消失模铸造工艺流水线项目.docx

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消失模铸造工艺流水线项目

江苏永安动力机械有限公司，是生产柴油机气缸盖的专业厂家。

2009年实现销售8142万元，完成税收667.6万元；2010年实现销售9123万元，完成税收748.1万元，是建湖前三十强企业，

2010年主营业务收入9123万元，实现利润897万元，税收748万元，该公司近三年主要财务数据见下表

我国已有几千年的铸造历史，主要用于生产机械毛坯件，发展到现在，出现了许多新的方法，但目前生产上应用最普通的仍是传统的砂型铸造。

传统砂型铸造又叫翻砂，这种工艺特别复杂，工序多、劳动强度大，生产周期长、成本高，特别是因为大量用砂，灰尘大、污染严重，而且铸造精度不够理想，甚至对复杂的零件还无法实现活块整体铸造。

这就成了砂型铸造的致命弱点。

2、项目建设的必要性

（1）节约能源，实现社会的可持续发展

能源是国民经济发展的基础，也是经济社会可持续发展的重要原则因素。

世界能源危机，使我国能源的形势更加严峻，节能减排是每个单位，每个公民的责任和义务，消失模铸造改变了传统的浇注方法，是铸造上的一次革命，产品质量更好，单位能耗大幅降低，减少了工人的劳动强度，几乎实现零排放，其意义实现了“真正节能环保”。

（2）对突破瓶颈约束、促进产业结构调整和提升产业整体水平有着重要的作用。

本项目的实施大大的提高了产品的质量，提高了铸造的生产效率，便于在国内汽缸盖行业推广，促进了我国从传统铸造大国向铸造强国迈进的步伐。

（3）对企业发展的影响和意义

消失模铸造工艺对我公司可持续发展、意义深远，主要体现在：

a.节能减排；消失模铸造在相同产量的情况下（年产30万台），每年可节省电能1076多万度，条生铁600多万吨，节约用砂7000多吨，大大降低了粉尘排放，无味、真正意义上达到清洁生产。

b.提高了铸件产品的尺寸精确度，增大了我公司产品对市场占有率。

c.大大减轻了劳动强度。

原砂工艺每天生产700只缸盖，需人工80人。

采用消失模铸造每天生产缸盖1400只，仅需人工40人。

3、项目实施前的主要产品、工艺流程和主要生产装置的概况

经过几年的建设与发展，我公司已成为多缸柴油机汽缸盖专业生产厂家，共16个品种。

年产多缸机缸盖30多万台，主要有480、490、485、2110、2115等系列的柴油机汽缸盖产品。

主要产品相应的生产工艺如下：

工艺流程：

购进黄沙--制芯--整芯--涂刷--混砂--造型--组芯--合箱--铁水融炼--浇铸--清砂--抛丸--粗铣--精铣--粗磨--铰孔--钻孔--装水堵--精磨--清洗--装座圈--强铰--检验--清洗--喷防锈油--成品入库

改造前设备装置（见附图）

4、项目实施前能源消耗

2010年总能耗7385吨标准煤，其中用电2045万千瓦，电力占总综合能源的95%，其它仅占5%，用条生铁6300吨，黄砂7500吨，2010年完成多缸机缸盖21万只，完成销售9123万元。

三、项目建设方案

1、项目建设内容、建设规模及工期进度

本项目建设地点位于建湖县颜单镇沈杨村七组。

项目总投资2100万元，其中用于购置设备款1800万元，主要建设内容有：

自制振实台、粘接机、砂箱、沙库、除尘装置、钢结构。

购置：

白区生产线、里区生产线、除去装置、模具、加工中心等国产设备140余套，形成年产多缸机缸盖30多万只的生产能力。

本项目实施期为2年，从2010前期年1月至2011年11月

2010年建设内容：

在做好项目前期工作的前提下，筹措资金，进行工程施工、设备订购，当年投资1000万元。

2011年建设内容：

订购部分设备、设备安装、组织生产要素、购置原辅材料，进行试远行，全面竣工，正式投入生产。

2、采用的工艺和产品技术特点

（1）产品特点

利用消失模铸造工艺流水线生产的多缸机缸盖，具有以下特点及优势：

a.尺寸精度高，加工余量小，优于砂型。

b.表面光洁性高，优于砂型。

c.不用砂芯，无分型面，不起模、合箱，相应地减少了人为引起的缺陷、废品。

d.无需混砂，砂处理设备大为简化，减少了由此而引起的质量问题。

e.宝珠砂落砂非常方便，无飞边毛刺，清理打磨工作量减少50%以上。

f.可在理想位置放浇口，可选最佳冒口形状不受起模限制。

g.投资少，同样生产能力比砂型可降低30%~50%，生产线柔性好，可在一条生产线上实现不同材质生产。

h.改善劳动条件，气化产物大部分被真空带走，且集中在浇注落砂处排放，便于除尘处理。

i.对工人技术熟练程度要求大大降低，不用木型工、造型工、制芯工、混砂工，减少了对铸造方面技术工人的需求量。

j.铸件设计自由度大，不受铸造工艺限制（不用分型或劈模）。

k.耗砂量大大减少，因为干砂的回用率几乎为99%左右。

l.用人少、占地少，更实用厂房面积紧张而人员又不足的企业。

（2）关键生产技术

上世纪60年代欧洲国家开始研究消失模铸造工艺，使用消失模铸造工艺所生产的产品有外表及内腔光滑、壁厚均匀、重量减轻等优点，在90年代欧洲汽车行业开始用消失模铸造工艺研发汽缸盖，证实了以上优点。

在90年代后期，国内部分厂家开始从国外引进消失模生产线。

目前只有安徽全柴集团于1996年开始研究柴油机汽缸盖生产工艺并引进了美国富康公司的消失模生产线，由于柴油机汽缸盖的复杂性，此公司聘请了几位消失模专家，用了十几年时间才开发了柴油机消失模汽缸盖，但目前效果还是不够理想，所生产的缸盖必须全部要经过浸渗处理，才能使用，而经过浸渗的柴油机汽缸盖在长时间高温工作会出现漏水现象。

我公司从2008年开始研究消失模铸造工艺，由董事长胡中刚同志亲自挂帅，领着一帮技术人员，夜以继日，通过两年时间，摸索出一套新型的消失模汽缸盖生产工艺，攻克了模具结构、粘接、涂料、震实、浇铸等技术难题。

通过一年的市场验证，我公司现已进行批量生产，所生产的柴油机汽缸盖无需浸渗，成品率达95%以上。

我公司采用群铸工艺一箱12只，比全柴集团的一箱4只更为复杂，在用消失模铸造工艺生产柴油机汽缸盖上取得了技术性的突破。

我公司生产的消失模缸盖有油耗低、水温低、烟度低、功力大、气道一致性好等显著优点。

今年我公司又被锡柴、潍柴、一拖等集团公司纳入合作单位。

消失模铸造是实型铸造法、干砂实型铸造的基础上发展的负压实型铸造法。

实型造型是在造型和浇铸过程中不必取模的铸造方法，而消失模铸造是将真空密封造型法与实型铸造进行工艺嫁接而形成的一种新的铸造方法，因而它保留了真空密封造型法和实型铸造的主要优点，克服了它们各自的缺点和局限性。

这不仅是实型铸造技术的新突破，更是实型铸造法的新发展。

实型铸造法、干砂实型铸造法、负压实型铸造法分别代表了消失模铸造发展的三个阶段，也是当前世界用泡沫聚苯乙烯代替铸模进行造型，其方法主要是用粘结剂和砂型造型，模样不取出呈实体铸造，浇入金属液，模样气化，而得到理想的一种铸造方法。

该法的工艺过程是将泡沫塑料制成的模样，置入砂箱内填入造型材料后夯实，模样不取出构成一个没有型腔的实体铸型，当金属液浇入铸型时，泡沫塑料膜在高温金属液的作用下迅速气化、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料所占据的位置，冷却凝固成模样形状相同是实体铸件。

这是最早的消失模铸造方法。

人们习惯上把消失模铸造工艺的过程分为白区、黄区和黑区三部分。

白区指的是白色泡沫塑料模样的制作过程，从预发泡、发泡成形到模样的粘结（包括模样的分体和浇铸系统）。

黄区指的是上涂料以及烘干，而黑区指的是将模样放入砂箱、填砂、金属溶炼、浇注、旧砂再生处理，直到铸件落砂、清理、退火等工序。

生产工序的减少和操作内容的简化，为消失模铸造提高生产率、减轻劳动强度创造了有力条件。

（3）工艺方案

基本原理为用泡沫聚苯乙烯代替铸型进行造型，其主要方法是用粘结剂和型砂造型，模样不取出呈实体铸型，浇入金属液，模样气化，而得到理想铸件的一种铸造方法。

消失模铸造是将真空密封造型与实型铸造进行工艺嫁接而形成的一种新的铸造方法，因而保留了真空密封造型法与实型铸造主要的优点，克服了它们各自的缺点和局限性，它不仅是实型铸造技术的新突破，更是实型铸造法的新发展。

a.简化工序，缩短生产周期，提高生产效率。

由于模样是整体，基本上不用整芯，省去了型芯盒和芯骨制备以及芯砂配置的工序；操作上又省去了去模、修型和配箱等许多工序，因而缩短了生产周期，提高了生产效率。

特别对单件、形状复杂的铸件，效果更显著。

b.减轻劳动强度，改善制模和造型工的操作环境，改善了作业条件。

造型省去了脱模、修型和合箱工序，大大减轻了劳动强度和改善了操作条件。

而且该法在浇注时产生的废气可通过密闭管道排放到车间外以便进行净化处理，这样大大改善了生产现场的环境。

c.提高了铸件的尺寸精度

因模样不必从铸型中取出，没有分型面，又省去了配箱、组芯等工序，避免了在普通铸造中因起模和配箱所导致的尺寸偏差，因而提高了铸件的尺寸精度，减少了机加工量。

和传统砂型铸造方法相比，可减少40%-50%的机械加工时间。

d.增大了零件的设计自由度

为铸件设计提供了充分的自由度。

消失模铸造方法没有分型和必须取模的铸造工艺，减少了铸造工艺性要求，使铸件设计受到的限制减少。

泡沫模样不需芯子的优点，可使设计者精确地铸出复杂内腔，甚至多内腔的铸件，铸件壁也可以是曲面式变截面的。

e.铸件质量好、废品率低

造型后，铸型是一个整体的，没有分型面、不需取模，也不必考虑脱模斜度，所以杜绝了铸件的错箱和便面的飞边、毛刺等疵病。

同时，还避免了像普通砂型铸造因造型操作不慎遗漏在铸型内的残砂所导致的砂眼缺陷。

f.冒口设计方便，金属液利用率高

g.工艺技术容易掌握，生产管理方便

消失模铸造简化了模样制作工艺，简化了造型操作和工艺装备，使工艺技术容易掌握和普及。

同时，使用单一型料，不用对造型材料进行日常性能检查；也不存在模样的保管和大批砂箱的堆放问题，因而车间的生产管理工作大大简化。

h.投资少，见效快

由于生产工序少，各道工序操作简便，使工艺装备的品种和数量大为减少。

消失模铸造不用庞大的砂处理设备，用振动工作台代替了各种类型的造型设备，造型材料可以完全回收使用，因此投资少。

（4）工艺流程：

（见附图）

（5）消失模铸造在我国的展望

消失模铸造技术符合新世纪铸造技术的发展趋势，有广阔的前景，我国要从一个制造大国变成制造强国，必须大力发展提供更多近无余量，精确成型的产品，铸造技术必须符合环境保护、节能，可持续发展的大方向，实现清洁生产，同时适应个性化的市场需求，产品的结构设计要有更大的自由度，消失模铸造在以上诸多方面都能满足市场和用户的需求，具有巨大的发展前景。

二十一世纪初，我国将消失模铸造列为国家星火发展计划，但消失模铸造工艺在柴油机汽缸盖上的运用还寥寥无几。

（6）设备选型、建设招标

根据国家发展计划委员会的3号令的规定，重要设备、材料等货物的采购，单项合同估算价在100万元人民币以上必须进行招标。

建筑工程安装工程的施工单项合同估算价超过200万元，根据国家发展计划委员会3号令的规定，需采用招标方式确定承包商。

勘察、设计、监理等服务的单项合同估算价均超过50万元，根据国家发展计划委员会假话委员会3号令的规定，需要招标。

我公司属原址改造。

本项目主要新增工艺有振实台、砂处理流水线、加工中心、砂库、抛丸机，其中设备采购的单项合同估算价格超过100万元，进行招标。

招标组织形式为委托招标，招标方式为公开招标。

其余部分设备由于单行合同估算价在100万元人民币以下，可以不考虑招标。

四、投资估算及筹措

1、建设投资估算

该项目建设投资（含建设期利息）2100万元，其中工程费用50万元，工程建设其他费用50万元，预备费150万元，建设期利息50万元。

投资构成表：

2、资金筹措

（1）资本金、债务资金的比例

本项目总投资2100万元，企业自有资金1100万元，占总投资的52.4%；申请银行贷款1000万元（固定资产贷款800万元），占总投资的47.6%。

（2）资本金和债务资金的安排顺序

建设期内的固定资产投资金分年支出分方式

项目第一年需建设资金1000万元，企业自有资金700万元，银行贷款300万元。

第二年需资金1100万元，企业自有资金400万元，银行贷款700万元。

（3）借款年利率、偿还期、还款等

银行固定资产投资贷款及相应的财务费用按年利率7%计算，在项目投产后分三年等额偿还，并逐年付息。

流动资金贷款及相关的财务费用按6%计算，在项目的生产期内按计划付息。

（4）申请投资补助或贴息资金额、主要原因及政策依据

本项目拟申请省级资金补助100万元，通过资金扶持，保证项目能更好的实施，达产达效。

2、财务预测

（1）销售收入及销售税金计算

产品价格以480为例，435元/只。

根据生产纲领所列代表各年产量达产年（第三年）本项目“增量”年均销售收入1.3亿元。

增值税计算：

产品增值税税率为17%，本项目“增值”年均增值税1066万元。

城市维护建设税和教育费附加计算：

本项目中的销售税金及附加包括城市维护建设税、教育费附加，其中城建税税率为增值税7%，教育费附加率为增值税率5%。

本项目“增值”年均销售税金及附加1182万元。

（2）经营成本和总成本费用预测

本项目增量年均总成本费用10140万元.（生产要素法）。

（3）利润与利润分配计算

经测算，企业达产年后正常年份增值利润总额为1678万元。

“增值”总投资收益为32%。

本项目获利能力远高于公司平均水平。

利润分配根据新的财务制度及企业具体情况，缴纳所得税、留取盈余公积金以及留存未分配利润。

本报告中，所得税率为25%，留取盈余公积金取税后利润总额的15%。

（4）财务盈利能力分析

主要经济指标

项目投资所得税前财务内部收益率32%，大于行业基准收益率12%：

项目投资所得税后财务内部收益率29.37%，大于该公司基准收益率12%。

通过盈利能力指标的计算，可以看出该项目的盈利能力较强，可以为业主所接受。

4、能耗分析

（1）产品能耗

由于采用消失模铸造工艺生产的多缸机缸盖成品率高，加工余量的降低以及制芯造型、混砂等工艺的简化，大大节省了能耗。

（以我单位生产的量最大，重量最轻缸盖480为例见下表）

年产30万只汽缸盖的平均节电量：

1、毛坯减重节电：

每只毛坯重量减少5公斤，节约电能

5公斤×30万只×0.69度/公斤铁水=103.5万度

2、浇铸系统节电：

浇铸系统节约15%，节约电能：

15%×30公斤×30万只×0.69度/公斤铁水=93.15万度

3、废品节电：

（砂型铸造废品总重-消失模铸造废品总重）的耗电量

［30%×30万只×（30公斤+7.5公斤）－5%×30万只×（25公斤+2.5公斤）］×0.69度/公斤铁水=204.4125万度

4、二次回炉节电：

（25%+15%）×30万只×30公斤×0.69度/公斤铁水=248.4万度

5、空压机节电：

空压机原用三台,共220度/小时，每天工作24小时，生产30万只汽缸盖，需要工作300天，用电量为:

220度/小时×24小时×300天=158.4万度

消失模铸造工艺，仅需7.5度/小时的空压机每天工作6小时，工作214天，即可完成30万只汽缸盖生产计划，用电量为

7.5度/小时×6小时×214天=0.963万度

节电量为158.4万度-0.963万度=157.437万度

6、铸造工艺节电：

砂铸382度/小时×24小时×300天=275.04万度

消失模铸造125度/小时×6小时×214天=16.05万度

节电量为275.04万度-16.05万度=258.99万度

7、机加工节电:

0.34度/只×30万只=10.2万度

综上采用消失模铸造工艺每年生产30万只柴油机汽缸盖，共可节电：

1076.0895万度

折标煤：

1076.0895×3.5=3766.31325吨标煤

年节约成本：

480型号的缸盖采用消失模铸造与原砂型铸造相比，成品缸盖重量每只下降了2公斤。

条生铁600吨*4230元/吨=253.8万元

黄沙7000吨*72元/吨=50.4万元

电1076万kwh*0.7=753.2万元

合计节约成本1057.4万元。

（2）生产能耗

本项目投产后，消耗的能源主要种类为电力和水。

电力能耗为2280万KWH，水1万吨，折标煤7980吨，

该项目投产后年可实现工业总产值13000万元，则万元产值能耗为0.61吨标煤/万元。

五、经济效益、社会效益分析

1、经济效益

a.简化工厂工程设计;取消砂子粘合剂的使用;取消砂芯；型砂可完全重复使用

b.节约金属合金用量；取消铸铁的冒口

c.减少铸件表面清理工作量；无毛刺，披缝。

d.无需砂芯涂料；降低了表面粗糙

e.减少铸件的机加工余量；减少铸件的机加工工序。

f.降低了环境污染；简化环保措施

g.模具磨损小，使用寿命长。

h.工艺简单，具有经济规模。

2、社会效益

由于消失模铸造具有节能降耗低成本，无污染等优点，消失模铸造代替传统的砂型铸造工艺，并越来越广泛的被运用，社会效益明显。

六、各项建设条件落实情况

1、环境保护

该项目严格执行清洁生产工艺，消失模铸造的工艺是将泡沫塑料制成的模样，置入砂箱内填入造型材料后夯实，模样不取出构成一个没有型腔的实体铸型，当金属液浇入铸型时，泡沫塑料膜在高温金属液的作用下迅速气化、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料所占据的位置，冷却凝固成模样形状相同是实体铸件。

该法在浇注时产生的废气可通过密封闭管道排放到车间进行净化处理，这样大大改善了生产现场的环境。

总之，该项目符合清洁生产的要求。

4、资源综合利用、节能措施

项目建成后将会产生可观的节能减排效果，同时在项目的建设中积极贯彻、严格执行国家和地方关于节约能源和利用能源的有关标准、规范、规定和要求，尽可能提高能源利用水平。

实施新增设备、仪器在满足使用要求的前提下选用高效、节能、性能先进的产品。

项目实施过程中按工艺流程的需要，设备布局力求紧凑，优化物流路线，缩短物流距离，以节约能源。