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中小鑄造企業技術改造須注意的若干問題

  1 企業市場定位和產品定位是確定技術改造目標方案的關鍵

  1.1 企業不同的市場和產品定位

  中小鑄鐵企業在市場中要定位,主要產品也要定位,是做單件小批的大鑄件,還是主攻成批大量的中小鑄件;是生產常規鑄件,還是精密特殊鑄件。

  1.2 不同的定位有不同的技改方案

  如果做單件小批的大鑄鐵件,要采用樹脂自硬砂技改方案;如是成批大量的中小鑄件則應上機械化自動化的生產線;如是精密或特殊鑄件則需要考慮采用熔模鑄造、殼型鑄造、鐵模覆砂、金屬型、消失模鑄造等不同的技改方案。至于鑄件的產品類別不同,其大小、重量、批量、材質和結構特點往往大相徑庭,即使采用濕型上線改造方案,有箱還是無箱,水平分型還是垂直分型,大線還是小線,造型生產線的類型等都有完全不同的選擇。技術改造的方案也就不同。

  2 中小鑄造企業確定市場和產品定位的幾點思路

  2.1 要力求使改造后的企業有自己的特色

  中小鑄造企業要在市場競爭中生存、發展壯大,一定要形成自己的特色,要有產品的特色、工藝技術的特色、技術裝備的特色、管理的特色。在確定市場和產品定位時要先有這方面的意識和思路,然后分步努力去實現。這個特色取決于企業的自身條件,包括各方面的硬件條件和人員素質、管理基礎、現有技術等軟件條件;更取決于企業現有和潛在的顧客產品情況及發展趨勢,還要考慮周圍同行的條件。

  譬如上海圣德曼鑄造公司的產品定位就是汽車尤其是轎車鑄件,采用自動線大批量生產轎車各類中小鑄件是其產品特色,殼型鑄造和垂直分型無箱擠壓鑄造是其工藝和裝備特色,推行全面質量管理和人人都是經營者管理模式是其管理特色。

  2.2 要力求使企業向專業化發展

  鑄造企業要通過體制和結構改革走向專業化生產。中小鑄造企業尤其是鄉鎮鑄造企業規模小、能力和財力有限,更要搞專業化。專業化生產是中小鑄造企業走向“小而精”“小而強”并發展壯大的必由之路。

  2.3 中小鑄造企業要向深加工、產品商品化發展

  隨著市場經濟的發展,生產方式越來越核心化、專業化,從采購鑄件向直接采購完全加工好的零件轉變。國外市場的全球化采購及OEM配套方式,使用鑄件的顧客早就要求提供經加工完成的零件或部件,這都給鑄造企業帶來鑄件深加工、鑄件成品化、增加產品附加值的契機。國內很多成功的臺資、外資和民營企業都已這樣做了,如制動盤(鼓)鑄造廠、曲軸鑄造廠、渦輪增壓器殼鑄造廠、排氣歧管鑄造廠等都提供可直接裝配的零件。鑄件加工和成品化不僅增加了企業效益,而且提高了企業能級和市場競爭力。

  因此,中小鑄造企業在確定市場和產品定位時,一定要爭取鑄件深加工的機會,出口鑄件更要加工為成品,以避免退貨、索賠等風險。并將鑄件加工作為技術改造方案中重要內容。

  3 中小鑄造企業實施技術改造的方法和原則

  3.1 引進技術人才,充分用好社會的智力資源

  企業的技術改造需要有技術人才來實行,而中小鑄造企業技術力量薄弱,技術人才缺乏,這是一個矛盾。除了要求企業家自身要創新、努力學習科學技術以外,還要尊重科學、珍惜人才,千方百計積極引進技術人才,尤其是有豐富實踐經驗的對路的鑄造人才,有沒有這樣的專家,將對企業技術改造的成敗起關鍵的作用。但是有真本事的技術專家卻是很少的,對中小鑄造企業而言,確實不易尋覓與引進。因此,充分利用和發揮社會的智力資源是解決矛盾的辦法。借助各地有活動能力并掌握相當社會智庫的鑄造行業協會(學會)進行咨詢或合作,甚至委托進行策劃和方案設計,將為你尋找并提供一條成功的捷徑。其非營利性質對中小鑄造企業來說,可能比專業的設計公司更適合。

  3.2 技術改造應采用成熟的先進技術

  中小鑄造企業技術改造采用的工藝技術必須是成熟的、過關的、有成功的實例證明是行之有效的。技術改造不是科研、不是中間試驗、不允許失敗。過去,有些企業盲目跟風,片面追求新穎技術而導致改造失敗,例如盲目上氣沖線,在國內條件還不夠成熟情況下采用消失模工藝等。

  3.3 技術改造采用工藝技術的適用性

  適用的就是最好的,當前各種工藝技術競相發展,每項技術都有其優點,也都有一定的局限性和適用范圍,先進的、技術含量高的工藝并不一定是適用的。根據鑄件的質量要求、生產批量、價格水平以及企業廠房場地、資金、能源等自身條件,選用技術上適用、經濟上合理的工藝,注重技術經濟的結合,才能作出切合實際的選擇,達到技術改造的目的。

  3.4 技術改造應一次規劃,相互匹配

  在實施技術改造時要著眼現實、兼顧長遠、統籌考慮、一次規劃。這里所說的一次規劃是指全面考慮的意思,實際上企業的技術改造規劃是要隨時間推移不斷修改、完善和發展的。為使在先的改造成為以后改造的基礎而不是妨礙,必須總體考慮各工部、各環節的匹配和平衡,尤其是造型、制芯、砂處理、熔煉之間的匹配。首先是生產能力上的匹配。如采用造型線,則制芯、砂處理和熔煉都要圍繞造型線的生產率進行設計,其生產能力都要略大于造型能力,以使造型線能無障礙運行,充分發揮其生產效率。同時要使各工部相互間性能要求以及保證鑄件質量的能力上匹配。當采用高速造型線時,還應考慮各工部間的緩沖環節,以使整個生產鏈有一定的柔性。

  3.5 技術改造可分步實施

  在實施技術改造時,因中小鑄造企業在財力和能力上的限制,可采用分步實施辦法。由于市場的爭得、訂單的獲取、產品的試制,需要相當的時間,設備開始運行到達設計能力也需要時間,技術改造后能力是逐步提高的,因此有些工部的改造可緩一緩,如生產內腔不復雜的鑄件,制芯工部可第二步上,如其他車間有熔煉能力可借用時,熔化工部可緩上或上一部分,如清理工部改造也可以增加人工辦法緩上或少上。

  這樣做不單是資金問題,而是適時投資,提高投資的時效性的問題,因此分步實施是合理的,有利于提高投資效益。技改項目要做經濟分析,注意提高投入產出比和投資收益率。

  3.6 技術改造要注意軟硬并重,加強培訓

  技術改造解決了硬件,軟件一定要跟上,光有先進的設備,管理、使用、維修跟不上,仍然無法提供客戶滿意的鑄件產品。在技改項目開始初,就要同步抓管理、技術、操作和維修人員培訓。要與設備制造商簽好人員培訓的協議,在設備安裝和調試階段配備好相應的技術、操作、維修人員積極參加安裝調試,接受培訓。有可能的話,要創造條件到有類似設備的工廠去學習、培訓。使技改項目驗收后能盡快地投入正常運行。

  4 成批大量中小鑄件鑄造企業技術改造的內容和應用技術

  4.1 關于造型工部的技術改造

  4.1.1 濕型工藝仍是主導工藝

  4.1.2 采用垂直分型造型線

  4.1.3 采用水平無箱造型線

  目前在國內生產比較可靠的水平無箱線主要有,天津亨特爾的東久線和上海HUNTER公司的亨特線,前者采用主機進口,輔機國產,后者是在國內組裝。如選全進口的無箱線有丹麥DASA、日本新東、光洋、東久、浪速等,從價格考慮,國內生產的較有優勢。對于產品不很確定的企業,在選用時要考慮下芯和鑄件冷卻的變化,適應性要強。對于大于10 kg的鑄件則要考慮有箱造型線,由于有箱線較為復雜,目前國內性能優良、成熟可靠的線基本沒有,而進口則價格昂貴。

  4.1.4 采用其他造型工藝

  對于曲軸、凸輪軸、渦輪增壓器殼類鑄件最適合的是殼型鑄造,軸類零件采用水平制殼,垂直立澆,鐵丸緊固的工藝最佳,若曲軸批量不是很大,鐵型覆砂工藝也是好的選擇.對空調冰箱壓縮機曲軸、殼體,汽車制動系統鑄件可采用金屬型鑄造(包括水冷銅型),但鑄件必須經高溫熱處理。至于現在很時髦的消失模鑄造,鑒于國內對泡沫材料的研究和生產水平限制,有些鑄造缺陷的解決尚需時日,相對成本較高等原因,除非產品有特殊的要求,中小鑄造企業應持謹慎的態度。

  4.2 關于熔煉工部的技術改造

  4.2.1 正確的雙聯熔煉工藝配置

  到國外考察過的都知道真正意義上的雙聯熔煉是水冷無爐襯熱風沖天爐和與之直連的大容量保溫電爐雙聯,其沖天爐鐵液成分穩定,溫度超過1 500℃,用鐵液槽直接流人保溫爐時間很短、溫降少,不需要升溫更不需要調整成分,大容量保溫電爐既儲存了鐵液,成為緩沖熔化和造型之間柔性環節,又起了鐵液成分和溫度大均衡器的作用,這樣的雙聯熔煉盡管設備復雜,投資很大,但對于大規模、單一類別鑄鐵件,尤其是灰鑄鐵件的生產是最理想、最經典的配備。

  4.2.2 推薦變頻感應電爐直接熔煉

  中小鑄鐵企業熔煉技術改造值得推薦的是變頻感應電爐直接熔煉工藝,尤其適用于球鐵、蠕鐵、合金鑄鐵和多種材質要求鑄件的熔煉,中小鑄鐵廠只要1~2套功率共享(一拖二)的變頻電爐,就能連續提供高質量的鐵液。縱觀國內外,摒棄沖天爐,采用變頻電爐的中小鑄鐵企業正越來越多。而且5 t以下的國產變頻電爐已基本過關,雖與進口電爐還有差距,但價格能為中小鑄造廠所接受。

  4.2.3 鐵液球化(蠕化)處理工藝

  先進合理的鐵液處理工藝對于保證鑄件質量十分重要。球化和蠕化工藝相似,工藝方法較多,壓力法、沖入法、轉包法、喂絲法等等,中小鑄造企業究竟選用什么工藝?沖人法當然是最簡便的常用工藝,在此,作者并不推薦很熱門的喂絲法而推薦近年來國外中小鑄鐵企業廣泛應用的加蓋包法,挪威愛肯公司曾對各種球化(蠕化)工藝進行比較分析,結論是推薦加蓋包。

  4,2.4 鐵液孕育處理工藝

  要采用瞬時孕育方法,主要是隨流孕育和型內孕育,前者要配備定量輸送裝置,后者要有孕育塊和正確的澆道設計。對一般的鑄件,若采用了后孕育,則孕育劑采用75硅鐵即可,要注意的是孕育劑的純凈和粒度質量控制。當然若材質有特殊金相要求或其他問題,亦應選用更好的孕育劑。

  熔化工部改造還要說的是必須配備能快速測定鐵液成分、溫度和重量的儀器和裝置,如爐前光譜分析儀、碳硫快速分析儀、快速熱電偶、電子稱等。這是保證質量,贏得客戶之必需。

  4?3 關于砂處理工部的技術改造

  4?3.1 采用落砂冷卻滾筒

  DISA公司落砂冷卻滾筒的直徑大,轉速慢,內壁不裝導流板,密封性好而且配備了噴霧冷卻和大風量抽塵設備,集開箱、落砂、冷卻、破碎、分離于一體。使舊砂在此得到破碎和增濕冷卻,只要在接下來的皮帶上經二次增濕冷卻并在滾筒篩中風冷后能達到冷卻的要求。省去了破碎冷卻設備,大大簡化了系統和流程。已有越來越多的中小鑄鐵件工廠采用這種滾筒,值得推薦給中小鑄鐵企業。

  4.3.2 雙盤冷卻機和抗結露除塵系統

  雙盤冷卻機具有冷卻和預混的雙重作用,冷卻效果更可靠,可以取消皮帶二次增濕冷卻裝置,還能提高型砂的混制質量,因此是一個更佳的方案。目前國內已有帶噴霧和測溫控制的雙盤冷卻機產品。

  由于舊砂增濕冷卻產生大量濕熱含塵空氣,在除塵管道和除塵設備中極易結露而堵塞,影響運行,需配置熱風裝置和抗結露除塵系統。

  4.3.3 砂處理中的混砂機系統

  相對而言,幾家仿制國外較著名的混砂機的產品,如江陰德昌借鑒EIRICH的FMESl8和江陰三鑄機、常州通力仿BMD的TMGF好一些,但與國外產品仍有較大差距。特別在成套性、自動閉環控制方面,如有條件,進口好的混砂系統也算把錢用在刀刃上了。

  4.4 關于制芯工部的技術改造

  4.4.1 采用射芯工藝

  為適應大批量生產,制芯工部技術改造還應立足于各種射芯工藝。采用氣硬冷芯盒工藝,無論生產效率、砂芯質量、尺寸精度、模具成本和使用壽命都優于其他,當屬先進的工藝。但熱芯盒尤其是覆膜砂熱芯工藝仍獲得廣泛的應用。后者的砂芯強度高、表面質量好、不需上涂料等優點,特別適用于較薄較細的砂芯。另外覆膜砂殼芯工藝亦有較多的應用。

  4.4.2 推薦覆膜砂熱芯工藝

  冷芯盒工藝要求設備成套性強,同時要配備冷芯砂混制系統、三乙胺硬化系統和尾氣處理系統,而且要有涂料設備和砂芯烘干設備。對原砂水分和溫度控制,甚至壓縮空氣的濕度都有要求。國內雖已有少量廠商能仿制生產,但價格較貴,投資較大。因此,對中小鑄造企業,技術改造起步階段可不采用冷芯工藝而推薦采用覆膜砂熱芯工藝。因為覆膜砂可以方便地外購而無需混制,可不上涂料,簡化工藝和設備,熱芯射芯機國內生產廠多、價格低、容易上馬,而且砂芯性能好,能保證鑄件質量。

  5 結束語

  要實現從鑄造大國向鑄造強國的轉變任重而道遠,但其中占極大多數的中小鑄造企業在優勝劣汰的競爭中通過技術改造,改變落后面貌而發展壯大是最基本、最緊迫的任務。相信通過鑄造工作者長期不懈的努力,中小鑄造企業現代化之日,便是我們鑄造強國的實現之時。

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