#方强机械厂铸造车间改造可行性分析

1、方强机械厂铸造车间改造可行性分析一、概述 方强机械厂铸造车间主要生产柴油机缸盖，为多个柴油机主机厂配套，属大批量生产的形式，该产品从目前来看具有以下特点：(1)泥芯较多，在柴油机铸件中属有一定难度产品；(2)表面质量要求较高；(3)由于目前全国农机行业的竞争十分激烈，柴油机价格降价较多，必然影响配套厂家的价格，对为主机配套的厂家而言已进入一个薄利时代。但同时市场的需求量仍然较大，这种情况下，对于配套厂家就必须靠规模、成本、价格、质量等方便取得优势，才能真正得到发展。 另一方面从铸造行业的形势来看具有以下特点： 1铸造本身性质既脏又累，对于环境污染较重，所以，一些发达国家纷纷向我国采购大量铸件或

2、投资设厂，近几年，就江苏省已有达十家的独资铸造厂，如：常州小松（3万吨/年）、常州现代（1.5万吨/a树脂砂）、昆石福安、苏州石川、镇江泰克西（10万吨/年）、镇江迎峰、南京泰克西等。这是两个方面的因素决定的：一是劳动力低廉、原辅材料价格较低；二是中国现有的铸造技术，加以合适的自动化设备改造，生产出的铸件能满足这些发达国家的要求。2从国外到中国来办厂或采购铸件情况来看：首先是考虑硬件，即必须具备了基本设备条件。若是仍然靠人工来完成，一般情况下，考虑的可能性较小，尤其是高档铸件，绝对不会在人工造型的厂家采购。从这一点来看，这是国外先进铸造技术已得出的经验，主要靠人工铸造，质量无法稳定。从铸造行业

3、这两点的情况来分析，国内的一些铸造厂家：整体形势上升，但压力较大，若不进行适当的改造，逐步会被这些独资企业抢去大量市场，或者说利润较丰厚的产品就会被它们占领。方强厂在柴油机缸盖铸件生产上，在业内已属规模较大、具有一定知名度的企业，但就目前的工艺、设备、及劳动力状况来看还存在以下几点问题： （1）造型面积较小、不能满足大规模生产的需要； （2）工艺装备较落后，基本是靠人工造型，地面浇注； （3）劳动力的不稳定性； （4）人为因素对产品质量影响较大，无论是造型、浇注、砂的处理及混制基本靠人的主观判断。废品率高达20%，其中95%属人为因素； （5）产品形式较单一。 另外，从同行业为主机厂配套的竞争

4、对手来比较，工艺装备也处于劣势。有些厂家已进行了部分技术改造，同时这些厂家在经营方式的运营上也较为机动。 从以上一些分析可以看出，方强铸造厂进行技术改造是市场的逼迫，也是发展的必然。二、改造目的总体来讲是为了企业发展状大，具体分析以下几点： (1)提高成品率，降低人为因素； (2)提高利润率，降低成本； (3)扩大规模，创名牌； (4)生产高档、高利润铸件，逐步能出口铸件。 三、改造总体思路 1采用机械化造型线 2采用机器造型 3铸型输送采用铸型输送机 4定点浇注 5采用较高档砂处理系统,以确保型砂质量 6采用新工艺生产高档铸件 经过与该厂领导商讨，特提出以下设想： 新建一粘土砂车间，初定为：

5、60米×15米，顶高12米、屋檐高10米。附建砂处理工步房，面积12米×20米，顶高12米。车间有砖混结构、轻钢结构，其造价分别为1000元/米2、600元/米2，使用年限分别为3035年、2528年。 目前清理车间仍然不变，制芯位置不变，现造型车间作为新品车间之用。具体有以下几种方案： A:年产80万只柴油机缸盖 B:年产60万只柴油机缸盖 C:5T树脂砂处理线可行性分析及方案 A:年产80万只柴油机缸盖 1设计计算书 1)造型 根据工件尺寸大小及同行业采用造型机状况，并考虑到今后新品的发展，采用Z148E微震压实造型机。 ·数量（台数） Z148E微震压实造型

6、机 台面尺寸：900×730 砂箱最大尺寸：800×630×300（正常砂箱尺寸：800×600×300） 生产率：60型/小时， 设计时取0.7系数，根据缸盖铸件尺寸，每箱可布置6只，年产80万只铸件，年工作日250天，一班制，每班造型时间8小时， 则：N=Q（1+K1）（1+K2）÷Tq 其中N：台数 Q：全年生产的铸型数：800000÷6=133334型 T：年时基数：T=250×8=2000 q：设计采用的生产率：30 K1：内外废品率：8%10% K2：造型废品率：5% N=133334×（1+

7、0.1）×(1+0.05)÷2000÷30=2.56(圆整为3对)实际需造型机3对、6台 2）熔炼 年纲领：800000只 每天需成品：800000÷250=3200（只） 出品率：0.7 成品率：90% 毛坯净重：9.5kg/只 实际一天需铁水为： (3200×9.5)÷(0.7×0.9)=48254（kg）50(T) 考虑其它因素，实际一天需铁水55T即可满足生产需要（取熔炼不平衡系数为1.1） 实际开炉时间8小时 冲天炉生产率为：55÷8=6.9T/小时(圆整为7T/小时) 冲天炉选用生产率为7T/小时的新“

8、三化”，大排距冲天炉 3)砂处理能力 每天需成品件3200只 机械化造型线 GS=K1·K2·Qi·(V·r-0.2GT) 其中GS：砂处理量 QI：造型线中的实际生产率：30×3=90型/小时 K1：不平衡系数：1.25 K2：散落砂系数：1.05 r：压实后的型砂比重：1.6 V：砂型体积：800×600×300=0.145立方米 GT：型空内铸件重量：6×9.5÷0.7=81kg 则：每小时砂处理量为： 1.25×1.05×90×(0.145×1.6-0.2&

9、#215;0.081)=25.5T/小时 砂处理量为30T/小时 混砂机采用GS-190混砂机，混砂能力为40T/小时，考虑负荷系数0.8， 实际混砂能力为32T/小时。 4)铸型输送线 (1)速度的决定 V=Q×T÷（60×Z×h） （小车选用：SZ-60、650×1000， 节距：1334mm） V：速度 Q：每小时装上输送机的型数：90箱 Z：每节小车装箱数：1箱 h：小车装载系数：0.8 T：节距：1334mm 则V=(90箱×1.334米) ÷(60分钟×1箱×0.8)=2.5米/分钟 (2)冷

10、却段长度确定 LeVt Le：冷却段长度 V：小车运行速度：2.5米/分钟 t：冷却时间：40分钟 则Le40×2.5=100米 取Le=110米 (3)造型下芯段长度定为：30米 (4)浇注段长度定为：10米 (5)落砂段长度定为：10米小车线实际总长度可定为160米左右（120节小车） 每小时一条线造型90箱，一班8小时共造型720箱，能满足生产纲领。 2.砂处理系统工艺流程 整套砂处理包括以下几个部分： 1)落砂部分 其中包括：气吊、L252振动输送落砂机、鳞板输送机。 气吊将砂筛吊入落砂机中、砂与铸件分离后，落砂机直接将铸件送入铸件柜中或鳞板线上，空砂箱由气吊吊回由人工运输或

11、回箱线运输。 2)磁选部分 包括：Y337磁选皮带机、悬挂式S997磁选机 3)筛砂部分 包括：1#斗提机（TDQ350）、S4440滚筒破碎筛、旧砂库、圆盘给料机、2#皮带机 4)冷却部分 其中包括：CRG-30冷却再生机、2#斗式提升机（TDQ350） 5)混砂部分 包括：3#斗提机、GS-190高速混砂机、全自动称量装置、定量给料装置、3#皮带机、新砂斗提机（TDQ280）（其中高速混砂机为德国技术图纸制造） 6)型砂输送部分 包括：4#皮带机、5#皮带机、松筛机、颚式开关 7)电控部分 控制全线运作 8)除尘部分 包括：两套BD160布袋除尘器、两台旋风除尘器、风机电机组 9)钢结构件

12、6070T3.预算清单 1)造型机：Z148E，6台，单价：5.4万元， 总价：32.4万元 2)熔炼：7T/小时大排距冲天炉2台，总价:30万元 风机、电控：2.5万元 熔炼总价：32.5万元 3)铸型输送线（按120节小车）小车线：每节2350元，120节则为28.2万元传动装置：4.6万元轨道：4T，单价：0.75万元，总价3万元轨枕:小车总价的12%，约3.4万元 铸型输送线总价：39.2万元 4)定点浇注环线 15万元 5).气吊 0.7×6=4.2万元 6).推箱机捅箱机（一套液压泵站）： 10 万元 7).鳞板输送机 8.5万元 8)回箱轨道： 10.5万元 9).以上

13、部分安装调试费： 9万元 10)砂处理系统： 约232万元 11)房屋总造价： 约70万元 12). 其它： 约20万元 以上(不包括运输费用)总计： 约483万元4人员配置： 冲天炉：5人 浇注：78人 风机房：1人 电控：1人 造型工：12人 下芯：3人 砂处理：平台控制1人，辅料工2人（非专职），落砂2人，行车工2人，共计7人。 以上共计37人（按40人编制）5改造后结果 1)目前产品的正品率可上升1012%点，仅此一项一年可节约费用为： 设生铁价格为1200元/T ，铸件价格：3000元/吨， 节约费用额为：（3000-1200）×8000×10%=144（万元）。

14、 2)另外，由于采用机器造型，自动化系统浇注、混砂等因素。 铸件的几何尺寸、加工余量能得以保证 最起码一年可节省加工费用3050万元 3)人工上，从造型至砂处理结束只需30人，与目前车间相比可以节省60人以上，一年按5000元/人计算，可节省30万元总计一年至少可节省210万元 B：年产60万只柴油机缸盖 1 设计计算书（粘土砂线） 根据工件尺寸大小及同行业采用造型机状况，并考虑到今后新品的发展，采用Z148E微震压实造型机。 ·数量（台数） Z148E微震压实造型机 台面尺寸：900×730 砂箱最大尺寸：800×630×300（正常砂箱尺寸：800&

15、#215;600×300） 生产率：60半型/小时， 设计时取0.7系数，根据缸盖铸件尺寸，每箱可布置6只，年产60万只铸件，年工作日250天，一班制，每班造型时间8小时， 则：N=Q（1+K1）（1+K2）÷Tq 其中N：台数 Q：全年生产的铸型数：600000÷6=100000型 T：年时基数：T=250×8=2000 q：设计采用的生产率：30 K1：内外废品率：8%10% K2：造型废品率：5% N=100000×（1+0.1）×(1+0.05)÷2000÷30=1.925(圆整为2对)实际需造型机2对、4

16、台 2）熔炼 年纲领：600000只 每天需成品：600000÷250=2400（只） 出品率：0.7 成品率：90% 毛坯净重：9.5kg/只 实际一天需铁水为： (2400×9.5)÷(0.7×0.9)=36190（kg）36(T) 考虑其它因素，实际一天需铁水40T即可满足生产需要（取熔炼不平衡系数为1.1） 实际开炉时间8小时 冲天炉生产率为：40÷8=5T/小时 冲天炉选用生产率为5T/小时的新“三化”，大排距冲天炉 3）砂处理能力 每天需成品件2400只 机械化造型线 GS=K1·K2·Qi·(V

17、83;r-0.2GT) 其中GS：砂处理量 QI：造型线中的实际生产率：30×2=60型/小时 K1：不平衡系数：1.25 K2：散落砂系数：1.05 r：压实后的型砂比重：1.6 V：砂型体积：800×600×300=0.145立方米 GT：型空内铸件重量：6×9.5÷0.7=81kg 则：每小时砂处理量为： 1.25×1.05×60×(0.145×1.6-0.2×0.081)=16.8T/小时 砂处理量为20T/小时 混砂机采用GS-160混砂机，混砂能力为20T/小时 4）铸型输送线 （1

18、）速度的决定 V=Q×T÷（60×Z×h） （小车选用：SZ-60、650×1000， 节距：1334mm） V：速度 Q：每小时装上输送机的型数：60箱 Z：每节小车装箱数：1箱 h：小车装载系数：0.8 T：节距：1334mm 则V=(60箱×1.334米) ÷(60分钟×1箱×0.8)=1.67米/分钟 （2）冷却段长度确定 LeVt Le：冷却段长度 V：小车运行速度：1.67米/分钟 t：冷却时间：40分钟 则Le40×1.67=66.8米 取Le=80米 （3）造型下芯段长度定为：3

19、0米 （4）浇注段长度定为：12米 （5）落砂段长度定为：10米 小车线实际总长度可定为134米左右（100节小车） 每小时一条线造型60箱，一班8小时共造型480箱，能满足生产纲领。 2砂处理工艺流程 整套砂处理包括以下几个部分： 1）落砂部分 其中包括：气吊、L251振动输送落砂机、鳞板输送机。 气吊将砂筛吊入落砂机中、砂与铸件分离后，落砂机直接将铸件送入铸件柜中或鳞板线上，空砂箱由气吊吊回由人工运输或回箱线运输。 2）磁选部分 包括：Y335磁选皮带机、悬挂式S995磁选机 3）筛砂部分 包括：1#斗提机（TDQ280）、S4420滚筒破碎筛、旧砂库、圆盘给料机、2#皮带机 4）冷却部分

20、 其中包括：CRG-20冷却再生机、2#斗式提升机（TDQ280） 5）混砂部分 包括：3#斗提机、GS-160高速混砂机、全自动称量装置、定量给料装置、3#皮带机、新砂斗提机（TDQ225）（其中高速混砂机为德国技术图纸制造） 6）型砂输送部分 包括：4#皮带机、5#皮带机、松筛机、颚式开关 7）电控部分：控制全线运作 8）除尘部分 包括：两套BD160布袋除尘器、两台旋风除尘器、风机电机组 9）钢结构件约50T3预算清单 1）造型机：Z148E，4台，单价：5.4万元， 总价：21.6万元 2）熔炼：5T/小时大排距冲天炉2台，价:20万元， 风机、电控：2.5万元 熔炼总价：22.5万元

21、 3）铸型输送线（按100节小车）小车线：每节2350元，100节则为23.2万元传动装置：4.6万元轨道：3.5T，单价：0.75万元，价2.63万元轨枕:小车总价的12%，约2.82万元 铸型输送线总价：33.5万元 4）定点浇注环线 约15万元 5).气吊 0.7×4=2.8万元 6).推箱机捅箱机（一套液压泵站）： 10 万元 7).鳞板输送机 8.5万元 8)回箱轨道： 9万元 9).以上部分安装调试费： 7.5万元 10)砂处理系统： 约190万元 11)房屋总造价： 约70万元 12). 其它： 约20万元 以上(不包括运输费用)总计： 约410万元4人员配置： 冲天炉

22、：5人 浇注：78人 风机房：1人 电控：1人 造型工：8人 下芯：3人 砂处理：平台控制1人，辅料工2人（非专职），落砂2人，行车工2人，共计7人。 以上共计33人（按35人编制） 5改造后结果 1）目前产品的正品率可上升1012%点，仅此一项一年可节约费用为： 设生铁价格为1200元/T ，铸件价格：3000元/吨， 节约费用额为：（3000-1200）×6000×10%=108（万元）。 2）另外，由于采用机器造型，自动化系统浇注、混砂等因素。 铸件的几何尺寸、加工余量能得以保证 最起码一年可节省加工费用3040万元 3).人工上，从造型至砂处理结束只需30人，与目前

23、车间相比可以节省70人以上，一年按5000元/人计算，可节省35万元。总计一年至少可节省180万元。 C.5T树脂砂处理线可行性分析及方案 1.简介： 树脂砂造型工艺以其生产的铸件表面轮廓清晰、光洁，几何精度、尺寸精度高。生产工艺简单易于控制，而越来越为铸造企业接受和应用。这几年随着机械产品质量要求的不断提高，包括材质、尺寸精度，尤其是表面质量要求的提高，树脂砂这一较先进的工艺也得到了大力的推广。 树脂砂造型的特点： 1)成品率高 成品率一般情况下92%，较高情况可达96%98%。 2)表面光洁 比普通湿型粘土砂造型高23个等级，表面粗糙度可达Ra12.5 3)尺寸精度 由于型砂强度较高，铸件

24、尺寸精度比一般潮模砂高2个级别，可达IT911级。后续加工余量可减少，刀具磨损小。 4)工艺简洁，易于控制 树脂砂造型工艺属自硬型，工艺要点由设备保证，只要掌握好工艺参数，就完全可以保证铸件质量，所以对操作工的技术素质要求较低，且节省劳力，减轻劳动强度。同时扬尘点与散落砂少，所以工作环境较整洁。 2成本比较树脂砂与一般潮模砂工艺进行成本比较是一个综合性的比较，包括多个方面，主要有以下几个方面： 原辅材料成本比较 成品成本比较 劳动工时费用比较 正常情况下树脂砂造型原辅材料价格较高，但树脂砂铸件成品率高。后续各工序中树脂砂型的工作量较小，根据国内外部分使用厂家情况，一般树脂砂件的成本比粘土砂高每

25、吨2030元。有些厂家原先粘土砂成品率较低（80%）时，树脂砂的成本基本与粘土砂相近。3.主要指标1）生产纲领：（铸件年产量） 2000-2500吨2）再生能力： 5吨/小时3）混砂能力： 5吨/小时4）再生系统脱膜率： 25%5）砂温 32°C4工艺流程：主要分两个部分：1).砂再生部分流程为：振动落砂磁选破碎再生二级磁选二级再生去微粉砂温调节器压送混砂造型震实这一系统中主要包括以下部分组成：(1)落砂部分（该部分采用与否视具体情况而定）包括振动落砂机、振动输选机、悬挂皮带磁选机、斗提机落砂库。浇注冷却后的砂型经落砂机落砂后，砂块与铸件分离，落下的砂进入下方振动输送机，经磁选后由斗

26、式提升机提入1砂库。在振动输送机的端部上方设置一磁选机去除砂中的铁性物，振动输送机端部采用不锈钢制成，防止磁化。落砂库储砂量吨。（2）破碎再生部分包括振动给料机、破碎机、2号斗提机、再生机、去微粉机、3号斗提机、双腔砂斗、4号斗提机。由1号砂库流出的砂经给料机进入破碎机，由破碎机将砂块破碎，再由2号斗提机提升至二级再生机中，再生脱膜，由去微粉机去除再生砂中的微粉，由3号斗提机提入双腔砂斗中，同时新砂由4号斗提机提入双腔砂斗的新砂腔中。(3)砂温调节，气送部分 包括砂温调节器、5号斗提机、压送装置。(4)除尘系统 包括一台BD-120布袋除尘器，XLP9.4旋风除尘器。(5)电控系统 电控系统对

27、全线的动力和生产进行控制，采用进口的PLC程序控制， 全过程模拟屏显示。2)造型线部分 树脂砂造型线基本组成部分分为：连续混砂机混砂、震实台震实、翻转去模、输送辊道和转运小车组合模板准备、硬化段、模板返回段、砂型涂料段、烘干段、合箱段和浇注段等。 具体包括以下一些设备： 输送辊道、转运小车 连续式混砂机台、振实台台 烘干机（涂料） 电控部分 烘干机可根据实际情况确定是否采用，若是水基涂料采用烘干，若是醇基涂料则无需烘干机。 总体来说：树脂线工艺主要部分为再生部分、混砂机、震实台，其余部分可根据实际情况确定是否采用。 5.主要设备性能参数1).振动破碎机 利用振动电机产生的激振力使得砂块与砂块、

28、砂块与网格壁体产生撞击从而使得砂块破碎为一定粉度的砂粒，同时起一定的再生作用。功率：4.5kw，生产率5T/小时2).CRG05再生机 该机是再生系统的核心设备，通过离心作用使砂粒与砂粒，砂粒与反击圈撞击搓擦，从而达到脱膜的目的。 功率：22kw，生产率5T/小时3).S255固定式双臂混砂机 该混砂机具有混砂均匀，头尾砂采用特定的结构与控制达到无头尾砂，采用PC控制，优质隔膜泵流量准确，误差1.5%以内。4).除尘器：BD-120布袋除尘器，XLP9.4旋风除尘器 采用旋转反吹式既保证工艺微粉含量，又保证生产环境。5).Z292振实台6).振动输送机 7).电控系统 采用三菱公司程控器，全过程模拟显示，合资电器元件，以保证整个控制系统运行可靠。 6.方案布置见附图 7.设备清单见附表 8.人员配置：2025人。 9.预算1).设备投资：约70万元2).人员工资：约10万元总计：80万元 10.结果：按年产量2000吨,5500元/吨计算,年产值1100万元,以15%的利润计算,年利润165万元。四、A、B、C三方案比较类别A（年产80万只）