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[摘 要]简述汽车中小球铁类铸件生产线的工艺内容、设备特点以及建设经验。
[关键词]汽车中小球铁铸件 工艺设计 建设经验
中圖分类号：TH557 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0288-01
1 建设概况
本厂主要为汽车主机厂配套生产零部件，产品种类多，需要设计柔性程度高的高速造型线满足生产需求，本生产车间属于大批量的大规模生产性质，采用潮模砂工艺，设备年时基数：5000小时，生产纲领为2.5万吨/年。本文就汽车类中小件球铁类产品铸造生产线建设、工艺方案、设备选型等问题作简要回顾以供参考。
2 工艺方案
该生产线设有五大工部：制芯工部、造型工部、熔化工部、砂处理工部、清理工部。整体工艺平面布置图如图1所示。
整个厂房长160m，宽55米，车间采用分区布局的形式，将制芯区、成品存放区分别布置生产区两侧。生产区布置有熔炼系统、造型系统、落砂系统、砂处理系统、除尘系统，合理安排布局结构。制芯区保留有足够的砂芯存放空间。成品存放区设计有打磨区域、成品缓存区以及成品库。
工艺流程如下：混砂（含制芯）→造型→浇注→冷却→落砂→铸件清理。
2.1 造型工部
造型工部包括两条造型线、两台浇注机及辅线。一条水平分型线，为日本东久AMF双工位造型主机，造型辅线采用天津致恒的 HSLH浇注冷却生产线，砂型尺寸680×580×（215，360，500）mm，铸件带箱冷却时间为15.4-24分钟，二次冷却时间为62分钟；另外一条为DISA 131-A垂直分型造型机，砂型尺寸600×480×120～330（mm），生产率：320～400箱/h。冷却时间30-45分钟，配置自动下芯机，快速更换型板装置。
DISA线配置一台法国SERT公司的底注式浇注机。底注式浇注机（DISA线）浇注重量：10-20kg；浇注时间：4-6秒；东久线配备一台非加热全自动浇注机（东久线），浇注机容量：0.8T；浇注速度：3-5kg/s；配备随流孕育系统，加料速度2-6kg/s可调，精度5%，浇注精度0.5kg；称重精度≤0.5kg；可实现同步浇注。
造型辅线单列浇注双列冷却单列二次冷却皮带。其特点为：辅线运转方向随造型机选定而确定，长度根据冷却时间要求选定，套箱压铁横向转移，中位清理。工作场地宽松，便于清理，两列冷却，增加冷却时间，可缩短生产线长度，冷却皮带运行方向可改变，生产过程中可以调整冷却时间，适合高速造型机AMF。
2.2 熔化工部
熔化工部采用12.5吨/小时的双炉体中频电炉与垂直线及水平脱箱线相匹配。设置自动加配料系统和炉前分析检测系统，确保金属液质量的稳定可靠。熔化工部工艺流程如下：配料→加料机→电炉→炉前处理-除渣检测→转运→浇注。
本期工程与采用铁水输送方式的改变。由原来的叉车转运改变为可编程控制浇铸输送线转运。采用环轨输送铁水至浇注工位，每包运送铁水量在800kg左右。
2.3 砂处理工部
砂处理工部包括原材料的进料、干燥、破碎、碾磨、制备；旧砂回用的磁选、破碎、筛选、冷却；型（芯）砂的制备，以及物料的输送，储存等生产内容。
砂处理工部配备HM240-90S高速转子混砂机（两台），生产率为56m3/h（50t/h），循環时间100s，每批次混料重量：1.4m3。同时在混砂机上配备一台SM型砂在线检测仪实时监测型砂性能，并将监测数据反馈给混砂机相应的调整混砂过程以保证型砂质量的稳定。
2.4 清理工部
落砂后的铸件经由摆杆式输送机和鳞板输送机冷却后送到清理工部，铸件浇注完成后至抛丸工序冷却时间>2h。铸件采用步进式吊钩式抛丸清理机进行表面清理。铸件在抛丸后进行飞边毛刺在手工清理工作台上用手提式砂轮机和其它工具清理。
3 设计亮点
3.1 车间整体物流工艺设计
从熔炼到造型，浇注、砂处理、落砂和清理的整个物流输送过程是一个整体的闭环过程，并且在一个联合厂房内实现，而且整个物流实现90%以上地面输送，减少地坑等基建施工；
3.2 铁水输送避开绿色通道
二期车间铁水输送方式改变了以往一叉车转运的传统方式，选用了国内较为先进的环轨输送方式。采用这种方式，实现了铁水输送与绿色通道的有效分离，充分保证了车间行人的安全。
3.3 铸件浇冒口闭合循环
经浇注落砂后的铸件在鳞板输送机上进行浇冒口分离，分离后的浇冒口经鳞板输送机一侧的输送皮带直接输送到料池进入下一个生产环节，从而大大节约了浇冒口的中间转运过程，实现了物流的顺畅。
3.4 型砂输送闭合循环
砂型铸造车间用砂量大、循环次数多、输送距离长，因此对型砂输送物流的设计显得格外重要。本车间采取型砂平台输送与地坑输送相结合的方式，大大减少了型砂输送的距离，同时也保证了车间物流的顺畅。
4 结语
1）经过试生产，证明该车间生产工艺完善合理，可生产单重2.6kg到35kg的各类复杂球铁铸件，产品质量高；
2）通过进口造型主机+国产辅助设备能够满足高速生产线的工艺需求。
作者简介
刘旭飞，男，中级工程师，从事铸造工艺设计工作。
[关键词]汽车中小球铁铸件 工艺设计 建设经验
中圖分类号：TH557 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0288-01
1 建设概况
本厂主要为汽车主机厂配套生产零部件，产品种类多，需要设计柔性程度高的高速造型线满足生产需求，本生产车间属于大批量的大规模生产性质，采用潮模砂工艺，设备年时基数：5000小时，生产纲领为2.5万吨/年。本文就汽车类中小件球铁类产品铸造生产线建设、工艺方案、设备选型等问题作简要回顾以供参考。
2 工艺方案
该生产线设有五大工部：制芯工部、造型工部、熔化工部、砂处理工部、清理工部。整体工艺平面布置图如图1所示。
整个厂房长160m，宽55米，车间采用分区布局的形式，将制芯区、成品存放区分别布置生产区两侧。生产区布置有熔炼系统、造型系统、落砂系统、砂处理系统、除尘系统，合理安排布局结构。制芯区保留有足够的砂芯存放空间。成品存放区设计有打磨区域、成品缓存区以及成品库。
工艺流程如下：混砂（含制芯）→造型→浇注→冷却→落砂→铸件清理。
2.1 造型工部
造型工部包括两条造型线、两台浇注机及辅线。一条水平分型线，为日本东久AMF双工位造型主机，造型辅线采用天津致恒的 HSLH浇注冷却生产线，砂型尺寸680×580×（215，360，500）mm，铸件带箱冷却时间为15.4-24分钟，二次冷却时间为62分钟；另外一条为DISA 131-A垂直分型造型机，砂型尺寸600×480×120～330（mm），生产率：320～400箱/h。冷却时间30-45分钟，配置自动下芯机，快速更换型板装置。
DISA线配置一台法国SERT公司的底注式浇注机。底注式浇注机（DISA线）浇注重量：10-20kg；浇注时间：4-6秒；东久线配备一台非加热全自动浇注机（东久线），浇注机容量：0.8T；浇注速度：3-5kg/s；配备随流孕育系统，加料速度2-6kg/s可调，精度5%，浇注精度0.5kg；称重精度≤0.5kg；可实现同步浇注。
造型辅线单列浇注双列冷却单列二次冷却皮带。其特点为：辅线运转方向随造型机选定而确定，长度根据冷却时间要求选定，套箱压铁横向转移，中位清理。工作场地宽松，便于清理，两列冷却，增加冷却时间，可缩短生产线长度，冷却皮带运行方向可改变，生产过程中可以调整冷却时间，适合高速造型机AMF。
2.2 熔化工部
熔化工部采用12.5吨/小时的双炉体中频电炉与垂直线及水平脱箱线相匹配。设置自动加配料系统和炉前分析检测系统，确保金属液质量的稳定可靠。熔化工部工艺流程如下：配料→加料机→电炉→炉前处理-除渣检测→转运→浇注。
本期工程与采用铁水输送方式的改变。由原来的叉车转运改变为可编程控制浇铸输送线转运。采用环轨输送铁水至浇注工位，每包运送铁水量在800kg左右。
2.3 砂处理工部
砂处理工部包括原材料的进料、干燥、破碎、碾磨、制备；旧砂回用的磁选、破碎、筛选、冷却；型（芯）砂的制备，以及物料的输送，储存等生产内容。
砂处理工部配备HM240-90S高速转子混砂机（两台），生产率为56m3/h（50t/h），循環时间100s，每批次混料重量：1.4m3。同时在混砂机上配备一台SM型砂在线检测仪实时监测型砂性能，并将监测数据反馈给混砂机相应的调整混砂过程以保证型砂质量的稳定。
2.4 清理工部
落砂后的铸件经由摆杆式输送机和鳞板输送机冷却后送到清理工部，铸件浇注完成后至抛丸工序冷却时间>2h。铸件采用步进式吊钩式抛丸清理机进行表面清理。铸件在抛丸后进行飞边毛刺在手工清理工作台上用手提式砂轮机和其它工具清理。
3 设计亮点
3.1 车间整体物流工艺设计
从熔炼到造型，浇注、砂处理、落砂和清理的整个物流输送过程是一个整体的闭环过程，并且在一个联合厂房内实现，而且整个物流实现90%以上地面输送，减少地坑等基建施工；
3.2 铁水输送避开绿色通道
二期车间铁水输送方式改变了以往一叉车转运的传统方式，选用了国内较为先进的环轨输送方式。采用这种方式，实现了铁水输送与绿色通道的有效分离，充分保证了车间行人的安全。
3.3 铸件浇冒口闭合循环
经浇注落砂后的铸件在鳞板输送机上进行浇冒口分离，分离后的浇冒口经鳞板输送机一侧的输送皮带直接输送到料池进入下一个生产环节，从而大大节约了浇冒口的中间转运过程，实现了物流的顺畅。
3.4 型砂输送闭合循环
砂型铸造车间用砂量大、循环次数多、输送距离长，因此对型砂输送物流的设计显得格外重要。本车间采取型砂平台输送与地坑输送相结合的方式，大大减少了型砂输送的距离，同时也保证了车间物流的顺畅。
4 结语
1）经过试生产，证明该车间生产工艺完善合理，可生产单重2.6kg到35kg的各类复杂球铁铸件，产品质量高；
2）通过进口造型主机+国产辅助设备能够满足高速生产线的工艺需求。
作者简介
刘旭飞，男，中级工程师，从事铸造工艺设计工作。