鑄造裝備自動造生產線的應用

鑄造裝備自動造生產線的應用

近年來，中國的許多制造企業(yè)購買了國際先進的制造設備。在中國的許多地方，dis1200、fmefa-sd6造型線、多功能芯中心、智能機器人等現代造設備已經可以在世界一流的造船設備中看到。但從總體上來講,我國的鑄造裝備仍比較落后,鑄造生產的機械化、自動化、信息化水平較低,缺乏節(jié)能、環(huán)保設備。國內鑄造裝備生產行業(yè)也存在著自主創(chuàng)新能力薄弱,產品可靠性不高,以及市場競爭無序等諸多問題。一、制造設備的應用1.國產自動造生產線是國產骨干鑄造企業(yè)的一種采用自動造型生產線用于鑄造生產,不僅可以提高生產效率和產品質量,更可改善勞動條件和生產環(huán)境,效果是非常明顯的。近幾年來,自動造型生產線增加較快,主要有三個特點:首先,采用自動造型生產線的企業(yè)不再僅限于大型骨干鑄造企業(yè)。例如,在河南西峽的兩個鑄造廠,都分別擁有4~5條自動造型生產線。過去用土法生產的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)改造成采用自動造型生產線的鑄造廠已不鮮見,而是有一批企業(yè)了。現在,雖然沿海地區(qū)的江蘇、山東、遼寧等省的鑄造產業(yè)仍占較大的比重,但中西部地區(qū)也已有相當多的企業(yè)采用了自動造型生產線;其次,國產的自動造生產線已開始可以穩(wěn)定地供應裝備鑄造企業(yè)了,在國內生產水平分型自動造型線的己有四五個制造廠。但在全部自動生產線中國產的仍然是少數,且低檔次的較多;第三,自動造型生產線已經不少了,但能按照生產線設計能力充分發(fā)揮作用的鑄造企業(yè)還是少數,既存在還不能充分掌握運用自動造型生產線的問題,也有其他工序不能與生產線的能力和節(jié)拍有效匹配的問題。2.砂芯鑄造技術的進步近幾年制芯設備發(fā)展迅速,已從單機作業(yè)發(fā)展到多工序的機械化,進而發(fā)展到自動生產線。制芯設備發(fā)展的趨勢是自動化程度越來越高,正逐步向采用機器人作業(yè)、組成自動化制芯單元的方向發(fā)展。近年來,我國鑄造廠制芯裝備及制芯技術水平得到大幅提高,單就國內頂尖制芯設備水平而言,由于國內整體工藝水平和工業(yè)基礎的大幅提高,雖與國外制芯設備在運行可靠性等方面仍存在距離,但現在差距已大大縮小。目前國內鑄造廠除機器人制芯中心仍以選購國外設備為主外,其余制芯設備基本選購國內制芯設備生產廠家的產品。(1)制芯設備領域取得的重大進步近幾年,制芯設備方面已逐步發(fā)展成由單機或制芯線構成的安全、高效、可靠制芯單元和交鑰匙制芯工程,且在國內首家創(chuàng)造性地將制芯設備拓展至砂型的射制,實現精密砂芯鑄造,并以其經濟的投資和運行成本,以及優(yōu)異的質量成為造型方式的一種新選擇。在制芯方面,目前鑄造生產用制芯方式主要有熱芯盒、冷芯盒、自硬砂、殼芯及各類油砂。其中三乙胺固化冷芯盒制芯工藝以其高效、低耗、尺寸精度高等特點發(fā)展最為迅速。它是在常溫下將作為粘結劑的酚醛樹脂和異氰酸酯與砂混合后,通過射芯機射入芯盒內再通入三乙胺迅速固化的工藝。隨著三乙胺冷芯盒工藝的發(fā)展,冷芯盒組芯造型已開始替代覆膜砂殼型鑄造,并有取代造型線的先天優(yōu)勢(質量、成本、上馬速度及產品改型等方面)。(2)國內制芯設備存在的問題和發(fā)展趨勢相比國外制芯設備而言,目前國內絕大多數廠家生產的制芯設備仍存在水平低下、能耗高,以及運行可靠性差等諸多需要改善的地方。制芯設備行業(yè)要根據我國鑄造廠眾多、發(fā)展水平參差不齊,以及具體的產品和工藝特點,開發(fā)出符合先進、科學、環(huán)保、低耗及實用發(fā)展趨勢的制芯裝備。按現在的發(fā)展趨勢看,國內主要應開發(fā)三乙胺冷芯盒法抗?jié)裥约翱硅T件脈紋技術,以節(jié)約粘結劑,減少污染和鑄件缺陷,降低成本;改進和提高垂直分型無箱射壓造型機和空氣沖擊造型機的性能,控制系統(tǒng)的功能,同時對造型線輔機應按通用化、系列化原則進行開發(fā),提高配套水平;抓緊開發(fā)適合于形狀復雜模樣造型或多品種批量生產所需要的個性化、實用型氣流壓實造型機。提高砂處理設備的質量、技術含量、技術水平和配套能力,盡快填補包括舊砂冷卻裝置和適于運送舊砂的斗式提升機在內的技術空白,努力提高砂處理系統(tǒng)的設計水平;研制多樣化、使用效果好、壽命長的樹脂自硬砂成套設備,增加品種,提高性能;著重開發(fā)冷芯盒射芯機系列產品及芯砂混制和送砂設備。面對國際市場激烈的競爭局面,制芯設備行業(yè)要根據我國國情,結合生產實際的需要,產學研相結合,開拓創(chuàng)新,下大力氣開發(fā)先進、科學、高效、低耗和實用,且具有自主知識產權的制芯新產品,為改變我國大多數鑄造企業(yè)工藝技術裝備的落后面貌闖出一條投資小、見效快的捷徑。3.沖天爐及其以上沖天爐(1)沖天爐據不完全統(tǒng)計,我國現有沖天爐40000多臺,其中熔化率3~5t/h的沖天爐超過70%以上,熔化率6~9t/h(主要為7t/h爐)的沖天爐約300~350臺,10~12t/h熔化率的沖天爐約有200~250臺,而15t/h及其以上沖天爐,全國不足30臺。沖天爐由于具有熔化效率高等諸多優(yōu)點,是我國鑄造行業(yè)的主要熔煉設備。沖天爐的發(fā)展趨勢為高熔化效率(熔化率>10t/h)、水冷長爐齡、外熱風及富氧送風等。另外,沖天爐-電爐雙聯熔煉也在推廣中。(2)電爐感應電爐是目前鑄造廠常用的熔煉設備,按電源頻率可分為高頻爐(>10000Hz)、中頻爐(50～10000Hz)和工頻爐(50Hz)三類;按工藝目的可分為熔煉爐、保溫爐和熱處理設備等。常用的感應電爐習慣上歸納為有芯感應熔煉爐、無芯感應熔煉爐、真空感應熔煉爐和感應淬火設備等。目前國內外采用中頻感應電爐熔煉非常普遍,其發(fā)展方向是:提高比功率,實現電效率和熱效率的雙高與快速熔煉;功率連續(xù)可調,以適應不同升溫和保溫條件的需求;采用變頻技術;雙供電;動化管理,實現編程作業(yè)等。4.企業(yè)環(huán)保設備我國的鑄造業(yè)在節(jié)能環(huán)保方面的投入還很少,除少數企業(yè)配備完善的環(huán)保設備外,多數企業(yè)沒有配備環(huán)保設備或環(huán)保設備相當簡單,鑄造廠用于環(huán)保投資占整個鑄造廠設備投資的5%~8%(工業(yè)發(fā)達國家一般是20%~30%)。鑄造專用的除塵設備、舊砂再生設備、澆注煙氣處理設備、爐料準備設備及余熱再利用設備的應用等起步較晚。二、國產靜壓自動造型線情況我國現有鑄造裝備生產企業(yè)400多家,絕大多數為中小型企業(yè),70%以上集中在山東、江蘇、上海、浙江及河北等省市。2003年以來國產靜壓自動造型線情況見表1。鑄造設備的未來發(fā)展趨勢是大容量、專業(yè)化、高精度、節(jié)能、環(huán)保及低噪聲。中國鑄造協(xié)會2008年向國家發(fā)改委推薦的節(jié)能減排設備列于表2。三、鑄造設備的進口價格我國鑄造裝備出口增長迅速,但出口的多為一般鑄造設備,而同期進口的多為技術含量高的關鍵鑄造設備,且其進口價格多為出口價格的數倍(見表3)。四、發(fā)展環(huán)境友好型鑄造業(yè)的條件在整體上,我國鑄