水冷離心鑄管機(jī)工藝裝備改造及應(yīng)用

李浩

摘 要：近年來隨著市場不斷優(yōu)化對球墨鑄管需求不斷增大和行業(yè)裝備不斷發(fā)展，永通球墨鑄鐵管公司水冷離心鑄管機(jī)隨著產(chǎn)、質(zhì)量的提高，在工藝、裝備上暴露出許多不足，已不能滿足公司生產(chǎn)的需要。為此，永通球墨鑄鐵管公司為了提高鑄管產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)產(chǎn)品在國內(nèi)外市場上的競爭能力，改善工作環(huán)境，減輕工人的勞動強(qiáng)度，對水冷離心鑄管機(jī)工藝裝備進(jìn)行了攻關(guān)。

關(guān)鍵詞：離心機(jī);孕育劑;芯架擺臂;拔管機(jī)

一、概況

由于離心機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)橢圓缺陷管，調(diào)整和控制管模承口徑跳難度大、用時長（一般為90分鐘左右），并且對中環(huán)螺絲孔易滑絲，更換頻繁，消耗高等。離心機(jī)電磁振動隨流孕育給料裝置設(shè)備故障多，孕育劑出現(xiàn)給料不均、下料不暢甚至斷料現(xiàn)象，鐵水孕育能力差，石墨球的圓整度和數(shù)量少，導(dǎo)致塑性、韌性降低，廢品管增多。芯架擺臂轉(zhuǎn)軸銅套易磨損，芯架擺臂定心位置發(fā)生變化，導(dǎo)致砂芯易碎、鑄管承口出現(xiàn)粘砂、粘鐵及承口澆不足缺陷。拔管機(jī)張緊性能差、故障多、使用壽命短，導(dǎo)致使用后期管模時拔管困難，造成生產(chǎn)不連續(xù)、工藝廢品多等問題，嚴(yán)重制約著鑄管產(chǎn)、質(zhì)量的提高以及原材料、備件消耗的升高。

二、改進(jìn)前存在的問題

（一）電磁振動隨流孕育給料裝置存在的問題分析

電磁振動隨流孕育給料裝置是水冷離心鑄管機(jī)工藝要求很強(qiáng)的設(shè)備，澆鑄每根管子時均需隨流加入孕育劑，用前應(yīng)將孕育劑加熱到70℃-100℃，加入量為鐵水量的0.1-0.25%，澆鑄時根據(jù)鐵水成份和管子表面質(zhì)量進(jìn)行調(diào)整，但加入量不能低于鐵水量的0.1%，在整個澆鑄過程中，給料應(yīng)連續(xù)、均勻、穩(wěn)定。

離心機(jī)電磁振動隨流孕育給料裝置固定在扇形包出鐵口的正上方，澆注時彈性墊、電磁線圈在約1400℃的鐵水上方高溫環(huán)境中被烤，彈性墊易老化變硬，造成振動效果差;電磁線圈絕緣等級下降，容易引起線圈短路燒壞。中間包在給扇形包兌鐵過程中，鐵水飛濺容易導(dǎo)致鐵液濺入電磁振動線圈中，燒壞線圈。據(jù)統(tǒng)計：2010年4-12月份因隨流給料裝置原因造成鑄管孕育衰退次數(shù)月平均占總比例為4.1%;設(shè)備故障月平均占離心機(jī)設(shè)備故障比例為8.6%。

（二）芯架擺臂裝置存在的問題分析

芯架是通過油缸伸縮帶動擺臂，擺臂繞轉(zhuǎn)軸支點轉(zhuǎn)動，將存放在芯架上的砂芯旋轉(zhuǎn)至管模的中心位置，從而實現(xiàn)了承口砂芯的轉(zhuǎn)動。由于每生產(chǎn)一支鑄管，需要一個承口砂芯，芯架擺臂需要來回擺動一次，如每小時生產(chǎn)60支管，即芯架擺臂來回擺動至少60次，又加上在芯架銅套長期在高溫環(huán)境中，因此芯架擺臂轉(zhuǎn)軸銅套易磨損，銅套磨損以后，芯架與管模的同心度偏差大，在澆鑄過程中要保持承口砂芯與管模承口壓緊，砂芯與管模承口接觸面來回摩擦，把砂芯表面涂料磨掉或砂芯被擠碎;如果芯架與管模的同心度在水平方向上偏差大，鑄管承口容易粘砂、粘鐵。據(jù)統(tǒng)計，2010年4-12月份芯架擺臂平均使用周期不到1個月;碎芯管為1112.61噸，占廢品管比例的13.26%。

（三）拔管機(jī)存在的問題分析

拔管機(jī)是離心機(jī)的關(guān)鍵部位設(shè)備，它的動作靠兩根油缸控制，一根油缸控制張力大小，另一根控制行走。DN100-300離心機(jī)拉一支管需1-2分鐘、DN400-800離心機(jī)拉一支管需2-3分鐘、DN700-1000離心機(jī)拉一支管需3-6分鐘，拔管機(jī)動作周期短，動作頻率高、速度快，拔管時產(chǎn)生的沖擊大，對拔管鉗有損害性，造成拔管機(jī)故障多，使用壽命短;另外，拔管機(jī)張緊性能差、導(dǎo)致使用后期管模時拔管困難，造成生產(chǎn)不連續(xù)工藝廢品多等問題;嚴(yán)重制約著鑄管產(chǎn)、質(zhì)量的提高以及導(dǎo)致原材料、備件消耗的升高。

三、改造內(nèi)容

（一）隨流孕育給料裝置

將電磁振動隨流孕育改為螺旋孕育，取消電磁振動隨流孕育，設(shè)計一套螺旋輸送裝置，讓電機(jī)減速機(jī)帶動螺桿轉(zhuǎn)動，把儲存在料罐的孕育劑定量、均勻送出后散落入鐵液中。

（二）芯架擺臂裝置

芯架擺臂改進(jìn)，將轉(zhuǎn)軸處銅套改為4套軸承，并在軸上加工絲扣，讓擺臂能上下調(diào)整，另外，轉(zhuǎn)接桿能左右調(diào)整，保證了芯架和管模的同心度。

（三）拔管機(jī)

將拔管鉗滑動撐開鉗塊改成鉸接撐開鉗塊，鉗塊能自由調(diào)整，鉗塊根據(jù)管子內(nèi)徑不平部位能調(diào)整接觸面，增加管子與鉗塊磨損力，鉗體改為能旋轉(zhuǎn)拔管鉗，行走油管安裝拖鏈，擋管器轉(zhuǎn)軸直徑25mm直徑改為50mm，通過提高漲緊力、磨損力、拔管鉗旋轉(zhuǎn)及零部件強(qiáng)度，來減少設(shè)備故障，提高生產(chǎn)節(jié)奏。

四、效果

工藝設(shè)備裝備能力提高：

（1）改造后，提高了設(shè)備精度、運行平穩(wěn)性、準(zhǔn)確性，提高了離心機(jī)工藝裝備水平，提高了連續(xù)生產(chǎn)時間，降低了備件費，減少了設(shè)備故障，減輕了工人勞動強(qiáng)度。

（2）孕育裝置給料均勻、平穩(wěn)、連續(xù)，鑄管孕育衰退比例由41%降為1.3%，設(shè)備故障月平均占離心鑄管故障比例由8.6%降為2.3%。

（3）芯架擺臂裝置使用壽命由1個月變?yōu)?個月，減少了設(shè)備故障，因設(shè)備原因造成的粘砂、粘鐵管的比例由13.26%降為9.8%。

（4）減少了拔管鉗故障，設(shè)備故障月平均占離心機(jī)故障比例由16.7%降為6.35%，提高了機(jī)時產(chǎn)量，生產(chǎn)DN1000管時，由每小時生產(chǎn)6～7支變?yōu)?～9支;后期管模得到最大化利用，降低了管模成本;拔管鉗能旋轉(zhuǎn)拔管，減小了拔管張力，避免了因拔管鉗張力過大造成鑄管承口裂紋。

五、改造投資費用及效益

（一）投資費用

拔管機(jī)費用約70萬元，對中環(huán)改造費用2萬元，芯架擺臂費用3萬元，流槽吊架改造費用1.5萬元。合計76.5萬元。

（二）凈增效益

綜合以上分析，通過鑄管各個項目改造完成之后，經(jīng)過近一年的統(tǒng)計，鑄管凈增效益約為：90+10.3+9.6+205.78-76.5=239.1萬元。