大型鑄件節(jié)能節(jié)材技術(shù)與工藝應(yīng)用實(shí)例

濟(jì)鋼集團(tuán)重工機(jī)械有限公司高級(jí)工程師紀(jì)云玲

能耗高、材料利用率低、污染嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)效益低等制約了鑄造行業(yè)的發(fā)展，因此節(jié)能節(jié)材已成為中國(guó)鑄造行業(yè)健康發(fā)展的首要問題之一。

鑄造行業(yè)是制造工業(yè)中的能耗大戶，因此節(jié)能潛力很大。能耗高、材料利用率低、污染嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)效益低等制約了鑄造行業(yè)的發(fā)展，因此合理利用能源及材料，節(jié)能節(jié)材已成為中國(guó)鑄造行業(yè)健康發(fā)展的首要問題之一。現(xiàn)將我公司在大型鑄件生產(chǎn)中應(yīng)用的節(jié)能節(jié)材技術(shù)與工藝情況進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

模擬技術(shù)及冷鐵應(yīng)用

眾所周知，厚大鑄鋼件在鑄造過程中如果工藝不合理，澆冒口設(shè)置不當(dāng)易產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷。在鑄造過程應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，預(yù)測(cè)鑄件中的縮松、縮孔等鑄造缺陷，可輔助工藝優(yōu)化，指導(dǎo)鑄件實(shí)際生產(chǎn)，減少鑄件的廢品率，提高鑄件質(zhì)量；通過對(duì)澆注系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大限度地提高材料利用率，降低澆冒口所占質(zhì)量比，提高工藝出品率。例如：我公司在出口件破碎機(jī)連桿的生產(chǎn)中就采用了模擬技術(shù)（見圖1），合理地設(shè)計(jì)了內(nèi)外冷鐵，取得很好的效果。

通過模擬分析及放置內(nèi)外冷鐵，減少了鑄件的缺陷，提高了鑄件的工藝出品率，節(jié)約了原材料。

圖1 連桿澆冒口及外冷鐵設(shè)置模擬

聚乙烯泡沫塑料的應(yīng)用

對(duì)于某些大型單件生產(chǎn)的鑄件如果采用通常的木模，則成本高，制作難度大，而采用泡沫塑料做木模，可以顯著降低生產(chǎn)成本，提高勞動(dòng)效率。另外在某一特定部位的應(yīng)用也可起到降低成本、提高鑄件成品率的作用。例如：渣罐支軸部位因?yàn)槌叽缇纫筝^嚴(yán)格而成為渣灌鑄造中的一個(gè)難點(diǎn)。我廠在生產(chǎn)中采取以下措施：整個(gè)支軸做活塊處理，支軸部分制作鍛件，與罐體結(jié)合的錐體部分則采用聚乙烯泡沫塑料，軸頭作為預(yù)埋件在聚乙烯發(fā)泡后結(jié)合在整個(gè)支軸的內(nèi)部，在軸頭上事先鉆出螺紋孔，與罐體模樣把合在一起，造型結(jié)束后取出螺栓。為進(jìn)一步將軸頭定位，在砂箱幫上用螺栓將軸頭固定，然后用煤氣將泡末燃燒干凈，用壓縮空氣吹凈殘?jiān)?，再用芯卡從?nèi)部頂牢支軸，從而解決了支軸的尺寸精度不易保證的問題，減少了因該因素造成的廢品率，如圖2所示。

消失模的應(yīng)用

當(dāng)今鑄造工藝中，消失模工藝是較為先進(jìn)的新工藝，鑄件尺寸形狀精確，表面粗糙度值低，無飛邊毛刺；消除了因取模、合箱引起的鑄造缺陷；取消了型砂制備工部和廢砂處理工藝；可以顯著地減少鑄件的加工余量，提高工藝出品率，對(duì)于企業(yè)的節(jié)能節(jié)材有很大的作用。消失模造型替代傳統(tǒng)砂型鑄造，同時(shí)實(shí)現(xiàn)球墨鑄鐵鑄態(tài)使用，可省去有大量耗能的熱處理環(huán)節(jié)，節(jié)能效果明顯。圖3為我公司在生產(chǎn)出口件爐箅子時(shí)消失模工藝的應(yīng)用。通過消失模生產(chǎn)爐箅子，尺寸精度由原來的13級(jí)提高到10～11級(jí)，加工量由原來的20mm降為10mm。造型成本由2500元/t降為500元/t，勞動(dòng)效率提高一倍，出品率由65%提高到95%。

另外，我廠在一些大型鑄件的砂芯中加入焦炭，不僅可以提高砂芯的透氣性，還可降低芯砂的用量，大大降低了鑄造材料的成本。

圖2

圖3 爐篦子消失模模樣

鑄造業(yè)的節(jié)能節(jié)材從根本上講是以提高鑄件質(zhì)量、降低廢品率、減少消耗為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用、新材料選用，以及采用先進(jìn)工藝與設(shè)備為主要手段的綜合節(jié)能節(jié)材。