鑄造裝備自動(dòng)造生產(chǎn)線的應(yīng)用

鑄造裝備自動(dòng)造生產(chǎn)線的應(yīng)用

近年來(lái)，中國(guó)的許多制造企業(yè)購(gòu)買(mǎi)了國(guó)際先進(jìn)的制造設(shè)備。在中國(guó)的許多地方，dis1200、fmefa-sd6造型線、多功能芯中心、智能機(jī)器人等現(xiàn)代造設(shè)備已經(jīng)可以在世界一流的造船設(shè)備中看到。但從總體上來(lái)講,我國(guó)的鑄造裝備仍比較落后,鑄造生產(chǎn)的機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化水平較低,缺乏節(jié)能、環(huán)保設(shè)備。國(guó)內(nèi)鑄造裝備生產(chǎn)行業(yè)也存在著自主創(chuàng)新能力薄弱,產(chǎn)品可靠性不高,以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)無(wú)序等諸多問(wèn)題。一、制造設(shè)備的應(yīng)用1.國(guó)產(chǎn)自動(dòng)造生產(chǎn)線是國(guó)產(chǎn)骨干鑄造企業(yè)的一種采用自動(dòng)造型生產(chǎn)線用于鑄造生產(chǎn),不僅可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,更可改善勞動(dòng)條件和生產(chǎn)環(huán)境,效果是非常明顯的。近幾年來(lái),自動(dòng)造型生產(chǎn)線增加較快,主要有三個(gè)特點(diǎn):首先,采用自動(dòng)造型生產(chǎn)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(gè)鑄造廠,都分別擁有4~5條自動(dòng)造型生產(chǎn)線。過(guò)去用土法生產(chǎn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)改造成采用自動(dòng)造型生產(chǎn)線的鑄造廠已不鮮見(jiàn),而是有一批企業(yè)了?，F(xiàn)在,雖然沿海地區(qū)的江蘇、山東、遼寧等省的鑄造產(chǎn)業(yè)仍占較大的比重,但中西部地區(qū)也已有相當(dāng)多的企業(yè)采用了自動(dòng)造型生產(chǎn)線;其次,國(guó)產(chǎn)的自動(dòng)造生產(chǎn)線已開(kāi)始可以穩(wěn)定地供應(yīng)裝備鑄造企業(yè)了,在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)水平分型自動(dòng)造型線的己有四五個(gè)制造廠。但在全部自動(dòng)生產(chǎn)線中國(guó)產(chǎn)的仍然是少數(shù),且低檔次的較多;第三,自動(dòng)造型生產(chǎn)線已經(jīng)不少了,但能按照生產(chǎn)線設(shè)計(jì)能力充分發(fā)揮作用的鑄造企業(yè)還是少數(shù),既存在還不能充分掌握運(yùn)用自動(dòng)造型生產(chǎn)線的問(wèn)題,也有其他工序不能與生產(chǎn)線的能力和節(jié)拍有效匹配的問(wèn)題。2.砂芯鑄造技術(shù)的進(jìn)步近幾年制芯設(shè)備發(fā)展迅速,已從單機(jī)作業(yè)發(fā)展到多工序的機(jī)械化,進(jìn)而發(fā)展到自動(dòng)生產(chǎn)線。制芯設(shè)備發(fā)展的趨勢(shì)是自動(dòng)化程度越來(lái)越高,正逐步向采用機(jī)器人作業(yè)、組成自動(dòng)化制芯單元的方向發(fā)展。近年來(lái),我國(guó)鑄造廠制芯裝備及制芯技術(shù)水平得到大幅提高,單就國(guó)內(nèi)頂尖制芯設(shè)備水平而言,由于國(guó)內(nèi)整體工藝水平和工業(yè)基礎(chǔ)的大幅提高,雖與國(guó)外制芯設(shè)備在運(yùn)行可靠性等方面仍存在距離,但現(xiàn)在差距已大大縮小。目前國(guó)內(nèi)鑄造廠除機(jī)器人制芯中心仍以選購(gòu)國(guó)外設(shè)備為主外,其余制芯設(shè)備基本選購(gòu)國(guó)內(nèi)制芯設(shè)備生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。(1)制芯設(shè)備領(lǐng)域取得的重大進(jìn)步近幾年,制芯設(shè)備方面已逐步發(fā)展成由單機(jī)或制芯線構(gòu)成的安全、高效、可靠制芯單元和交鑰匙制芯工程,且在國(guó)內(nèi)首家創(chuàng)造性地將制芯設(shè)備拓展至砂型的射制,實(shí)現(xiàn)精密砂芯鑄造,并以其經(jīng)濟(jì)的投資和運(yùn)行成本,以及優(yōu)異的質(zhì)量成為造型方式的一種新選擇。在制芯方面,目前鑄造生產(chǎn)用制芯方式主要有熱芯盒、冷芯盒、自硬砂、殼芯及各類(lèi)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(diǎn)發(fā)展最為迅速。它是在常溫下將作為粘結(jié)劑的酚醛樹(shù)脂和異氰酸酯與砂混合后,通過(guò)射芯機(jī)射入芯盒內(nèi)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(kāi)始替代覆膜砂殼型鑄造,并有取代造型線的先天優(yōu)勢(shì)(質(zhì)量、成本、上馬速度及產(chǎn)品改型等方面)。(2)國(guó)內(nèi)制芯設(shè)備存在的問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)相比國(guó)外制芯設(shè)備而言,目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)廠家生產(chǎn)的制芯設(shè)備仍存在水平低下、能耗高,以及運(yùn)行可靠性差等諸多需要改善的地方。制芯設(shè)備行業(yè)要根據(jù)我國(guó)鑄造廠眾多、發(fā)展水平參差不齊,以及具體的產(chǎn)品和工藝特點(diǎn),開(kāi)發(fā)出符合先進(jìn)、科學(xué)、環(huán)保、低耗及實(shí)用發(fā)展趨勢(shì)的制芯裝備。按現(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)看,國(guó)內(nèi)主要應(yīng)開(kāi)發(fā)三乙胺冷芯盒法抗?jié)裥约翱硅T件脈紋技術(shù),以節(jié)約粘結(jié)劑,減少污染和鑄件缺陷,降低成本;改進(jìn)和提高垂直分型無(wú)箱射壓造型機(jī)和空氣沖擊造型機(jī)的性能,控制系統(tǒng)的功能,同時(shí)對(duì)造型線輔機(jī)應(yīng)按通用化、系列化原則進(jìn)行開(kāi)發(fā),提高配套水平;抓緊開(kāi)發(fā)適合于形狀復(fù)雜模樣造型或多品種批量生產(chǎn)所需要的個(gè)性化、實(shí)用型氣流壓實(shí)造型機(jī)。提高砂處理設(shè)備的質(zhì)量、技術(shù)含量、技術(shù)水平和配套能力,盡快填補(bǔ)包括舊砂冷卻裝置和適于運(yùn)送舊砂的斗式提升機(jī)在內(nèi)的技術(shù)空白,努力提高砂處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平;研制多樣化、使用效果好、壽命長(zhǎng)的樹(shù)脂自硬砂成套設(shè)備,增加品種,提高性能;著重開(kāi)發(fā)冷芯盒射芯機(jī)系列產(chǎn)品及芯砂混制和送砂設(shè)備。面對(duì)國(guó)際市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)局面,制芯設(shè)備行業(yè)要根據(jù)我國(guó)國(guó)情,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的需要,產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合,開(kāi)拓創(chuàng)新,下大力氣開(kāi)發(fā)先進(jìn)、科學(xué)、高效、低耗和實(shí)用,且具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的制芯新產(chǎn)品,為改變我國(guó)大多數(shù)鑄造企業(yè)工藝技術(shù)裝備的落后面貌闖出一條投資小、見(jiàn)效快的捷徑。3.沖天爐及其以上沖天爐(1)沖天爐據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)有沖天爐40000多臺(tái),其中熔化率3~5t/h的沖天爐超過(guò)70%以上,熔化率6~9t/h(主要為7t/h爐)的沖天爐約300~350臺(tái),10~12t/h熔化率的沖天爐約有200~250臺(tái),而15t/h及其以上沖天爐,全國(guó)不足30臺(tái)。沖天爐由于具有熔化效率高等諸多優(yōu)點(diǎn),是我國(guó)鑄造行業(yè)的主要熔煉設(shè)備。沖天爐的發(fā)展趨勢(shì)為高熔化效率(熔化率>10t/h)、水冷長(zhǎng)爐齡、外熱風(fēng)及富氧送風(fēng)等。另外,沖天爐-電爐雙聯(lián)熔煉也在推廣中。(2)電爐感應(yīng)電爐是目前鑄造廠常用的熔煉設(shè)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(lèi);按工藝目的可分為熔煉爐、保溫爐和熱處理設(shè)備等。常用的感應(yīng)電爐習(xí)慣上歸納為有芯感應(yīng)熔煉爐、無(wú)芯感應(yīng)熔煉爐、真空感應(yīng)熔煉爐和感應(yīng)淬火設(shè)備等。目前國(guó)內(nèi)外采用中頻感應(yīng)電爐熔煉非常普遍,其發(fā)展方向是:提高比功率,實(shí)現(xiàn)電效率和熱效率的雙高與快速熔煉;功率連續(xù)可調(diào),以適應(yīng)不同升溫和保溫條件的需求;采用變頻技術(shù);雙供電;動(dòng)化管理,實(shí)現(xiàn)編程作業(yè)等。4.企業(yè)環(huán)保設(shè)備我國(guó)的鑄造業(yè)在節(jié)能環(huán)保方面的投入還很少,除少數(shù)企業(yè)配備完善的環(huán)保設(shè)備外,多數(shù)企業(yè)沒(méi)有配備環(huán)保設(shè)備或環(huán)保設(shè)備相當(dāng)簡(jiǎn)單,鑄造廠用于環(huán)保投資占整個(gè)鑄造廠設(shè)備投資的5%~8%(工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家一般是20%~30%)。鑄造專(zhuān)用的除塵設(shè)備、舊砂再生設(shè)備、澆注煙氣處理設(shè)備、爐料準(zhǔn)備設(shè)備及余熱再利用設(shè)備的應(yīng)用等起步較晚。二、國(guó)產(chǎn)靜壓自動(dòng)造型線情況我國(guó)現(xiàn)有鑄造裝備生產(chǎn)企業(yè)400多家,絕大多數(shù)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(lái)國(guó)產(chǎn)靜壓自動(dòng)造型線情況見(jiàn)表1。鑄造設(shè)備的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是大容量、專(zhuān)業(yè)化、高精度、節(jié)能、環(huán)保及低噪聲。中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)2008年向國(guó)家發(fā)改委推薦的節(jié)能減排設(shè)備列于表2。三、鑄造設(shè)備的進(jìn)口價(jià)格我國(guó)鑄造裝備出口增長(zhǎng)迅速,但出口的多為一般鑄造設(shè)備,而同期進(jìn)口的多為技術(shù)含量高的關(guān)鍵鑄造設(shè)備,且其進(jìn)口價(jià)格多為出口價(jià)格的數(shù)倍(見(jiàn)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(guó)鑄