树脂砂生产线的工艺设计与改造

2010-02-13刘华多

装备制造技术 2010年11期

刘华多，刘喆，郭莹

（长春发电设备总厂，吉林长春130031）

铸件产业的迅猛发展，使得树脂砂的生产工厂不断出现，对于生产线的工艺的要求日益提高。在大型的厂房中，铸件的规模较完善，而小工厂的设备则相对落后，如何更好地提高生产工艺，减少成本投入，减少环境污染，提高效益，是树脂砂生产工作者要研究的问题，只有完整的管理体系，才能使树脂砂的发展技术进一步提高。

1 树脂砂生产线的工艺设计

树脂砂的生产线的工艺设计，要遵循生产结构紧密，不浪费必要空间的原则。选用品质有保障的机器，选用可靠厂商所供应的生产设备。在资金有预算的情况下，要节约必要的开支，不浪费多余的资金。树脂砂的生产线包括混砂和造型系统以及落砂再生系统。生产线工艺设计的指导思想，要能够处理型砂、可以再回收旧砂并可使用。能够配合工厂设备，进行机械化传送、通风除尘的工作。为了配合满足生产线所需的生产力，再设计时也要考虑到工人的工作强度，并可以生产多种的铸件，能够达到小批量的生产规模。

1.1 生产线造型材料的选用

材料应选用有机自硬砂铸型工艺。在正常的温度下产生硬化，从而自硬成型。在选择时要考虑硬化的时间长短、模型的强度、工艺性和投入成本，第一次生产的使用是很重要的。原砂的粗细程度引进，要从外形、大小程度、粉尘的含有量、燃烧的减量小，耐充性好的砂粒为优先。不稳定的砂粒，会在建造使用中出现劣质的反应，因此在选用时一定要认真挑选。

混砂设备质量的好坏，对于与生产出树脂砂有着很大的影响。应当选择碾磨技术好、覆膜品质好、设备有着良好的维修保养和合理价格的厂商机器。根据工厂场地大小的的实际情况，选择适合的混砂类型，如间歇式和连续式。由于场地往往有限，所以非机动辊道可自行建造，再配有过渡造型小车，可以充分节约场地，发挥设备的最大功效。在辊道中，要配置震实台，用来加紧砂型的密实度，并提高铸件的品质性能。小型的铸件工厂多是以单、散零件为主，造型系统通常以手工为主，不采用流水线的作业方式。

1.2 旧砂的生产

旧砂的生产，是树脂砂生产线工艺的一个重要组成部分。要首先综合本工厂的生产力，再确定旧砂设备的选择。因为生产线的工艺都是有生产上限的，如果过多的生产，会增加惰性膜的过度使用，这会导致砂粒的过分细小，如果有效地控制生产线的使用率，就可以最大的利用脱膜的能力，所以生产设备的合理使用和结果，也在一定程度上决定了旧砂生产线的生产能力。

旧砂的再生，不是单纯地将旧砂与新沙混在一起，而是通过技术处理使旧砂变为可以再利用的资源。经过再回收的旧沙砂粒，会比原砂粒的耐久度更好，品质更均匀，耐用性更好。

首先将旧砂粒导入振动机中，将旧砂粒迅速流散开来，产生的大量热量，使砂温的热度降低。

经过第一次振动后，第二次振动需要两种不同的振动破碎机器组成。

第一部分是由陀旋型振动破碎机，它是振动数量巨大的落砂块，并将难以振碎的大块砂粒实行摩擦振动，从而得到砂粒。

第二部分是搓擦形振动破碎机，进行非线性振动，对第一部分已经振碎的砂粒再进行更进一步的细化振动，不仅可以获得达到标准的砂粒，也可以除去砂粒中的粉尘和粉末。经过了多次的振动和磨擦后，砂粒度已经是均匀达到标准的了，这时便可以将砂粒入库储备。为了降低砂库的温度，要配有风选机，也可以进一步除去砂粒中的灰尘和降低温度，控制砂粒流入库中的流量，以便达到冷却效果。第二个砂库中砂粒作为直接进入混砂机的砂粒来储存。在经过三道振动的工序后，旧砂粒的品质和温度已经完全满足设备的要求。

1.3 落砂设备

配置树脂砂的生产设备。落砂的生产设备是震动落砂机。粗砂要先经过压碎，将形状不一的碎砂碾成细沙粒，通过筛选和剔除将铁质和杂质分离出来。两台振动机在交叉使用时，互相碰撞砂块的碾碎密集度会更好，在撞击过程中，不仅去掉了表面的树脂膜，从而使旧砂再利用。

砂砾的传送和设备的改造。小型铸造厂的设备在建造时的布局应合理，结构应紧凑。为了达到成本减少的目标，选用原砂处理设备时，应选用带有磁选的皮带进行水平输送，提升机进行竖直传送。在传送中，一定要有防灰尘设备。砂库是可循环使用的，如果新建造了圆形砂库，角度应大于60°，以便增加存储量。

1.4 除尘和通风的设计

污染粉尘的来源，主要有树脂模燃烧后的粉尘，涂料燃烧后留下的粉尘，原砂和碾磨时带有的粉尘。所以，在除尘时不仅需要大量的风，也要足够的负压。在车间中，一定要建造通风口，以便使大量的粉尘排除，避免对人体产生不必要的伤害。在振动落砂机的顶部，也要装有通风口，便于细小砂砾及时排出。在斗式提升机的出口位置，也要装有大型风力的排尘设备，方便灰尘的排出。

1.5 醇基涂料的使用

醇基涂料使用时，要顺势刷在树脂砂上，点燃，达到表明干燥，这样数分钟内就可以完成施涂和晒干过程，缩短了工作周期。在生产大批量的铸件时，可选用自制流涂机来提高工作效率。

树脂砂生产线的工艺设计，首先要在工艺上有合理的设计，最大程度上的取得功效比，确保引进设备的品质和性能，配合自身的条件，从而得到最大的发挥。不仅要节约资金，并且要保证砂砾的品质量，来生成产出优质高效的铸件。

2 环保型的树脂砂生产线的改造

由于树脂砂的生产属于污染较严重的生产项目，所以对环境影响十分巨大。为了保护生态环境，做可持续发展，改造环保型的树脂砂生产线已迫在眉睫。

在改造中，将遵循降低企业投入成本、减少环境污染、节约可利用资源、发展可持续经济的原则，建立完善的环保立法案，使职工的环保意识得到加强。在改造中，使树脂砂循环再利用、解决三废的排放问题，是重点研究的问题。

树脂砂生产线在这几年的发展中已经有了较大的提高，在设备的配套性、实用性都日益完善，保证了基本的使用和节约能源的概念，但是这些设备体积大，费用高，对于操作流程有着很高的要求，这种设备都存在于较大规模的企业。在小厂房中，由于资金有限，厂房有限，对这些设备只能望而却步。

根据我国树脂砂的工厂情况，我们制定了一套适合小型铸造厂的树脂砂生产线工作流程。设备的投入在20万元之内，占地面积也在20 m2之内，旧砂的使用率接近100％。

2.1 工艺流程

本条改造的生产线工艺流程，包括振动再生机、磁选滚筒、转子再生机、斗式提升机、振动筛沙机、砂仓、螺旋给料机。如果落砂机较容易出现问题，如铁块掉到料斗中，所以需要在在四周加上挡板。除尘器要使用变频型，对于节能有明显的效果。在有条件的工厂，要设立中央控制室，可现场控制，及时的掌握设备的运行情况和运行状况。设备的旁边要安装紧急停止按钮，如果遇到重大事故以便及时停止机器，避免事态扩大。

2.2 主要设备

主要设备为 S562振动再生机，S542转子再生机和S1410A转子混砂机。使用时注意的问题，该生产线多建于小型铸造厂，由于小厂缺乏技术，投入的资金有限，所以要注重人才的培养，引进先进的生产设备已达到最大利益。在选用树脂砂材料时，对于原砂的含水量、涂料品质等，都要经过严格的筛选，以免出现因为原料问题而造成铸件的品质问题和工厂的损失。铁砂比的使用比例，要根据不同的铸件进行比配。只有先进合理的铸造技艺，才能使铸件成本降低，从而获得更好的经济利益，促使企业的发展。

2.3 厂房结构

在环境设计中也要考虑到主厂房的环境条件。再生系统的振动设备，要集中布置在砂库较集中的次厂房内，这是为了降低主厂房的噪音，保证主厂房的免受噪音干扰，在主厂房内也要建立地沟皮带机，可以及时清理工作中流出的砂粒，达到清洁场地的标准，保证工作环境的健康。

2.4 改造取得的成效

铸件的精细度，不仅从原来的CT14提升到CT11，铸件的光滑度也比原来的品质提高了3个等级，铸造缺陷有了明显的减少。

在改造了环保型的树脂砂生产线后，工作的机械化程度和自动水平提高了，空气中粉尘含量也大大降低了，达到了机电一体化的生产水平，环境明显改善，操作人员的工序减少了，工作强度降低了，工人们的身体健康有了明显的变化，在体检中均达到了正常指标。

改造后的树脂砂生产线的能力，比原来提高一倍，工厂的年收入也有了较大幅度的增长。铸件的产品抽查合格率也有了3％的提高，每年节约资金投入十多万元。

铸造的产品外观更加精美，铸造工艺更加精细，产品的净质量也平均减轻了0.5 g，此项目每年也为工厂节约了一定的成本。树脂砂工艺不再用干燥炉这一项目，每年也能节约数十万元。