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

2、采购大量铸件或投资设厂，近几年，就省已有达十家的独资铸 造厂，如：小松(3万吨/年)、现代(1.5万吨/a树脂砂)、昆石福安、石 川、泰克西( 10 万吨 / 年)、迎峰、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

3、铸造行业这两点的情况来分析， 国的一些铸造厂家： 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

4、机厂配套的竞争对手来比较，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。、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，

5、初定为：60米X 15米，顶高12米、屋檐高10米。 附建砂处理工步房，面积12米X 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

6、微震压实造型机台面尺寸：900 X 730砂箱最大尺寸：800X 630X 300 (正常砂箱尺寸：800X 600X 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，贝U: N=Q( 1+K) (1+K2)十 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=250X 8=2000q ：设计采用的生产率： 30K 1：外废品率： 8%10%K 2：造型废品率： 5%N=133334X( 1+0.1 )X (1+0.0

7、5) - 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 X 9.5) - (0.7 X 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“三化”，大排距冲天炉3) 砂处理能力 每天需成品件

8、 3200 只 机械化造型线G 冰 Q 艺 Q (V r-0.2G T) 其中G:砂处理量工Q:造型线中的实际生产率：30X 3=90型/小时 K 1：不平衡系数： 1.25K 2：散落砂系数： 1.05 r ：压实后的型砂比重： 1.6V ：砂型体积： 800X 600X 300=0.145 立方米G t：型空铸件重量："6X 9.5 -0.7=81kg 则：每小时砂处理量为：1.25 X 1.05 X 90X (0.145 X 1.6-0.2 X 0.)=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

9、砂能力为32T/小时。4) 铸型输送线(1) 速度的决定V=Q X T-( 60X ZX h)(小车选用：SZ-60、650X 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贝U V=(90 箱 X 1.334 米)-(60 分钟 X 1 箱 X 0.8)=2.5 米/ 分钟(2) 冷却段长度确定Le > VtLe ：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 Le> 40X 2.5=100 米 取Le=110米(3) 造型

10、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、

11、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（TDQ3505）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 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

12、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0.7X 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

13、）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）x 8000X 10%=144（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 3050

14、 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 X 730砂箱最大尺寸：800X 630X 300 （正常砂箱尺寸：800X 600X 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

15、作日 250 天，一班制，每班造型 时间 8 小时，贝U: N=Q（ 1+K） （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=250X 8=2000q ：设计采用的生产率： 30K 1：外废品率： 8%10%K 2：造型废品率： 5%N=100000X（ 1+0.1 ）X （1+0.05） - 2000- 30=1.925（圆整为 2 对） 实际需造型机 2 对、4 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

16、为：(2400 X 9.5) - (0.7 X 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：40十8=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G s=K K2 艺 Q (V r-0.2G t)其中GS:砂处理量工Q:造型线中的实际生产率：30X 2=60型/小时K 1：不平衡系数： 1.25K 2：散落砂系数： 1.05r ：压实后的型砂比重： 1.6V ：砂型体积： 800X 600X 3

17、00=0.145 立方米G t：型空铸件重量："6X 9.5 -0.7=81kg 则：每小时砂处理量为：1.25 X 1.05 X 60X (0.145 X 1.6-0.2 X 0.)=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 )速度的决定V=Q X T-( 60X ZX h)(小车选用：SZ-60、650X 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： 0.8T ：节距： 1334mm贝U V=(60 箱 X 1.334

18、米)-(60 分钟 X 1 箱 X 0.8)=1.67 米/ 分钟( 2)冷却段长度确定Le > VtLe ：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 Le> 40 X 1.67=66.8 米取Le=80米( 3)造型下芯段长度定为： 30 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

19、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 、冷却部分其中包括：CRG-20冷却再生机、2#斗式提升机（TDQ2805 、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

20、#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 50T 3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：

21、 33.5 万元4 、定点浇注环线约 15 万元5).气吊0.7X 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： 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

22、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）x 6000X 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

23、、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 Ra12.53) 尺寸精度 由于型砂强度较高， 铸件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

24、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，根据国外部分使用厂家情况，一般 树脂砂件的成本比粘土砂高每吨 2030 元。有些厂家原先粘土砂成品率较 低（w 80%时，树脂砂的成本基本与粘土砂相近 3. 主要指标2000-2500 吨吨/ 小时吨/ 小时>

25、; 25%w 32° C1 ）生产纲领：（铸件年产量）2 ）再生能力：53）混砂能力：54 ）再生系统脱膜率：5）砂温4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

26、钢制成，防止磁化。落砂库储砂量2 0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全线的动力和生产进行控制，采用进口的PLC程序控

27、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1台、振实台1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、 砂块与网格壁体产生 撞击从而使得砂块破碎为

28、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。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）B（年产60万只）C（