脂硬化水玻璃砂鑄造工藝及流水線裝備

1、脂硬化水玻璃鑄造工藝及流水線裝備可 行 性 研 究 報(bào) 告(晉煤集團(tuán)科技開(kāi)發(fā)計(jì)劃申報(bào)項(xiàng)目)項(xiàng)目簡(jiǎn)要內(nèi)容(逐格正書(shū)，總共不超過(guò)50個(gè)字)：提 要研究開(kāi)發(fā)脂硬化水玻璃砂鑄造工藝，實(shí)現(xiàn)中部槽幫、支架柱窩等煤礦設(shè)備零部件的綠色鑄造，確保產(chǎn)品質(zhì)量。申請(qǐng)總費(fèi)用(萬(wàn)元)： 700 。其中：技術(shù)開(kāi)發(fā)費(fèi)技術(shù)咨詢(xún)費(fèi)技術(shù)服務(wù)費(fèi)工程費(fèi)設(shè)備費(fèi)材料費(fèi)492350476120 注：各項(xiàng)費(fèi)用預(yù)算明細(xì)及其依據(jù)見(jiàn)正文中詳述。本項(xiàng)目承擔(dān)者(科、隊(duì))簽章：晉煤集團(tuán)金鼎公司電話： 本報(bào)告撰寫(xiě)人：李 勝電話： 單位技術(shù)負(fù)責(zé)人(簽章)：楊 棟 二九年九月二十一日晉煤集團(tuán)科技開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目項(xiàng)目名稱(chēng)：脂硬化水玻璃砂鑄造工藝及流水線裝備承擔(dān)單位：

2、晉煤集團(tuán)金鼎公司項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：楊 棟聯(lián)系電話：起止年限： 2009 年 5 月 至 2010 年 8 月一、項(xiàng)目提出背景（現(xiàn)狀及存在問(wèn)題）我國(guó)是裝備制造業(yè)大國(guó)，而鑄造是裝備制造的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。作為世界第一鑄造大國(guó)。鑄造又是排污嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)，我國(guó)每生產(chǎn)1t合格鑄件，大約要排放粉塵50Kg，廢氣10002000m3，廢渣300kg，廢砂1.31.5t。這些固體廢棄物中往往含有大量污染物，其中包括：苯、苯酚、呋喃、甲醛、-苯丙芘、二惡英、NaOH、KOH等。隨著雨水沖刷，有些物質(zhì)流入地表，破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成植被破壞，同時(shí)不斷滲入地下，污染地下水，給人類(lèi)的生產(chǎn)、生活造成長(zhǎng)久的危害。同時(shí)，鑄造又是繁重強(qiáng)體力勞動(dòng)

3、的產(chǎn)業(yè)，鑄件7080%屬于單件、小批量生產(chǎn)，大部分鑄件不能實(shí)現(xiàn)大批量機(jī)械化生產(chǎn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度是鑄造技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵之一。目前，鑄件單件小批量生產(chǎn)主要采用樹(shù)脂自硬砂和CO2水玻璃砂；鑄鐵件廣泛采用呋喃樹(shù)脂自硬砂，鑄鋼件多以CO2水玻璃砂為主。呋喃樹(shù)脂用于鑄鋼件時(shí)，生產(chǎn)中釋放SO2、甲醛等有毒有害物質(zhì)，由于硫的滲入，鑄件易產(chǎn)生熱裂、表面微裂紋等缺欠，因此，該工藝生產(chǎn)鑄鋼件時(shí)受到一定限制。從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，高耗能、高污染的物質(zhì)將逐步被替代。CO2水玻璃砂已在我國(guó)應(yīng)用幾十年，是一種傳統(tǒng)的鑄造技術(shù)，盡管其潰散性差、舊砂不能再生回用、生產(chǎn)鑄件質(zhì)量粗糙，但由于其來(lái)源廣，價(jià)格便宜，無(wú)毒無(wú)味，我們企業(yè)生

4、產(chǎn)鑄鋼件一直采用該工藝。今天，隨著礦山機(jī)械的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，要求礦山機(jī)械鑄鋼件優(yōu)質(zhì)、重載、安全，鑄件材質(zhì)由普通碳素鋼上升為B級(jí)鋼、C級(jí)鋼。鑄件質(zhì)量直接影響機(jī)械裝備的質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，金鼎公司為了提高鑄件綜合質(zhì)量，滿(mǎn)足集團(tuán)公司內(nèi)部需求以及逐步適應(yīng)市場(chǎng)外部環(huán)境的發(fā)展，需要研究新的鑄造工藝和裝備，采用先進(jìn)的脂硬化水玻璃砂工藝替代CO2水玻璃砂工藝進(jìn)行鑄件生產(chǎn)，以提高鑄件的表面和內(nèi)在質(zhì)量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)環(huán)境。二、項(xiàng)目立項(xiàng)的必要性及市場(chǎng)需求分析過(guò)去我公司鑄造使用的工藝為傳統(tǒng)CO2水玻璃砂工藝。該工藝勞動(dòng)環(huán)境差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，車(chē)間粉塵濃度超標(biāo)；鑄件質(zhì)量較差；設(shè)備設(shè)施投入簡(jiǎn)單，屬于小作坊

5、式生產(chǎn)；很難實(shí)現(xiàn)砂回收處理，更難實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，混砂、造型、打箱、清理都是人工操作，需要大量的勞動(dòng)力，生產(chǎn)效率低。使用脂硬化水玻璃砂鑄造工藝及流水線裝備后可實(shí)現(xiàn)鑄件高效率、高質(zhì)量、低成本、環(huán)保型、自動(dòng)化的生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)刮板機(jī)中部槽和支架柱窩等一系列產(chǎn)品的高端化生產(chǎn)，為大型刮板機(jī)和高端支架制造提供支持，因此，有必要研究脂硬化水玻璃砂鑄造工藝及流水線裝備，促進(jìn)煤機(jī)制造健康高效發(fā)展。三、相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及國(guó)內(nèi)現(xiàn)有工作基礎(chǔ)脂硬化水玻璃砂鑄造工藝是國(guó)內(nèi)二十世紀(jì)九十年代中后期發(fā)展起來(lái)的新型先進(jìn)鑄造技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)落后、停滯不前的普通水玻璃砂鑄造工藝的一次重大技術(shù)突破。自2004年以來(lái)，特別是

6、在鐵道部機(jī)車(chē)鑄鋼件的生產(chǎn)取得了突破性的進(jìn)展，現(xiàn)在鐵道部生產(chǎn)車(chē)輛鑄鋼件的企業(yè)70%以上均采用脂硬化水玻璃技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用在礦山機(jī)械鑄鋼件生產(chǎn)屬于先例，隨著礦山機(jī)械對(duì)鑄件產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的CO2水玻璃砂工藝必定被淘汰，取而代之的脂硬化水玻璃砂鑄造工藝在礦山機(jī)械制造上必定會(huì)得到推廣應(yīng)用。四、項(xiàng)目目標(biāo)、主要研究?jī)?nèi)容、技術(shù)指標(biāo)主要研究?jī)?nèi)容：1、脂硬化水玻璃砂設(shè)備在鑄造砂回收系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)鑄造型砂的循環(huán)利用；2、脂硬化水玻璃砂設(shè)備在鑄造自動(dòng)流水線上的生產(chǎn)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率；3、脂硬化水玻璃砂設(shè)備在鑄造模具、模板、工裝等方面的推廣應(yīng)用。技術(shù)指標(biāo)：項(xiàng)目目標(biāo)：1、系統(tǒng)粉塵排放量：

7、100mg/Nm3 ；2、噪聲：80dB；3、舊砂再生回用率：85%4、再生砂微粉含量：0.3%（200目以下）5、殘留NaO含量：0.5%五、項(xiàng)目實(shí)施方案、技術(shù)關(guān)鍵（包括技術(shù)難點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)）鑄造脂硬化水玻璃砂成套設(shè)備實(shí)施方案：1、砂回收處理系統(tǒng)：從落砂機(jī)振動(dòng)輸送機(jī)一級(jí)磁選斗式提升機(jī)砂斗振動(dòng)給料機(jī)振動(dòng)破碎再生機(jī)二級(jí)磁選斗式提升機(jī)焙燒爐加熱斗式提升機(jī)離心再生機(jī)冷卻去灰裝置斗式提升機(jī)砂斗砂溫冷卻器氣力輸送裝置。2、自動(dòng)流水線系統(tǒng)：氣力輸送裝置砂斗混砂機(jī)振實(shí)臺(tái)+機(jī)動(dòng)輥道機(jī)動(dòng)輥道翻箱起模機(jī)修型下芯刷涂料表干合箱澆注。六、項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)度2009年5-6月 完成項(xiàng)目調(diào)研方案確定； 2009年6-12月 完成圖

8、紙?jiān)O(shè)計(jì)、材料準(zhǔn)備、設(shè)備制造等； 2009年12-2010年3月 完成設(shè)備安裝，調(diào)試；2010年3-5月 完成各類(lèi)鑄件產(chǎn)品批量生產(chǎn)；七、投資概算（資金使用明細(xì)）(單位：萬(wàn)元)技術(shù)開(kāi)發(fā)費(fèi)技術(shù)咨詢(xún)費(fèi)技術(shù)服務(wù)費(fèi)差旅費(fèi)工程費(fèi)材料費(fèi)設(shè)備費(fèi)其它費(fèi)用明細(xì)子費(fèi)用4023650120鋼材砂箱模具輔料476砂再生系統(tǒng)3453混砂裝置40翻模裝置91八、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析（一）手工造型CO2水玻璃砂工藝經(jīng)濟(jì)分析（現(xiàn)有工藝）：1、原材料成本分析：（1）新砂費(fèi)用230元噸，按每噸鑄件一般需要3噸砂，沒(méi)有砂回收，則噸鑄件費(fèi)用：為230元噸×3噸×100（新砂）690元；（2）水玻璃價(jià)格1000元噸，

9、加入量810則噸鑄件費(fèi)用為：3噸×8×1000240元；（3）粘土價(jià)格300元噸，加入量12則噸鑄件費(fèi)用為：3噸×2×30018元；（4）CO2催化劑價(jià)格：1500元/噸，噸鑄件使用CO2 催化劑16千克，則噸鑄件費(fèi)用為：3噸×0.016×150072元；2、工資成本：由于該工藝純手工制造，效率較低，人均效率較低，噸鑄件工資成本為1470元；（以前車(chē)間70人，年產(chǎn)鑄件1400噸）那么每噸鑄件CO2硬化水玻璃砂工藝鑄件造型原材料工資總成本為：2490元。（二）自動(dòng)造型脂硬化水玻璃砂成套設(shè)備工藝經(jīng)濟(jì)分析（新工藝）：1、原材成本分析：（1）

10、新砂費(fèi)用400元噸，按每噸鑄件一般需要3噸砂，進(jìn)入再生系統(tǒng)后、可以回收使用85；則噸鑄件新砂費(fèi)用：為400元噸×3噸×（1-85%）（新砂）180元；（2）改性水玻璃價(jià)格2000元噸，加入量1.8則噸鑄件改性水玻璃費(fèi)用為：3噸××2000180元；（3）硬化劑的價(jià)格：1.8萬(wàn)元/噸，加入量為水玻璃加入量的（15%20%）即砂子的0.40.5則噸鑄件硬化劑費(fèi)用為：3噸×0.5%×18000270元；2、工資成本：該工藝能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化控制，人均效率較高，噸鑄件工資成本為1100元；（目前車(chē)間50人，年產(chǎn)鑄件3000噸）。那么每噸鑄件酯硬化水玻璃砂工藝造型原材料工資總成本為：1730元。從上面兩種造型運(yùn)行成本來(lái)看，新工藝成本要比現(xiàn)有工藝成本每噸鑄件低760元。如果按照年鑄件產(chǎn)量3000噸計(jì)算，每年可以節(jié)約成本760×3000=228萬(wàn)元。脂硬化水玻璃砂能大大提高鑄件表面質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境。產(chǎn)品附加值高、質(zhì)量好，能夠?yàn)槲夜竟伟鍣C(jī)產(chǎn)業(yè)以及其它高端產(chǎn)品生產(chǎn)提供重要的支持和保障，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。九、推廣應(yīng)用范圍、前景及市場(chǎng)分析新工藝在鑄鋼件生產(chǎn)中應(yīng)用范圍廣，適合生產(chǎn)各類(lèi)大、中、小型鑄件，車(chē)間生產(chǎn)面貌可以顯著改善，鑄件澆注后，