種涉及面寬、制造難度較大、生產(chǎn)效率不高。在管理方面特別是小型企業(yè)，資金有限，意識(shí)不強(qiáng)，技術(shù)水平不高，新上或擴(kuò)建項(xiàng)目設(shè)計(jì)不盡合理，整體水平不高。

筆者根據(jù)多年的消失模鑄造生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及調(diào)研資料，緊扣質(zhì)量、節(jié)能、環(huán)保、效益四大主題，提出以下設(shè)計(jì)原則及方案，以便交流。

1 設(shè)計(jì)原則

1.1 質(zhì)量原則

1.1.1 質(zhì)量意識(shí)

質(zhì)量是企業(yè)的生命，人人認(rèn)可。但真正重視質(zhì)量，也就未必，特別是小型企業(yè)。因?yàn)橘|(zhì)量與投入在短期利益上是成反比的，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益上說(shuō)是正比關(guān)系。因?yàn)榛ㄏ惴渥詠?lái)，優(yōu)質(zhì)必優(yōu)價(jià)。

1.1.2 技能水平

技能是質(zhì)量保證的根本。消失模生產(chǎn)的每一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)都影響著產(chǎn)品質(zhì)量。從白區(qū)、黃區(qū)、黑區(qū)到熱處理的每一點(diǎn)都必須搞懂、搞通，我們稱(chēng)之謂軟件。

1.1.3 質(zhì)量控制

質(zhì)量檢測(cè)及質(zhì)量控制是保證質(zhì)量的必要手段。而質(zhì)量檢測(cè)及質(zhì)量控制是要有人力和裝備投入的。適度規(guī)模的企業(yè)應(yīng)配備專(zhuān)職的技術(shù)、質(zhì)檢及質(zhì)控人員、購(gòu)置必要的檢測(cè)儀器及設(shè)備。

1.2 節(jié)能原則

1.2.1 節(jié)能設(shè)備的選擇

1）熔煉應(yīng)采用新型的串聯(lián)逆變電爐，可節(jié)省熔化電能10%以上。

2）砂處理系統(tǒng)的冷卻環(huán)節(jié)采用立式冷卻塔或水冷滾筒，篩分采用有水冷功能的設(shè)備，可使該系統(tǒng)的能耗降低40%～50%.

3）鑄件退火及高錳鋼熱處理，采用煤氣發(fā)生爐，可達(dá)到顯著的節(jié)能環(huán)保效果。

1.2.2 節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

1）采用冒口加熱技術(shù)，出品率達(dá)95%以上，可節(jié)省熔化電能30%，（該技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利）。

2）電爐熱水利用，既達(dá)到了節(jié)能效果又大大減少了冷卻設(shè)備的投入。

3）烘房太陽(yáng)能利用。

1.3 環(huán)保原則

1.3.1 宏觀環(huán)保

節(jié)能是宏觀環(huán)保的重要環(huán)節(jié)。包括節(jié)能設(shè)備的選擇，節(jié)能材料、節(jié)能技術(shù)及太陽(yáng)能的應(yīng)用，廢棄物的回收與再生。

1.3.2 車(chē)間環(huán)保

車(chē)間環(huán)境直接關(guān)系到員工的身心健康。任何負(fù)責(zé)任的企業(yè)主都要將良好的車(chē)間環(huán)境設(shè)計(jì)納入總體設(shè)計(jì)規(guī)劃中。確保車(chē)間噪音、粉塵、煙霧達(dá)標(biāo)。

1.4 效益原則

1.4.1 質(zhì)量效益

前面講到了“花香蜂自來(lái)”、“優(yōu)質(zhì)必優(yōu)價(jià)”，這里不再多說(shuō)。

1.4.2 節(jié)能效益

節(jié)能對(duì)社會(huì)來(lái)說(shuō)達(dá)到了低碳和環(huán)保的效果。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)是最大的經(jīng)濟(jì)效益。我們所設(shè)計(jì)的3000t新廠，從設(shè)備到工藝處處都從節(jié)能角度考慮，它與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比，能耗將降低30%以上，每噸鑄造可凈增利潤(rùn)300元～350元。

1.4.3 規(guī)模效益

非定型產(chǎn)品消失模鑄造的規(guī)模究竟多大為好，不易準(zhǔn)確定論。太大，業(yè)務(wù)量要受限制，白區(qū)也不易配套，對(duì)小企業(yè)來(lái)說(shuō)資金也難滿(mǎn)足；太小，既不符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，也無(wú)法保證檢測(cè)設(shè)備及專(zhuān)業(yè)人員配置。我們認(rèn)為實(shí)際產(chǎn)量在2000t～3000t較為合適。

1.4.4 勞動(dòng)生產(chǎn)率效益

提高勞動(dòng)生產(chǎn)率是提高效益的重要環(huán)節(jié)。過(guò)度的勞動(dòng)強(qiáng)度及過(guò)高的自動(dòng)化水平，對(duì)員工對(duì)中小型企業(yè)都是不可取不可行的。而合理的生產(chǎn)流程，可靠的設(shè)備配置，適度的勞動(dòng)強(qiáng)度和心情愉快的員工是生產(chǎn)率效益的所在。

2 設(shè)計(jì)方案

消失模鑄造企業(yè)大都著重于黑區(qū)特別是砂處理系統(tǒng)的建設(shè)，這是十分不全面的。白區(qū)、黃區(qū)、黑區(qū)包括熱處理是一個(gè)完整的嚴(yán)密的配合系統(tǒng)，缺一不可。該方案可使能源節(jié)約30%以上，效益提高30%.

2.1 熔煉設(shè)備

熔煉設(shè)備的選型，一般都沒(méi)引起大家的重視。這是節(jié)約能源效益挖潛的大頭。我們選用800kW的串聯(lián)逆變電源，為減少一次投入過(guò)大，暫選用1t的鋁殼電爐2臺(tái)，500kg的鋁殼電爐2臺(tái)，這一配置靈活性較大。當(dāng)生產(chǎn)小件鑄件時(shí)，使用500kg的爐子快速熔煉，當(dāng)生產(chǎn)特大鑄件時(shí)，使用2臺(tái)1t電爐熔化，若再配以其他的鋼水、鐵水保溫措施，鑄件單重可達(dá) 3 t～4 t。

配置：

1）1200kVA變壓器1臺(tái)，（同時(shí)滿(mǎn)足全廠其他用電）；

2）800kW一拖二串聯(lián)逆變電爐1套（1臺(tái)電源柜、2只1t電爐、1只500kg電爐）；

3）閉式冷卻塔1臺(tái)；

4）烤包爐1臺(tái)；

5）3 t鋼包 1只，2t鋼包 2 只、1t鋼包 2只；

6）冒口加熱裝置1套。

安裝：變壓器、電源、電容、電爐之間的距離要越短越好、導(dǎo)線(xiàn)截面要足夠。

2.2 砂處理設(shè)備

設(shè)備制造企業(yè)的水平有低有高，質(zhì)量有好有壞，價(jià)格有多有少；配置有的不盡合理，軟件服務(wù)不盡全面。鑄造企業(yè)在選型上必須慎之又慎。較好的設(shè)備組裝技巧是最有效的辦法。

配置：

1）翻箱機(jī)構(gòu)及落砂斗1套（自制）；

2）水冷式篩分輸送篩1臺(tái)（購(gòu)置）；

3）風(fēng)選磁選機(jī)1臺(tái)（購(gòu)置）；

4）立式砂冷卻塔（或水冷滾筒）1臺(tái)（購(gòu)置）；

5）提升機(jī)3臺(tái)（自制）；

6）砂庫(kù)1座（自制）；

7）除塵器1套（購(gòu)置）。裝箱加砂采用布袋柔性加砂，以適用不同高度的砂箱操作。

安裝：本系統(tǒng)為二冷三提，占地面積小，運(yùn)行流程短，節(jié)能效果好。

2.3 砂箱及運(yùn)轉(zhuǎn)

對(duì)非定型產(chǎn)品，砂箱設(shè)計(jì)必然多樣化，但為使生產(chǎn)連續(xù)化，砂箱外形尺寸均為1300mm×1300mm×100mm及1500mm×1500mm×100mm，五面抽氣，部分砂箱在內(nèi)部一分為二，或根據(jù)工件臨時(shí)加高。地軌運(yùn)轉(zhuǎn)、人力推動(dòng)，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)向。為保證特殊鑄件生產(chǎn)，設(shè)計(jì)地坑箱二座，能自動(dòng)卸砂和裝箱?？蓾M(mǎn)足長(zhǎng)度3000mm，直徑3000mm或高度為2000mm的鑄件生產(chǎn)。

配置：

1）砂箱：20只，其中5只加內(nèi)隔（自制）；

2）地箱2座（自建）；

3）地軌（自建）；

4）轉(zhuǎn)盤(pán)6臺(tái)（購(gòu)置）。

安裝：地軌在同一平臺(tái)。

2.4 裝砂及澆注

為保證3000t生產(chǎn)能力，設(shè)計(jì)為2路裝箱加砂工位，5個(gè)澆注工位，其中2個(gè)振動(dòng)澆注工位。

配置：

1）砂庫(kù)1座（2位共用）（自制）；

2）帶有夾持可升降振實(shí)臺(tái)2臺(tái)（購(gòu)置）；

3）振動(dòng)澆注臺(tái)2臺(tái)（自制）；

4）冒口加熱裝置1套（自制）。

2.5 真空系統(tǒng)

為滿(mǎn)足3～5箱同時(shí)澆注，真空系統(tǒng)選擇抽氣量為30m3左右，功率45 kW～55 kW的規(guī)格，抽氣接口6個(gè)。

2.6 黃區(qū)設(shè)備

黃區(qū)往往是不被重視的工段，但這里恰恰嚴(yán)重影響著產(chǎn)量、質(zhì)量和能耗。

配置：

1）涂料攪拌缸1臺(tái)（200kg容量）（自制）；

2）具有太陽(yáng)能、電能、熱水多種能源的烘房1座（150m2）；

3）固定烘架和活動(dòng)烘架若干。

安裝：太陽(yáng)能烘房以后專(zhuān)題介紹，其他根據(jù)實(shí)際工件，制作。

2.7 白區(qū)設(shè)備

因產(chǎn)量不大，品種繁雜，投資發(fā)泡設(shè)備在投資、人力、環(huán)保及管理上都不合算。個(gè)別產(chǎn)品的模具發(fā)泡及泡沫塊均為外協(xié)。白區(qū)設(shè)備7臺(tái)電熱切割床及7個(gè)修整工位。

2.8 熱處理

為滿(mǎn)足高錳鋼及其它鋼種的生產(chǎn)，配置以下設(shè)備：

1）15 m3冷卻水池1座（自建）；

2）煤氣發(fā)生爐1臺(tái)（購(gòu)置）；

3）退火爐1臺(tái)（自建）；

4）熱處理爐1臺(tái)（自建）。

2.9 檢測(cè)設(shè)備

為確保產(chǎn)品質(zhì)量，無(wú)論企業(yè)大小都必須建立相應(yīng)的化驗(yàn)檢測(cè)室，購(gòu)置必要的儀器及設(shè)備。

1）爐溫測(cè)試儀；

2）成分分析儀（化學(xué)、光譜）；

3）物理檢測(cè)儀（金相、抗力等）；

4）常規(guī)計(jì)量器具。2.10 定員

1）白區(qū) 15人；2）黃區(qū) 3人；3）裝箱運(yùn)轉(zhuǎn) 4人；4）熔煉澆注4人；5）后整理4人；全員30人。

3 新建或改建企業(yè)應(yīng)注意的問(wèn)題

新建或改建企業(yè)應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題：

1）統(tǒng)籌規(guī)劃，不論是一次建成或分期建設(shè)，必須有一個(gè)完整的統(tǒng)籌計(jì)劃，避免建著拆著，拆著建著，這一現(xiàn)象實(shí)不少見(jiàn)。

2）合理布局，工序之間、工段之間，要合理布局，盡量縮短流轉(zhuǎn)距離，提高生產(chǎn)效率。

3）設(shè)備選擇，廠房建設(shè)要留有余塊，以便擴(kuò)大改造。

4）軟件更重要，有成套系統(tǒng)，能運(yùn)轉(zhuǎn)，但不能生產(chǎn)的企業(yè)大有。對(duì)工藝不通，技術(shù)不精，信息不暢的企業(yè)上消失模鑄造，應(yīng)硬件軟件并重，否則是要走彎路的。