年產(chǎn)10000t消失模鑄造生產(chǎn)線

　　謝一華 李 偉 謝 田

　　江陰華澳機電設(shè)計研究所有限公司 江陰華天科技開發(fā)有限公司

　　安徽合力股份有限公司消失模小線生產(chǎn)線是由機械工業(yè)第四設(shè)計院總體設(shè)計，江陰華天科技開發(fā)有限公司承擔(dān)黑區(qū)砂處理工部成套設(shè)備及造型電控系統(tǒng)的設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試交鑰匙工程。該項目于2012年初開始實施，2012年10月進(jìn)行試生產(chǎn)，從2013年元月起實行三班制連續(xù)生產(chǎn)，基本達(dá)到了設(shè)計要求。

　　1. 工藝要求及工作條件

　　1.1 工藝要求

　　1)生產(chǎn)鑄件材質(zhì)：HT200、HT250、QT400-18、QT450-10、QT500-7

　　2)造型用砂：硅砂 目數(shù)：30-40目

　　3)白膜材質(zhì)：鑄件本體，共聚物或EPS

　　澆注系統(tǒng)：EPS

　　4)鑄件壁厚：≥4mm

　　5)鑄件尺寸精度：不低于CT8級

　　6)澆注重量：max500kg

　　7)澆注溫度：1350～1480℃

　　1.2 主要技術(shù)參數(shù)

　　1)生產(chǎn)拍節(jié)：20箱/h

　　2)砂箱內(nèi)腔凈尺寸：Φ850×1000mm

　　3)抽真空方式：底抽

　　4)砂處理量：25t/h

　　1.2 環(huán)境條件

　　1)三相五線制交流電：380V±10%，50Hz

　　2)環(huán)境溫度：-5～42℃

　　3)相對濕度：61%～81%

　　4)壓縮空氣：0.50Mpa～0.65Mpa

　　5)工業(yè)用水：市政自來水，供水水壓0.2Mpa以上

　　6)工業(yè)制度：兩班工作制，全年工作日為251天。

　　2. 生產(chǎn)線的布置及特點

　　本生產(chǎn)線是一種閉式流水線，剛性連接，強制拍節(jié)，平行工作，如圖1所示。這種布置的優(yōu)點是布置緊湊，流水線占地面積小，生產(chǎn)效率高，減少操作人員，減輕勞動強度等。

　　造型生產(chǎn)線：兩條平行的砂箱輸送軌道、在軌道的兩端設(shè)有轉(zhuǎn)運車和液壓推箱系統(tǒng)，組成了砂箱循環(huán)的工作模式。

　　造型工位分：加底砂、震實、放白膜、加砂震實、鋪蓋膜、加蓋砂、放澆口杯等程序。造好的鑄型通過液壓推進(jìn)機步移式的移動至澆注段，接上真空管道進(jìn)行澆注，澆注后的鑄型通過轉(zhuǎn)運車進(jìn)入保溫冷卻段，然后由翻箱機將鑄型翻箱倒入落砂格子板上，鑄件取出，舊砂經(jīng)砂處理后回用。

　　造型工部的三維震實臺和雨淋加砂開關(guān)均采購美國GK公司產(chǎn)品。

　　3. 生產(chǎn)節(jié)拍計算

　　年生產(chǎn)鋼領(lǐng)為10000t合格鑄件，全年工作日為251天，每班8小時生產(chǎn)鑄件10000t /251d=39.84t/d。按鑄件合格率95%，鐵水收得率85%計算，則每天消化鐵水40t/ 95% /85%=49.5t，每小時消耗鐵水49.5/ 8=6.2t。

　　本線砂箱內(nèi)尺寸Φ850×1000mm，鑄件最大重量500kg，以平均每箱300kg計算，每小時進(jìn)行造型、澆注、出件6200kg/300=20.6箱，取20箱。

　　每小時的用砂量：0.8×0.852m3/箱×2t/m3×20箱/h=23.12t/h，按25t/h設(shè)計(每箱砂子重量1.16t)

　　4. 砂處理工部

　　砂處理工部如圖2所示

　　砂處理工部的工藝流程：

　　1) 冷卻后的鑄型經(jīng)翻箱機將鑄件及型砂一起倒入格子板上，舊砂落入砂斗中;

　　2) 舊砂經(jīng)振動篩分機過篩后去除舊砂中的雜物;

　　3) 板鏈斗式提升機后的舊砂經(jīng)三通氣動閥分流：1路舊砂落入1#過渡斗，進(jìn)入1#立式流化床進(jìn)行一級冷卻。另一路舊砂經(jīng)1#螺旋輸送機落入2#過渡斗進(jìn)入2#立式流化床，進(jìn)行一級冷卻。而1#立式流化床冷卻后的舊砂又經(jīng)三通氣動閥分流;1路舊砂經(jīng)2#板鏈斗式提升機落入2#立式流化床，進(jìn)行二級冷卻，經(jīng)3#帶式斗式提升機入儲砂斗。另1路落入2#螺旋輸送機進(jìn)入3#帶式斗式提升機入儲砂斗，這種流程形式可根據(jù)季節(jié)和落砂溫度來選擇采用1級或兩級冷卻方式，總之，冷卻后的舊砂溫度應(yīng)控制在50℃以下。

　　4) 儲砂斗的舊砂采用密相氣力輸送裝置送至2個造型砂斗中。

　　5. 砂處理主要設(shè)備介紹

　　5.1 振動篩分機

       該機的主要作用是對落砂后的高溫舊砂進(jìn)行初步冷卻，并通過篩網(wǎng)將大塊的舊砂中燒結(jié)的涂料碎片、鐵屑等雜物分離出來。同時還可以設(shè)計兩層篩網(wǎng)，即粗篩網(wǎng)和細(xì)篩網(wǎng)，分兩個口排除。篩網(wǎng)的目數(shù)可根據(jù)消失模工藝需求更換。粗篩網(wǎng)過篩大的塊狀雜物，細(xì)篩網(wǎng)可過篩灰粉和燒灼后破碎不可用的微細(xì)砂。該篩具有體積小，重量輕，安裝高度低的特點。江陰華天科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的振動篩分機產(chǎn)品系列為10～100t/h，可滿足不同規(guī)格的消失模生產(chǎn)線的需求。

　　該振動篩分機的主要技術(shù)參數(shù)：

　　1) 規(guī)格：B=800,l=6200mm

　　2) 生產(chǎn)能力：25t/h

　　3) 振幅：2～3mm

　　4) 頻率：1500次/min

　　5) 振動電機功率：4×2=8kw

　　5.2 立式流化床

　　該機是一種新型水冷卻式流化床冷卻設(shè)備，具有獨特的結(jié)構(gòu)特點。它是由風(fēng)箱、進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)閥、流化板、熱交換水冷裝置、進(jìn)出料口、除塵器、羅茨風(fēng)機及水冷卻循環(huán)系統(tǒng)等組成。底部是風(fēng)箱，進(jìn)風(fēng)量可調(diào)，風(fēng)箱上為抽屜式的流化板分別由孔板及篩網(wǎng)組成。流化床體分隔為左右兩部分。當(dāng)熱砂從左床體上的進(jìn)料口進(jìn)入后，砂向下流動與多束水管充分地?zé)峤粨Q后，經(jīng)床體底部的通道反向，砂由下向上流動又與多束水管進(jìn)行第2次熱交換至床體上部出料口排出。

        江陰華天科技開發(fā)有限公司經(jīng)過反復(fù)試驗，不斷地改進(jìn)和提高已生產(chǎn)數(shù)臺，在國內(nèi)消失模生產(chǎn)線上使用，已獲得實用專利(專利號2012.20287177.0)，它具有熱交換充分、冷卻效果好、占地面積小、設(shè)備運行可靠等優(yōu)點。

　　該立式流化床的主要技術(shù)參數(shù)：

　　1)生產(chǎn)能力：25t/h

　　2)進(jìn)口砂溫：110～150℃

　　3)出口砂溫：≤50℃

　　4)風(fēng)機風(fēng)量：5000m3/h

　　5)風(fēng)機功率：45kw

　　6)冷卻水量：40m3/h

　　7)進(jìn)水溫度：≤25℃

　　8)進(jìn)水壓力：0.15Mpa

　　5.3 密相氣力輸送裝置

　　氣力輸送是在管道內(nèi)利用氣體作為承載介質(zhì)，將物料從一處輸送至另一處的運輸設(shè)備。所謂密相氣力輸送是指固氣質(zhì)量流量比m≥25以上時為密相氣力輸送，它具有很多優(yōu)點：如物料在管道內(nèi)輸送速度較低，物料不易破碎、管道磨損小、布置靈活、占空間面積小，由于密封輸送，粉塵飛揚逸出少，環(huán)境衛(wèi)生較好，易實現(xiàn)自動控制等。所以在消失模生產(chǎn)線上得到應(yīng)用，但可能由于氣力輸送系統(tǒng)的參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理也可能出現(xiàn)管道磨損嚴(yán)重、管道堵塞和輸送能力低，滿足不了生產(chǎn)需求，達(dá)不到原設(shè)計的輸送能力。

　　該氣力輸送主要采用德國FAT公司的技術(shù)而設(shè)計的。要求輸送能力大于25t/h，因此要實現(xiàn)高生產(chǎn)能力的氣力輸送必須在結(jié)構(gòu)上和管道的布置上采用特殊的結(jié)構(gòu)和有效的措施，保證氣力輸送正常運行。

　　該氣力輸送裝置的主要技術(shù)參數(shù)：

　　1) 輸送能力：>25t/h

　　2) 發(fā)送罐型號、容積：Y93C-20，V=20m3

　　3) 輸送距離：水平～30m，提升～12m，球形三通彎頭1只，球形二通彎頭1只

　　4) 耗氣量：～25Nm3/t料

　　6. 生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題及改進(jìn)意見

　　該生產(chǎn)線在四院、合力叉車的領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)人員通力合作、積極配合下，順利地完成安裝調(diào)試并投入試生產(chǎn)。從2013年元旦起，由于產(chǎn)量提高，由原兩班工作制改為三班連續(xù)生產(chǎn)，對整個生產(chǎn)線提出了更高的要求。為了保證正常生產(chǎn)，搞好售后服務(wù)，江陰華天科技開發(fā)有限公司本著對用戶負(fù)責(zé)的精神不斷完善改進(jìn)和提高，保證了生產(chǎn)線的正常運轉(zhuǎn)。該線自投產(chǎn)以來存在的問題：1.大量的鐵屑和粉灰進(jìn)入立式流化床內(nèi)，將流化板上的帆布堵死，造成流化床風(fēng)機額定電流過載，生產(chǎn)能力降低。如果在砂處理系統(tǒng)中，采用了二級過篩或選用風(fēng)選磁選機可能就不會出現(xiàn)上述問題。

　　2.氣力輸送裝置出現(xiàn)了管道磨損的問題,從試生產(chǎn)到現(xiàn)在的三班連續(xù)生產(chǎn)不到半年時間,卸料點處的輸送管道與球形三通連接處開始磨破,并越來越嚴(yán)重，經(jīng)檢分析可能是在安裝時，輸料管與球形二通及球形三通不同心，有一定偏角砂子將球形彎頭進(jìn)口處磨破。另外發(fā)送罐的輸送壓力為0.4Mpa,輸送壓力偏高,應(yīng)在保證正常輸送的情況下,盡可能降低輸送壓力,現(xiàn)將輸送壓力由0.4Mpa改為0.28Mpa,管道的磨損將會有所好轉(zhuǎn)。