煙臺勝地鑄造二期工廠設計工藝方案分析與感受

煙臺勝地汽車零部件制造有限公司□白鳳文

1 對建設現代化鑄造廠意義的幾點認識

1）必須擺脫鑄造就應該是臟亂差的傳統觀念。鑄造的臟亂差不完全是因為設備的落后。更加重要的是人的觀念，意識的落后。

2）隨著社會的發展，鑄造臟亂差的現況不改變將不會有人再從事鑄造行業，也是關系到我們鑄造行業興衰的大問題。

3）關愛生命、關愛環境也是我們鑄造工作者的社會責任。

4）鑄造工作者應有使命感，不要認命，不要逃避現實，我們這一代鑄造工作者要挑起改造鑄造落后面貌的重擔，特別是干這一行的老板、第一把手要有足夠的重視。

5）擁有好的設備及工藝才能生產出好的產品，在資金允許的情況下選擇設備的起點要高一點，也是與國際接軌把鑄造事業做大做強的需要。

6）管理是現代化鑄造廠的關鍵。產品質量、效率、精益生產、環境都是與現代化管理分不開的。

2 煙臺勝地二期工廠建造工藝方案的確定與實施

1）適當提高鑄造車間廠房高度有利于粉塵及廢氣的上升。目前不少新廠房設計時為了節省開支廠房低矮、通風采光不足，甚至沒有天窗，這是不符合以人為本、科學發展觀的要求的。煙臺勝地汽車零部件制造有限公司 （以下簡稱 “煙臺勝地”）新廠房設計沿高15米，采光面積約8%，采用氣樓達到通風采光防雨的效果。

2）整個車間分熔化、造型、制芯、砂處理、清理五大工部。按圖1以Ⅲ字型布置。工藝流程見圖2。

圖1

3）熔化工部

①采用進口電爐。一拖二，即每個爐子一套電源兩個爐體，一個熔化一個在保溫，熔化過程所用功率自動化調整，可實現熔化過程自動化控制。

②為減少占地面積，煙臺勝地采用小爐體大功率的辦法使容量為四噸的電爐小時熔化能力可達到5.7噸。

圖2 工藝流程圖

③爐蓋有吸煙罩。煙氣、粉塵由專用除塵器集中收集、排放。風量大小隨爐蓋開啟程度由專用除塵器智能控制，達到節能環保的目的。

④爐后天車用電子秤自動配料，并能在電爐平臺上顯示，可做到上下互動，同時還可通過電腦存儲數據。電磁振動給料車自動加料。

⑤爐前采用國外進口光譜儀快速分析，快速檢測鐵水主要化學成分與微量元素含量，并在熔化工部用大屏幕顯示出來。

⑥電爐、配料、加料由控制室集中控制，控制室內均設有空調，工作環境得到很大改觀。

⑦所有變壓器、高低壓電控柜、液壓及水冷系統均設在平臺下，用通風機將室外干凈空氣鼓入地下室，不僅降低室內溫度而且使室內產生正壓力，減少粉塵的進入。

4）造型工部

選用濕型脫箱全自動造型機以及全自動澆注機，節省人力、節省鐵水。全自動造型機每21秒完成一對砂型，鑄件在輔機上冷卻一小時。

造型機砂斗設有料位控制器，通過料位控制器將造型機與砂處理供砂系統有機地聯系起來。當砂斗滿料時，砂處理供砂系統停止給料；當砂斗空料時，砂處理供砂系統給料。

示教式自動澆注機可存儲近千個數據，某個型號重復上線時，只要輸入該信號自動澆注機就會重復從前的動作。輔線開機響音樂鈴聲，澆鑄機移動響布谷鳥叫聲，大有身臨大自然的感覺。

造型機下設有回砂皮帶、斗式提升機，將散落砂回收到冷卻皮帶上。

冷卻后的砂和鑄件通過振動輸送槽進入落砂冷卻滾筒，落砂冷卻滾筒可將鑄件和砂分離并冷卻。與落砂機相比可大幅度降低噪音。

5）砂處理工部

①砂處理工部混砂能力為160噸/小時，主體設備采用一字型布置。整個砂處理系統與造型工部成圖三口字型布置，整個砂處理工部全部實現自動化集中控制。工藝流程合理，布置緊湊，占地面積小。造型線尾部落砂后，通過砂處理系統又將混制好的型砂送到造型線主機。見圖3。

圖3

②砂處理系統包括舊砂回收系統 （含舊砂回收皮帶、磁選機、滾筒篩、雙向皮帶給料機、沸騰冷卻床、斗式提升機、舊砂庫、圓盤給料機）、舊砂加水降溫增濕系統、新砂及粉料供給系統（粉料供給系統采用氣力輸送）、混砂機、型砂自動檢測系統、型砂輸送系統、散落砂回收系統、除塵系統。

③型砂部分自動檢測系統可自動檢測型砂緊實率及強度。它的采用完全改變了傳統的人為判斷質量的做法，不僅改善環境、更重要的是穩定型砂質量。

④舊砂加水降溫增濕系統的采用是在舊砂溫度較高時可根據砂溫及砂層厚度自動加水，達到舊砂降溫增溫的目的。

⑤為了防止冬天結露粉塵粘布袋，影響除塵效果，除塵系統還增加了天然氣自動燃燒加熱系統。

6）制芯工部

①工藝流程如圖4所示，設備布局呈一字型與砂處理工部、造型工部平行設置。盡可能留出較大的場地，以方便芯子的轉運與儲存。

圖4

②整個過程全部實現自動化控制。新砂采用氣力輸送，用德國全自動混砂機混砂、全自動冷芯盒制芯機制芯，制芯機上方的小砂庫設有料位控制器，當需要芯砂時混砂機自動混砂，再由全自動送砂小車將混制好的芯砂送到每個制芯機。

③三乙胺尾氣中和處理。三乙胺尾氣中和處理設備包含尾氣收集、氣砂分離器、中和處理塔、煙囪、電氣自動控制系統等部分組成。通過自動控制調整酸堿度，達到中和排放的效果。三乙胺尾氣對人體有害，三乙胺尾氣中和處理設備的采用，解決了三乙胺尾氣對環境的污染，保護了工人的身體健康。

7）清理工部

①在高效生產的條件下，改善環境、降低勞動強度、理順物流、減少重復勞動是要考慮的主要問題。

②采用全自動懸鏈清理機，實現鑄件進、出、清理自動化。

③用洗澆冒口專機切削澆冒口，取消用砂輪機打磨澆冒口工藝，減少了粉塵源。同時，又降低了工人的勞動強度。

④除塵系統采用高效除塵器，粉塵排放濃度可控制在20毫克/立方米以內、遠遠低于國家標準。

8）工藝路線要短是工藝路線設計方面重點考慮的問題之一。

煙臺勝地以造型線為主線，將造型、落砂、清理、去除澆冒口、裝筐工序按一條直線方式串聯成如圖5所示工藝路線布置。它比圖6所示工藝路線布置減少了中間環節，省了三次裝筐，節省了3/4的人員和3/4的工位器具，也減少了很多占地面積。

圖5

圖6

9）柔性化生產也是煙臺勝地在工藝路線設計方面重點考慮的問題之一。煙臺勝地以造型線為主線，將造型、落砂、清理串聯成各自獨立的三條主線。它的好處：

①可根據產量多少決定開幾條線；

②某一臺設備出故障只影響一條線；

③相對地提高了關鍵設備的使用壽命；

④圖7方案與圖8方案相比做到生產柔性化。

圖7

圖8

10）新車間所用工人均為中級以上學歷，有的還是學習機電一體化的，均經過培訓、考試合格后上崗。不但能操做而且還能維修設備。

11）搞好安全、質量、設備維護、工藝、工裝、環境等方面的管理是現代化的鑄造廠不可缺少的，煙臺勝地早在項目確定、工廠建設過程中就進入了管理。

3 建設現代化鑄造廠的幾點感受

1）在資金允許的情況下要適當提高廠房高度，全面考慮廠房采光及通風。

2）盡管要盡量選用先進的自動化設備，但設備選用一定要與自家的產品相適應，不是工位越多、越復雜、越貴、越先進才越好。應做到因地制宜、投資少、質量高、速度快。

3）工藝布局要合理，盡量減少占地面積。還要留出足夠的工作空間。

4）以人為本。在選擇設備的同時要考慮改善車間的工作環境，包括噪音源及污染源的控制，都要一起考慮。

5）工藝流程要短，盡量減少中間環節，這樣可以減少人員及相關的工位器具。

6）各工部布置要合理，道路要暢通，減少不必要的運輸，以便節省時間和消耗。

7）鑄造工廠柔性化生產也應該是現代化鑄造工廠設計時重點考慮的關鍵。

8）盡量減少地下工程，盡量把所有水電暖管線布在空中，不僅節省投資更便于檢修和更換。

9）除塵設備盡量集中，便于粉塵清理及運輸。

10）盡量減少空中運輸設備，充分發揮自動造型線自身的運輸能力。造型線的上方，原則上不設天車，鐵水用叉車轉運，不但減少廠房投資而且改善空中環境。

11）要有一流的設計、一流的制造安裝、一流的管理隊伍以及培養一支訓練有素的工人隊伍。

12）要組織專家對設計方案進行評審，精雕細刻，精打細算。

13）各工部盡可能實現自動化集中控制，選用先進的檢測儀器，實現檢測自動化。

14）現代化鑄造工廠必須培養一批有素質的技術隊伍。

15）對現代化鑄造工廠的現代化管理比任何事情都重要。

16）最后一點、也是最重要的一點，那就是領導的高瞻遠矚與決心。以人為本，建造成一個效率、品質、精益、環境均為國內外一流的現代化鑄造廠是老板提出的目標，總經理掛帥，上下一致，解決困難。

現在可以說，煙臺勝地用智慧和雙手已成功建造了一個效率、品質、精益、環境均為一流的現代化的鑄造廠。

4 鑄造新工廠實拍

（1） 熔化工部

熔化工部見圖9。

圖9

圖9

（2） 造型工部

造型工部見圖10。

圖10

（3）砂處理工部

砂處理工部見圖11。

圖11

圖11

（4） 制芯工部

制芯工部見圖12。

圖12 制芯工部

（5） 清理工部

清理工部見圖13。

圖13 拋丸清理線

（6） 環保

環保設備見圖14。

圖14

（7） 環境

煙臺勝地整體環境見圖15。

圖15 廠房容貌