消失模鑄造砂處理系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟分析

消失模鑄造砂處理系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟分析消失模鑄造砂處理系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟分析消失模鑄造砂處理系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟分析xxx公司消失模鑄造砂處理系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟分析文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計，管理制度消失模鑄造砂處理系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟分析賈柏林、蘇繼勇、王驪（運城市關(guān)鋁設(shè)備材料有限公司，山西永濟044501）摘要：根據(jù)選礦和化工熱交換原理進行工藝流程設(shè)計，對負壓實型鑄造型砂處理系統(tǒng)的設(shè)備布局，進行優(yōu)化組合、設(shè)置，并對設(shè)備進行了技術(shù)改造。在設(shè)備投資少、運行成本較低的情況下，解決了型砂處理中除塵和冷卻兩個重要工藝技術(shù)問題，同時對滾筒式砂冷卻系統(tǒng)的經(jīng)濟實用性作了分析和論證。關(guān)鍵詞：負壓實型鑄造；除塵；投資收益率中圖分類號：TG249文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1004-6178(2006)04-0035-02目前，在國內(nèi)消失模鑄造生產(chǎn)線的運行中，模型制作、冶煉、澆注、鑄造毛坯的處理等方面差異不大，其主要差異在于型砂的處理方式、方法上。對型砂的處理，采用的方法大致有：氣動沸騰床冷卻、管道風(fēng)動式冷卻和人工攤曬涼砂自然冷卻三種方式。其中管道風(fēng)動式冷卻由于摩擦損壞大、故障率高，已基本被淘汰；氣動沸騰床冷卻由于普遍采用袋式除塵器配套，造成設(shè)備投資大、噪音大，生產(chǎn)運行成本高；而人工攤曬涼砂自然冷卻工人勞動強度大，工作環(huán)境差，占地面積大，不能滿足大規(guī)模、高效的型砂處理需要。本著經(jīng)濟實用的原則，運城市關(guān)鋁設(shè)備材料有限公司結(jié)合以上三種方式的特點，合理地對本公司消失模負壓實型鑄造生產(chǎn)線的設(shè)置布局進行調(diào)整。根據(jù)化工噴淋板式冷卻器原理進行熱交換計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用機械式除塵，為型砂處理流水線配套設(shè)計制作了消失模負壓實型鑄造型砂處理系統(tǒng)--滾筒式砂冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)置解決了負壓實型鑄造型砂處理系統(tǒng)普遍存在的問題，從砂處理系統(tǒng)的主體設(shè)計上從減少粉塵出發(fā)，大大降低了治理粉塵污染的投資，從根本上降低了砂處理系統(tǒng)的設(shè)備故障率與生產(chǎn)運行成本。1滾筒式砂冷卻系統(tǒng)介紹根據(jù)消失模負壓實型鑄造生產(chǎn)線運行工藝技術(shù)參數(shù)的要求，我們認(rèn)為：沸騰床法的主要問題是氣流與砂的接觸時間短，而砂的導(dǎo)熱系數(shù)小，使砂的溫度冷卻達不到要求的指標(biāo)。雖然在后續(xù)工序上也有或增設(shè)了冷卻裝置，但砂處于靜止?fàn)顟B(tài)，難以與冷卻器充分接觸，在砂處理量大時，特別時夏季天氣炎熱時就更難達到降溫要求。而管道風(fēng)動式的最大問題是彎管部位最易被砂流磨損，造成設(shè)備損壞、維修量大、不便維修、噪音也大。同時凡采用氣動法對砂進行處理的系統(tǒng)配套設(shè)備普遍采用袋式除塵器，保證生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境技術(shù)指標(biāo)要求，但帶來設(shè)備投資大，能耗高，生產(chǎn)運行成本高的弊端。因此，公司根據(jù)型砂處理的目標(biāo)任務(wù)和要求，對型砂的處理中各設(shè)備的使用功能進行仔細地分析、試驗、論證后，采用化工熱交換原理中的噴淋板式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計制造了滾筒式砂冷卻器。選用循環(huán)冷卻水做換熱介質(zhì)，以機械式除塵為主，風(fēng)動除塵為輔的礦山選礦和化工生產(chǎn)工藝除塵法進行除塵。對型砂處理工藝及設(shè)備進行合理地設(shè)計制造、選用及工藝布局，為年產(chǎn)5000t負壓實型鑄造生產(chǎn)線設(shè)置了配套的型砂處理系統(tǒng)的冷卻、除塵兩個重要的工藝技術(shù)要求，從根本上減少每噸型砂處理的能耗，降低了生產(chǎn)運行成本。其型砂處理工藝設(shè)計見參考文獻。2滾筒式砂冷卻系統(tǒng)的技術(shù)特點分析滾筒式砂冷卻處理系統(tǒng)的特點該系統(tǒng)可根據(jù)生產(chǎn)鑄件的生產(chǎn)工藝技術(shù)要求，有效地調(diào)節(jié)型砂的使用溫度，從而滿足鑄件產(chǎn)品質(zhì)量要求的需要，在設(shè)備投資低、生產(chǎn)運行成本低的情況下，解決了型砂處理系統(tǒng)中存在的投資大、能耗高、噪音大、維修量大，維修不便的弊端。其主要特點有：1）對待處理型砂所含溫度值的范圍要求較寬；2）采用機械式除塵，減少了粉塵收集處理的難度和投資；3）增加了預(yù)處理環(huán)節(jié)、噴淋冷卻效果和冷卻降溫能力的儲備；4）型砂處理后的型砂使用溫度可控制在10℃—45℃之間，在夏季天氣炎熱時，砂溫可控制在35℃—45℃之間。5）系統(tǒng)設(shè)備投資低，生產(chǎn)運行費用低。經(jīng)濟性和技術(shù)性能與其他幾種冷卻系統(tǒng)由于冷卻降溫原理及除塵方式的不同，使其投資、運行費、占地空間都明顯減少，見下表1表1經(jīng)濟性對比項項目指標(biāo)類型投資運行費用占地粉塵治理投資沸騰床冷卻大高大大管道風(fēng)動式冷卻中高中大滾筒式冷卻小低小小2）技術(shù)性能滾筒式砂冷卻系統(tǒng)在幾種冷卻方式的基礎(chǔ)上，依據(jù)化工噴淋式冷卻器的熱交換原理，采用板式動力輸送，增大了型砂在換熱面上的接觸、翻滾、摩擦、簡易實用的傳輸系統(tǒng)，使型砂的熱交換更徹底，且將粉塵的飛揚度降低低，從而減輕了環(huán)境治理的難度，提高了項目的綜合效益。技術(shù)性能見表2表2技術(shù)性能項項目指標(biāo)類型進砂溫度粉塵指數(shù)砂摩擦損耗故障率沸騰床冷卻＜350℃高中高管道風(fēng)動式冷卻＜350℃高高高滾筒式冷卻＜450℃低低低3滾筒式砂冷卻系統(tǒng)的經(jīng)濟性分析由于型砂處理系統(tǒng)是消失模負壓實型鑄造生產(chǎn)線中的一個子系統(tǒng)，其投入產(chǎn)出的經(jīng)濟分析離不開整個主鑄造生產(chǎn)線系統(tǒng)能力的發(fā)揮。為了盡量接近實際生產(chǎn)運行情況，以我公司年產(chǎn)3000t-5000t鑄鐵鑄鋼件的消失模負壓實型鑄造生產(chǎn)線配套型砂處理系統(tǒng)生產(chǎn)運行參數(shù)為依據(jù)進行測算。1)條件確定(1)投資a—砂處理系統(tǒng)設(shè)備主體約45萬元a1—采塵處理系統(tǒng)設(shè)備約5萬元（2）回收期b—根據(jù)經(jīng)驗估計為7a（3）收益砂處理系統(tǒng)的收益評價來自于砂處理系統(tǒng)對鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量提升效益和費用降低兩個部分，主要包括：c1——產(chǎn)品合格率提升約10%，按回爐成本測算約為200元/t；c2——產(chǎn)品后續(xù)處理費（補焊、打磨）降低約為30元/t。同時考慮砂處理系統(tǒng)運行費用和動力費用支出：c3——砂系統(tǒng)維修費用，經(jīng)驗值10元/t；c4——水、電動力費用：實際經(jīng)濟值元/t。則：C=c1+c2-c3-c4==元/t2）投資回收期預(yù)算年折舊：（45+5）/7=萬元，年利息：（45+5）*%=萬元運行經(jīng)營期年凈利潤=（單位收益*月產(chǎn)量*12）*（1-33%）=（*300*12）*67%=萬元則年現(xiàn)金流量=運行年均凈利潤+折舊+年利息=++=萬元回收期=建設(shè)期+投資總額/年凈現(xiàn)金流量=2+50/*12=月由以上計算分析可得出滾筒式砂處理系統(tǒng)投資小，回收快，年產(chǎn)5000t的生產(chǎn)線即使年產(chǎn)量只有3600t，回收期僅一年。4滾筒式砂處理系統(tǒng)的使用及推廣滾筒式砂冷卻處理系統(tǒng)的配套工程技術(shù)改造屬經(jīng)濟實用性，在對運城市關(guān)鋁設(shè)備材料有限公司的型砂處理系統(tǒng)進行技術(shù)改造3年來，運行情況良好，滿足了負壓實型鑄造中型砂處理系統(tǒng)要解決的冷卻和除塵二大任務(wù)；滿足了生產(chǎn)安全技術(shù)規(guī)范的要求及環(huán)境保護的各項技術(shù)指標(biāo)要求。對砂處理系統(tǒng)的生產(chǎn)運行進行調(diào)整、完善。具體實際使用與海南行效果表現(xiàn)在以下幾個方面。1）降低了生產(chǎn)車間的粉塵飛揚，較小的投入即可得到有效的粉塵治理達標(biāo)。2）處理后的型砂清潔度好、透氣性提高，產(chǎn)品合格率提高。3）投資低，年產(chǎn)5000t負壓實型鑄造生產(chǎn)線的配套型砂處理系統(tǒng)設(shè)備總投資僅50萬元（包括除塵系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)置）4）降低了生產(chǎn)勞動強度，且生產(chǎn)運行成本低，每噸型砂的處理總耗電量在以內(nèi)。5）型砂處理系統(tǒng)流水線在生產(chǎn)運行中，操作簡單，易調(diào)整控制，且噪音低，設(shè)備運行故障率低，設(shè)備維修方便。6）根據(jù)技術(shù)改造的成功經(jīng)驗，易于對不能滿足鑄件生產(chǎn)需要的型砂處理系統(tǒng)進行配套的技術(shù)改造，經(jīng)濟實用。在2003年我們對本公司的消失模負壓實型鑄造生產(chǎn)線的配套型砂處理系統(tǒng)進行合理、簡單、實用的配套技術(shù)改造后，一直運行情況良好，得到同行的認(rèn)可。從2004年開始，山西運城市永宏機械制造有限公司、包頭市銅鑫機械制造有限責(zé)任公司，年產(chǎn)3000t、5000t和10000t的鑄造生產(chǎn)線，先后按本公司的型砂處理技術(shù)方案，對各自的型砂處理系統(tǒng)進行了技術(shù)改造，產(chǎn)品質(zhì)量合格率達85%以上（對部分產(chǎn)品進行修補后，合格率可達95%以上），生產(chǎn)效率和收益均顯著提高。參考文獻：[1]蘇繼勇，賈柏林，王驪消失模鑄造砂處理系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].鑄造設(shè)備研究所，2006，（3）：12-14.作者簡介1．賈柏林（1967~）山西運城人經(jīng)濟師現(xiàn)主要從事工業(yè)經(jīng)濟技術(shù)管理及電解鋁生產(chǎn)線專用設(shè)備技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)銷售工作。2．蘇繼勇（1957~）山西運城人高級工程師現(xiàn)主要從事非標(biāo)設(shè)備設(shè)計、制造管理及電解鋁生產(chǎn)線專用設(shè)備