熔模铸造型壳焙烧工艺设备分析与探讨

78熔模铸造型壳焙烧工艺设备分析与探讨东风稍密铸造有限公坷吴锦舂李海树m s通过对熔模铸造型光费嫌工艺设备的分折，结合我公司贯通式燃油佑嫌生产线耗油量过高的状.探讨适应大批量生产的新型倍嫌炉，从而达到降低生产成本之目的.关健词 熔模铸造mmt热利用率Analyzing and Inquiring into the Investment CastingMould-shell Roaster Process EquipmentWo Jinchm,Li Haishv(DFM Investraent Casting Co LTD)ABSTRACT: According to the condition that the oil lonssorqtion of the joineel 叩 fuel roaster productioD line is higher in our lorpottioo, analyzing die investmott casting mould-shell roaster Iocess equqnnent and inquiring in to the fiimale tbat is adapted to the large batch production, in order to cut down the production castKqr Words: lovestmeot Casting, Mouldingbell Roster, Beat utilization ratio型壳培烧是熔模铸造的重要工序之_它不仅对熔模铸件的成品率影响巨大，而且其工 序成本占总成本费用的比重也是相当大的*如何经济地控制该工序的成本，保证熔摸铸件的 符合性质量是培模铸造的一个重要环节.我公司主要生产东风系列汽车箱铸件，以碳素钢为主要材质，年生产各类猗铸件6500 吨，其生产工艺以低温模料、水玻璃涂料为主，近期开发并推广了面层采用硅溶胶锆英粉涂 料、背层采用水玻璃煤矸石涂料的复合制壳工艺，使精铸件的尺寸精度和表面粗糖度有了较 大的提商，平均提升近2个等级型壳培烧采用三条贯通式燃油焙烧炉生产线，此设备虽然 生产效率较高，劳动强度较低，但由于多种技术方面的因素，此生产线热利用率极低，油耗 甚髙，据我公司工程技术人员的测算，平均热利用率只有12.48%,由于采用轻质0号柴油 作燃料，随着油价的飚升.焙烧成本直线上升，从市场供求关系上分析，油价行情看涨还有 进一步发展的趋势因此，探讨如何优化培烧工艺，对贯通式培烧炉进行技术改造，合理选 择燃料种类，对降低焙烧成本具有十分重要的意义*1型壳焙烧工艺的分析与优化型充倍烧的主要作用是降低型壳内在的水份、残余蜡料、皂化物、盐类及耐火材料中的 有机物，使型壳具有低的发气量和良好的透气性。进一步降低型壳中残留的Na*0及其它低熔 点化合物，建立必要的高温强度，控制型壳的温度，减少与液态合金的温差，同时可以提高 充填能力.1.1型壳焙嫌工艺对比分析培烧工艺主要依据型壳中各种挥发物及有害物质的种类，结合培烧机理.合理选定倍烧 溫度与培烧时间*下表列举了几种不同型壳的焙烧规范(表1).亵1 几种不网型光焙嫌规范对比类别Intn型光种类ft化按硬化成放J6的型光氣化培E化的型充桂格胶与氣化铝硬化复合型光mtm(化学反应）mt+HafAK3,-6H,0-AKOH),+3Hat+3H3OtAJOj-fiHjOAKOH),+3Hat+3H,Ot加固层用 酎火材料石英H高铝貭石英质高岭石系列煤奸石系列.焙烧财(TCSO&-S50900-950920-97095(M050奴M100话烧时间2.5-2.01M，5lS-l.O1+(W).8070,51.2型亮培烧工艺的确定根据表丨各种规范的对比，结合我厂产量、工艺情况，适宜的工艺参数为：水玻璃型壳1培烧温度WCKSTOt 倍烧时间：1.51.0hf低温段时间应剔除 复合制壳工艺型壳，培烧温度9501000艺 焙烧时间：1.00,7h2型壳焙烧设备的分析熔模铸造常用的型壳倍烧设备以能源来分有电阻炉、煤气炉、燃油炉、反射式燃煤炉等, 炉型一般根据产量分布来确定，依产量大小依次样序为：燃油炉、煤气炉、反射式燃煤炉、 电阻炉，当产貴规模大于2000(/年以上，一般选用连续贯通式炉型，能源要根据当地的资 源供给情况及燃料价格来综合确定表2列举了常用培烧设备的特性及适用范围*表2 几种常见炉型的特性分析炉M能源主要特性适用范围箱式炉电U最温度8501C,培烧时同长f生产效iS低: 2.炉子升温慢，电炉丝易损坏，小批量、非连续生产柴油成煤气K具有较高的热利用率和节能效果：2、炉子升温快.可短时间内达到离溫：3、模壳热态下搬运劳动强度大，人工费用高适合中小批量生产*一 般认为年产500吨以下台车式炉电间箱式炉适合中小批量柴油成煤气1. 热利用率低于箱式炉2. 炉子升麗较快，ft烧时鲭较短,3. 劳动强度低于箱式炉，适合于大件生产，适合于中等批童生产， _认为年产1000呻以 下煤K生产成本最低的一种费烧方式i2. 生产环境差，污染严璽，投入环保的费用较 大I3、劳动3度较大，人工费用离.适合中等以上批童，由 于有污染，受环境法规限 制较多贯通式炉柴油或煤气U自动化程度较离*生产效事高，劳动S度低t 人工赛用低t2、热利用率较低，粗耗过商生产成本商于其 它炉型*适合于大批量生产，一 条线即可达到年产2000 吨贿煤网台车式炉适合于大批纛生产，受 环保法规哏制根据我公司的生产规模和武当山地区的燃料行情，结合武当山地区的环保法规综合评 价，应选用贯通式焙烧炉.关于燃料种类，先行选择柴油，再考虑自产热煤气(只供培烧)， 炉体设计及施工应考虑其共用性3贯通焙烧炉应解决的技术问题根据我公司长期使用贯通式培烧炉的分析，目前行业上采用的贯通式炉至少还存在下述 问题。这些有待于今后的实践中不断总结完#4(1) 由于底部采用了铸工输送器运输热壳及带壳铸件，造成炉子底部镂空，墙体与培烧 托盘密封不好t热量散失严璽、同时炉门处也成了热貴散失的通道，(2) 炉膛宽度由于考虑浇注需要通常设计太窄，是火焰未充分燃烧，二是限制了装载量, 提高热利用率难度加大，(3) 由于保温层设计不合理，炉子外壁温升较高，散失热量。(4) 燃烧机燃烧及炉内温度、压力匹配是一个动态过程，尤其是点炉及到温前应不断调 节炉内压力，使炉子在微正压下正常燃烧防止烟道抽走过多的热量。(5) 炉温检测与供油系统的自动联控存在技术障碍，过烧现象时有发生.(6) 炉子寿命偏短，维护与修理成本过高.针对上述问我们在生产实践中进行一些有益的探索，但是没有大的突U例如我们 曾经对一条贯通式炉进行了大的改造，增如燃烧机供油与炉溫检测自动联控由于技术不成熟 而停用；又如我们用三台单体式箱式炉替代一条线，虽然油耗有所节约，但由于劳动强度增 大，节省的油耗与增加的人工相抵，相差无几*早期也曾经以反射燃煤自动线替代柴油焙烧， 由于人工费用过高及环保法规限制也中途停止，因此寻找一种合适的炉型结构，经济的燃料 及尽可能高的热利用率一直是我公司在苦苦探讨一个课題4新型焙烧炉的方案设计我公司现有二条长16.8米的贯通式燃油培烧炉和三台箱式培烧炉用于型壳倍烧，耗油置 届高不下，成为了我公司降成本工作的瓶颈.从表2焙烧设备的分析来看，要减少耗油置， 提高炉子的热利用率，必须改进贯通式炉的结构并采取一系列技术措施，首先必须提高炉子 的密封性及保溫性能：其次充分利用排烟的热量进行模壳预热，减少烧电的数量；再次加宽 炉膛尺寸，使火焰充分燃烧，最后要建立炉温检测声光报警系统，排烟溫度声光报警系统及 炉门联控报螫系统，适时调整炉内压力，控制排烟温度.从而整体提高热利用率.基于以上 技术措施方面的考虑，经多方咨询与论证，确定焙烧改逍方案如下：4.t炉型采用贯通式炉，底部封闭，由推杆式传动机构醤代铸工输送器传送模壳*4.2坩料先期采用柴油，少烧咀布置：后期拟采用自产发生炉热煤气.以烟煤为原料4.3焙烧工艺参败(1) 焙烧温度： 970X：10201C(2) 请烧时间：预热75min,加热60min(3) 料盘尺寸t lOOOmmX 1200mm(4) 生产节拍*每15min推出一盘(5) 炉内允许温差：151C(6) 炉子外表温升：AT60C44炉子结构(1) 炉体外壳采用钢板和型钢骨架，内村采用全纤维结构，内层为50imn厚摩根高溫髙 强度赛拉板，耐温140CTC，抗气流冲刷能力为70m/s,保温层为高纯纤维预制块，容重为 250-280kg/mJ,保证炉外壁温升不超过451C.(2) 倍烧炉炉室有效尺寸H60X丨800X1200mm;分为S热段和加热段两段预热段采用 4只高压烧咀分置于两側炉墙错位沣列，可以根据炉内溫度状况分别起动和同时启动，加热 段采用两个CB1G、300万Cal/H进口比例调节控温烧咀.置于炉项上部t火焰直通窑室 方向燃烧，可以自动调节炉内温度并保证炉温均匀，使型壳依烧质量稳定可烟道面积分 布按预热段:加热段7:3的比例设置，在密封状志下可以减少預热段烧咀开启的数纛，(3) 炉顶分为二段组装式活动炉顼，可以分段整体拆卸吊装.安装维修方便区段之间设 有搭接止Q,保证炉子整体密封，保温效果良好(4) 炉门亦采用全纤维结构，两门联控、炉门与炉室加强密封(5) 增加样烟温度检测及声光报瞀系统，不断谓节炉内压力、温度(6) 浇注吊架作适应性调整，果用双面潘注*推杆式贯通倍烧炉平面图(见附图)5结论0)合理选择焙烧工艺及培烧炉结构形式、燃料种类，无论是从保证铸件成品率方面还 是降低成本，提髙经济效益方面，都具有十分重要的意义*尤其对于大批量生产的企业更为 显著(2) 对采用水玻螭涂料制壳工艺的公司在选择硬化剂和耐火材料方面可以尽可能考虑采 用氯化铝作硬化剂，选用高铝