淺談樹脂砂再生線在鑄造工藝中的研究及應(yīng)用

摘? 要：本文通過對砂再生線主機(jī)參數(shù)、安全防護(hù)、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的應(yīng)用分析，提出對設(shè)備結(jié)構(gòu)配置、安全管理落實(shí)、設(shè)備性能保障的一些見解，旨在提升砂再生線在鑄造工藝中作用。

關(guān)鍵詞：鑄造;舊砂再生;應(yīng)用

隨著鑄造高端市場、高端客戶逐步涌現(xiàn)，鑄造行業(yè)開始推進(jìn)精品戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高技術(shù)、高效益的鑄件生產(chǎn)。鑄造生產(chǎn)工藝中型砂為最基礎(chǔ)也是最開端的工裝，型砂的質(zhì)量直接關(guān)系鑄件產(chǎn)品質(zhì)量。因此砂再生設(shè)備既是鑄造生產(chǎn)流程的開端，也是產(chǎn)量穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，同時也是產(chǎn)品質(zhì)量保障的支撐，所以砂再生線的管理是鑄造車間最為關(guān)鍵點(diǎn)。沈陽機(jī)床銀豐鑄造有限公司建成于2005年，樹脂砂生產(chǎn)工藝，年產(chǎn)鑄件8萬噸，共有5套砂再生線，2021年進(jìn)行綠色、節(jié)能、環(huán)保升級改造，并對砂再生設(shè)備進(jìn)行升級改造。

本文針對樹脂砂工藝鑄造車間，結(jié)合本企業(yè)砂再生設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對砂再生線的操作管理、設(shè)備管理、安全環(huán)保管理，延伸到生產(chǎn)、質(zhì)量、故障分析的管理進(jìn)行研究，以期為重工業(yè)企業(yè)尤其是鑄造行業(yè)提升砂再生線穩(wěn)定運(yùn)行提供參考。

1.基本構(gòu)成及主要參數(shù)介紹

砂再生線工藝流程

系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)：舊砂回用率（進(jìn)入再生機(jī)的舊砂）≥95%，再生砂脫膜率≥28%，風(fēng)選后微粉含量≤0.1%，砂調(diào)溫出砂溫度≤30±5℃，磁性物質(zhì)出除率100%，粉塵排放指標(biāo)≤100mg/Nm3（室外）、≤2mg/Nm3（室內(nèi)），噪聲振動設(shè)備空載運(yùn)行≤80dB（A）及其他設(shè)備≤80dB（A）等。外露運(yùn)動部分必須保證安全防護(hù)裝置完好。各主機(jī)的生產(chǎn)率不得低于額定值，其余單機(jī)的額定生產(chǎn)率應(yīng)比主機(jī)的額定生產(chǎn)率大20%。系統(tǒng)處理后的砂顆粒度與原砂顆粒度分布相差不大于一個篩號。經(jīng)本企業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，主機(jī)的首次大修都是在6000工作小時后進(jìn)行，期間完成設(shè)備點(diǎn)檢及一保即可。

設(shè)備作業(yè)條件：三相/單相：380/220V±0.5%，頻率：50H，工業(yè)用水：壓力：0.15Mpa，溫度：<20℃，過熱水：壓力：0.2～0.4Mpa ，溫度：75～110℃，壓縮空氣壓力：≥0.5Mpa，環(huán)境溫度：5～30℃（工作現(xiàn)場），相對濕度：平均64%，工作制度：三班工作制，年時基數(shù)：6740小時等。

原材料的性能標(biāo)準(zhǔn)：呋喃樹脂，粘度：<50厘泊，水分：<5%，比重：1.1～1.2（20℃時），PH值：6.5～7.5，加入量：0.8～1.2%。固化劑：二甲笨黃酸。原砂：二氧化硅：>90%，粒度：40/70，粒形：圓形或次圓形，含泥量：<0.3%，含水量<0.2%。

2.主機(jī)配置規(guī)劃

破碎機(jī)是舊砂再生預(yù)處理的主要設(shè)備，具有舊砂破碎、脫膜、篩分等功能，（耐磨件除外）。由機(jī)座架、破碎機(jī)體、橡膠彈簧，破碎筐、廢料門、篩網(wǎng)、振動電機(jī)等組成。參考鐵砂比為1：4—1：5時，破碎機(jī)能將落砂后的砂塊破碎成松散砂，能磨掉砂粒表面殘留的粘結(jié)劑膜，脫膜率20%以上。金屬物及雜質(zhì)與破碎后的砂粒能分離并清除。

離心再生機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)體離心力使回收砂向側(cè)面飛濺，碰撞到停留在側(cè)面的砂層，利用砂與砂之間的磨擦使附在砂表面的惰性膜脫落減少砂的破碎，實(shí)現(xiàn)砂的完全再生。分流錐是防止離心盤中央有物料存在。當(dāng)砂料不斷加入時，由分流錐將砂料向盤邊分流，并在離心力的作用下由盤底向盤邊運(yùn)動，并逐漸堆積爬高，在此過程中砂料之間及砂料與回轉(zhuǎn)盤之間相互發(fā)生磨擦，最終從盤中被拋甩出去。分流錐為易損件，測繪后可采取球鐵材質(zhì)進(jìn)行自制。

風(fēng)選機(jī)是砂子以近乎瀑布狀下落，在垂直砂子方向布成風(fēng)幕，在較長的下落過程中把小顆粒微分出去。同時在底部設(shè)置篩分裝置，濾出不符合再生參數(shù)的較大砂粒。

砂溫調(diào)節(jié)器要采用循環(huán)水進(jìn)行調(diào)溫，使砂子充分冷熱交換。配備砂溫測量及顯示裝置必須設(shè)有超溫自鎖定控制，溫度不合格砂料不能進(jìn)入下一級工序。砂溫調(diào)節(jié)器上方應(yīng)設(shè)料位計，保證砂子始終將調(diào)節(jié)器掩埋，避免調(diào)節(jié)器上部水管結(jié)露，影響使用效果和壽命。

循環(huán)水處理系統(tǒng)由樹脂罐、鹽箱和控制閥頭等組成。軟化水的生產(chǎn)能必須滿足砂量對冷卻對水的需要。同時保證軟化水的效果，防止管道結(jié)垢。

以下資料必須保存完整，以便使用及管理過程中查閱。機(jī)械、電氣總裝配圖和局部裝配圖，機(jī)械原理圖，機(jī)械配件的規(guī)格型號明細(xì)表。電氣原理圖、接線圖、電氣元件型號、規(guī)格明細(xì)?；A(chǔ)的平、立面圖，靜動載荷要求、安裝技術(shù)說明書、設(shè)備特殊吊裝及運(yùn)輸要求。維護(hù)手冊、維護(hù)說明書、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、潤滑手冊。特種設(shè)備的安全檢驗(yàn)報告和其它元?dú)饧某鰪S合格證。易損件機(jī)械圖紙如：破碎筐機(jī)械尺寸圖等。

3.安全管理應(yīng)用分析

2021年9月1日新修訂《安全生產(chǎn)法》實(shí)施，“兩個至上”推動樹牢安全發(fā)展理念，雙控管理制度落實(shí)，致使安全技術(shù)操作成為現(xiàn)場作業(yè)首位要素。砂再生設(shè)備傷害主要來之機(jī)械傷害、物體打擊、觸電及火災(zāi)4個方面。通過本企業(yè)設(shè)備運(yùn)行分析，總結(jié)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)、吸取事故教訓(xùn)，對于安全技術(shù)操作規(guī)程、應(yīng)急處置及危險源排查總結(jié)出以下規(guī)律。

配砂作業(yè)區(qū)啟動設(shè)備前必須認(rèn)真檢查好所要開啟的設(shè)備是否有人正在維修。新砂需要經(jīng)篩選、烘干，舊砂須經(jīng)電磁皮帶輪清除金屬碎片，開車時先開通風(fēng)除塵設(shè)備。確保通風(fēng)除塵設(shè)備運(yùn)行良好，及時清灰以及做好點(diǎn)檢及記錄。破碎機(jī)在轉(zhuǎn)動時不準(zhǔn)用手扒料，不得用手檢查轉(zhuǎn)動部位。皮帶機(jī)應(yīng)有專人負(fù)責(zé)，開車送砂前要用信號同電腦控制工聯(lián)系;嚴(yán)禁在皮帶機(jī)上坐臥、睡覺或行走，嚴(yán)禁在運(yùn)行的皮帶上跨越或遞送物件。皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中禁止加油、修理及清掃工作，皮帶打滑或跑偏須停車處理。再生機(jī)系統(tǒng)離人時，要指定他人看管，下班時首先關(guān)閉進(jìn)砂皮帶機(jī)，再關(guān)閉輸送機(jī)電源、然后關(guān)閉送砂皮帶機(jī)，最后關(guān)閉通風(fēng)除塵設(shè)備。電磁鐵皮帶輪需每班清理，通風(fēng)除塵設(shè)備需定期清掃。及時清除工作場地上撒落的砂和物件，保持工作場地及人行通道整潔暢通，以利安全。

濕砂烘干作業(yè)區(qū)啟動設(shè)備前必須認(rèn)真檢查好所要開啟的設(shè)備是否有人正在維修。工作前檢查防護(hù)裝置是否完善，潤滑系統(tǒng)是否良好，并按時進(jìn)行潤滑工作。工作場地附近不準(zhǔn)放易燃、易爆物品。啟動設(shè)備前應(yīng)檢查設(shè)備是否完好，檢查新砂斗閘門是否靈活，檢查風(fēng)力送砂系統(tǒng)是否完好。操作者要思想集中堅守崗位，經(jīng)常檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，及時調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，保持設(shè)備正常運(yùn)行。

控制室操作區(qū)工作前按規(guī)定穿戴好勞動保護(hù)用品，必須穿絕緣鞋。工作前要認(rèn)真檢查室內(nèi)設(shè)施是否正常，有故障時必須找專業(yè)人員修理。工作中一定及時溝通防止誤傷。工作結(jié)束后要將交接班記錄填寫清楚。

地下室監(jiān)護(hù)區(qū)從地下室往外運(yùn)碎鐵時，應(yīng)該首先檢查裝碎鐵的鐵斗子鋼絲繩是否有壞損之處，發(fā)現(xiàn)不能使用必須立即修換。檢查地下室里的所有設(shè)備的安全裝置是否狀態(tài)良好。地下室操作人員距離傳遞皮帶輪應(yīng)該不小于400毫米，以防皮帶輪刮人。在工作中，要發(fā)現(xiàn)皮帶輪發(fā)生故障必須停電修理，嚴(yán)禁電機(jī)轉(zhuǎn)動時用手拽皮帶。與工作無關(guān)的人員禁止到地溝內(nèi)逗留。進(jìn)入地下室時嚴(yán)格遵守《高危作業(yè)審批管理辦法》。再生砂設(shè)備檢修前，要關(guān)閉電源，掛上“有人檢修，不準(zhǔn)合閘”的警告牌并設(shè)專人監(jiān)護(hù)。

定期對員工進(jìn)行培訓(xùn)，建立相應(yīng)應(yīng)急保障體系，如出現(xiàn)緊急情況員工有足夠應(yīng)對能力，應(yīng)急處置培訓(xùn)注重以下方面演練。當(dāng)發(fā)生機(jī)械傷害、物體打擊事故后，現(xiàn)場人員應(yīng)立即向周圍人員呼救并將受傷人員脫離危險區(qū)域，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對受傷者進(jìn)行現(xiàn)場急救。第一時間報告公司安全管理部門及車間主任、公司領(lǐng)導(dǎo)，啟動應(yīng)急預(yù)案。發(fā)現(xiàn)觸電事故險情，緊急停電，要使觸電者迅速脫離電源，觸電者未脫離電源前，救護(hù)人員不準(zhǔn)直接用手觸及傷員，救護(hù)人員在搶救過程中應(yīng)注意保持自身與周圍帶電部分必要的安全距離。第一時間報告公司安全管理部門及車間主任、公司領(lǐng)導(dǎo)，啟動應(yīng)急預(yù)案。初期火災(zāi)使用滅火器、消防沙滅火。發(fā)生火勢較大的火災(zāi)，立即撤離現(xiàn)場，第一時間報告公司安全管理部門及車間主任、公司領(lǐng)導(dǎo)，啟動應(yīng)急預(yù)案。

危險源排查注重以下方面進(jìn)行，索具使用是否合理或超過吊繩額定負(fù)荷使用、吊物下是否有人、吊索具是否打結(jié)使用、地溝設(shè)備防護(hù)罩是否齊全、清理設(shè)備警示牌是否齊全、控制室操作人員是否確定設(shè)備無人作業(yè)時開動設(shè)備、進(jìn)入受限空間是否履行審批手續(xù)等。對于危險源排查必須建立清單，以點(diǎn)檢形式每班次進(jìn)行，作者企業(yè)采取手機(jī)小程序方式錄入每班進(jìn)行排查。

4.設(shè)備管理深化改進(jìn)

設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)是生產(chǎn)經(jīng)營活動正常運(yùn)行的重要保障，尤其涉及產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)設(shè)備，所以砂再生線設(shè)備必須保證生產(chǎn)效率及生產(chǎn)性能。對于人員操作、設(shè)備點(diǎn)檢維護(hù)、設(shè)備維修檢修、設(shè)備二級維護(hù)保養(yǎng)及備品備件選擇等環(huán)節(jié)，必須落實(shí)嚴(yán)格的規(guī)章制度。結(jié)合本企業(yè)設(shè)備管理情況，歷年備件更換數(shù)量及周期，設(shè)備故障分析總結(jié)等對設(shè)備管理應(yīng)用進(jìn)行描述。

設(shè)備操作必須遵守以下流程，砂處理區(qū)工作前空載手動啟動各電氣元件，看設(shè)備是否運(yùn)行正常。然后把控制按鈕打到手動狀態(tài)—打開除塵器—>打開冷卻塔—>打開水泵;停止順序：水泵—>冷卻塔—>除塵器。中間間隔15-20秒。操作人員容易將操作順序弄錯，必須形成標(biāo)識化作業(yè)。

皮帶部操作順序，向原有砂庫加砂，啟動皮帶即可。向新增砂庫加砂，啟動皮帶、打開卸料器。先開皮帶機(jī)，再開提升機(jī);關(guān)時，先關(guān)提升機(jī)，再關(guān)皮帶機(jī)。

離心部操作順序，離心機(jī)—30S—>永磁分離滾筒—5S—>氣動閥。停止的順序是氣動閥—5S—>永磁分離滾筒—30S—>離心機(jī)。

砂溫調(diào)節(jié)部操作順序，開冷卻塔—>水泵—>氣動閘板。停止的順序是氣動閘板—>水泵—>冷卻塔。中間要間隔15-20秒。

上述操作有以下注意事項(xiàng)，設(shè)備啟動前要確保周圍沒有人，定期檢查皮帶是否跑偏，檢查各電機(jī)的運(yùn)行狀況。振動破碎機(jī)如運(yùn)行須日清理。設(shè)備在運(yùn)行過程中不允許輕易按下急停，如發(fā)現(xiàn)急停開關(guān)被按下也不允許輕易把其復(fù)位，找出原因，才可以重新啟動。提升機(jī)停止時，關(guān)掉皮帶機(jī)?，F(xiàn)場設(shè)備灰大時，可適當(dāng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)，打10分鐘反吹，再關(guān)閉反吹，打開風(fēng)機(jī)。

氣力輸送區(qū)域工作前，檢查所有開關(guān)是否打在‘關(guān)’狀態(tài)，如不是使其復(fù)位。檢查所有‘?dāng)嗦菲鳌欠瘛仙稀?，如不是把其合上。打開電源鑰匙開關(guān)，然后打到手動狀態(tài)，檢查儲氣罐上的氣壓是否達(dá)到0.5MP，如果沒有達(dá)到，不能送砂，達(dá)到了才可以送砂，然后檢查電磁閥上的氣壓是不是正常。然后啟動手動操作流程，將氣送打到手動狀態(tài)—>先打開錐形閥延時5秒后—>打開蝶閥當(dāng)發(fā)送罐的砂子達(dá)到上料位時—>先關(guān)蝶閥延時5秒后—>關(guān)錐形閥，然后將進(jìn)氣/排氣打到進(jìn)氣，延時3秒—>打開主進(jìn)氣，再延時3秒打開—>增壓器;當(dāng)發(fā)送罐砂子達(dá)到下料位時，—>先關(guān)主進(jìn)氣，延時5秒后—>關(guān)增壓器，再延時3秒后將進(jìn)氣/排氣—>打到排氣，依次循環(huán)。

上述操作有以下注意事項(xiàng)，設(shè)備在運(yùn)行過程中不允許輕易按下急停，如發(fā)現(xiàn)急停開關(guān)被按下也不允許輕易把其復(fù)位，找出原因，才可以重新啟動。當(dāng)目標(biāo)砂斗到達(dá)砂上料位或按下自動停止按鈕，本罐砂送完，系統(tǒng)將自動停止，同時自動運(yùn)行指示燈處于5秒閃爍狀態(tài)。

為使讀者更深入了解設(shè)備故障預(yù)防管理，作者將本企業(yè)砂再生線設(shè)備2010年到2013年4年間設(shè)備停機(jī)故障情況進(jìn)行匯總分析。此時間段設(shè)備正處于使用中期，共發(fā)生停機(jī)故障149次，停機(jī)時長為14395分。其中設(shè)計不善1次，制造質(zhì)量2次，檢修質(zhì)量2次，潤滑不好7次，腐蝕磨損124次，操作失誤1次，其它12次。

砂再生線停機(jī)故障最多就是腐蝕磨損，主要發(fā)生在軸承、膠墊、篩網(wǎng)、冒頭閥體、砂管等五方面。減少腐蝕磨損故障導(dǎo)致設(shè)備停臺，最有效的措施二級保養(yǎng)制度列計劃執(zhí)行，內(nèi)容主要包含磁選滾筒、再生機(jī)軸承、砂溫調(diào)節(jié)器、 減速機(jī)、振動給料機(jī)、破碎機(jī)、破碎筐、橡膠彈簧、皮帶輸送機(jī)、永磁 分離機(jī)的地腳螺絲、注油及磨損情況，每年二級保養(yǎng)最少進(jìn)行2次。作者企業(yè)從2011年啟動到2012年全面推行，2013年以后故障停機(jī)由前期年平均4500分下降至不足1000分鐘。

其他故障為潤滑、檢修及檢查等問題，此類問題通過執(zhí)行嚴(yán)格點(diǎn)檢制度可降低防范以目視、耳聽為手段，重點(diǎn)破碎單元及再生單元。為了保證點(diǎn)檢制度的有效性，對發(fā)現(xiàn)的問題建立快速反饋及整改機(jī)制，點(diǎn)檢表必須讓操作人員和維修人員共同完成。

5.結(jié)束語

“致廣大而盡精微”，隨著鑄造行業(yè)回歸本質(zhì)、提高創(chuàng)造利潤能力、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略推進(jìn)，不論是現(xiàn)場管理還是體系運(yùn)行都需落細(xì)落實(shí)、知行合一。只有對現(xiàn)場問題進(jìn)行深入的探究和改革，采取更為科學(xué)、有效的管理方法，才能在日益激烈的市場中勝出。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李葆文.設(shè)備管理新思維新模式[M].第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.9

[2] 郭勇，張?？?鑄造舊砂再生情況簡介[J].大型鑄鍛件，2008（6）

作者簡介：李海峰（1983—），男，內(nèi)蒙古興和縣，工程師，工學(xué)學(xué)士，主要從事安全管理、設(shè)備管理及設(shè)備技術(shù)改造工作。