进行铸造厂技术改造或设计的基本步骤

进行铸造厂技术改造或设计的基本步骤

清华大学吴浚郊

当前世界上先进国家铸造技术发展的四个目标

•保护环境，减少以至消除污染

•提高铸件质量的可靠性，生产优质近终形铸件

•降低生产成本，增加经济效益

•缩短交货期

为了使我国的铸造行业在新的世纪能在国际激烈的竞争中立于不败之地，我国的铸造厂必须抓紧技术革新，提高技术水平，积极采用机械化、自动化生产，大力引入计算机等高新技术，千方百计的提高铸件质量及其附加值。

铸造行业的基本任务

•在符合环保要求的前提下，用尽可能低的成本生产出更多的近终形铸件。

造型及制芯工部的

设计

造型及制芯工艺过程是设计任何一个新铸造厂或对已有铸造厂进行技术改造的核心，其工程设计费用和设备费用通常要占总投资的50~60%，每个铸造厂都必须根据其生产纲领和生产要求来设计。

造型及制芯工部设计的基本步骤

生产工艺过程的选择取决于铸造厂所拟生产的铸件品种。应当弄清楚：浇注何种合金、铸件品种数、其尺寸和质量、预期生产的数量和吨位。

通常铸件产值的75~80%是由模板库中不到25%的模板所生产的，对于这些典型模板，要进行详细的设计计算。

虽然对于所有被预测的要求都必须考虑适宜的设备能力。此时，应对生产纲领中特殊情况进行评估，并考虑作出取消某些模板的关键性决定，这些模板不仅引起生产纲领的不平衡，而且通常也是没有效益的。

为进行造型工部的布置，对于每一典型模板，需要了解以下信息：

•铸件单重

•浇注重量

•砂箱尺寸及每箱件数

•砂型光洁程度要求，诸如手工修型，喷涂料、烘干等

•下芯及下芯撑时间

为进行造型工部的布置，对于每一典型模板，需要了解以下信息(续)：

•浇注时间

•型内最少冷却时间

•废品率

•每小时多少箱

•生产铸件的造型系统

•每小时或每班换模板数

为进行制芯工部的布置，对于每种砂芯或每个典型芯盒，需要了解以下信息：•芯盒类别（金属的、木制的、射芯用、震实用）

•砂芯单重及每盒芯数

•芯砂类别（壳芯、冷芯盒、热芯盒、CO2等）

•生产率——每小时几盒

•砂芯底板或烘芯器

为进行制芯工部的布置，对于每种砂芯或每个典型芯盒，需要了解以下信息(续)：•烘干时间及温度（若需烘干的话）

•砂芯修整生产率——每小时多少砂芯

•上涂料、二次烘干时间及温度

•废芯率

•制芯机类型、规格

•每班更换芯盒数

不仅要看到当前的需求还要预见到今后3~5年内的需求。

2.对不同的工艺过程进行比较

在确定生产纲领和工艺原则之后，下一步是要决定如何将铸件生产出来。下列问题会有助于对关键环节的工艺过程作出选择。

造型

•每种尺寸的砂箱，每小时、每天、每月砂型（包括废型）需要量

•砂箱（及底板）如何返回造型工位？

•如何向砂箱填砂？撒落砂如何排除？砂型如何由造型工位运至下芯工位？

•在何处用何种方式下芯？

•砂芯如何从存放处运来？

•如何合箱、扣紧或下压铁？

•浇注、落砂工位如何通风？砂型如何冷却？

制芯

•每吨铸件需要多少砂芯或多少吨芯砂（壳芯、冷芯盒、热芯盒各多少）？

•砂芯是否要进行预装配？还是在下芯时在型内装配？

•在烘干前、修整前、修整后砂芯存放方式

•是否有足够的存放面积？

•制芯原料在何处存放，需多少面积？

•是否考虑芯砂再生设备？

•如何考虑先进的制芯设备？

•如何处理撒落芯砂？

砂处理

•总需砂量，是否考虑了撒落砂？

•铸型的型砂重量和浇进到其中的金属的比值（即砂金比），旧砂是否需进行冷却？•如何向系统中加入新砂？铸件落砂时芯砂混入型砂系统的数量。

•是否对各种附加物提供了贮存斗？容量是否够？

•附加物如何运输到贮存斗内？

•是否已决定通风要求？集尘器放在何处？是否考虑了补充空气要求？

造型及制芯系统的选择将决定其他工部工艺过程的选择。

通常被忽视的一个关键环节是不同可能采用的造型、制芯、砂处理过程对环境的影响。不同工艺方法产生的对环境有害的废料应当予以仔细的审查和分析。

3.对不同的设备进行对比

接触尽可能多的制造厂商，做到“货比多家”。

4.建立工艺流程图

工艺流程图对铸造厂各工部之间的联系提供基本的信息，并有助于合理布置它们在空间中的相互位置。

5.铸造厂平面布置

在上述步骤的基础上，确定熔化、造型、制芯、砂处理、清理工部所需的面积和厂房高度，同时还要考虑各种辅助面积及通道。此外，还要为今后可能的扩展或生产纲领的变动留余地。

6.铸造线平面布置、制芯线、清理线平面布置

7.工艺过程描述

•将前述已做的规划、设计工作用文字形式书写出来。

熔炼工部的设计

在设计熔炼工部时应对以下各项进行研究：

•所生产的铸件类型

•炉料类型

•操作温度

•保温容量

•合金化要求

•环境要求

熔炼工部的设计决不仅仅是提出所需的熔炼生产率。要记住的是熔炼工部是整个复杂的铸造厂的一部分，它必须合理地、高效地与其他主要生产系统联系起来。总结

•铸造厂是一个动态系统，它是由熔化、造型、制芯、砂处理、清理等系统所构成。铸造厂的各个子系统之间既相互联系又相互制约。

•设计铸造厂时首先要对生产纲领进行深入仔细的分析。

•由于铸造厂的设计很复杂，而且投资又很大，因此，项目的负责人在铸造厂的整个设计过程中都要做到“心中有数”，避免盲目性。

一个有竞争力的铸造厂应该是采用可行而先进的并符合环保要求的工艺方法，以尽可能低的成本，生产出优质近终形铸件的铸造厂。

谢谢！