烟台胜地铸造二期工厂设计工艺方案分析与感受

烟台胜地汽车零部件制造有限公司□白凤文

1 对建设现代化铸造厂意义的几点认识

1）必须摆脱铸造就应该是脏乱差的传统观念。铸造的脏乱差不完全是因为设备的落后。更加重要的是人的观念，意识的落后。

2）随着社会的发展，铸造脏乱差的现况不改变将不会有人再从事铸造行业，也是关系到我们铸造行业兴衰的大问题。

3）关爱生命、关爱环境也是我们铸造工作者的社会责任。

4）铸造工作者应有使命感，不要认命，不要逃避现实，我们这一代铸造工作者要挑起改造铸造落后面貌的重担，特别是干这一行的老板、第一把手要有足够的重视。

5）拥有好的设备及工艺才能生产出好的产品，在资金允许的情况下选择设备的起点要高一点，也是与国际接轨把铸造事业做大做强的需要。

6）管理是现代化铸造厂的关键。产品质量、效率、精益生产、环境都是与现代化管理分不开的。

2 烟台胜地二期工厂建造工艺方案的确定与实施

1）适当提高铸造车间厂房高度有利于粉尘及废气的上升。目前不少新厂房设计时为了节省开支厂房低矮、通风采光不足，甚至没有天窗，这是不符合以人为本、科学发展观的要求的。烟台胜地汽车零部件制造有限公司 （以下简称 “烟台胜地”）新厂房设计沿高15米，采光面积约8%，采用气楼达到通风采光防雨的效果。

2）整个车间分熔化、造型、制芯、砂处理、清理五大工部。按图1以Ⅲ字型布置。工艺流程见图2。

图1

3）熔化工部

①采用进口电炉。一拖二，即每个炉子一套电源两个炉体，一个熔化一个在保温，熔化过程所用功率自动化调整，可实现熔化过程自动化控制。

②为减少占地面积，烟台胜地采用小炉体大功率的办法使容量为四吨的电炉小时熔化能力可达到5.7吨。

图2 工艺流程图

③炉盖有吸烟罩。烟气、粉尘由专用除尘器集中收集、排放。风量大小随炉盖开启程度由专用除尘器智能控制，达到节能环保的目的。

④炉后天车用电子秤自动配料，并能在电炉平台上显示，可做到上下互动，同时还可通过电脑存储数据。电磁振动给料车自动加料。

⑤炉前采用国外进口光谱仪快速分析，快速检测铁水主要化学成分与微量元素含量，并在熔化工部用大屏幕显示出来。

⑥电炉、配料、加料由控制室集中控制，控制室内均设有空调，工作环境得到很大改观。

⑦所有变压器、高低压电控柜、液压及水冷系统均设在平台下，用通风机将室外干净空气鼓入地下室，不仅降低室内温度而且使室内产生正压力，减少粉尘的进入。

4）造型工部

选用湿型脱箱全自动造型机以及全自动浇注机，节省人力、节省铁水。全自动造型机每21秒完成一对砂型，铸件在辅机上冷却一小时。

造型机砂斗设有料位控制器，通过料位控制器将造型机与砂处理供砂系统有机地联系起来。当砂斗满料时，砂处理供砂系统停止给料；当砂斗空料时，砂处理供砂系统给料。

示教式自动浇注机可存储近千个数据，某个型号重复上线时，只要输入该信号自动浇注机就会重复从前的动作。辅线开机响音乐铃声，浇铸机移动响布谷鸟叫声，大有身临大自然的感觉。

造型机下设有回砂皮带、斗式提升机，将散落砂回收到冷却皮带上。

冷却后的砂和铸件通过振动输送槽进入落砂冷却滚筒，落砂冷却滚筒可将铸件和砂分离并冷却。与落砂机相比可大幅度降低噪音。

5）砂处理工部

①砂处理工部混砂能力为160吨/小时，主体设备采用一字型布置。整个砂处理系统与造型工部成图三口字型布置，整个砂处理工部全部实现自动化集中控制。工艺流程合理，布置紧凑，占地面积小。造型线尾部落砂后，通过砂处理系统又将混制好的型砂送到造型线主机。见图3。

图3

②砂处理系统包括旧砂回收系统 （含旧砂回收皮带、磁选机、滚筒筛、双向皮带给料机、沸腾冷却床、斗式提升机、旧砂库、圆盘给料机）、旧砂加水降温增湿系统、新砂及粉料供给系统（粉料供给系统采用气力输送）、混砂机、型砂自动检测系统、型砂输送系统、散落砂回收系统、除尘系统。

③型砂部分自动检测系统可自动检测型砂紧实率及强度。它的采用完全改变了传统的人为判断质量的做法，不仅改善环境、更重要的是稳定型砂质量。

④旧砂加水降温增湿系统的采用是在旧砂温度较高时可根据砂温及砂层厚度自动加水，达到旧砂降温增温的目的。

⑤为了防止冬天结露粉尘粘布袋，影响除尘效果，除尘系统还增加了天然气自动燃烧加热系统。

6）制芯工部

①工艺流程如图4所示，设备布局呈一字型与砂处理工部、造型工部平行设置。尽可能留出较大的场地，以方便芯子的转运与储存。

图4

②整个过程全部实现自动化控制。新砂采用气力输送，用德国全自动混砂机混砂、全自动冷芯盒制芯机制芯，制芯机上方的小砂库设有料位控制器，当需要芯砂时混砂机自动混砂，再由全自动送砂小车将混制好的芯砂送到每个制芯机。

③三乙胺尾气中和处理。三乙胺尾气中和处理设备包含尾气收集、气砂分离器、中和处理塔、烟囱、电气自动控制系统等部分组成。通过自动控制调整酸碱度，达到中和排放的效果。三乙胺尾气对人体有害，三乙胺尾气中和处理设备的采用，解决了三乙胺尾气对环境的污染，保护了工人的身体健康。

7）清理工部

①在高效生产的条件下，改善环境、降低劳动强度、理顺物流、减少重复劳动是要考虑的主要问题。

②采用全自动悬链清理机，实现铸件进、出、清理自动化。

③用洗浇冒口专机切削浇冒口，取消用砂轮机打磨浇冒口工艺，减少了粉尘源。同时，又降低了工人的劳动强度。

④除尘系统采用高效除尘器，粉尘排放浓度可控制在20毫克/立方米以内、远远低于国家标准。

8）工艺路线要短是工艺路线设计方面重点考虑的问题之一。

烟台胜地以造型线为主线，将造型、落砂、清理、去除浇冒口、装筐工序按一条直线方式串联成如图5所示工艺路线布置。它比图6所示工艺路线布置减少了中间环节，省了三次装筐，节省了3/4的人员和3/4的工位器具，也减少了很多占地面积。

图5

图6

9）柔性化生产也是烟台胜地在工艺路线设计方面重点考虑的问题之一。烟台胜地以造型线为主线，将造型、落砂、清理串联成各自独立的三条主线。它的好处：

①可根据产量多少决定开几条线；

②某一台设备出故障只影响一条线；

③相对地提高了关键设备的使用寿命；

④图7方案与图8方案相比做到生产柔性化。

图7

图8

10）新车间所用工人均为中级以上学历，有的还是学习机电一体化的，均经过培训、考试合格后上岗。不但能操做而且还能维修设备。

11）搞好安全、质量、设备维护、工艺、工装、环境等方面的管理是现代化的铸造厂不可缺少的，烟台胜地早在项目确定、工厂建设过程中就进入了管理。

3 建设现代化铸造厂的几点感受

1）在资金允许的情况下要适当提高厂房高度，全面考虑厂房采光及通风。

2）尽管要尽量选用先进的自动化设备，但设备选用一定要与自家的产品相适应，不是工位越多、越复杂、越贵、越先进才越好。应做到因地制宜、投资少、质量高、速度快。

3）工艺布局要合理，尽量减少占地面积。还要留出足够的工作空间。

4）以人为本。在选择设备的同时要考虑改善车间的工作环境，包括噪音源及污染源的控制，都要一起考虑。

5）工艺流程要短，尽量减少中间环节，这样可以减少人员及相关的工位器具。

6）各工部布置要合理，道路要畅通，减少不必要的运输，以便节省时间和消耗。

7）铸造工厂柔性化生产也应该是现代化铸造工厂设计时重点考虑的关键。

8）尽量减少地下工程，尽量把所有水电暖管线布在空中，不仅节省投资更便于检修和更换。

9）除尘设备尽量集中，便于粉尘清理及运输。

10）尽量减少空中运输设备，充分发挥自动造型线自身的运输能力。造型线的上方，原则上不设天车，铁水用叉车转运，不但减少厂房投资而且改善空中环境。

11）要有一流的设计、一流的制造安装、一流的管理队伍以及培养一支训练有素的工人队伍。

12）要组织专家对设计方案进行评审，精雕细刻，精打细算。

13）各工部尽可能实现自动化集中控制，选用先进的检测仪器，实现检测自动化。

14）现代化铸造工厂必须培养一批有素质的技术队伍。

15）对现代化铸造工厂的现代化管理比任何事情都重要。

16）最后一点、也是最重要的一点，那就是领导的高瞻远瞩与决心。以人为本，建造成一个效率、品质、精益、环境均为国内外一流的现代化铸造厂是老板提出的目标，总经理挂帅，上下一致，解决困难。

现在可以说，烟台胜地用智慧和双手已成功建造了一个效率、品质、精益、环境均为一流的现代化的铸造厂。

4 铸造新工厂实拍

（1） 熔化工部

熔化工部见图9。

图9

图9

（2） 造型工部

造型工部见图10。

图10

（3）砂处理工部

砂处理工部见图11。

图11

图11

（4） 制芯工部

制芯工部见图12。

图12 制芯工部

（5） 清理工部

清理工部见图13。

图13 抛丸清理线

（6） 环保

环保设备见图14。

图14

（7） 环境

烟台胜地整体环境见图15。

图15 厂房容貌