CN109550887A - 宝珠覆膜砂铸造生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宝珠覆膜砂铸造生产系统，其包括：若干个热芯盒造型工位，其包括合箱机、热芯盒机和漏砂系统，热芯盒机包括两台造型机和一台造芯机；热芯盒造型工位工作时，两台造型机同时动作造上下箱，0.5‑1分钟后，造芯机开始动作造芯，待上箱造出后，机械手将芯子入箱，合箱机进行合箱步骤；浇注工位，由熔炼区和浇注区组成；砂处理系统，其包括宝珠砂覆膜系统；以及输送线、输运砂管和控制中心；输送线连接热芯盒造型工位和浇注工位；输运砂管连接热芯盒造型工位和宝珠砂覆膜系统。大幅缩短了生产周期、减少了废品率，可显著降低生产成本。两台造型机同时动作造上下箱、造芯机造芯，动作连贯，具有较高的生产效率。

Description

宝珠覆膜砂铸造生产系统

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，尤其是涉及一种宝珠覆膜砂铸造生产系统。

背景技术

传统技术中，对于结构复杂、品种繁多的一些中小件，例如小型阀门，都要进行精密铸造加工，由于精密铸造的成本高，生产周期长，交货期长。

宝珠砂是一种绿色环保用砂，用它来做覆膜砂生产出的铸件可达到硅溶胶精密铸造水平，表面光洁度可到1.6-3.2，尺寸精度可达到5-6级。

与精密铸造壳型相比较，宝珠覆膜砂增加了透气性，减少了铸件的缺陷产生，还大大的缩短了生产周期，由于宝珠砂的颗粒型壮近似圆形，具有一个较高的强度和高的耐火度，该材料应用于铸造生产解决了精密铸造生产的严重污染问题，改善了铸造的生产环境也大大的降低了制造成本，它适合于生产各种碳钢、高合金钢、不锈钢和双相不锈钢及高端的特种钢铸件。

发明内容

本发明主要目的是提供一种宝珠覆膜砂铸造生产系统，其可自动化地进行宝珠覆膜砂铸造生产。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：宝珠覆膜砂铸造生产系统，其包括：

若干个热芯盒造型工位，其包括合箱机、热芯盒机和漏砂系统，热芯盒机包括两台造型机和一台造芯机；热芯盒造型工位工作时，两台造型机同时动作造上下箱，0.5-1分钟后，造芯机开始动作造芯，待上箱造出后，机械手将芯子入箱，合箱机进行合箱步骤；

浇注工位，由熔炼区和浇注区组成；浇包采用摇包浇注，浇注前采用喂丝机喂丝脱氧；出炉温度控制在1600-1660℃，浇注温度控制在1530-1600℃；

砂处理系统，其包括宝珠砂覆膜系统，当宝珠砂经砂处理后恢复到原状态时，进行下一步覆膜，覆膜前加入≦7%的新砂；

以及输送线、输运砂管和控制中心；输送线连接热芯盒造型工位和浇注工位；输运砂管连接热芯盒造型工位和宝珠砂覆膜系统。

在上述方案中，造型、造芯、浇注、合箱动作均为连续化、自动化，控制操作在控制中心内完成。

作为优选，所述的漏砂系统为自动定量加砂系统，加砂完成后震动15-25秒，在进行挤压和加热的同时进行。自动定量，具有较高的生产效率，材料充分利用，避免浪费；且砂料分布均匀，不易局部粘结，便于流动，利于提高铸造质量。

作为优选，所述的热芯盒造型工位，造型时砂箱的长和宽为不变的固定尺寸，高度为可变尺寸。可适应比较复杂、种类繁多的铸件生产；工作时，砂箱调整高度，自动定量加砂系统调整给砂量，即可满足相应的铸件生产需要。

作为优选，小于20Kg铸件，采用240-300目的宝珠砂，型和芯均不刷涂料。采用240-300目宝珠覆膜砂，造型和造芯表面不用刷涂料，铸件的尺寸精度和外观光洁度能达到精铸水平，减少铸造中繁杂的刷涂料工序和涂料干燥工序，节省了生产时间也降低了生产成本，带来了好的经济效益。另外，不但节省了大量的工时和涂料，也使型和芯大幅增加了透气性，避免了气孔的发生，减少了修补和焊补的操作，也减少了打磨量。

作为优选，所述的砂处理系统还包括宝珠砂再生系统；宝珠砂再生系统对浇注后的废砂进行再生处理，去除渣物、灰分，冷却后进入砂库待用。宝珠砂再生系统将回用砂进行回用处理，然后进行覆膜再生，循环使用。由于采用了宝珠覆膜砂铸造的铸造方法，宝珠砂强度高和耐火度高，因此型砂在高温浇注时砂子不易烧损和破碎，在回收砂时产生的灰粉就很少，可使砂的回收量达到98%以上，又由于宝珠砂在高温强度好在生产过程中砂子不易破碎产生的灰粉很小，使铸造生产过程更加环保。

作为优选，宝珠砂再生系统的砂处理工艺流程包括：

落砂，铸件经铸件冷却系统后，由包括落砂机在内的落砂系统进行落砂处理；

砂块破碎；

磁选，由磁选机进行，以去除砂中的冷铁、披缝遗留物、芯骨等体积较大的铁物；

2级磁选，通过永磁分离滚桶完成，以去除砂中的体积较小的铁物；

去微粉，采用风力去除的方法，利用风力去除微粉和涂料灰，利用高风速擦去砂中的树脂膜；

砂温调节，通过砂温调节器进行，采用热交换器进行热交换的方法，冷却水带走砂中的温度。

通过上述技术方案，本发明采用宝珠砂替代铸造常用的硅砂制造出覆膜砂，用于铸造生产各种小型铸件；通过宝珠覆膜砂代替精密铸造的生产方法，不但大幅缩短了生产周期，还大幅减少了废品率，可显著有效地降低生产成本。两台造型机同时动作造上下箱、造芯机造芯，动作连贯，具有较高的生产效率。

附图说明

附图1是本发明的一种系统示意图；

附图2是本发明的砂处理工艺流程图。

其中：1、造型机；2、造芯机；3、合箱机；4、辊道砂型流动线；5、浇注机；6、2吨中频电炉；8、1吨中频电炉；10、控制中心室；11、输运砂管；12、漏砂管；13、铸件冷却系统；14、落砂系统；15、砂处理区；16、覆膜砂区。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本发明宝珠覆膜砂铸造生产系统，如附图1所示，其包括控制中心、热芯盒造型工位、浇注工位和砂处理系统。

为便于理解本发明的发明精神，以实现年产1万吨小型铸件的生产目标，举例说明如下：

1、控制中心

控制中心室10的位置正对生产线的上方，从大玻璃窗全部预览自动生产线的生产过程，13工位的造型部分完全显示在总控制大屏幕上，下面有13个小屏幕观察和控制每个工位的操作过程。控制室不间断的循环显示自动生产线的全部生产过程，浏览生产线的各部位的环境温度，湿度、砂温及热芯盒机的加热温度，控制时间；总控制大屏幕右面是砂处理控制部份，显示砂量、砂温、湿度及整个被处理砂的流动过程。另外再总控制大屏幕左面有八个兼控屏幕，主要用来控制浇注区的浇注情况，记录、显示浇注数量最后落砂铸件数量。

2、热芯盒造型工位：

造型工位也是生产线最关键的部位，设计时根据产量的要求和热芯盒机造型和芯的的速度计算出生产一箱需要6分钟。年产1万吨铸件的生产线，需要设计13工位热芯盒机，每工位设计有热芯盒机，其中，热芯盒机包括两台造型机1、一台造芯机2；工作时两台造型机1同时动作造上下箱，1分钟后，造芯机2开始动作造芯。待上箱造出后推入翻箱机，此时芯已造好机械手将芯子下入箱，合箱机3进入合箱步骤。热芯盒加热原理；加热方法，电加热法，热芯盒机带有自动控温和温度显示装置，显示在控制中心和设备上。漏砂系统是自动定量加砂系统，加砂完成后震动20秒，在进行挤压和加热的同时进行。合完箱后直接进入辊道砂型流动线。13个热芯盒造型工位制型时砂箱的长和宽是不变的尺寸，例如800x800，高度是可以变化的设计，例如具有300mm、400mm、500mm三种高度；砂箱由模具带出旁面斜度较大有利于脱箱。

3、浇注工位

浇注工位由熔炼区和浇注区组成；熔炼区，根据年产量设置5台2吨中频电炉6，4台1吨中频电炉8，2台喂丝机；浇注区可以同时4个包4个人浇铸，浇注包设计1吨，2吨炉分2包浇注，浇包一律采用摇包浇注，浇注前采用喂丝机喂丝脱氧。化学成分由光谱来检验控制，圆环试样看发起量，出炉温度1630℃，浇注前要测温，浇注温度控制在1560-1570℃。为了浇注不同材质的铸件换料时不出现混料，在熔化区和浇注区循环显示出造型的数量和牌号，提供准确的浇注箱数和换料时间，避免浇错材料。

4、砂处理系统

砂处理系统主要由两部分组成，第一部分宝珠砂再生系统、第二部分宝珠砂覆膜系统。

第一部分宝珠砂再生系统：这一部分主要是浇注后的废砂进行再生处理，去除渣物、灰分，冷却后进入砂库待用。砂处理工艺流程如附图2所示，包括：落砂，铸件经铸件冷却系统后，由包括落砂机在内的落砂系统进行落砂处理；砂块破碎；磁选，由磁选机进行，以去除砂中的冷铁、披缝遗留物、芯骨等体积较大的铁物；2级磁选，通过永磁分离滚桶完成，以去除砂中的体积较小的铁物；去微粉，采用风力去除的方法，利用风力去除微粉和涂料灰，利用高风速擦去砂中的树脂膜；；砂温调节，通过砂温调节器进行，采用热交换器进行热交换的方法，冷却水带走砂中的温度。

第二部分宝珠砂覆膜系统：当宝珠砂经砂处理后恢复到原状态时，进行下一步覆膜，覆膜前加入≦5%的新砂。宝珠砂覆膜后进入砂库待用。

实施上述具体方案，形成的宝珠覆膜砂铸造生产线分三部分组成，第一部分，13工位的造型部分200m（长）x25m(宽）环型流水线；第二部分，由40m长的浇注区组成；第三部分，由落砂及砂处理部分组成，生产线的控制运转由控制中心控制。为加快生产线的流动速度，在落砂前设置铸件冷却系统13，铸件冷却系统13为风冷系统；浇注完的铸件进入铸件冷却系统13，加快了冷却速度，避免在生产线上占用过多的时长而影响浇注的节拍。

13个工位，每个工位热芯盒机，包括2台制做外模，1台制作芯子，共计39台设备组成。每个工位平均6分钟做一箱（3台设备同时动作），一小时做10箱，每箱平均放置2-4件、每箱平均在40-50Kg（出品率在50-55），钢水需用量80-100Kg，每个工位在一小时可生产铸件400Kg，一天可生产铸件3.2吨（钢水6.4吨）。考虑到一些不定因素和休息日，每天按一班生产，每月按26天，每年按10个月计算，13个工位的自动生产线每年可生产铸件11000吨铸件。

综上所述，本发明实现了宝珠覆膜砂代替硅溶胶的铸造方法，并具有如下特点：

（1）宝珠砂是一种新型的铸造材料，可替代铸造常用的硅砂制造出宝珠覆膜砂用于铸造生产各种铸钢件，具有自动化、数字化的13个独立工位，定量浇注、造型和造芯合箱都是由机械手来自动完成。采用了大箱铸件的摆放量可从1件至6件，砂箱尺寸长和宽可固定不变，砂箱的高度可分3种；正常工作时，只需调整给砂量，即可满足结构比较复杂、种类繁多的铸件生产需要。

（2）采用脱箱造型、无箱浇注的方法；浇注前采用定型的压箱铁用机械手逐个压箱。

（3）可将达到硅溶胶精密铸造水平，铸件表面光洁度可到1.6-3.2，尺寸精度可达到5-6级。替代了精密铸造复杂生产过程，缩短了生产时间，大大的降低了铸件的生产成本，采用本发明的宝珠覆膜砂生产方法，可比硅溶胶精密铸造放法平均节省成本20% ，节约生产时间7-8天。

（4）该自动线的整个操作过程基本上实现了自动化，数字化。生产的操作过程是在控制中心室完成。每一个生产工位是独立的，同步地完成造型、脱相、造芯合箱，再进入到主线进入到压箱，浇注工段。整个自动线工作时只有8个在操作工人。浇注岗位有4个人负责浇注，生产线（13个工位）2人负责造型合箱的处理工作，另外2人负责砂处理工作。

（5）选择240-300目的宝珠砂，型和芯都不刷涂料，铸出的铸件小于20Kg的都能达到精铸水平，且节省涂料，降低成本，尤其是降低了污染，更加环保。

（6）尤其适于中小件的生产。

在上文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释。然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的。在实例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。

Claims (8)

1.一种宝珠覆膜砂铸造生产系统，其特征在于包括：

若干个热芯盒造型工位，其包括合箱机（3）、热芯盒机和漏砂系统，热芯盒机包括两台造型机（1）和一台造芯机（2）；工作时，两台造型机（1）同时动作造上下箱，0.5-1分钟后，造芯机（2）开始动作造芯，待上箱造出后，芯子入箱，合箱机（3）进行合箱步骤；

浇注工位，由熔炼区和浇注区组成；

砂处理系统，包括宝珠砂覆膜系统；

以及输送线、输运砂管和控制中心；输送线连接热芯盒造型工位和浇注工位，输运砂管连接热芯盒造型工位和宝珠砂覆膜系统。

2.根据权利要求1所述的宝珠覆膜砂铸造生产系统，其特征在于：所述的漏砂系统为自动定量加砂系统，加砂完成后震动15-25秒，在挤压和加热的同时进行。

3.根据权利要求1所述的宝珠覆膜砂铸造生产系统，其特征在于：在所述的热芯盒造型工位，造型时砂箱的长和宽为不变的固定尺寸，高度为可变尺寸。

4.根据权利要求1所述的宝珠覆膜砂铸造生产系统，其特征在于：浇包采用摇包浇注，浇注前采用喂丝机喂丝脱氧；出炉温度控制在1600-1660℃，浇注温度控制在1530-1600℃。

5.根据权利要求1所述的宝珠覆膜砂铸造生产系统，其特征在于：宝珠砂覆膜系统中，当宝珠砂经砂处理后恢复到原状态时，进行下一步覆膜，覆膜前加入≦7%的新砂。

6.根据权利要求1所述的宝珠覆膜砂铸造生产系统，其特征在于：小于20Kg铸件，采用240-300目的宝珠砂，型和芯均不刷涂料。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的宝珠覆膜砂铸造生产系统，其特征在于：所述的砂处理系统还包括宝珠砂再生系统；宝珠砂再生系统对浇注后的废砂进行再生处理，去除渣物、灰分；输运砂管连接热芯盒造型工位和宝珠砂覆膜系统。

8.根据权利要求7所述的宝珠覆膜砂铸造生产系统，其特征在于：宝珠砂再生系统的砂处理工艺流程包括：

落砂，由包括落砂机在内的落砂系统（14）进行；

砂块破碎；

磁选，由磁选机进行；

2级磁选，通过永磁分离滚桶完成；

去微粉，采用风力去除的方法，利用高风速擦去砂中的树脂膜；

砂温调节。