工业铸造工艺车间设计

工业铸造工艺车间设计

沈阳机床集团选自辽宁省铁岭市西丰县迪家店市松树村，在复兴东北地区的老工业基地建设过程中，一些新厂区被选为辽宁省铁岭市西丰县迪家店市松树村。新建沈阳机床集团西丰铸造有限公司，拥有多台家具生产基地。车间占地面积104160平方米。建设江苏车间、精造车间、木型车间、预留开发区和其他开发区。总建筑面积32205m2,其中铸造车间建筑面积22287m2,是机床铸件生产基地中重点车间。厂区靠近山区,场地有一定坡度给厂区道路和排水设计造成一定困难。1生产计划铸造车间生产机床中小型铸铁件2.4万t,铸件单重最小件几公斤,最大件单重20余t,其中大部分为灰铸铁件,少部分为球铁件和合金铸铁件。2工艺设计和设备选择2.1工艺设计2.1.1炉体岩金火炬计算机驱动方案熔化工部设计根据沈阳机床原铸造车间生产经验结合国内外生产经验采用容量5t和10t中频电炉熔炼,将原引进日本15t保温炉由西安机电研究所电炉厂进行改装,改造后5t和10t中频电炉两套电炉共4个炉体,每套电炉两个炉体,可实现1个炉体熔化铁水,1个炉体保温铁水,通过中间切换开关实现轮换作业。4个炉体两个熔化两个保温,增大电炉熔化量即4个炉体可同时合计出30t铁水,浇注铸件,更有利于生产大型机床铸件。同时由于采用先进大容量中频电炉熔炼铁水比冲天炉熔炼大大提高铁水质量,这不仅提高机床铸件质量,也为机床铸件出口外销创造有利条件。中频电炉加料采用由控制室控制配料吊车称量分别配入生铁、废钢等实现自动化加料,减轻配料工人劳动强度。中频电炉熔化铁水经过化验、测温合格后出炉浇注铸件。中频电炉熔化量计算:5t中频炉熔化周期为2.4h,10t中频炉熔化周期3.4h,每天按三班连接生产,全年工作日为300d计算。中频电炉熔化量=(5×24/2.4+10×24/3.4)×300(50+70)×300=36000t,工艺出品率按70%计算,年产铸件量=36000×70%=2.52万t从中频电炉熔化量计算,年产铁水3.6万t,折合工艺出品率年生产铸件2.52万t,完全可满足铸造车间年产合格铸件2.4万t的生产纲领目标。2.1.2芯的形状和完成造型制芯采用呋喃树脂砂工艺,采用生产率10t/h和20t/h移动双臂连续树脂混砂机造型、制芯。2.1.3u2004砂量计算新砂采用5t/h三回程烘干设计,由斗提机将烘干新砂提升到新砂斗,再用气压罐发送到新砂加砂站。采用生产率15t/h树脂旧砂再生机两套,旧砂由三套振动落砂机振动破碎,经地沟皮带机输送磁选,再经过旧砂再生破碎机破碎磁选、筛分、再进入两级旧砂机械摩擦再生、风送,砂温调节器由气压罐压送到贮砂斗。新旧砂按比例再经气压罐压送到树脂混砂机加砂斗供混砂机混砂、造型、制芯。型砂量计算:QS—全年型砂消耗量,t/a;QZ—全年铸件产量,2400t/a;K1—铸件废品率,取3%;K2—砂型废品率,取2%;K3—散落砂率,取7%;s/m—砂铁比,取3∶1。全年生产日300d每天型芯砂量=81000/300=270t/d每天造型制芯时间10h每小时型芯砂量=270/10=27t/h2.1.4清炉清炉、抛丸清理铸件落砂后通过载重50t电动平车运到除芯工位除芯,运到清理工部去掉浇冒口,清铲,抛丸清理,送燃煤气时效炉退火处理。铸件打磨修整,划线检查,合格铸件入库。2.1.5工艺框架图工艺流程图见图1。2.2双移动树脂混砂机装置1)熔化选用容量5t和10t中频电炉2套,加料车设备2套,5t配料吊车2台。2)造型制芯树脂再生工艺设备2套,每套生产率15t/h。双移动树脂混砂机生产率10t/h3台,20t/h混砂机2台,落砂机共三处,利用原有L128型落砂机8台组成4台1组2处落砂,新增L1215型2台落砂机组成双联落砂1处。3)清理工艺设备。抛丸机4台,其中大型抛丸机1台。铸件时效炉1台。4)起重运输设备。桥式吊车25台,其中2台最大吊车吨位32t。电动平台3台,其中1台最大载重量为50t。铸造车间共选择工艺设备180台套。2.3跨工艺布置工艺车间工艺平面布置从北侧向南算起共6连跨4大布局。如图2所示。1)车间厂房北侧两个连跨独立厂房分别为工艺布置新砂烘干、旧砂再生生产系统,型砂实验室,总电控制室。炉料存放和配料,中频电炉变压器,中频电源柜,控制室,车间配电所和办公室共三层,其中一层为配电所。第一跨工艺布置制芯,化验,卫生间。2)第2、3、4跨工艺布置造型、合箱、浇注。其中第2跨为造型主跨,宽24m。大型铸件造型吊车最大起重32t。在E两侧各设两台2t壁形吊,轨顶5m,下芯用。其余第3跨为中件造型,第4跨为小件造型。3)第5跨为露天跨,工艺布置除芯,露天跨工艺布置砂箱周转和存放。4)第6跨工艺布置铸件清理、除浇冒口、抛丸清理、清砂、铸件失效处理、铸件焊补精整、检查刷漆,详见图2铸造车间工艺平面布置图。3跨厂和跨厂列数。现车车间厂房主体为单层轻钢彩板结构,轻钢彩板屋顶。大型塑钢窗,轻钢电动提升大门。厂房东西总长168m,柱距6m,总宽126m,总建筑面积22278m2。正阳向,有利于车间采光通风。1)车间北侧厂房(1)新砂和旧砂再生厂房长30m宽24m,建筑面积720m2(轴线面积下同),电控室二层面积72m2,合计792m2(2)炉料配料厂房长42m宽30m,5t吊车轨顶标高10.8m,建筑面积1260m2。(3)车间配电所在一层,层高6m,建筑面积152m2。二、三层办公室层高3m,建筑面积504m2。(4)制芯厂房为第一跨厂房,长60m,宽21m。吊车吨位10t轨顶标高10.8m,建筑面积1260m2。2)第2、3、4跨厂房总长168m,柱距6m第2跨厂房长168m,宽24m,吊车最大起重吨位32t,轨顶标高11m,建筑面积4032m2。第3跨168m,宽21m,吊车最大起重吨位20t,轨顶标高11m,建筑面积3528m2。第4跨长168m,宽18m,吊车最大起重吨位10t,轨顶标高11m,建筑面积3024m2。第2、3、4连跨建筑面积合计10584m2。3)第5跨长168m,宽18m,建筑面积540m2,露天跨面积2484m2,合计3024m2。4)第6跨长168m,宽24m,吊车最大起重吨位20t,轨顶标高10m,建筑面积4032m2。铸件失效炉厂房在清理厂房西端头其面积390m2,抛丸机厂房在清理厂房南侧面积198m2,合计4611m2。车间总面积合计22287m2。4公共工程4.1给排水4.1.1生命之门生活用水量按每人每班35L,小时变化系数2.5,班后一小时淋浴用水量按每人每次60L。22可用生活最大用水量:Qmax=3.3m3/h4.1.2砂温控制用水1)生产用水主要用于中频电炉冷却,采用先进密闭循环强制冷却系统,定期补少量新水。用水180m3/h。2)树脂砂旧砂再生系统,砂温调节器循环用水,采用地下冷却水池。用水量90m3/h。3)生产循环用水量合计270m3/h,补新水量10.8m3/h。4.1.3消防用水量及水质1)室内消防用水量Q=10L/s,Q=72m3/次2)室外消防用水量Q=20L/s,Q=144m3/次厂内设2台深井供水。水质经市政自来水检测部门检测水质合格符合饮用水质标准。新建水泵房和地下水池容量400m3。4.2采石场4.2.1采煤铸造车间建筑面积2209m2,热负荷3250kW,室内设计温度按12℃~14℃。4.2.2通风除湿铸造车间通风除尘主要是为中频电炉、砂处理再生系统、铸件落砂机、铸件抛丸清理机安装。设计采用吸尘罩布袋除尘器净化,达标后高空排放。4.2.3空压站和螺杆式钻机全厂建1座锅炉房,内装2台蒸汽量10t蒸汽锅炉,供办公生活楼和生产厂房采暖。空压站内设3台供气量40m3/min和1台供气量20m3/min的螺杆式空压机共4台,三用一备。主要供铸造车间和精密铸造车间用压缩空气。4.2.4v电源进入总变配电所全厂生产用电大户有铸造车间中频电炉,精铸车间中频电炉等,在厂区内建1座总变电所,从郜家店镇中心开通两路10kV电源进入总变电所。总变电所内设高压柜、油浸变压器2台1250kVA、电容补偿柜,供铸造车间5t和10t中频电炉10kV电源。供电设备电力安装容量2450kW,负荷率53.2%。铸造车间设备电力安装容量5971kW,铸造车间配电所设2台2000kVA油浸变压器,负荷率88%。其次为厂区、办公楼及各车间照明用电。5环境保护、消防、安全和节能5.1环境保护和环境管理措施5.1.1砂再生至干气产粉铸造车间主要污染源为两套中频电炉熔化铁水产生的烟尘,浓度为300mg/m3~800mg/m3,3套落砂机旧砂再生过程产生的粉尘,抛丸清理机产生的粉尘,浓度500mg/m3~1000mg/m3。防治措施,中频电炉采用炉盖密闭可转动吸烟罩经吸尘管道到厂房外部布袋过滤器烟尘净化后由烟囱高空排放。落砂机旧砂再生系统、抛丸清理均分别采用吸尘罩将粉尘抽至布袋除尘器净化高空排放。烟尘排放浓度小于50mg/m3,达到国家环保二级排放标准要求。5.1.2噪声控制车间主要噪声源为抛丸清理机,除尘风机。采取防治措施为除尘风机加减震垫和消声器,车间总噪声控制在85db(A)以下,车间东侧临山,西侧农田居民区,南侧有农田和小型轻工厂。车间北侧远离居民区,不会造成噪声危害。5.2安全疏散工程铸造车间为丁戊类生产火灾危害性场所,车间厂房建筑按二级耐火等级。车间厂房为轻型钢排架结构、明柱、吊车梁等均刷两层防火涂料,使其达到二级耐火等级,车间工艺设置布置合理,设有安全疏散通道、大门,车间设有消火栓,室内消防水量为10L/s。室外消防水量为20L/s。室内外2h消防用水量为216m3。厂区地下水池2处,最大贮水池400m3,可供消防用水。厂区南北设有生活、生产、消防供水深井。5.3安全防护设备铸造车间影响安全卫生的场所和设备主要为中频电炉熔化铁水产生高温和散发烟尘,带电设备的机械伤害,电器安全,旧砂再生和铸件清理过程中产生的粉尘。采取措施:1)厂房。设置屋顶轴流风机,使厂房有通风换气效果。中频电炉熔化过程中工人佩戴防护服、墨镜、防烫手套,电炉、落砂机及抛丸机生产的烟尘均采用密闭罩吸粉尘,烟尘经布袋除尘净化后高空排放,使室内粉尘浓度小于10mg/m3卫生标准。2)落砂机和旧砂再生生产线在主要设备处设应急停电按钮,避免事故发生。3)带电机械采取安全接地线,接地电阻不大于4Ω。电机和转动皮带机和皮带轮采用安全罩,防止机械损伤。4)抛丸清理机采取单独房间,隔声处理使噪声小于85db(A),减少车间内噪声危害。5)旧砂再生产设备。在2m和大于2m高的高空平台均设10.5m~2m高安全栏杆。6)吊车吊运工件重物时有音响警示并不准在吊车下行走和停留,注意安全。5.4自然砂和非砂循环使用砂设计中采用节能设备,注重环保,充分利用能源,减少废砂排放量,降低铸件成本,取得良好经济效益,有着重要意义。1)铸造车间墙体利用新型节能材料,采用轻钢彩板夹心阻燃玻璃棉保温措施,保温效果好,杜绝用砖墙体保温效果差消耗大量土地资源。2)屋顶设置采光带,使厂房内采