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消失模铸造生产线连续生产的优越性及可行性报告

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        消失模铸造工艺在国内推广应用已有十几年时间,随着在应用过程中的不断改进与提高,该工艺的可行性已不容质疑,配套设备连续生产的优越性,也充分得到体现。我国铸造业的绿色革命已经在二十一世纪全面展开。

        一、消失模铸造工艺特征及优点
       
该工艺铸型为泡塑EPS实体模型,简称白模型。白模型与铸件的大小相比,只增加了金属的收缩量,只要干砂能通过三维振实台进入内腔,就不必下芯子,立面没必要预留拔模斜度,不必考虑如何分型、如何出模。白模型埋在干砂中不起出,浇注时高温液态金属使白模软化、融化、分解、燃烧、气化,液态金属不断填充气化的白模型的空间,而形成铸件。这个工艺过程能产生很多优点:

        (一)模具设计制造的技术要求降低,而模具的精度提高,其精度接近石蜡精密铸造;节约的金属液数据非常可观,如一个无底的铸钢材质的箱框体铸件简单计算:外型尺寸为长x宽x高=1000mmx500mmx500mmx20mm(壁厚),采用消失模铸造工艺,铸出的毛胚重量为230KG,采用传统砂型工艺铸造,因为要起模,所以高度500方向要出30度的拔模斜度,铸出的毛胚重量为380KG,两种工艺铸造出的该铸件毛坯重量相差150KG。也就是说此铸件采用消失模铸造工艺节约金属液39%。

        (二)本工艺采用干砂造型,砂子为石英砂或宝珠砂等,不加任何添加剂材料。白模型表面刷有耐高温涂料,烘干后涂料形成薄壳,经三维振实台振实后砂子与薄壳形成了型腔,金属液就在此型腔内成型。此工艺的优点是:
        1、铸件表面光洁度高:因为金属液只接触涂料内壁而不接触外面的砂子;
        2、铸件无砂眼,无水分造成的气孔;
        3、无分型毛刺、飞边;
        4、铸件清砂时非常容易:翻箱后干砂自行分散,铸件表面涂料层与空气接触,形成温差即可自行爆落。解决了传统工艺铸件表面粘砂问题,如此清理铸件的工作量减小了接近90%。

        (三)浇注时型腔内呈负压状态,砂箱上砂面用塑料薄膜覆盖,砂箱利用真空系统将白模型气化所产生的废气以及砂中空气不间断抽出。这个工艺产生的优点有:
        1、铸件无气孔;
        2、钢水易充实型腔,传统工艺铸不成的复杂薄壳件可采用本工艺铸成;
        3、铸件晶粒致密;
        4、浇冒口形状、位置的设置不像传统工艺受到拔模、分型的限制,而可以更合理布置,有利于金属液流动、补缩。铸件产生缩孔、缩裂、浇注不足等现象的机会减少。

        (四)传统工艺的型砂、芯型需要混砂工序的备制,并且在使用一定时间要全部更换。型砂的费用在成本中占较大的比例,而消失模铸造工艺用砂不需要配制,也不必更换,使用过程中只是去除灰尘、涂料脱落块,而反复使用,这就大大降低了铸件的制造成本。

        二、设备配置
        采用本工艺配置适宜的设备,形成简易生产线、半自动生产线、全自动生产线,形成批量连续生产是提高生产效率、降低劳动强度、优化工作条件、降低生产成本的优选途径。

        现将设备配置大概介绍如下:
        1、白模制造部分:白模发泡、成型机,涂料搅拌机,涂料烘干室、手工白模切割床。
        2、造型部分:a、储砂罐配雨淋加砂器或储砂罐配螺旋搅动加砂器。b、气囊振实台或橡胶振实台。
        3、浇注部分:电炉、真空系统根据产量选型。
        4、砂箱运行部分:简易的用行车提运;自动、半自动生产线用行车、电动平车、链式运输机、推箱机等。
        5、翻箱落砂部分:简易的用行车翻箱,自动、半自动用行车或翻箱机(还有一种不常用的砂箱底漏方式并配置叶片搅动送砂机)。
        6、砂处理部分:简易的生产线,型砂可采用地面自然冷却。半自动、自动生产线配置设备有落砂平台、提升机、筛分机、磁选机、冷却床、除尘器等。其功效是将砂中的灰尘、渣片、铁豆等除净,并在短时间内将砂温降至50度以下,保证型砂连续使用。

        三、本世纪绿色铸造
       
采用消失模铸造工艺及备套砂处理设备组成的生产线,将可以实现:
        1、铸件批量连续生产,降低成本、提高效益;
        2、改善工人劳动条件,实现生产场地地面无积砂、空中无灰尘;
        3、减轻工人劳动强度,将沉重的体力劳动转化为机器工作;
        4、从业人员减少,年产一万吨两工位自动线,全线工作时只需6人;
        5、劳动效率提高,劳动用工减少。按照单个铸件200KG重,传统工艺造型五件需要五个箱,两人要2小时完成,而消失模生产线上造型直接一箱五件,两人用20分钟,即省工6倍;清砂工序,传统工艺一个内腔复杂的铸件,清砂用工1小时,而消失模工艺生产的铸件翻箱后,型砂自动分散,5分钟后涂料开始剥落,约15分钟几乎完全落尽。这里不再详细一一举例。

        用户可以将传统工艺生产一万吨铸件从业人员总用工数,同使用消失模工艺及生产线生产相同铸件总用工数相对照,根据考察统计,大部分能节省用工在6倍左右。

        四、投资回报
       
(一)项目名称:消失模铸造生产线
        (二)生产规模:年产铸件一万吨
        (三)投资总额:160万元
        (四)按照以上项目来说明投资回报的迅速,我们先不计算产品利润对投资的回报,先从以下几项计算:
        1、只计算节省电费一项的回报。消失模工艺比传统工艺节省金属液,按照框体铸件的三分之一计算,节省13%,则一年就节省熔炼1300吨金属液,熔炼每吨金属液需要约900度电,每度电费按照0.65元计算,可节省电费价值76万元。
        2、再从降低人工成本角度计算。消失模工艺比传统工艺用工节省6倍,传统工艺就要多用工30人,每人月工资平均按照2500元计算,每年既可节省用工费用75万元(每年按照实际生产10个月计算)。

        用户应自行考察,而形成项目的可行性报告。

 

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