鑄造車間

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目錄

什麼是鑄造車間[1]

  鑄造車間是第一基本生產車間,它由原材料庫領用主料(生鐵、廢鋼、鋼材),鑄造車間將主料加工成毛坯件直接轉給金加工車間(第二基本生產車間),對其繼續加工,加工完成後入自製半成品庫。

鑄造車間的組成及其功能[2]

  鑄造車間一般由生產工部、輔助工部、辦公室、倉庫、生活間等組成,各組成部分的作用見表1。

表1 鑄造車間的組成及其功能

鑄造車間組成名稱功能及作用備註
生產工部完成鑄件的主要生產過程包括熔化工部、造型工部、造芯工部、砂處理工部、清理工部
輔助工部完成生產的準備和輔助工作包括爐料及造型材料等材料的準備、設備維護、工裝維修、砂型性能試驗室、材料分析室等
倉庫原材料、鑄件及工裝設備的貯藏包括爐料庫、造型材料庫、鑄件成品庫、模具庫、砂箱庫等
辦公室行政管理人員、工程技術人員工作室包括行政辦公窒、技術人員室、技術資料室、會議室等
生活間工作期間工作人員的生活用具的存放更衣室、廁所、浴室、休息室等

鑄造車間的分類[2]

  鑄造車間可以按照不同的特征分類,其主要分類方法見表2。

表2 鑄造車間的分類

主要分類方法車間名稱備註
按生產鑄件方法分類砂型鑄造車間又可分黏土砂車間、樹脂砂車間、水玻璃砂車間等
特種鑄造車間又可分熔模鑄造車間、壓力鑄造車間、離心鑄造車間、金屬型鑄造車間等
按金屬材料種類分類鑄鐵鑄造車間又可分:灰鑄鐵車間、球墨鑄鐵車間、可鍛鑄鐵車間、特種鑄鐵車間等
鑄鋼鑄造車間又可分碳素鋼鑄造車間、合金鋼鑄造車間等
非鐵合金鑄造車間又可分銅合金鑄造車間、鋁合金鑄造車間、鎂合金鑄造車間等
按生產批量分類單件小批生產鑄造車間年產小型鑄件1000件以下;中型件500件以下;大型件100件以下
成批生產鑄造車間年產小型鑄件1000—5000件;中型件500件以上;大型件100件以上
大批大量生產鑄造車間年產小型鑄件10000件以上;中型件5000件以上;大型件1000件以上
按鑄件質量分類小型鑄造車間年產量3000t以下
中型鑄造車間年產量3000~9000t
大型鑄造車間年產量9000t以上
按機械化與程度分類手工生產鑄造車間由人工採用簡單工具進行生產
簡單機械化鑄造車間造型、砂處理、衝天爐加料、落砂等主要生產工序用機械設備完成,其餘生產過程由人工完成
機械化鑄造車間生產過程和運輸工作都用機械設備完成,工人進行控制操縱
自動化鑄造車間由設備組成自動生產線,生產過程由各種設備、儀錶及控制系統自動完成。工人的作用是監視設備運行、排除故障、維護設備等

鑄造車間工作制度[2]

  鑄造車間的工作制度分兩種:階段工作制與平行工作制。階段工作制是在同一工作地點,不同時間順序下完成不同的生產工序。這種工作制度適用於手工單件小批量生產,併在地面上澆註的鑄造車間。其缺點是生產周期長,占地面積較大。它根據迴圈周期的長短可分為每晝夜兩次迴圈、每晝夜一次迴圈等。

  平行工作制的特點是在不同的地點,在同一時間完成不同的工作內容。它主要適用於採用鑄型輸送器的機械化鑄造車間。其優點是生產率高,車間面積利用率高。平行工作制按其在一晝夜中所進行的班次,分為一班、二班、三班平行工作制。

鑄造車間的工作時間[2]

  工作時間總數可分為公稱工作時間總數和實際工作時間總數兩種。公稱工作時間總數等於法定工作日乘以每個工作日的工作時數,它是不計時間損失的工作時間總數。實際工作時間總數等於公稱工作時間總數減去時間損失(即設備維修時停工的時間損失、工人休假的時間損失等)。我國機械工廠的工作時間總數見表3。

表3 鑄造車間的公稱工作時間總數

序號工作制度全年工作日每班工作小時年公稱小時數
第一班第二班第三班一班制二班制三班制
1鑄造車間階段工作制251887200840165773
2鑄造車間平行工作制251888200840166024
3鑄造車間連續工作制3558888520
4鑄造車間全年連續工作制3658888760
5有色鑄造車間的熔化工部25l666150630124518

鑄造車間的作業環境[3]

  合理佈置工作場所,創造良好的工作環境是安全、優質、高效生產的必需。雜亂的環境將使事故增加。良好的鑄造車間作業環境應是工作場地佈置合理、空氣清新、照明充足、通道暢通等。

  (1)工作場地佈置:工作場地的佈置應使人流和物流合理,留有足夠的通道,並保證暢通,通道要平整、不打滑、無積水、無障礙物。

  (2)材料存放:鑄造車間往往存放相當多的材料,因此要配備裝材料的專用料斗和廢料斗,以保持工作場所整潔有序。各種材料的存放應符合安全要求,防止倒塌。

  (3)通風:室內工作區域應有良好的自然通風。在生產過程中產生對身體有害的煙氣、蒸氣、其他氣體或灰塵的地方,如果依靠空氣的自然迴圈不能帶走,必須裝設通風機、風扇或其他有足夠通風能力的設備,並應註意對設備進行維護和保養。

  (4)照明:鑄造車間照明應符合(TJ 34)《工業企業照明設計標準》的要求。但由於作業性質和所使用的吊燈往往都高於橋式吊車,因此,鑄造車間很難達到良好的照明,只能採用安全電壓的局部照明。

鑄造車間的主要工部[4]

  1.造型工部

  造型工部是鑄造車間的核心工部,典型的砂型造型工藝流程如圖1所示。造型工部的主要生產工序是造型、下芯、合型、澆註、冷卻和落砂。在鑄造生產過程中,由熔化工部、造芯工部和砂處理工部分別供給造型工部所需的液態金屬、砂芯和型砂。造型工部將鑄件和舊砂分別運送給清理工部和砂處理工部。造型工部的工藝流程和機械化程度直接影響到熔化、砂處理、造芯和清理等工部的工藝流程、工藝設備和機械化運輸設備的選擇和佈置。因此,在進行鑄造車間設計和管理時,應以造型工部為基礎來協調其他工部。
Image:造型工艺流程图.jpg

  造型設備是造型工部的主要設備,造型設備的數量決定於鑄造車間的生產綱領和造型設備的生產率。根據機械化程度的不同,造型工部可分為手工或簡單機械化造型工部、機械化或自動化造型工部兩類。在目前工業化鑄造生產中,機械化或自動化造型工部使用較多,我國還有一些手工或簡單機械化造型工部。

  根據所選用的鑄型輸送機類型的不同,造型生產線可分為封閉式和開放式兩種。封閉式造型生產線是用連續式或脈動式鑄型輸送機組成環狀流水生產線;開放式造型生產線是用間歇式鑄型輸送機組成直線佈置的流水生產線

  2.造芯工部

  造芯工部的任務是生產出合格的型芯。典型的造芯工部的工藝流程如圖2所示。
Image:典型的造芯工部工艺流程.jpg

  由於採用的粘結劑不同,芯砂的性能(流動性、硬化速度、強度、透氣性等)不同,型芯的製造方法及其所用的設備也不相同。根據粘結劑的硬化特點,造芯工藝主要有以下幾種。

  1)用粘土砂、油砂、合脂砂等造芯的工藝是型芯在芯盒中形成後,從芯盒中取出,再放進烘爐內烘乾。

  2)熱芯盒及殼芯造芯的工藝是型芯的成形及加熱硬化均在芯盒中完成。

  3)水玻璃C02法及氣霧冷芯盒法等造芯的工藝是型芯在芯盒裡成形,並通入氣體而硬化。

  4)自硬冷芯盒法及流態自硬砂法等的造芯工藝是在芯盒中成形,併在常溫下自行硬化到型芯形狀達到穩定狀態。

  在造芯工部,造芯機是核心設備,造芯機的選用及數量應根據生產綱領、生產要求等來選用。在現代化的鑄造生產中,熱芯盒法(或殼芯造芯)及氣霧冷芯盒法等造芯工藝被廣泛採用。

  3.砂處理工部

  砂處理工部的任務是提供造型、造芯工部所需要的符合一定技術要求的型砂及芯砂。機械化粘土砂的砂處理工藝過程如圖3所示。在砂處理工部中,混砂機是核心設備,不同種類的型(芯)砂(如水玻璃砂、樹脂砂等)要採用不同的混砂機,其砂處理工藝過程也不相同。
Image:型砂制备工艺流程图.jpg

  砂處理工部的特點是原材料種類多,消耗量大,運輸量大,管理調度複雜,產生粉塵多,勞動條件差。所以,砂處理工部型(芯)砂的運輸一般都採用機械化,運輸距離儘量短,並加強了通風除塵等措施。

  4.熔化工部

  熔化工部的任務是提供澆註所需的合格液態金屬。

  熔化工部根據熔煉合金的種類不同可分為鑄鋼、鑄鐵和鑄造非鐵合金三種。鑄鐵熔煉以衝天爐為主,鑄鋼熔煉以工頻、中頻電爐和電弧爐為主,鑄造非鐵合金則以電阻爐熔化為主。各種合金熔化工部的工藝過程各具特點,但它們的工部佈置等具有許多共同點。以鑄鐵衝天爐熔化工部為例,其工藝流程如圖4所示。

  近年來,由於對鑄件材質要求的不斷提高和對環境保護的重視,採用電爐熔煉或雙聯熔煉(衝天爐.電爐雙聯)鑄鐵的工藝有了較快地發展。
Image:熔化工邵工艺流程示意图.jpg

  5.清理工部

  清理工部的主要任務是去澆冒口、鑄件錶面清理、缺陷修補等。清理工部的主要工序如圖5所示。
Image:清理工部的主要工序.jpg

  用於鑄件清理的設備,應根據鑄件合金種類,鑄件的大小、形狀、質量和複雜程度等選定。不同類型的鑄件應選擇不同型號的鑄件清理設備。

  由於鑄件清理工作勞動強度大,雜訊和粉塵危害嚴重,勞動條件差。因此,清理工部應加強隔聲、防塵等環境保護措施。

  6.倉庫及輔助部門

  (1)倉庫

  鑄造車間使用的原材料種類多(金屬爐料、燃料、耐火材料、造型材料、熔劑等)、數量大,需要有原材料倉庫;生產出的鑄件以及使用的工藝裝備和工具等也均應有一定的存放地。鑄造車間的倉庫包括:爐料庫、造型材料庫、鑄件成品庫、工具庫以及工藝裝備庫等。各倉庫都應靠近使用工部,以方便使用,減少運輸距離。

  (2)分析

  實驗室分析實驗室的任務是及時對鑄造車間所熔化的金屬進行爐前分析。對於大批大量生產的車間,除了需要進行化學元素的快速分析外,還需檢驗鑄件金相組織和測定其力學性能。快速分析實驗室一般設在熔化爐附近,以便及時報告分析結果。

  (3)型砂實驗室型砂實驗室的任務是對使用的型砂經常抽測檢查,掌握型砂的質量、性能。對於粘土砂,檢測的項目主要有濕砂強度、含水量、透氣性、含泥量等性能指標。

  (4)機修工段機械化鑄造車間設備種類繁多,工藝裝備數量多,且各生產工序間聯繫密切,任何一臺設備出現故障都可能影響車間的正常生產。因此,必須加強設備的維修保養及管理工作。機修工段的任務除維修車間的工藝設備、工藝裝備外,還需對車間的動力系統和供水排水系統等進行維修和保養。

參考文獻

  1. 張麗霞等編.第二部分 模擬企業概況 企業會計實驗教程 上冊.河北科學技術出版社,2004.01.
  2. 2.0 2.1 2.2 2.3 韓小峰主編.概述 鑄造生產與工藝工裝設計.中南大學出版社,2010.10.
  3. 華安波瑞達編著.第七章 鑄造安全知識 機械安全知識普及百問百答.中國環境科學出版社,2010.05.
  4. 曹瑜強主編. 第八章 鑄造生產機械設備 鑄造工藝及設備(第二版).機械工業出版社,2008.1.
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