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车间设计 F o u n d D e s ig n 年产 6 0 0 0 0 t 重型机床铸造车间设计 李子方，姜宗营，李岩岩 机械工业第六设计研究院有限公司， 河南郑州 4 5 0 0 0 7 摘要 本文介绍了年产 6 0 0 0 0 t 重型机床件铸造车间的车间设计， 该车间最大天车起重量 1 6 0 t ， 最大件 质量 1 1 0 t ， 采用中频感应电炉熔炼和呋喃树脂砂造型工艺。 铸造车间工艺复杂， 运输量大， 能耗高， 对环境影 响因素也较多， 故进行新建铸造车间设计时必须充分考虑项 目 对环境的影响， 并在安全生产的前提下， 保证 工艺的最优 ， 降低能耗。 关键词 铸造车间； 车间设计； 环境保护 中图分类号 3 - G 2 8 ； 文献标识码 A ； 文章编号 1 O 0 6 9 6 5 8 2 0 1 4 0 1 0 0 5 4 0 3 D 0 I 1 0． 3 96 9 ／ ． 1 ． 1 S S n． 1 0 O6 96 5 8． 2 0l 4． 01． 01 8 该项 目是我院 2 0 1 0 年承接的一个机床铸造项 目， 年产合格机床铸件 6 O 0 0 0 t ， 结合工厂实际生产 情况， 考虑到国内外技术发展趋势， 通过对备料 、 熔 化 工部 、 造型工部 、 合箱浇注工部 、 制芯工部 、 粗清 工部 、 砂处理、 清理等工部进行合理分析 ， 选用适用 技 术和先进 的设计理念做到环境保护和生产工艺 流程合理及物流线路最短相结合， 使得本车间成为 机械化水平较高的国内一流的重型机床铸造车间。 1 车间工艺及主要设备选型 1 ． 1 概况 本车间主要承担集团公司所需机床类重型铸 件的生产任务 ， 主要为横梁、 床身、 立柱、 工作台等， 年产合格铸铁件 6 0 0 0 0 t ， 绝大部分为灰铁铸件， 其 收稿 日期 2 0 1 3 1 0 2 2 稿件编号 l 3 1 0 3 4 9 作者简介 李子方 1 9 7 8 一 ， 男， 工程师， 主要从事铸造车间设计 他少量为滑枕类球铁铸件， 单件铸件重量主要分布 在 1 0 ～ 8 0 t 之间， 最大件为 1 1 0t 。 1 ． 2 生产类型 车间生产属单件小批量生产， 铸件尺寸精度 C T 1 0 ～ 1 2 级。 最大铸件为龙门铣床X K 2 7 7 0的横梁， 外 形尺寸 1 2 0 0 0 1 7 0 0 X 1 6 0 0 m m ， 铸件质量约 1 1 0 t 。 1 ． 3 协作关系 本车间所需模型的制作和维修由模型车间承 担， 模型的存放由模型库承担， 铸件的粗加工由重型 粗加工车间承担 。 1 ．4 工作制度和年时数 本车间为阶段工作制， 全年工作 日2 5 1 天。 砂处 理、 落砂、 清理在第一、 二班内进行， 造型、 制芯第一 班进行 ， 熔炼 、 浇注在第二 、 三班内进行 ， 热处理为短 期连续三班制。 1 ． 5 工人和各类设备年 时基数 铸造车间全年工作 日2 5 1 天，第一班和第二班 Th e Ap pl i c a t i o n o f MAGMA S o f t wa r e o n De s i g n o f He a t Tr e a t me n t Pr o c e s s o f Mi ne M a c h i n e Fr a me YANG Ai Ni n g ， Z HANG J u n Yo n g， C AO P e n g K o c e l S t e e l F o u n d C o ． L t d ． ， Y i n c h u a n 7 5 0 0 2 1 ， N i n g x i a C h i n a Abs t r ac t Di f f e r e n t h e a t t r e a t me n t p r o c e s s e s o f mi ne ma c h i ne f r a me wi t h ma t e r i a l AS TM A 2 7 7 0 4 0 h a v e b e e n s i mu l a t e d b y u s i n g MAG MAs o f t s i mu l a t i o n t o o l s ． T h e r e s u l t s h o we d t h a t o b t a i n e d s i mi l a r r e s u l t s b e t we e n s i mu l a t i o n a n d a c t ua l p r o d u c t i o n p e rfo r ma n c e ，a nd d ur i n g h e a t t r e a t me nt wi t h no r ma l i z i ng r a n g e o f 91 0- 9 5 0o C a n d t e mp e r i n g r a n g e o f 5 9 5 6 3 5 C， t h e s i mu l a t e d o r g a n i z a t i o n s we r e p e a r l i t e ； u n d e r t h e c e r t a i n c o n d i t i o n s o f No r ma l i z i n g p r o c e s s pa r a me t e r s ， t h e t e mpe r i ng t e mp e r a t u r e wa s t he ma i n f a c t o r t o a f f e c t t h e ma t e r i a l p r o p e r t i e s ． Ke y wo r d s MAGMAs o fl； He a t t r e a t me n t ； S i mu l a t i o n o Fl ⅥT 中国铸造装备与技术1 ／ 2 0 1 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 车间设计 F o u n d D e s ig n 1 3 m。 落砂及粗清厂房为垂直跨， 最大起重机能力为 1 2 5 t ， 跨度 2 4 m， 轨顶标高 1 4 m， 长 2 2 5 m。 吊运铁液 的起重机等级为 A 7 或铸造起重机。 工艺平面布置 图 1 ， 按合理布置生产工艺流 程及物流线路最短 的原则进行 ， 按熔化 、 造型、 制芯、 浇注、 落砂、 粗清 、 清理、 砂处理工序功能分区， 车间 跨 内、 跨 问运输分别采用起重机与电动平车完成 ， 同 时加强各起重 、 工艺等设备间的平衡协调能力 ， 提高 生产灵活性及设备利用率，炉后位置为配料、 砂箱 库、 维修区。日常使用的模型存放在车间内， 便于取 放和生产准备 ， 减少运输。 2 公用布局及土建公用设计 铸造车间T艺复杂 ，涉及到高温金属液的熔炼 及运输， 型砂的制备及成型， 还有铸件的清理等， 各 种动力管线纵横交错 ， 辅助设施也较多 ， 故在新建铸 造车间设计时一定要全面考虑到各个专业及相互之 间的影 响， 深思熟虑 ， 反复论证 以得到最优方案。 2 ． 1 工艺布局 铸造车间布局把最脏的落砂和粗清工段集中起 来， 减轻对造型工段的影响， 粗清跨为垂直跨， 连接 着主厂房和清理厂房 ， 浇注完 的铸件 ， 冷却一段时间 后 ， 带砂箱运到垂直跨内， 进行开箱落砂 ， 个别大件 ， 在浇注区域进行开箱。 2 ． 2 建筑结构 为了利于 自然通风和 自然采光，每一跨厂房均 设矩形天窗。屋面采用大型屋面板， 经久耐用 ； 外墙 标高 1 ． 2 m以下为 2 4 0 mm厚多孑 L 砖 ， 外贴面砖 ； 标 高 1 ．2 m以上墙面采用双层镀铝锌压型钢板，中间 填充离心玻璃棉保温隔热层 。 2 ． 3 通风、 除尘 铸造车问除厂房设屋顶天窗及高侧窗自然通风 外 ， 重点区域设屋顶风机进行机械通风 。熔化工部 、 合箱浇注区设全面排风， 换气次数 6 次／ h ； 落砂区、 砂处理工部 、 清理工部换气次数 5次／ h ； 回砂地沟设 全面排风 ， 断面风速取 0 ． 5 m ／ s 。 1 砂处理工部落砂机、 振动给料机 、 振动输送 槽 、 斗式提升机 、 振动破碎机 、 机械再生机 、 风选机 、 砂斗等生产过程 中产生的粉尘设半密闭排风罩或密 闭罩 ， 选用袋式除尘器进行除尘 ， 除尘净化达标后 的 空气室外高空排放。共设 1 2套除尘系统。 2 熔化_T部 2 套中频熔炼感应电炉分别各设 一 套除尘系统， 采用覆膜玻纤袋式除尘器， 达标后的 空气室外高空排放 ， 风机采用耐高温高压风机。 3 造 型 、 制芯工部砂 斗生产 过程 中产生的粉 尘，设局部排风罩， 选用袋式除尘器 ， 除尘净化达标 后 的空气室外高空排放。共设 2套除尘系统。 4 清理工部 2台式抛喷丸清理室， 1台吊钩式 抛喷丸清理室， 设密闭排风罩， 由设备 自带袋式除尘 器进行除尘， 除尘净化达标后的空气室外高空排放。 3 结论 铸造行业应该集成先进熔炼、 先进造型 、 计算机 技术 、烟尘治理与废渣综合利用等多项国内外先进 技术与装备 ， 形成铸件清洁生产 的复合工艺 ， 降低铸 件生产成本， 实现铸件生产过程的大幅度节能减排， 为铸造产业的可持续发展奠定基础。 参考文献 [ 1 ] 宋量．低碳经济下中小铸造企业的发展战略『 c ] ． 中国铸造活动周 论文集 ， 2 0 1 0 ， [ 2 ] 盛 达．关 于绿色铸造的思考【 c 】 ． 中国铸造活动周论 文集 ， 2 0 1 0 ． [ 3 ] 滕讷．铸造 车间和工厂设计手册【 M】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 5 ． De s i g n o f a Fo u nd r y W o r k s h o p f o r He a v y M a c hi ne To o l Ca s t i n g s o f Ann ua l Out p u t o f 6 0 0 0 0 t L I Z i F a n g ， J I ANG Z o n g Yi n g ， L I Ya n Ya n S I P P R E n g i n e e r i n g G r o u p C o ． L t d ． ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 7 ， He n a n C h i n a Ab s t r a c t A n e w l y b u i l t f 0 u n d r y wo r k s h o p h a s b e e n i n t r o d u c e d w i t h a n a n n u a l o u t p u t 6 0 0 0 0 t h e a v y ma c h i n e t o o l c a s t i n g s wi t h t h e u l t i ma t e o n e u p t o 1 1 0 t a n d wi t h t e c h n o l o g y o f me d i u m fr e q u e n c y i n d u c t i o n f u r n a c e me l t i n g a n d f u r a n r e s i n b a n d e d s a n d mo l d i n g ． T h e i n fl u e n c e o f t h e p r e c t o n t h e e n v i r o n m e n t a n d g u a r a n t e e o f a n o p t i ma l t e c h n o l o g y wi t h l o we r e n e r g y c o n s u mp t i o n u n d e r t he c o n d i t i o n o f s a f e pr o d u c t i o n h a v e b e e n a l l g i v e n f u l l c o n s i d e r a t i o n d u r i ng t h e pe r i o d o f d e s i g n ． Ke y wo r d s F o u n d r y wo r k s h o p ； Wo r k s h o p d e s i g n ； En v i r o n me n t p r o t e c t i o n 5 6 o FM T 中国铸造装备与技术1 ／ 2 0 1 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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