工業鑄造工藝車間設計

沈陽機床集團選自遼寧省鐵嶺市西豐縣迪家店市松樹村，在復興東北地區的老工業基地建設過程中，一些新廠區被選為遼寧省鐵嶺市西豐縣迪家店市松樹村。新建沈陽機床集團西豐鑄造有限公司，擁有多臺家具生產基地。車間占地面積104160平方米。建設江蘇車間、精造車間、木型車間、預留開發區和其他開發區。總建筑面積32205m2,其中鑄造車間建筑面積22287m2,是機床鑄件生產基地中重點車間。廠區靠近山區,場地有一定坡度給廠區道路和排水設計造成一定困難。1生產計劃鑄造車間生產機床中小型鑄鐵件2.4萬t,鑄件單重最小件幾公斤,最大件單重20余t,其中大部分為灰鑄鐵件,少部分為球鐵件和合金鑄鐵件。2工藝設計和設備選擇2.1工藝設計2.1.1爐體巖金火炬計算機驅動方案熔化工部設計根據沈陽機床原鑄造車間生產經驗結合國內外生產經驗采用容量5t和10t中頻電爐熔煉,將原引進日本15t保溫爐由西安機電研究所電爐廠進行改裝,改造后5t和10t中頻電爐兩套電爐共4個爐體,每套電爐兩個爐體,可實現1個爐體熔化鐵水,1個爐體保溫鐵水,通過中間切換開關實現輪換作業。4個爐體兩個熔化兩個保溫,增大電爐熔化量即4個爐體可同時合計出30t鐵水,澆注鑄件,更有利于生產大型機床鑄件。同時由于采用先進大容量中頻電爐熔煉鐵水比沖天爐熔煉大大提高鐵水質量,這不僅提高機床鑄件質量,也為機床鑄件出口外銷創造有利條件。中頻電爐加料采用由控制室控制配料吊車稱量分別配入生鐵、廢鋼等實現自動化加料,減輕配料工人勞動強度。中頻電爐熔化鐵水經過化驗、測溫合格后出爐澆注鑄件。中頻電爐熔化量計算:5t中頻爐熔化周期為2.4h,10t中頻爐熔化周期3.4h,每天按三班連接生產,全年工作日為300d計算。中頻電爐熔化量=(5×24/2.4+10×24/3.4)×300(50+70)×300=36000t,工藝出品率按70%計算,年產鑄件量=36000×70%=2.52萬t從中頻電爐熔化量計算,年產鐵水3.6萬t,折合工藝出品率年生產鑄件2.52萬t,完全可滿足鑄造車間年產合格鑄件2.4萬t的生產綱領目標。2.1.2芯的形狀和完成造型制芯采用呋喃樹脂砂工藝,采用生產率10t/h和20t/h移動雙臂連續樹脂混砂機造型、制芯。2.1.3u2004砂量計算新砂采用5t/h三回程烘干設計,由斗提機將烘干新砂提升到新砂斗,再用氣壓罐發送到新砂加砂站。采用生產率15t/h樹脂舊砂再生機兩套,舊砂由三套振動落砂機振動破碎,經地溝皮帶機輸送磁選,再經過舊砂再生破碎機破碎磁選、篩分、再進入兩級舊砂機械摩擦再生、風送,砂溫調節器由氣壓罐壓送到貯砂斗。新舊砂按比例再經氣壓罐壓送到樹脂混砂機加砂斗供混砂機混砂、造型、制芯。型砂量計算:QS—全年型砂消耗量,t/a;QZ—全年鑄件產量,2400t/a;K1—鑄件廢品率,取3%;K2—砂型廢品率,取2%;K3—散落砂率,取7%;s/m—砂鐵比,取3∶1。全年生產日300d每天型芯砂量=81000/300=270t/d每天造型制芯時間10h每小時型芯砂量=270/10=27t/h2.1.4清爐清爐、拋丸清理鑄件落砂后通過載重50t電動平車運到除芯工位除芯,運到清理工部去掉澆冒口,清鏟,拋丸清理,送燃煤氣時效爐退火處理。鑄件打磨修整,劃線檢查,合格鑄件入庫。2.1.5工藝框架圖工藝流程圖見圖1。2.2雙移動樹脂混砂機裝置1)熔化選用容量5t和10t中頻電爐2套,加料車設備2套,5t配料吊車2臺。2)造型制芯樹脂再生工藝設備2套,每套生產率15t/h。雙移動樹脂混砂機生產率10t/h3臺,20t/h混砂機2臺,落砂機共三處,利用原有L128型落砂機8臺組成4臺1組2處落砂,新增L1215型2臺落砂機組成雙聯落砂1處。3)清理工藝設備。拋丸機4臺,其中大型拋丸機1臺。鑄件時效爐1臺。4)起重運輸設備。橋式吊車25臺,其中2臺最大吊車噸位32t。電動平臺3臺,其中1臺最大載重量為50t。鑄造車間共選擇工藝設備180臺套。2.3跨工藝布置工藝車間工藝平面布置從北側向南算起共6連跨4大布局。如圖2所示。1)車間廠房北側兩個連跨獨立廠房分別為工藝布置新砂烘干、舊砂再生生產系統,型砂實驗室,總電控制室。爐料存放和配料,中頻電爐變壓器,中頻電源柜,控制室,車間配電所和辦公室共三層,其中一層為配電所。第一跨工藝布置制芯,化驗,衛生間。2)第2、3、4跨工藝布置造型、合箱、澆注。其中第2跨為造型主跨,寬24m。大型鑄件造型吊車最大起重32t。在E兩側各設兩臺2t壁形吊,軌頂5m,下芯用。其余第3跨為中件造型,第4跨為小件造型。3)第5跨為露天跨,工藝布置除芯,露天跨工藝布置砂箱周轉和存放。4)第6跨工藝布置鑄件清理、除澆冒口、拋丸清理、清砂、鑄件失效處理、鑄件焊補精整、檢查刷漆,詳見圖2鑄造車間工藝平面布置圖。3跨廠和跨廠列數。現車車間廠房主體為單層輕鋼彩板結構,輕鋼彩板屋頂。大型塑鋼窗,輕鋼電動提升大門。廠房東西總長168m,柱距6m,總寬126m,總建筑面積22278m2。正陽向,有利于車間采光通風。1)車間北側廠房(1)新砂和舊砂再生廠房長30m寬24m,建筑面積720m2(軸線面積下同),電控室二層面積72m2,合計792m2(2)爐料配料廠房長42m寬30m,5t吊車軌頂標高10.8m,建筑面積1260m2。(3)車間配電所在一層,層高6m,建筑面積152m2。二、三層辦公室層高3m,建筑面積504m2。(4)制芯廠房為第一跨廠房,長60m,寬21m。吊車噸位10t軌頂標高10.8m,建筑面積1260m2。2)第2、3、4跨廠房總長168m,柱距6m第2跨廠房長168m,寬24m,吊車最大起重噸位32t,軌頂標高11m,建筑面積4032m2。第3跨168m,寬21m,吊車最大起重噸位20t,軌頂標高11m,建筑面積3528m2。第4跨長168m,寬18m,吊車最大起重噸位10t,軌頂標高11m,建筑面積3024m2。第2、3、4連跨建筑面積合計10584m2。3)第5跨長168m,寬18m,建筑面積540m2,露天跨面積2484m2,合計3024m2。4)第6跨長168m,寬24m,吊車最大起重噸位20t,軌頂標高10m,建筑面積4032m2。鑄件失效爐廠房在清理廠房西端頭其面積390m2,拋丸機廠房在清理廠房南側面積198m2,合計4611m2。車間總面積合計22287m2。4公共工程4.1給排水4.1.1生命之門生活用水量按每人每班35L,小時變化系數2.5,班后一小時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砂溫控制用水1)生產用水主要用于中頻電爐冷卻,采用先進密閉循環強制冷卻系統,定期補少量新水。用水180m3/h。2)樹脂砂舊砂再生系統,砂溫調節器循環用水,采用地下冷卻水池。用水量90m3/h。3)生產循環用水量合計270m3/h,補新水量10.8m3/h。4.1.3消防用水量及水質1)室內消防用水量Q=10L/s,Q=72m3/次2)室外消防用水量Q=20L/s,Q=144m3/次廠內設2臺深井供水。水質經市政自來水檢測部門檢測水質合格符合飲用水質標準。新建水泵房和地下水池容量400m3。4.2采石場4.2.1采煤鑄造車間建筑面積2209m2,熱負荷3250kW,室內設計溫度按12℃~14℃。4.2.2通風除濕鑄造車間通風除塵主要是為中頻電爐、砂處理再生系統、鑄件落砂機、鑄件拋丸清理機安裝。設計采用吸塵罩布袋除塵器凈化,達標后高空排放。4.2.3空壓站和螺桿式鉆機全廠建1座鍋爐房,內裝2臺蒸汽量10t蒸汽鍋爐,供辦公生活樓和生產廠房采暖。空壓站內設3臺供氣量40m3/min和1臺供氣量20m3/min的螺桿式空壓機共4臺,三用一備。主要供鑄造車間和精密鑄造車間用壓縮空氣。4.2.4v電源進入總變配電所全廠生產用電大戶有鑄造車間中頻電爐,精鑄車間中頻電爐等,在廠區內建1座總變電所,從郜家店鎮中心開通兩路10kV電源進入總變電所。總變電所內設高壓柜、油浸變壓器2臺1250kVA、電容補償柜,供鑄造車間5t和10t中頻電爐10kV電源。供電設備電力安裝容量2450kW,負荷率53.2%。鑄造車間設備電力安裝容量5971kW,鑄造車間配電所設2臺2000kVA油浸變壓器,負荷率88%。其次為廠區、辦公樓及各車間照明用電。5環境保護、消防、安全和節能5.1環境保護和環境管理措施5.1.1砂再生至干氣產粉鑄造車間主要污染源為兩套中頻電爐熔化鐵水產生的煙塵,濃度為300mg/m3~800mg/m3,3套落砂機舊砂再生過程產生的粉塵,拋丸清理機產生的粉塵,濃度500mg/m3~1000mg/m3。防治措施,中頻電爐采用爐蓋密閉可轉動吸煙罩經吸塵管道到廠房外部布袋過濾器煙塵凈化后由煙囪高空排放。落砂機舊砂再生系統、拋丸清理均分別采用吸塵罩將粉塵抽至布袋除塵器凈化高空排放。煙塵排放濃度小于50mg/m3,達到國家環保二級排放標準要求。5.1.2噪聲控制車間主要噪聲源為拋丸清理機,除塵風機。采取防治措施為除塵風機加減震墊和消聲器,車間總噪聲控制在85db(A)以下,車間東側臨山,西側農田居民區,南側有農田和小型輕工廠。車間北側遠離居民區,不會造成噪聲危害。5.2安全疏散工程鑄造車間為丁戊類生產火災危害性場所,車間廠房建筑按二級耐火等級。車間廠房為輕型鋼排架結構、明柱、吊車梁等均刷兩層防火涂料,使其達到二級耐火等級,車間工藝設置布置合理,設有安全疏散通道、大門,車間設有消火栓,室內消防水量為10L/s。室外消防水量為20L/s。室內外2h消防用水量為216m3。廠區地下水池2處,最大貯水池400m3,可供消防用水。廠區南北設有生活、生產、消防供水深井。5.3安全防護設備鑄造車間影響安全衛生的場所和設備主要為中頻電爐熔化鐵水產生高溫和散發煙塵,帶電設備的機械傷害,電器安全,舊砂再生和鑄件清理過程中產生的粉塵。采取措施:1)廠房。設置屋頂軸流風機,使廠房有通風換氣效果。中頻電爐熔化過程中工人佩戴防護服、墨鏡、防燙手套,電爐、落砂機及拋丸機生產的煙塵均采用密閉罩吸粉塵,煙塵經布袋除塵凈化后高空排放,使室內粉塵濃度小于10mg/m3衛生標準。2)落砂機和舊砂再生生產線在主要設備處設應急停電按鈕,避免事故發生。3)帶電機械采取安全接地線,接地電阻不大于4Ω。電機和轉動皮帶機和皮帶輪采用安全罩,防止機械損傷。4)拋丸清理機采取單獨房間,隔聲處理使噪聲小于85db(A),減少車間內噪聲危害。5)舊砂再生產設備。在2m和大于2m高的高空平臺均設10.5m~2m高安全欄桿。6)吊車吊運工件重物時有音響警示并不準在吊車下行走和停留,注意安全。5.4自然砂和非砂循環使用砂設計中采用節能設備,注重環保,充分利用能源,減少廢砂排放量,降低鑄件成本,取得良好經濟效益,有著重要意義。1)鑄造車間墻體利用新型節能材料,采用輕鋼彩板夾心阻燃玻璃棉保溫措施,保溫效果好,杜絕用磚墻體保溫效果差消耗大量土地資源。2)屋頂設置采光帶,使廠房內采