结合工程项目案例，探讨了关于铸造车间铁液的自动化输送形式，对自行葫芦输送系统与地轨小车输送系统两种方式进行了比较分析。两种输送方式均能适应工艺生产需求，且都实现了铁液的自动化输送。相对来说，地轨小车的输送方式更接近传统熔炼操作方式，易于被车间使用人员接受，安全性也更高。关键词： 车间设计；自行葫芦输送系统；地轨小车输送系统中图分类号：TG232.7；文献标识码：A；文章编号 :1006-9658（2016）06-0042-04DOI：10.3969/j.issn.1006-9658.2016.06.013收稿日期 :2016-05-20稿件编号 :1605-1384作者简介：李东明（1984—），男，硕士 , 工程师，主要从事铸造车间工程设计 .随着我国制造强国战略的实施和《中国制造2025》行动纲领的发布，国内制造业将告别传统规模经济的发展模式，向自动化、数字化、信息化、智能化、互联网化方向发展、转型。铸造行业是制造业的基础行业，社会和经济的发展必然要求铸造技术不断的进步，逐渐改进传统铸造生产模式，向智能制造、信息化、“绿色铸造”模式转型，这对铸造企业信息化水平和自动化生产程度提出了相当高的要求。近年来我国铸造企业的自动化水平得到了大幅提升，尤其新建的项目大量应用自动化设备，如自动化的制芯中心、砂芯储存及输送系统、铸件自动清理生产线等。但仍有一些生产环节仍采用传统的生产模式、自动化水平不高，如熔炼工部的铁液转运，仍大量采用传统的人工操作行车、叉车进行搬运，存在车间环境差、效率低、安全程度低、生产成本高、工人劳动量大等问题[1]。受某公司的委托，我公司承担其新建铸造车间的设计工作，针对如何实现熔炼铁液的自动输送问题，就不同实施方案进行了探讨、分析，本文重点对自行葫芦输送方案与地轨小车输送方案进行了详细的介绍和比较，以供同行设计参考。1 设计要求本项目设计熔炼工部与造型工部为纵横跨布置，见图 1 所示。图 1 车间布置图 熔炼工部配置 3 套 6 t/h 中频无芯感应熔炼电炉（双炉体），造型线为双主机静压造型，设计生产率为 240 整型 /h，由于生产率较高，配置了两台倾转浇注机交替进行定点浇注，两台浇注机浇注位置间隔 5 个砂箱，平均浇注重量为 52 kg/ 箱，浇注机浇注时间 9 s/ 箱，拟采用浇包规格为 1 t，采用喂丝球化处理工艺。2 自行葫芦输送方案2.1 自行葫芦输送系统介绍自行葫芦输送系统在汽车及物流输送行业应1- 电炉；2- 浇注机 A进包辊道；3- 浇注机A；4-浇注机B进包辊道。万方数据43 中国铸造装备与技术 6 ∕ 2016 Equipment Technology 装备技术用已经十分广泛，在铸造车间的使用还比较少。该系统自行葫芦使用冶金专用电动葫芦，在闭式或开式轨道上同时布置多台葫芦，可实现铁液输送的自动化。系统主要由自行小车组、冶金环链葫芦、电子称重系统、滑触线供电系统、电控系统、平移机构、维修道岔、安全防护系统等组成。输送过程中浇包可用保温盖保温，保温盖有多种形式，可实现手动、自动加盖和开盖动作，根据需要还可以选择带导流槽的保温盖，便于接铁液。输送系统采用 PLC 集中控制，配有中央控制台、控制柜、模拟屏等，可根据不同使用要求，选择控制方式及控制模式，可以实现自动控制、半自动控制、手动控制，具有各工位联锁、互锁功能，并带有故障诊断、报警功能以及联网功能，可对现场运行状态进行动态实时监控，及与其他控制系统实现联网进行信息交换。2.2 自行葫芦输送方案及流程根据本项目车间布置及工艺要求，规划的自行葫芦铁液输送方案平面布置图如图 2 所示。图 2 自行葫芦铁液输送方案平面布置图 以出铁距离浇注最远的 6# 炉体与浇注机 B 为例，分析输送系统的运行流程及相关数据如表 1 所示。根据表 1 中数据分析，该系统铁液包在线输送周期为 590.5 s，则单台铁液包小时可输送铁液吨位为（ 3600÷ 590.5）× 1t=6.1(t)， 3 套 6 t/h 熔炼电炉需要该系统同时在线输送铁液包数量为（ 3× 6）÷ 6.1≈3个；浇注机的铁液补充周期为（ 590.5÷ 3+30+20）=246（ s），小于浇注机浇注一包铁液的时间 285 s，即配置 3 个铁液包的输送能力可以满足浇注机铁液1-电炉；2-自行葫芦小车组；3-平移机构；4-球化站；5-浇注机A进包辊道；6-浇注机A；7-浇注机B进包辊道；8- 浇注机 B；9- 平移机构；10- 检修工位。需求，输送系统可再设 1 个铁液包作为备用。表 1 自行葫芦输送方案流程表 名称 流程描述 距离 /m 时间 /s输送系统（重包）输送系统的铁液包在 6# 炉体前就位，做好出铁准备—— ——6# 炉体出铁液（1 t），出满 1 包铁液 —— 65.0 铁液包水平移至升降位置，避开电炉的炉嘴，盖上保温盖1.5 5.0 自行葫芦将铁液包提升至高位 2.5 30水平输送运行至球化站处 49 75.5 铁液包下降至球化站衔接高度 1 10平移进入球化位置，同时打开包盖 1.5 9铁液包提升一定距离与球化罩对接 0.3 3球化处理 —— 70.0 铁液包下降一定距离与球化罩脱离 0.3 3平移回到输送线路，同时盖上包盖 1.5 9.0 输送至浇注机 B 的进包轨道处 17 27.5 下落至倒包高度，同时打开包盖 1 10自动倒铁液至浇注机浇包，并初次孕育 —— 80.0 输送系统（空包）空包提升至高位 1.5 20.0 输送回 6# 炉体前准备工位 91 138.5 空包下降 2.5m 至出铁高度 2.5 30平移至出铁位置炉体前就位，做好出铁准备1.5 5 输送周期单台铁液包输送周期累计 —— 590.5浇注机浇包在浇注机浇包内人工进行扒渣、测温、取样操作—— 30.0 浇注包行走至浇注机挂包工位、就位 2.8 20.0 浇注一包铁液的浇注周期 —— 285注：自行葫芦垂直起升速度 6 m/min，水平移动最大速度 40 m/min（加速时间 4 s）；平移机构移动速度 10 m/min。采用该系统具有以下优缺点：优点方面：①生产率自动化程度高、效率高，实现了铁液的连续自动化运输；②可多台自行葫芦同时在环轨上运行，根据浇注工艺需求进行配置；③可在线完成出铁、孕育、扒渣、球化、测温的生产工艺要求；④降低了车间人员的强度，改善了车间环境。缺点方面：①铁液在空中进行输送，对设备的可靠性、安全性要求很高；②对设备维修保养方面的要求较高；③设备控制系统相对复杂，达到满足实际使用要求的调试周期较长，且对工厂相关技术人员的素质要求高。万方数据44中国铸造装备与技术 6 ∕ 2016装备技术 Equipment Technology 3 地轨小车输送系统3.1 地轨小车输送系统介绍地轨小车输送系统由接铁液转运车、过跨转运车配合过渡辊道使用，分工完成铁液的出铁、球化和浇包的输送等工序，可以实现铸造车间铁液的全自动输送。一般该系统的组成为接铁液转运车、过渡辊道、倾倒装置（负责倒包）、进包辊道、倾倒残液机构、过跨转运车、称重系统、电控系统、轨道系统及安全防护设施等。接铁液转运车辊道可小幅度的升降和水平调整位置，可以在炉前调整铁液包位置以便于电炉出铁，同过跨转运车一样都可配有自动保温盖，在转运过程中减少温度损失。铁液包从过渡辊道至过跨转运车的操作，根据工艺要求可选择倒包或者不倒包操作，倒包操作可以在倒包过程中进行初次的孕育处理，不倒包则可以全程使用与浇注机通用的浇包。该系统也采用PLC 集中控制，可实现全程各工序环节的实时监控，并可以联网。3.2 地轨小车输送方案平面布置根据本项目车间布置及工艺要求，规划的地轨小车铁液输送方案平面布置图如图 3 所示。图 3 地轨小车铁液输送方案平面布置图 同样以出铁距离浇注最远的 6# 炉体为例，分析该输送系统的运行流程及相关数据如表 2 所示。根据表 2 中数据分析，该系统接铁液转运车运行周期、过渡辊道周转周期、过跨小车运行周期均小于浇注机的浇注周期，只要在接铁液转运车、过渡辊道、过跨转运车、浇注机上同时有 1 个铁液包运行，即可实现铁液输送的连续自动运行，并可满足造型线浇注的铁液需求。表 2 地轨小车输送方案流程表 名称 状态 流程描述距离 /m时间/s接铁液转运车重包接铁液小车在 6# 炉体前就位，做好出铁准备—— ——6# 炉体出铁液（1t），出满 1 包铁液 —— 65.0 调整接铁液包的位置及辊道高度，同时加上保温盖—— 5.0 接铁液小车将铁液包输送至进球化站的过渡辊道处35 48.7 打开包盖，浇包进入过渡辊道 1.7 13.2 空包接铁液小车行走至空包位过渡辊道处 2.8 5.7 空包进入接铁液小车 1.7 10.2 接铁液小车行走回 6# 炉体前位置 37.5 52.0 铁液包调整好高度及水平位置，打开包盖准备出铁—— 3.0 过渡辊道重包铁液包通过辊道进入球化位置 2.6 15.6 球化站辊道顶升一定距离，将包与球化罩对接0.3 3球化处理 —— 70.0 球化站辊道下降一定距离，包与球化罩脱离0.3 3铁液包退出球化站至过渡辊道上 2.8 16.8过渡辊道旋转，输送至另一侧过渡辊道上，并旋转复位2.8 22.8铁液包进入倾倒工位就位 2.6 15.6 倾倒装置将铁液倒入过跨转运车上的浇包内，并初次孕育—— 60.0 空包空包复位 —— 16.0 空包进入与接铁液小车对接辊道工位 2.8 16.8 过跨转运车重包接完铁液后盖包盖，将浇包转运至浇注机 B 的进包辊道处25 35.3 打开包盖，浇包进入浇注机进包辊道 1.8 10.8 空车过跨转运车行走至浇注机 A 的进包辊道处5.8 9.7 浇注机 A 与浇注机 B 同时浇注（5 箱）的等待时间—— 125.0 空包空包从浇注机 A 进入过跨转运车 4.6 27.6 过跨小车将空包输送回接铁液工位 19 27.3 输送周期接铁液转运车运行周期累计 —— 202.8 过渡辊道周转周期累计 —— 239.6 过跨转运车运行周期 —— 235.8 浇注机重包人工进行扒渣、测温、取样 —— 30.0 行走至浇注工位、就位 2.8 20.0 浇注一包铁液的浇注周期 —— 285注：转运车最大速度45m/min（加速时间4s）；辊道输送速度10m/min。采用该系统具有以下优缺点：优点方面：①自动化程度高、效率高，实现了铁1- 电炉；2- 铁液转运车；3-过渡辊道；4- 倾倒装置；5-球化输送辊道；6-球化站；7-铁液包进包辊道；8-倾倒残液机构；9-接残余铁液包；10- 过跨转运车；11-浇注机 A 进包辊道；12- 浇注机A；13-浇注机B进包辊道；14- 浇注机 B。万方数据45 中国铸造装备与技术 6 ∕ 2016 Equipment Technology 装备技术液的连续自动化运输；②系统均在地面上运输，系统安全性高；③控制系统相对简单，调试周期短；④可满足熔炼工部的出铁、孕育、扒渣、球化、测温的生产要求；⑤降低了车间人员的强度，改善了车间环境。缺点方面：①过跨输送小车在地面轨道上运行，横跨车间通道，对车间内物料通行有所影响；②对设备维修保养的要求较高；③设备一次性投资大。4 结论根据上述分析，两种自动化输送方式均能适应本项目的工艺生产需求，且都实现了铁液的自动化输送；相对来说，地轨小车的输送方式，更接近传统熔炼操作方式，易于被车间使用人员接受，安全性也更高，本项目最终选择了该输送方案。 铁液自动化搬运系统，彻底改变了传统电炉熔炼炉前操作组织形式，可以说是对传统熔炼炉前操作的一场革命。提高铸造生产车间的自动化水平，推广铁液自动化输送系统的应用，是铸造行业向智能化、数字化方向发展的趋势。。参考文献[1] 汪海峰．熔炼自动化技术在生产中的应用和趋势 [J]．金属加工（热加工），2015（11）：9-12.[2] 陈放平， 焦振功， 彭宏泉， 等 .QH550 型遥控车在铁液转运中的应用 [J]. 中国铸造装备与技术 ,2002(5). Discussion on automatic conveying of molten iron for casting workshopLI DongMing, LIU HongLiang(Automotive Engineering Corporation, Foundry Engineering Division, Tianjin 300113， China )Abstract: Based on a construction project instance, this paper discussed automatic conveying of molten iron for casting workshop. Comparative analysis was made between automatic hoist conveying system and railed truck conveying system.Keywords: workshop design; automatic hoist conveying system; railed truck conveying system《现代铸铁》杂志征订启事《现代铸铁》杂志创刊于198 年，由一汽铸造有限公司主管，无锡一汽铸造有限公司与中国机械工程学会联合主办，标准 16开本，双月刊（双月 25 日出版），国内外公开发行，国内统一连续出版物号：CN32-1112/TG，国际标准连续出版物号：ISSN1003-8345，国际刊名代码：CODEN XZHUEJ。《现代铸铁》杂志是中国机械工程学会铸造分会会刊，《中国学术期刊（光盘版）》全文收录期刊，《中国核心期刊（遴选）数据库》收录期刊，中国科技论文统计源期刊（中国科技核心期刊），《中国期刊网》、《中国引文数据库》、《中国期刊全文数据库》、《中国期刊综合评价数据库》等数十家数据库刊源期刊。《现代铸铁》杂志的主要内容为有关铸铁的新技术、新工艺、新装备、新材料、绿色铸造、节能环保、先进管理、车间技术改造、计算机应用、国内外情况介绍、检测技术等方面的研究成果和生产经验。作为国家一级期刊，可为高校毕业生和企业技术人员评定职称所用。因为偏向于应用，我刊不向作者收取论文发表费，并在文章刊登后，按照国家版权局标准发放稿费。截止目前，《现代铸铁》正以其强大的发行量、深远的行业影响力、雄厚的信息资源优势，面向全国铸造原辅材料、熔炼及浇注设备、除尘设备、造型生产线、型砂检测仪器仪表、炉前质量控制仪器、铸件修复设备、计算机软件等企业拓展广告市场。我们恳切希望能与形象良好、综合实力较强的企业建立长期的合作关系，以使我们双方的事业相辅相成、共同上升。《现代铸铁》全年6期，每册定价12元，全年72元。读者可在全国各地邮局直接订阅，邮发代号：28-178。本刊联系地址：江苏无锡惠山经济开发区北惠路 5 号，邮编：214174，电话：0510-8188 1788-8675， 传 真：0510-8543 5332，QQ 群：135181237，电 子 信 箱：540397663@qq.com。万方数据
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