大型铸件节能节材技术与工艺应用实例

济钢集团重工机械有限公司高级工程师纪云玲

能耗高、材料利用率低、污染严重、经济效益低等制约了铸造行业的发展，因此节能节材已成为中国铸造行业健康发展的首要问题之一。

铸造行业是制造工业中的能耗大户，因此节能潜力很大。能耗高、材料利用率低、污染严重、经济效益低等制约了铸造行业的发展，因此合理利用能源及材料，节能节材已成为中国铸造行业健康发展的首要问题之一。现将我公司在大型铸件生产中应用的节能节材技术与工艺情况进行简单介绍。

模拟技术及冷铁应用

众所周知，厚大铸钢件在铸造过程中如果工艺不合理，浇冒口设置不当易产生缩孔、缩松等缺陷。在铸造过程应用计算机模拟技术，预测铸件中的缩松、缩孔等铸造缺陷，可辅助工艺优化，指导铸件实际生产，减少铸件的废品率，提高铸件质量；通过对浇注系统的优化设计，最大限度地提高材料利用率，降低浇冒口所占质量比，提高工艺出品率。例如：我公司在出口件破碎机连杆的生产中就采用了模拟技术（见图1），合理地设计了内外冷铁，取得很好的效果。

通过模拟分析及放置内外冷铁，减少了铸件的缺陷，提高了铸件的工艺出品率，节约了原材料。

图1 连杆浇冒口及外冷铁设置模拟

聚乙烯泡沫塑料的应用

对于某些大型单件生产的铸件如果采用通常的木模，则成本高，制作难度大，而采用泡沫塑料做木模，可以显著降低生产成本，提高劳动效率。另外在某一特定部位的应用也可起到降低成本、提高铸件成品率的作用。例如：渣罐支轴部位因为尺寸精度要求较严格而成为渣灌铸造中的一个难点。我厂在生产中采取以下措施：整个支轴做活块处理，支轴部分制作锻件，与罐体结合的锥体部分则采用聚乙烯泡沫塑料，轴头作为预埋件在聚乙烯发泡后结合在整个支轴的内部，在轴头上事先钻出螺纹孔，与罐体模样把合在一起，造型结束后取出螺栓。为进一步将轴头定位，在砂箱帮上用螺栓将轴头固定，然后用煤气将泡末燃烧干净，用压缩空气吹净残渣，再用芯卡从内部顶牢支轴，从而解决了支轴的尺寸精度不易保证的问题，减少了因该因素造成的废品率，如图2所示。

消失模的应用

当今铸造工艺中，消失模工艺是较为先进的新工艺，铸件尺寸形状精确，表面粗糙度值低，无飞边毛刺；消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷；取消了型砂制备工部和废砂处理工艺；可以显著地减少铸件的加工余量，提高工艺出品率，对于企业的节能节材有很大的作用。消失模造型替代传统砂型铸造，同时实现球墨铸铁铸态使用，可省去有大量耗能的热处理环节，节能效果明显。图3为我公司在生产出口件炉箅子时消失模工艺的应用。通过消失模生产炉箅子，尺寸精度由原来的13级提高到10～11级，加工量由原来的20mm降为10mm。造型成本由2500元/t降为500元/t，劳动效率提高一倍，出品率由65%提高到95%。

另外，我厂在一些大型铸件的砂芯中加入焦炭，不仅可以提高砂芯的透气性，还可降低芯砂的用量，大大降低了铸造材料的成本。

图2

图3 炉篦子消失模模样

铸造业的节能节材从根本上讲是以提高铸件质量、降低废品率、减少消耗为中心，以计算机技术应用、新材料选用，以及采用先进工艺与设备为主要手段的综合节能节材。