我国铸造装备的创新、智能、绿色发展之路.pdf

我国铸造装备现状1.1企业数量我国铸造装备生产企业约有 280 多家 ， 能够  生产静压造型线的只有 3 ~4 家叫客户认可的国际  知名企业和品牌少之又少 。1.2装备技术我国铸造装备的技术水平和国外相当 ， 比如  造型线的生产率 ， 国外单主机 120 箱 /h,国内同样  能够达到,不同的是进口设备故障率可以达到 1%  左右 ， 国产设备只能在 5% ~8% 。 关键设备的关键  元器件国内外基本都采用同一个品牌 。1.3装备质量我国铸造装备质量参差不齐 ， 可以说部分企  业的产品已经接近国际知名品牌的产品质量 ， 但  更多的是  的产品 ， 比如  机的寿命国外已达 1000h以上 ， 而国内多数还在 300h 左右 。 由于多方面的因素 ， 某些设备的质量根本无  法达到国外装备的质量水平 。1.4安全措施国外装备  设  的收稿日期: 2020-01-13 ； 修订日期: 2020-02-15作者简介: 刘 ， 龙 (1964-), 1, 正髙 4 工程 7, 主要从事铸造工程设  计 、 铸造设备设计和铸造工程总承包及服务 。 E-mail ： Lx1. zzs@163.com多 ， 一方面是设备  ， 一方面是  ， 关键设备设  压  机  ， 同设  齐全 ， 国内装备  压力更多的是能  ， 比如  国内  如，  的少 。1.5装备价格同样规格的设备 ， 进口价一般是国产价的 3 ~ 4 倍 ， 由于激烈的  和不正确的认识 ， 国内铸造装备  基本到  本  ， 比如一的单主机国产静压造型线 ， 一  在 1200  r元左右  箱  ， 相当  一  比  的进口造型线  的国产  箱价格 ， 因 ， 制造质量  ，  更  。1.6使用寿命国产设备的使用寿命一般是进口设备的一半  更少 ， 有一个企业  用的  压造型线主机 ，  采用 2 班工作制 ， 每 5 年就要更新一次 。 还有一个  企业 ， 用的静压造型线  到 5 也进行了更  换 ， 而进口主机的更换周期至少在 10 年以上 ， 曾  有造型线使用 35  在运行 。总之 ， 国内铸造装备现状可以用以下四句话  概括 ：装备企业众多 ， 知名企业极少 ；装备技术尚可 ， 质量参差不齐 ；意  强 ， 措  够完善 ；5第 55 卷价格不尽合理 ,寿命有待提高 。2 铸造装备的创新 、 智能 、 绿色现状首先看看何谓 “ 智能铸造 ” 。 “ 智能铸造 ” 是信  息化与铸造生产高度融合的产物 ， 包括智能铸造  技术和智能铸造系统 。 智能铸造技术包括数值模  拟 、 3D打印 、 机器人 、 ERP等;智能铸造系统是具  有学习能力的大数据知识库 ， 能够通过对环境信  息和自身信息的对比分析而进行自我规划 、 自我  改善 。所有智能工厂都是以智能装备为基础的 ,比  如西门子 、 ABB、 发那科 、 奥迪 、 奔驰 、 宝马 、 波音 、等等 ， 绝不是用一个数字化软件设计的工厂  就是智能化工厂 。智能装备是指具备感知 、 分析决策 、 执行功能  的制造装备 。的技术基本都应用在铸造装备上  ， 比  器 、  力  器 、  学  系统 、 光栅 、 射线技术 、 RFID、 PLC、 伺服 、 无线控制系  统 、 网络技术 、 远程诊断系统 、 人脸识别系统等 。为  我  铸造装备的  ，物  装备和环  装备  ，  对铸造工  备的  不多 ， 是改进和善 。 分工  铸造装  备 、 智能 、 绿色情况 。2.1熔化装备化设备多数采用中频感应电炉 ， 为了  安全和扒渣方便 ,5t/h以上的电炉很多采用了后  彳顷扒渣形式 ， 炉壳要高出炉台 600-800mm左右 ，  扒渣采用机器人或机械手扒渣 。系统  自  化 ， 合  的  、  加入等 ， 也实现自动化叫为了提高球化质量和降低球化剂的加入 ， 开  发了喂丝球化装置 。 适合各种浇注机的铁水自动  输送 、 处理系统也在广泛应用 。为  点  化 ， 集中分析,设置风动送样装置 。2.2造型装备中国铸造装备与技术目前造型装备多数都是自动造型生产线 ， 主  要有静压造型线 、 垂直造型线 、 水平脱箱造型线 、  消失模造型线 、 V法造型线等 ， 压铸以机器人为中  心组成压铸单元 。 对于批量小 、 形状复杂的铸型 ，  也逐渐采用 3D打印技术进行生产 。为了获得更好的铸件表面质量 ， 多数造型线  设置了机器人喷涂装置,对上 、 型腔进行喷涂 。辅机方面 ： 扎气眼逐渐被钻气眼代替 。 吹气  孔 、 浇冒口自  ： 值得一提的是为了将生产过程中的不良品或试制件及时隔离 ， 个别企业在水  平 、 垂直  置了不良品隔离装置 。 部分备厂家将机器人应用到造型线上 ， 承担辅机的功能,  还有的将立体仓库作为造型线的冷却道 。 为了适  应多品种快换模板,设置有型板快速顶出装置 。缺乏应用于大批量生产的新的造型方法研  究 ， 没有采用造型线闭式润滑系统 。2.3制芯装备数  用  心生产  ， 生产40-50盒 /h,取芯 、 修芯 、 组芯 、 浸涂料 、 放入托盘  等工  部用机器人 。 为  证  的水分含  量较低 ,不少砂芯立库设置了恒温恒湿装置，并对  抽出的气体进行除味处理 。砂芯烘炉的形式各式各样,有卧式和立式 ,能  源有气 、 微波 、 电等 。2.4砂处理装备机基  用高  机 ，  个  用真空混砂机 。 混砂质量的控制,均采用  装置 。备和  部  比  提  机的、  的  等都  置  温  和  装置 。 为了提高  ， 应用  装置的企业越来越多 。  力成本的增加 ， 很多企业置  系统  装置 ， 以  少人  和动强度 。机  还  有企业生产 ，  大型双盘冷却器也以进口为主 ， 大型沸腾冷却床的振  动和噪声问题还没有解决 。6刘小龙 ： 我国铸造装备的创新 、 智能 、 绿色发展之路 第 2 期2.5清理装备铸件清理多数采取高效专用清理设备 ， 组成  清理作业线 ,实现铸件不落地清理 ,一般根据铸件  种类 ， 为铸件量身定做自动清理单元 。由机器人组成的清理单元越来越多 。 比如将  曲轴切割 、 平头两个工序整合到一次切割的工序 ，  且将 2 台切割机 、 2 台曲轴打磨机 、 一台浇冒口冲  断机 、 输送皮带等串联起来 ， 由一台机器人完成这  些设备之间的铸件搬运工作叫再比如由机器人夹  铸件到  种动  头  清理的机器人单元  用到  各种场合 。根据铸件  自动  的  磨机开始应用 。中小件采用液压机压去飞边 、 毛刺 ， 并有将多  台设备成的  ， 比如将两台三工  铸件清理机用机器人  起来 ， 成自动清理单元 。  铸件在线  用 。 铸件自动  、用中 ， 铸件  、 铸件运输  、  铸件多  等  ，  些铸件2.6物流装备2.6.1 AGV大量应用目前已经有不少铸造企业采用 AGV输送砂  芯 、 等 。2.6.2'  ' 用为平的不匹配 ， 在制芯和造型工序中间设置立体仓库 ，  实现  输送的自动  ，  且  整个输送  中  芯不离托盘 。 个  种较多的企业 ， 增加砂芯理  ，  将  到  整个  工序设为送中 。铸件  为  多  种， 铸件清理设备  线  不  的  ，高清理设备的  用  ，  清理设备的台数 ，， 多厂家设  铸件  ，种铸件的清理设备长期均衡生产 。模  为了适  多品种的生产需要 ， 很多业设  模具*盒 ） 立库 。 且更换  模具时自动送到造型主机处 。263 回炉料输送系统为  达到回炉料的洁净度和块度 ， 开发了回  炉料  抛丸 、 破碎 、 称 、 、 自动送到炉后相  应回炉料料坑的系统 。 每批料的重量可以通过网  络与企业 MES系统连接 。264 铸件自动输送系统现  多铸  业将落砂后的铸件由鳞板或  悬链输送到清理工位 ， 对铸件进行  类 ， 整个清理车间按照工序将机械设备串起来 ， 实现  铸件不落地输送 。2.6.5铁液自动输送对于铁液的输送 ， 目前有两种自动输送形式:  一种是将铁液采用 RGV小车空中自动称重和运  输 ，  电炉 、 球处理 、 浇注机等有机连接 ， 减少中间铁液倒运环 ， 确保铁液质 。 另一种是用  运车 、 辐道等将电炉 、 称重 、 输送 、 球化 、 扒渣 、 倾  倒等工序有机结合的各种地输送式 。 整个系 统可与企业 MES系统连接 。2.6.6  自动送对于  复杂铸件 、 砂芯量很多的企业 ， 一般都采用了将  自动输送到制芯机上方需要， 自动卸料的  L2.7管理装备多业都有 “ 企业资源计划 （ERP） 系统 ” 、  有线通信系统 、 计算机网络 （intranet）  、 安  防  范 、 线电视 、 门禁系统 、 抄表  等 。为实现  信息化 ， 所设备要  备信  息接口 ， 具备数据采  输功能 ， 并能将信息传递到 MES系统 、 ERP系统 。源理  开始用 ， 并采取计量仪表远  。  设备采用了定期  或  维的技术 。2.8环保装备2.8.1粉尘治理装备电炉是一个主要扬尘点,为了有效收集烟气,  目前多数业采用龙卷风式吸  ， 可效收集  烟气 ， 同时在电炉出铁液处的上空增加顶吸罩或7第 55 卷旋转式吸尘罩 ,吸取出铁时的烟气,然后经除尘器  净化后排放 。改变冲入法球化工艺 ,选用喂丝球化工艺 ,提  高球化质量 ,同时球化过程处于定点密封状态 （ 包  内包外两道密封 ） ， 减少弧光和粉尘的污染 ,粉尘  收集经除尘器处理后达标排放 。对于铁液输送路线中烟气的散发 ， 也都设置  吸烟罩 ， 对烟气收集处理 。冷却段的前三分之一烟气经过除尘器除尘后  达标排放 。对于落砂机 、 清理打磨 、 砂处理等工序 ,都设  置了密闭的  罩和  的除尘装置 。 厂区所有除尘灰发送到一点 ， 在密  境  灰 。2.8.2废砂治理装备在线再生广泛应用 。2.8.3气味处理装备对  的气  三  气散发的气  处理的  。 卫吸  光化  石处理  。 用吸  +工艺的还很少 。2.8.4噪声控制装备的落  置在冷却内 ， 减少  染 ， 改  工工  境 。落  在置  ，常也将落砂机单独隔离,且四周做吸音处理 。对于除尘的  ， 用  ， 到降噪的作用 。连续通过式抛丸机的进出口处 ， 通常也设置  置 ， 有吸收  和  的 。2.8.5环境改善装备高  境较多 ， 为了改善工人的劳  动环境 ， 设计时除了考虑自然  械通风外 ，还考虑了夏季送冷风系统 ， 送风温度 22 ） 。原粘土 、 煤粉用罐直接向  封闭压  送 ， 减少  境染 ； 在  数厂家在厂区设  一  个  个粉料 ， 罐  物料拉来后直接压  送到料仓里边 ， 需要时用料仓下边的压送装置直  中国铸造装备与技术接压送到用料点 。高负压吸尘系统广泛应用于铸造车间和砂处  理工部 。2.9节能装备2.9.1余热退火改变  退火炉布置形式 ， 落砂后铸件直接  退火炉 ， 利用  件的余  退火 。 还有厂家把退火炉的排烟余引入落  除尘系  中 ， 既消除了除尘器袋结露现象又节约了能源 。  2.9.2电炉冷却水余热有的工厂利用电炉循环水出水余热经热交换  后作为洗澡水源 ， 从而到节能的  。2.9.3空压站余热利用更多厂家空压机的余热收集起来 ， 经热交  换后 ， 用于  供职工洗澡 。过以上介绍 ， 可以看出我国铸造装备的现  状可以如下总结 ：各新的技术,逐渐应用铸造 ；装备创新不断 ， 缺乏核心创新 ；部分能 ， 用  不 ；绿色还很遥远 ， 仍需共同努力 。3 铸造装备发展之路我国铸造装备应该做好 “ 规 、 新 、 专 ” 三个字 93.1规所谓规就是:规划 、 规矩 、 规模 9规划 ： 为一个  国 ， 要对铸造装备的发展有一个系的划 9 对各  的要有点的培养几个国际一的  9  矩:  要有一定的  矩 ，  要水  9  要  定  的技术质量  标  ， 定不  件的  不能, 一既有人也有生产设备 ，的  9  在  我国要用  的  点对  我国的，  要对国  有  心 ，  要  国备的发展提高提供机会,在设备招标和谈判时 ,不  要  一压  压 ， 件  ，  一分8刘小龙 ： 我国铸造装备的创新 、 智能 、 绿色发展之路 第 2 期价钱一分货 ” 是千古不变的真理 ， 事实证明 “ 价廉  物肯定不美 ” 。 同时铸造装备生产企业要讲诚信,  要提高质量,要公平竞争 。规模:各铸造装备企业要有一定的规模 ,体系  健全 ,专业人员数量足够 ,生产装备完善 。3.2新所谓新就是:新认识 、 新手段 、 新模式 、 新装  备 。新认识 ： 要认识到铸造在机械工业中的基础  作用 、 低端铸造装备的危害性以及铸造装备的复  性 。新手段:要利用各种创新手段 ， 以新材料 、 新  技术 、 新工艺生产新装备 ， 要  新的铸造装备 。新模式:要设立国家级的铸造装备研发机构 ，  研发新的综合性铸造装备 ； 要改  的  模  式,  性的  要有  新  新装备的  。新装备:  铸造  到  设备时  , 有  设备  设备  分,  人美生的  ， 铸造厂的工, 以信 、  、 节能 、 全 、 环保, ,要  各  铸造工  装备的  。3.3专所谓专就是:专业人才 、 专有技术 、 专业生产 。专业人才:铸造是一  的生产工艺 ， 及  , 要各  专业人  , 专业的铸造人  , 的是人  体系  健全,， 要  人才 。 要立各种专业的人才库和专门研发机构 ， 让专业的人干专业的事 。专有  : 国家  有  的铸造专有  ， 要  业  的  铸造装备 ，要  定  新装备的  要  人员  新 ， 用  人专有  的企业要进行有  ，  专有  人员的  不受侵犯 。专业生产 ： 要划定每类铸造装备生产企业的  数量 ,控制其经营范围 ， 要树立典型铸造装备生产  企业 ， 每  专业设备生产企业 ， 动态分级管  理 ， 力争打造一批铸造装备企业的单项冠军和 “ 百  年老店 ” ， 国铸造装备的地位铸件产量相匹  配,为我国高质量  ， 提供铸造力量 。参考文献 ：[1] 刘小龙 ， 邙鸥 .我国铸造装备生产及使用基 本情况 [J].铸造设 备 与 工艺, 2010(3):1-4.[2] 刘小龙 .创新铸造装备在铸造工 程 中的应用 [J].铸造设备 与 工  艺 ,2018(3):1-4.Innovation, intelligence and green development of foundry equipment in ChinaLIU Xiaolong(Automotive Engineering Corporation, Tianjin 300113, China)Abstract： The current situation of foundry equipment in China has been introduced from the aspects of enterprise quantity, equipment technology, equipment quality, safety measures, equipment price and ser­vice life. Moreover, the innovation, intelligence and green development of foundry equipment have been expounded from the aspects of melting, molding, core making, sand preparation, cleaning, logistics, man­agement, environmental protection and energy saving. Finally, the development road of foundry equipment in China, which is “rules, new, and specialty“, has been put forward. It is hoped to play a role in pro­moting the development of the foundry equipment industry.Key words： Foundry equipment; Equipment technology; Equipment quality; Innovation; Intelligence; Green-9 -