欒慶冬，劉 佳

（中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院，北京 100048）

國內(nèi)某鑄造廠主要生產(chǎn)石油鉆機(jī)、蒸汽輪機(jī)、水電設(shè)備、冶金、礦山設(shè)備鑄鋼件及各類鋼錠?，F(xiàn)年生產(chǎn)能力鑄鋼件1.2萬噸。擁有三條自動造型生產(chǎn)線和兩個手工造型工部。由于舊城改造，需整體搬遷到新工業(yè)園區(qū)，為進(jìn)一步提升鑄鋼件的生產(chǎn)工藝水平、擴(kuò)大產(chǎn)能、提高鑄件質(zhì)量，新增用地面積240畝，需對鑄造車間進(jìn)行重新設(shè)計，文章重點介紹了車間設(shè)計中的工藝設(shè)備選型及工藝過程，供設(shè)計人員參考。

1 生產(chǎn)綱領(lǐng)和工作制度

1.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)

年產(chǎn)2萬噸鉆機(jī)、水電、火電、冶金、礦山機(jī)械鑄鋼件和3.6萬噸鋼錠生產(chǎn)任務(wù)。

1.2 工作制度

根據(jù)《機(jī)械工廠年時基數(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》：每周5d工作制，每班8h，全年工作時間為251d。熔煉、模鑄、造型、砂再生、清理為二班制，熱處理為三班制。

2 主要生產(chǎn)工藝及流程

鑄造車間的主要工藝流程是熔煉、造型、制芯、合箱、澆注、落砂、砂再生、清理、熱處理、校驗合格后入庫。

本項目熔煉工藝路線一：采用電弧爐熔化、LF+VD/VOD精煉爐熔煉工藝；熔煉工藝路線二：采用電弧爐熔化、AOD精煉爐熔煉工藝；造型、制芯均采用呋喃樹脂砂生產(chǎn)工藝；舊砂再生采用干法機(jī)械搓擦再生工藝。

3 主要工藝說明

3.1 生產(chǎn)準(zhǔn)備工部

本工部主要任務(wù)是對冶煉材料進(jìn)行準(zhǔn)備，將準(zhǔn)備好的原輔材料在生產(chǎn)前運送到相應(yīng)的場所。爐料存儲由廢鋼處理庫和備料庫兩部份組成，主要配備電磁起重機(jī)、氣體切割機(jī)、電子地衡，配好的爐料料籃由電動平車分別運往熔煉跨內(nèi)由行車吊運對電爐進(jìn)行加料。

3.2 熔煉工部

根據(jù)最大鋼錠所需鋼水量為90t、最大鑄件所需鋼水量為150t和其材質(zhì)要求選擇精煉設(shè)備。選用兩臺電弧爐，其中一臺30t電弧爐（最大出鋼水量40t），另利用原有一臺10t電弧爐和一臺10tAOD精煉爐。為確保一次需提供150t鋼水量，再配備1套40tLF鋼包精煉爐和1套45t VD/VOD精煉爐及1臺30tAOD精煉爐，可保證采用多包滿足最大鑄鋼件所需鋼水量。

3.3 模鑄工部

雙真空鑄錠工藝：根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)要求，選用2座90t真空鑄錠室（VC）、三座50t真空鑄錠室。90tVC承擔(dān)50～80t鋼錠制作任務(wù)，50tVC承擔(dān)20～50t鋼錠制作任務(wù)。

90t級鋼錠工藝流程：30t電爐（30t）→40tLF→45t VD熔煉3爐，分3次澆注到90tVC；50t級鋼錠工藝流程：30t電爐（28t）→40LF→45t VD熔煉2爐，分2次澆注到50tVC。

3.4 造型、制芯工部

造型、制芯采用呋喃樹脂砂生產(chǎn)工藝。造型、制芯廠房共為三跨（27＋24＋18）m，廠房與熔煉跨廠房垂直布置。

27m主要承擔(dān)大鑄件造型、合箱、澆注，靠近熔煉跨為布置為合箱澆注區(qū)，另一端為為造型區(qū)，造型采用移動式混砂機(jī)造型。

24 m跨為造型生產(chǎn)線跨，造型線是利用原有1條中型線的部份設(shè)備如翻轉(zhuǎn)起模機(jī)，砂箱等工裝，組建1條高速造型圈線，生產(chǎn)率：8型/h，生產(chǎn)線由1臺30 t/h混砂機(jī)、震實臺、翻轉(zhuǎn)起模機(jī)、流涂機(jī)、表干段和機(jī)動滾道組成。

18 m跨為制芯區(qū)，設(shè)置1條高速制芯圈和1條20 t/h移動混砂機(jī)地面制芯線，配有1臺表干烘爐，承擔(dān)主要砂芯制作任務(wù)。

造型、制芯采用3臺移動式連續(xù)混砂機(jī)和2臺固定式混砂機(jī)混制型（芯）砂，其中60 t/h移動式連續(xù)混砂機(jī)1臺、40 t/h移動式連續(xù)混砂機(jī)1臺，20 t/h移動式連續(xù)混砂機(jī)1臺和1臺30 t/h固定式混砂機(jī)、1臺15 t/h固定式混砂機(jī)。

由于生產(chǎn)產(chǎn)品大型、厚重，對面砂耐高溫要求高，對采用的鉻鐵礦面砂比較大，要求造型移動式混砂機(jī)同時具備鉻鐵礦面砂混制能力。60t/h移動式連續(xù)混砂機(jī)每臺配備鉻鐵礦砂面砂20t/h混制能力。

3.5 落砂工部

鑄型冷卻后通過平車運至預(yù)清理跨落砂。落砂裝置采用2臺振動落砂機(jī)組成一體，根據(jù)鑄型重量，采用整型落砂或分箱落砂，落砂機(jī)配備除塵凈化處理。

3.6 砂再生工部

砂再生工部由落砂、預(yù)清理、砂再生組成，通過工時計算，采用2套20t/h砂再生裝置，砂再生回收率≥85%。

砂再生工藝流程：落砂→磁選→振動破碎預(yù)再生→二級離心（或搓揉）→風(fēng)選→砂溫調(diào)節(jié)→再生砂砂斗→鉻鐵礦砂分離裝置→石英砂（鉻鐵礦砂）砂斗→混砂機(jī)上方砂斗。

3.7 清理及熱處理工部

鑄件經(jīng)冷卻后在預(yù)清理跨采用手工風(fēng)鏟清砂，然后運至清理區(qū)，首先進(jìn)行拋丸表面處理，再進(jìn)行澆冒口切割，采用碳弧氣刨去除鑄件的飛邊毛刺，對有缺陷的鑄件進(jìn)行焊補。

采用5臺熱處理爐，其中8×6×4m臺車式熱處理爐2臺、5.4×4.5×3 m臺車式熱處理爐3臺，考慮產(chǎn)品中部份為高錳鋼鑄件，其中1臺5.4×4.5×3 m臺車式熱處理爐配備1座淬火水池。

采用3臺拋（噴）丸清理設(shè)備，其中臺車式拋噴丸室對大件進(jìn)行清砂和表面處理。采用2臺吊鉤式拋丸清理機(jī)對中小件表面處理。為對工藝有特殊要求，需進(jìn)行的二次冒口切割的鑄件，在清理跨內(nèi)二次澆冒切割區(qū)進(jìn)行切割。

4 環(huán)境保護(hù)與勞動安全衛(wèi)生

電弧爐除塵采用屋頂罩、移動式半密閉罩相結(jié)合的方式，LF精煉爐、AOD精煉爐除塵采用移動式半密閉罩，熔煉產(chǎn)生的煙塵通過收塵罩，進(jìn)入布袋除塵器，經(jīng)過濾處理后，達(dá)標(biāo)后排放。

在落砂過程，將產(chǎn)生大量的粉塵，粉采用側(cè)吸式吸塵罩捕捉并進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行凈化處理，尾氣達(dá)標(biāo)后室外高空排放。

5 結(jié)語

該項目已建成投產(chǎn)兩年，工藝設(shè)備布局合理，物流順暢，運轉(zhuǎn)情況良好。本車間工藝設(shè)計采用了較為先進(jìn)的設(shè)計思想和理念，應(yīng)用了成熟、先進(jìn)的技術(shù)及創(chuàng)新設(shè)計，可為同類鑄造車間設(shè)計提供參考。