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    消失模鑄造工藝流程及車間環境狀況分析


     消失模鑄造簡稱EPC,又稱氣化模鑄造或實型鑄造。它是采用泡沫塑料模樣代替普通模樣緊實造型,造好鑄型后不取出模樣、直接澆入金屬液,在高溫金屬液的作用下,泡沫塑料模樣受熱氣化、燃燒而消失,金屬液取代原來泡沫塑料模樣占據的空間位置,冷卻凝固后即獲得所需的鑄件。    
    消失模鑄造工藝簡圖:

    消失模鑄造生產線的工藝流程分為白區與黑區兩大部分。

     一、白區工藝流程:  首先根據鑄件的材質以及壁厚選擇適合它的原始珠粒。將原始珠粒按定量加入間歇式予發機中進行預發泡,使其達到工藝要求的密 度,通過予發機硫化床干燥后發送到熟化倉內進行熟化。熟化后的珠粒運送到成型間,將珠粒注入到成型機上的模具中,通蒸汽將其膨脹融解成型,形成鑄件模樣,通冷水進行冷卻降溫,使白模具有一樣的強度,這時成型機起模人工取出白模放到白模烘干車上,運輸至熱風隧道通過式烘干室進行烘干。白模烘干車在烘干室軌道上行走,每推進室內一車,在另一端頂出一車,以此循環。烘干室采用熱風強制循環系統,烘干室內的溫度及濕度通過PLC自動控制達到工藝要求,大大提高了生產效率,并節約能源。白模烘干后運輸到組模間組裝、粘結澆冒口。組裝好的白模運輸至一次涂料間浸刷涂料,不同材質的鑄件選擇不同的涂料配方,將原材料放入涂料攪拌機中進行攪拌,達到工藝要求時間后測試涂料密度,經測試合格后再放入涂料槽中供工人使用。將浸刷好的白模放到烘干車上運輸至黃模一次烘干室進行烘干,烘干后的黃模運輸到二次涂料間進行二次浸刷涂料,達到工藝要求的涂層厚度,再運輸至黃模二次烘干室進行烘干、修補。經過二次烘干后的黃模用烘干車運輸到黑區造型工部進行填箱、造型,烘干車空車返回成型間。至此白區工藝流程全部結束。

    二、黑區工藝流程:

        1、造型工部:  造型工部由兩條造型線和一條回箱線組成,砂箱的循環運行是由砂箱軌道、手動變軌車來完成,每一條生產線由工藝要求的砂箱數量組成。每一條造型線由一臺2噸單維振實臺,兩臺4噸變頻三維振實臺組成。造好型的砂箱依次進入兩條澆注冷卻線,澆注冷卻線由真空對接機組成。澆注冷卻線進入一定數量砂箱后真空對接機自動對接、人工澆注。澆注完成后進行保壓冷卻,保壓后真空對接機復位,撤真空,保壓結束后進入冷卻段進行冷卻。在這兩條澆注線澆注的同時,造型線造好型的砂箱依次進入令外兩條澆注線等待澆注,并重復前兩條澆注線的動作,以此循環。  本造型工部采用BSZ-04k變頻三維振實臺,其結構及工作原理:

    本機由三對6臺激振電機作為激振源。每對激振電機反向同步運轉,分別形成三個方向(X、Y、Z)的合力,使振實臺及其上面的砂箱以一定的加速度振動,完成對砂箱內干砂的緊實。振實臺采用空氣彈簧支撐,可升降,使砂箱在振實過程中更加平穩,防止砂子擠壓白模變型。另外振實臺還配有氣動自動夾緊裝置。實現了砂箱與振實臺緊固一體的快速、方便、靈活操作的作業需要。

    2、真空負壓系統:  真空系統是消失模鑄造工藝的主要設備,它的作用是為負壓砂箱制造穩定的負壓場,使干砂在大氣壓力作用下達到一定的緊實度,同時將泡沫模型氣化過程中產生的氣體及塵粒等異物吸走,以保證澆注順利有序的進行。  

    本套真空系統由兩臺2BE水環式真空泵、除塵過濾器、穩壓罐、水箱、真空對接機等組成。2BE水環式真空泵是德國技術的國產化,性能穩定,高效節能。該機的工作過程是,首先將砂箱內的廢氣物抽至濕法除塵器,經過除塵器過濾的凈化廢氣進入到穩壓罐(穩壓罐起穩定負壓的作用,以防止負壓值的過度波動給砂箱的負壓值帶來的不利影響),穩壓罐與水環真空泵相通,廢氣從穩壓罐被抽入真空泵后再送至氣水分離器,經過氣水分離的廢氣被排入大氣中,分離后的水進行循環使用。  本系統的液壓翻箱機能實現砂箱的自動落砂功能,減輕工人的勞動強度。

    3、砂處理系統:  澆注、冷卻后的鑄件隨砂箱通過手動變軌車運至回箱線上,砂箱人工推至液壓翻箱機上進行翻箱,翻箱后鑄件落在落砂格柵上運往鑄件清理工部進行下工序作業。此時熾熱的干砂經落砂溜斗均勻的流入振動輸送篩分機,經過篩分后,砂中的雜質、砂塊、大的鐵豆飛邊等流入廢料斗。因為落砂溫度很高,所以篩板選用不銹鋼板特制。熱砂由耐高溫的環鏈提升機提升進入風選、磁選機,進行的風選、磁選分離。粉塵從風選機除塵口進入除塵系統;鐵豆等磁性物質被磁選分離落入廢料箱。此設備是德國產品的國產化。經風選、磁選后的熱砂均勻的流入沸騰冷卻床,熱砂在沸騰床中被高壓空氣吹起,不斷翻滾、沸騰成流態狀向前移動,反復與水冷管循環接觸進行熱交換,直至到沸騰床末端從出砂口流入到斗式提升機。同時熱砂與常溫空氣進行熱交換,在此過程中砂中的粉塵隨熱風進入除塵系統。此設備是日本技術國產化的產品,是當今消失模鑄造、“V”法鑄造,國際、國內最佳砂冷卻設備。經冷卻的干砂由斗提機提升送入到中間砂庫中。

    中間砂庫的作用:

    一、大量儲存備用砂,使全線造型砂一直處于循環使用的封閉線路中,以改善工人的作業環境。

        二、緩沖調劑用砂量。當生產過程需要落砂、倒箱而不需填箱振實造型時,或者反之,即落砂與造型不需同步作業時,中間緩沖砂斗的設置則可保障這一要求的實現。中間砂庫的干砂經自動加砂門進入直線振動篩分機,

    直線振動篩分機的作用:一、篩分大的顆粒物;二、篩除100目以下的細砂及粉塵,保證型砂的透氣性;三、型砂在振動前進的過程中,與常溫空氣進行熱交換,加熱的空氣被除塵系統抽走,同時降低型砂溫度,減輕除塵系統的壓力。此設備是我公司借鑒德國設備的國產化,為國內首創。型砂通過直線振動篩被提升機提升送到砂溫冷卻器進行二次砂溫冷卻,此設備是無動力設備,通過調量裝置控制型砂冷卻時間,從而降低型砂溫度。冷卻的型砂經斗提機提升,由皮帶機分別送入3個日耗砂庫中。各砂庫下方配有氣動雨淋加砂器,可實現均勻大面積加砂,縮短加砂時間,降低砂子對白模的沖擊,是薄壁工件必需的加砂方法。冷卻的干砂在日耗砂庫下進入造型工部。至此完成從落砂、降溫、除塵、磁選、清理雜物、輸送的全過程。 4、電控系統:  本條消失模砂處理線采用PLC全線自動程序控制,同時設有自動和手動切換功能,整條生產線各單元設備的啟動、停止可實現如下運行:  按下總啟動按鈕,整條線將按順序自動開機;當整條線符合停機條件時,整條線就將自動關機,但是若其中某單元設備不符合停機條件時,則該設備可繼續運行,直至符合條件后完全停機。下班關機時,只要按下總停止按鈕則整條線將按順序停機。  

    本條線設有各單元設備連鎖保護功能。當全線或單元設備運行時,若其中某一臺設備出現故障停機時,該設備則會顯示紅燈報警,并且此時該故障設備的前繼設備均會立即停機而后繼設備會正常運行。從而保護了設備的超載運行,杜絕設備事故的發生。整條線的電控不僅對各單元設備進行控制,而且對砂庫的料位器也進行停機、開機聯動控制。  PLC是日本歐姆龍,其他主要電氣元件是西門子,保證全線可靠運行。  本消失模鑄造生產線設備配置科學合理,采用先進的自動化控制,在保證生產綱領完成的同時,提高了生產效率,為企業節省了大量的勞動力,并真正體現了鑄造行業綠色革命的含義。      

    消失模鑄造車間環境狀況的優勢:  

    1. 聚苯乙烯泡沫塑料在低溫下對環境完全無害,它的密度小,制模勞動強度低,環境好,制模工序容易實現清潔生產。  

    2. 消失模鑄造簡化了制芯、砂處理過程,工序間搬運量小,勞動強度顯著降低,并容易實現機械化和自動化生產。  

    3.由于采用流動性好的干砂造型、減免了混砂設備,簡化了造型緊實設備,因而大大減少了噪音和粉塵、舊砂回用設備也大大簡化了。

    4.由于不用型芯,同時實現了鑄件的精確化,清理工作量大大減輕,車間的噪音,粉塵也相應減少。  

    5.CO等廢氣的處理量比較少。澆注時白模受熱分解、氣化,產生的廢氣通過抽真空進入濕法除塵器進行水浴處理,然后再通過汽水分離器進行分離,分離后的廢氣排放到大氣當中,  

    6. 整條生產線配備除塵系統,各設備間均設風量調節閥;粉塵濃度低于國家標準。

        7. 鑄造型砂在生產線各設備間密閉處理,真正做到“空中無粉塵,地上無散砂”。      總之,消失模鑄造是一種近無余量的液態金屬精確成型的技術,它被認為是“21世紀的新型鑄造技術”及“鑄造中的綠色工程”。


    【上一個】 五大鑄鐵的定義及其在產品之中的應用 【下一個】 從鑄造涂料的作用、性能等方面談談鑄造涂料對鑄件表面質量的影響

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