大型鑄件節能節材技術與工藝應用實例

濟鋼集團重工機械有限公司高級工程師紀云玲

能耗高、材料利用率低、污染嚴重、經濟效益低等制約了鑄造行業的發展，因此節能節材已成為中國鑄造行業健康發展的首要問題之一。

鑄造行業是制造工業中的能耗大戶，因此節能潛力很大。能耗高、材料利用率低、污染嚴重、經濟效益低等制約了鑄造行業的發展，因此合理利用能源及材料，節能節材已成為中國鑄造行業健康發展的首要問題之一。現將我公司在大型鑄件生產中應用的節能節材技術與工藝情況進行簡單介紹。

模擬技術及冷鐵應用

眾所周知，厚大鑄鋼件在鑄造過程中如果工藝不合理，澆冒口設置不當易產生縮孔、縮松等缺陷。在鑄造過程應用計算機模擬技術，預測鑄件中的縮松、縮孔等鑄造缺陷，可輔助工藝優化，指導鑄件實際生產，減少鑄件的廢品率，提高鑄件質量；通過對澆注系統的優化設計，最大限度地提高材料利用率，降低澆冒口所占質量比，提高工藝出品率。例如：我公司在出口件破碎機連桿的生產中就采用了模擬技術（見圖1），合理地設計了內外冷鐵，取得很好的效果。

通過模擬分析及放置內外冷鐵，減少了鑄件的缺陷，提高了鑄件的工藝出品率，節約了原材料。

圖1 連桿澆冒口及外冷鐵設置模擬

聚乙烯泡沫塑料的應用

對于某些大型單件生產的鑄件如果采用通常的木模，則成本高，制作難度大，而采用泡沫塑料做木模，可以顯著降低生產成本，提高勞動效率。另外在某一特定部位的應用也可起到降低成本、提高鑄件成品率的作用。例如：渣罐支軸部位因為尺寸精度要求較嚴格而成為渣灌鑄造中的一個難點。我廠在生產中采取以下措施：整個支軸做活塊處理，支軸部分制作鍛件，與罐體結合的錐體部分則采用聚乙烯泡沫塑料，軸頭作為預埋件在聚乙烯發泡后結合在整個支軸的內部，在軸頭上事先鉆出螺紋孔，與罐體模樣把合在一起，造型結束后取出螺栓。為進一步將軸頭定位，在砂箱幫上用螺栓將軸頭固定，然后用煤氣將泡末燃燒干凈，用壓縮空氣吹凈殘渣，再用芯卡從內部頂牢支軸，從而解決了支軸的尺寸精度不易保證的問題，減少了因該因素造成的廢品率，如圖2所示。

消失模的應用

當今鑄造工藝中，消失模工藝是較為先進的新工藝，鑄件尺寸形狀精確，表面粗糙度值低，無飛邊毛刺；消除了因取模、合箱引起的鑄造缺陷；取消了型砂制備工部和廢砂處理工藝；可以顯著地減少鑄件的加工余量，提高工藝出品率，對于企業的節能節材有很大的作用。消失模造型替代傳統砂型鑄造，同時實現球墨鑄鐵鑄態使用，可省去有大量耗能的熱處理環節，節能效果明顯。圖3為我公司在生產出口件爐箅子時消失模工藝的應用。通過消失模生產爐箅子，尺寸精度由原來的13級提高到10～11級，加工量由原來的20mm降為10mm。造型成本由2500元/t降為500元/t，勞動效率提高一倍，出品率由65%提高到95%。

另外，我廠在一些大型鑄件的砂芯中加入焦炭，不僅可以提高砂芯的透氣性，還可降低芯砂的用量，大大降低了鑄造材料的成本。

圖2

圖3 爐篦子消失模模樣

鑄造業的節能節材從根本上講是以提高鑄件質量、降低廢品率、減少消耗為中心，以計算機技術應用、新材料選用，以及采用先進工藝與設備為主要手段的綜合節能節材。