淺析某精密鑄造車間現(xiàn)狀及改造措施

晁秋娟

（中國汽車工業(yè)工程有限公司，天津 300113）

淺析某精密鑄造車間現(xiàn)狀及改造措施

晁秋娟

（中國汽車工業(yè)工程有限公司，天津 300113）

介紹了某精密鑄造車間的現(xiàn)狀和存在的問題，并從車間設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)和安全等角度提出了一些具體措施，力求建設(shè)功能齊全、物流合理、環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)合理的精密鑄造車間，為以后精密鑄造車間的設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。

精密鑄造；車間設(shè)計(jì)；改造措施

0　前言

精密鑄造在廣義上包括熔模鑄造、陶瓷型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、消失模鑄造等。但精密鑄造通常所指的是較為常用的熔模鑄造（失蠟鑄造），即選用適宜的熔模材料（石蠟）制造熔模，在熔模上重復(fù)沾耐火涂料與撒耐火砂工序，硬化型殼及干燥，再將內(nèi)部的熔模熔化掉，獲得型腔，接著焙燒型殼以獲得足夠的強(qiáng)度，并且燒掉殘余的熔模材料，最后澆注所需要的金屬材料，凝固冷卻、脫殼后清砂，從而獲得高精度的成品［1］。

國內(nèi)已有眾多的鑄造企業(yè)采取精密鑄造來生產(chǎn)高品質(zhì)鑄件。本文就國內(nèi)某企業(yè)的精密鑄造車間改造項(xiàng)目為例，論述在精密鑄造車間改造過程中存在的問題和改造需要采取的措施。

1　淺析精密鑄造車間現(xiàn)狀

目前，精密鑄造車間與有色車間布置在同一個(gè)廠房內(nèi)，該車間由制模工部、制殼工部、熔煉工部、清理工部組成，其中熔煉工部和模殼焙燒采用三班工作制，其它各工部采用兩班平行工作制，承擔(dān)裝載機(jī)、挖掘機(jī)的斗齒類和法蘭鑄鋼件每年3 500 t的生產(chǎn)任務(wù)。采用石蠟硬脂酸低溫模料、水玻璃粘結(jié)劑型殼工藝，生產(chǎn)全部采用手工方式。主要設(shè)備有中頻感應(yīng)電爐3套、型殼焙燒爐4臺(tái)、蠟?zāi)Ｖ谱髟O(shè)備1套。

根據(jù)現(xiàn)場評(píng)估，發(fā)現(xiàn)制模、制殼、熔煉、清理等功能分區(qū)不明確。制模工部離蠟?zāi)＝M裝區(qū)和蠟處理區(qū)較遠(yuǎn)，增加了運(yùn)輸成本；殼模硬化和風(fēng)干區(qū)布置凌亂，部分硬化池布置在主建筑物外部，造成撒砂、硬化和風(fēng)干區(qū)距離過遠(yuǎn)，特別是在多次撒砂、硬化情況下，工人勞動(dòng)強(qiáng)度很大，且物流相互交叉，不便于管理；熔煉工部采用中頻感應(yīng)電爐，并設(shè)置了爐前化驗(yàn)室，加強(qiáng)了爐前質(zhì)量檢測和控制，能滿足熔煉質(zhì)量要求，但存在熔煉工部面積緊張、中頻電爐沒有通風(fēng)除塵、爐后配料沒有精確稱量的不足；撒砂、硬化、焙燒、澆注、清理等產(chǎn)生的廢氣、煙氣、粉塵或噪聲沒有得到有效治理，致使車間工作環(huán)境差，有損工人身心健康。

2　改造措施

通過對精密鑄造車間現(xiàn)狀存在的問題分析，并結(jié)合車間使用方對改造后新的需求，提出如下改造措施。

2.1制模工部

現(xiàn)有的壓蠟機(jī)已殘舊，不能滿足要求，需要更新；多工位射蠟機(jī)不適合車間目前采用的低溫蠟工藝，因此建議制蠟工藝不變，更新設(shè)備；壓蠟和組裝場地需安裝空調(diào)，室溫控制在20～25 ℃；壓蠟機(jī)、攪蠟機(jī)等發(fā)熱源要與壓蠟場地隔開，管道穿墻進(jìn)入制模場地；人工制模后，制好的蠟?zāi)＜皶r(shí)放入冷水中進(jìn)行冷卻，然后人工檢查和修整，組裝成模組，上架存放以備用；現(xiàn)有的蠟?zāi)Ｐ蘩砼_(tái)及模組焊裝臺(tái)太小，工作面積不夠，應(yīng)考慮增加制模區(qū)的面積。

2.2制殼工部

現(xiàn)工藝為手工制殼，物流交叉混亂，且工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，建議設(shè)計(jì)成流水線形式（半機(jī)械化），模殼懸掛架可移動(dòng)，人工裝架，小車搬運(yùn)，從第4層掛砂開始，模殼已經(jīng)變重，采用手拉葫蘆（電動(dòng)升降）來搬運(yùn)工件裝架，以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度；可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成多工位，每個(gè)工位都能單獨(dú)完成整個(gè)制殼過程，這樣不僅有利于管理和考核，而且可以保證在設(shè)備有故障時(shí)生產(chǎn)也能繼續(xù)；采用專用的浸漿桶，可連續(xù)攪拌且不影響浸漿操作，以防涂料下沉，保證涂料的均勻性；采用浮砂機(jī)掛砂代替手工掛砂，既能使掛砂更均勻，又能降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度；采用氣力輸送方式送砂代替人工送砂，目前有三種砂子故需要三套氣力輸送裝置；考慮滴下的涂料和氨水的回收問題，以免涂料和氨水到處流淌，既浪費(fèi)又不環(huán)保；可考慮在模殼滴干時(shí)把模殼懸掛在涂料桶和硬化池上。

設(shè)干燥室以保證烘干恒溫；就近設(shè)置回收蠟槽，采用酸處理法回收舊蠟，處理好的蠟就地澆注成蠟錠或制作澆棒。

焙燒爐要與中頻爐配套使用，經(jīng)工序能力分析，需要6臺(tái)才能滿足需求，目前有5臺(tái)焙燒爐，還需增加1臺(tái)。需設(shè)計(jì)和制作相應(yīng)的工裝來保證模殼裝在模殼籃和模殼籃放在臺(tái)車上時(shí)能擺放整齊，以方便澆注時(shí)對準(zhǔn)澆口。模殼裝好后放在臺(tái)車上開進(jìn)焙燒爐焙燒，澆注時(shí)用臺(tái)車運(yùn)送到澆注區(qū)，也可考慮用行車吊運(yùn)。此外，模殼籃在焙燒時(shí)由于受高溫和氨氣腐蝕，很容易損壞，模殼籃吊運(yùn)時(shí)也容易變形，模殼籃的成本及維修費(fèi)用很高，因此可考慮不用模殼籃，模殼直接放在臺(tái)車上焙燒和澆注，車上鋪一層砂。

目前殼模焙燒爐是由金屬電阻絲加熱的，由于殼模含氨水，焙燒時(shí)產(chǎn)生的氣體有很強(qiáng)的腐蝕性，而金屬電阻絲卻不耐腐蝕，容易燒斷，所以焙燒爐的故障率高，且金屬電阻絲的成本很高，建議把金屬電阻絲更換為耐腐蝕的硅碳棒。

2.3熔煉工部

現(xiàn)有3套0.5 t中頻熔化爐，已不能滿足年產(chǎn)3 500 t的大綱要求，建議保留2套0.5 t中頻爐，淘汰1套老化且故障率高的中頻爐，新增1套1 t中頻熔化爐，并增加通風(fēng)除塵裝置；金屬爐料利用橋式起重機(jī)和電磁吸盤配置，放入加料桶中，送到電爐上加料。爐前設(shè)立快速分析室，以調(diào)整和控制鋼液成分和溫度。

圖1　精密鑄造車間改造后的工藝布置圖

目前車間采用的工藝為人工抬包澆注，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，建議采用機(jī)械澆注取代人工抬包澆注。可以采用環(huán)軌機(jī)械澆注，澆包懸掛，容量200～250 kg，可沿著環(huán)軌循環(huán)移動(dòng)，人工推至澆注區(qū)傾包澆注，可多個(gè)澆包同時(shí)工作。由于模殼的澆口較小，且在模殼籃中的擺放方式一般為三排四列，所以需要考慮澆包移動(dòng)的靈活性，要求前后左右都應(yīng)能移動(dòng)，以方便對準(zhǔn)澆口和澆注多排型殼。另外，也可采用行車澆注，澆注后的型殼用行車裝斗經(jīng)軌道運(yùn)送到清理區(qū)。

2.4清理工部

精鑄件目前的清理方式為手工風(fēng)鎬脫殼、手工打磨，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，且粉塵多、噪音大，工作環(huán)境非常惡劣，達(dá)不到環(huán)保要求，建議采用震動(dòng)脫殼機(jī)脫殼。脫殼后鑄件采用切割機(jī)去除澆冒口，然后采用砂輪機(jī)人工打磨。震動(dòng)脫殼機(jī)和砂輪機(jī)處均設(shè)抽風(fēng)除塵裝置。打磨后的鑄件進(jìn)行拋丸噴砂清理，然后進(jìn)行鑄件外觀、尺寸檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后的鑄件方可入庫。

2.5改造后的精密鑄造車間工藝布置

改造后的精密鑄造車間工藝布置圖見圖1。

3　結(jié)語

在采取了以上所述的改造措施后，精密鑄造車間有效地解決了原有的問題，并在很大程度上提高了車間的技術(shù)裝備水平，營造出了一個(gè)良好的工作環(huán)境，以更好的效率生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)的精密鑄件。

［1］ 騰訥.鑄造車間和工廠設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.6：477-478.

［2］ 盂凡佐.小型熔模精密鑄造工廠的設(shè)計(jì)［J］.中國鑄造裝備與技術(shù)，1989（1）.

The Analysis and Improvement on a Precision Casting Workshop

CHAO QiuJuan
（China Automobile Industry Engineering Corporation， Tianjin 300113， China）

The present situation and problems of precision casting workshop have been introduced with some improvement measures in regard to workshop design， environment protection and safety， for purpose of striving to build a full-functional， logistics and economic rational， safe and environment protective precision casting workshop hence a reference to the design of similar projects in the future.

Precision casting； Workshop design； Improvement measures

TG28;

A；

1006－9658（2015）01－0060-03

10.3969/j.issn.1006—9658.2015.01.018

2014-08-06

稿件編號(hào)：1408-630

晁秋娟（1981—），女，工學(xué)學(xué)士，主要從事鑄造設(shè)備研究及各類鑄造車間設(shè)計(jì).