树酯砂和铁型覆膜砂铸造工艺.docx
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树酯砂和铁型覆膜砂铸造工艺
（二）铸造车间
◆任务和生产纲领
承担年产2万吨风电及工程机械零部件的铸件生产任务。
◆设计原则和主要工艺说明
1．产品生产性质、特点
本车间属批量生产。
最大铸件为30吨，材料为球铁。
2．主要工艺说明及设备选用原则
树脂自硬砂工艺是国际二十世纪八、九十年代以来的最新铸造先进工艺之一，采用树脂砂工艺生产的铸件，表面光洁度好（可以达到Ra12.5-25），尺寸精确（可以达到CT7-9级），生产效率可比粘土砂工艺提高一倍以上，旧砂回用率可达95%以上，改善了铸造车间的工人作业环境，特别适合单件小批量铸件的生产，该工艺技术的先进性和优越性已为广大铸造工作者所共识。
在树脂砂工艺中，尤以呋喃树脂砂工艺和碱酚醛树脂砂工艺使用最为广泛。
采用呋喃树脂砂工艺生产铸件，成本较低。
特选定树脂自硬砂工艺为主要的生产工艺。
a.熔炼设备
熔炼采用12、15t中频电炉两套（配用电源总功率10000kW。
考虑浇注大件铸件的可行性）
b.混砂造型
车间新增60t/h遥控升降式树脂砂混砂机1台，40t/h的树脂砂混砂机2台，10t/h的树脂砂混砂机1台。
c.落砂机和砂再生
采用二套20t落砂和二套20t/h砂处理设备。
落砂机的承载能力为20t，落砂机为采用振动电机进行落砂的新型落砂机。
再生系统为20-30t/h，由两套20t/h和30t/h的再生系统并联组成，主要由以下几大功能设备组成：
振动破碎再生机+二级强力再生机+风选机+砂温调节器+PLC电气控制系统。
整套砂处理系统为强力硬再生技术，旧砂再生回用率可达95%以上。
该套系统消化吸收国外先进技术后研制开发的，目前已在国内外二百余家企业使用，用户反映良好，已成为中国知名品牌。
（三）清理车间
◆任务和生产纲领
清理车间将承担铸件的清理工作。
◆设计原则和主要工艺说明
1．产品生产性质、特点
本车间属批量生产。
最大件为机床底座。
2．设备选用原则
本清理车间主要解决树脂砂车间生产的铸件清理。
新增台车式抛丸清理室（30t、50t各1台）、8-10t吊钩式抛丸清理机3台，新增1座40m3煤气发生炉。
设备清单
附件
（一）
设备名称
技术规格
计量单位
数量
单价（万元）
总价（万元）
中频感应熔炼炉
15t
套
1
450
中频感一个熔炼炉
12t
套
1
400
自动加配料系统
套
2
25
50
烘包器
套
2
12
24
喂丝球化孕育工作站
Q=20t
套
1
58
电磁双梁桥式起重机
Gn=10tA6
台
2
30
60
固定升降混砂机
Q=60t/h
台
1
120
双臂连续式混砂机
Q=10t/h
台
1
12
24
大件砂处理及再生系统
Q=20-25t/h
套
1
336
75/20t双梁桥式起重机
Gn=75/20t
台
1
117
双梁桥式起重机
Gn=32/5tA7
台
1
120
双梁桥式起重机
Gn=50/10tA7
台
1
132
双梁桥式起重机
Gn=32/5tA6
台
1
63
KPD-40-1低压电动平车
Q=40t
台
2
6
12
固定连续式混砂机
Q=40t/h
台
2
60
120
中件砂处理及再生系统
Q=15-20t/h
套
1
274
双梁桥式起重机
Gn=32/5tA7
台
2
120
240
双梁桥式起重机
Gn=20/5t
台
2
41
82
KPD-25-1低压电动平车
Q=25t
台
2
5
10
三维振实台
承载10t
台
2
12
24
雨淋加砂机
台
2
3
6
真空系统
套
1
25
标准真空砂箱
只
30
2.6
78
转运小车
台
2
4.5
9
KPD-16-1低压电动平车
Q=16t
台
3
4.5
13.5
双梁桥式起重机
Gn=16/3.2tA7
台
1
35
双梁桥式起重机
Gn=10tA6
台
2
27
54
单梁桥式起重机（地操）
Gn=10tA5
台
2
10
22
台车式抛丸清理室
30t
台
1
138
台车式抛丸清理室
50t
台
1
165
吊钩式抛丸清理机
8-10t
台
3
19
57
打磨隔间（含除尘系统）
套
1
70
热处理炉
50t
台
2
120
240
煤气发生炉
套
1
20
移动罩式漆雾净化装置
套
2
22
44
双梁桥式起重机
Gn=32/5tA6
台
1
63
双梁桥式起重机
Gn=50/10tA6
台
1
77
双梁桥式起重机
Gn=20/5tA6
台
3
30
90
单梁桥式起重机
Gn=10tA5
台
3
10
30
LDA单梁桥式起重机
Gn=5t
台
2
4.8
9.6
LX电动悬挂起重机
Gn=3t
台
6
3
18
便携式硬度测试仪
台
1
1.8
快速化学分析仪
套
1
4.8
型砂试验仪器
套
1
6.8
其它试验设备
35
小计
5工程设计方案
5.1设计原则
根据工艺技术要求及技术参数，结合产品具体工况，本技术方案遵循以下原则：
（1）根据年产3万吨风力发电设备铸件的生产能力，在现有的厂区内新建铸造厂房，使车间的生产规模和产品质量、档次达到一定的高度。
以产品分类组成车间，为公司规模生产打下牢固的基础，达到年产3万吨铸铁件的生产能力。
（2）采用目前国内外成熟、可靠、先进的呋喃树脂砂铸造生产工艺，根据各类产品制造的工艺待征，以零部件特征组成先进的生产线，达到国内同行业先进水平，做到车间内功能分区明确、物料输送顺畅，便于生产组织管理，以体现现代企业文明生产的良好风貌。
（3）理顺工艺路线，按工艺流程布置设备，以便生产管理，减少工件的往返运输，提高生产效率。
（4）依靠技术进步，在提高零件质量为主要目标的前提下，合理使用投资，新增必须的关键设备及生产线。
新增设备以高起点、先进、高效、适用为主，以增强公司在铸造市场中的快速应变能力。
（5）贯彻环境保护“三同时”、工业职业安全卫生和节能原则。
5.2车间组成
根据拟定的生产纲领，本次新建风力发电设备铸件生产线的铸造车间组成与面积组成如下：
铸造成型车间：
16128m2、清理车间：
6335m2、模型库：
6080m2、办公楼：
1380m2。
5.3工艺设计方案
5.3.1生产工艺流程
铸件生产工艺流程图如下：
旧砂
铸件
5.3.2主要工艺说明及工艺方案选择
5.3.2.1熔炼
本次工程，在熔炼上要充分考虑技术进步和不断提高的铸件质量的要求，决定铸铁的熔炼全部采用中频感应炉熔炼。
由于铸件的生产能力为20000吨/年，最大件达到20吨/单件，所以，从生产重大件和出口铸件的角度考虑，决定选用1台5t/h一拖二中频感应熔炼炉，1台15t/h一拖二中频感应熔炼炉，可直接生产球墨铸铁，炉前增配光谱分析仪，使铸铁的化学成分可以有效地进行合理控制，铁水的纯净度得到极大的提高，从而进一步保证了产品铸件的质量要求。
5.3.2.2造型、落砂及砂处理工艺
呋喃树脂自硬砂工艺是二十世纪八、九十年代以来的国际最新铸造工艺之一，采用呋喃树脂砂工艺生产的铸件，表面光洁度好（可以达到Ra12.5-25），尺寸精确（可以达到CT7-9级），生产效率可比粘土砂工艺提高一倍以上，旧砂回用率可达95%以上，改善了铸造车间的工人作业环境，特别适合单件小批量铸件的生产，该工艺技术的先进性和优越性已为广大铸造工作者所共识，因此，本项目以生产铸铁件为主，铸件的水平和档次较高，特选定适合多品种小批量生产的呋喃树脂自硬砂工艺为主要生产工艺。
5.3.3.主要设备计算及设备选型
5.3.3.1熔炼设备
1．铁水纲领
根据年生产纲领30000吨铸件来确定年金属装料量。
序号
项目
百分比（%）
年重量（t）
1
合格铸件
70
20000
2
浇冒口
25
5000
3
废品
3
600
4
其它损失
1
200
小计
金属液合计
99
5
金属烧损
1
258
合计
年金属装料量
26058
2．设备计算
根据年金属装料量26058t/年，按设备年时基数3700h/年
计算小时铁水纲领为：
26058t/年÷3700h/年=7.04t/h
3．设备选型
根据小时铁水纲领7.04t/h，确定选用选用1台5t/h一拖二中频感应熔炼炉，1台15t/h一拖二中频感应熔炼炉，选用以上设备后，设备的负荷率为：
35%
5.3.3.2落砂、旧砂处理及造型设备
1．型砂纲领
根据铸件年生产纲领2万吨，按砂铁比4:
1计，加上型砂散落损失系数1.05，得型砂纲领为：
（20000t/年×4）×1.05=84000t砂/年。
2．设备计算
根据型砂纲领84000t砂/年，按设备年时基数3700h/年
计算小时型砂纲领为：
84000t砂/年÷3700h/年=22.7t砂/h
3．设备选型
车间新增60t/h遥控升降式树脂砂混砂机1台，40t/h的树脂砂混砂机2台，10t/h的树脂砂混砂机1台。
新增台车式抛丸清理室（30t、50t各1台）、8-10t吊钩式抛丸清理机3台，新增1座40m3煤气发生炉。
5.3.3.3检测设备
新增直读式光谱分析仪1套，金相分析仪1套，型砂分析仪1套，硬度机及强度试验机等1套。
（这部分目前还不清楚现有设备状况）
5.3.4车间工艺布置
铸造、清理工艺布置见工艺布置图，图号：
2008050k-GY-01
5.3.5车间组成、人员
新建车间的组成、人员和面积见下表
序号
车间组成
厂房面积（m2）
人员
（人）
备注
1
造型熔炼车间
16128
350
2
清理车间
6335
100
3
模型库
6080
20
总计
470
达产后，车间人员470名。
其中生产工人300名，辅助工人70名。
5.3.6工艺投资估算
新增工艺投资
3738.7万元
其中：
设备原价
3430万元
运输、安装工程
308.7万元
2鉄型覆砂生产流程
铁型覆砂铸造生产线工艺流程见图1：
图1生产线工艺流程图
按照工艺流程设计的生产线平面图见附图一。
生产过程描述如下（从浇注开始）：
（1）铁型覆砂铸造生产线正常工作流程从浇注开始，在浇注前放好浇口杯；
（2）浇注完毕待浇口杯内铁水半凝固时人工铲去浇口杯；
（3）经冷却、取箱扣后，铁型通过平车转运系统进入提升机，将铁型从平车上提起进入机动辊道；
（4）开箱机开箱，将上型提起后，铸件留在下型，下型进入出铸件机；
（5）出铸件机机械手夹出铸件放入准备好的料斗内；
（6）下铁型、上铁型一起进入过渡小车，通过过渡小车将铁型转运到清理段，并完成上下铁型前后次序交换；
（7）上下铁型在翻箱机翻箱，使型腔面（后称正面）朝下，上型翻转目的是清除背面浇注
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