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中小铸造企业技术改造须注意的若干问题

  1 企业市场定位和产品定位是确定技术改造目标方案的关键

  1.1 企业不同的市场和产品定位

  中小铸铁企业在市场中要定位,主要产品也要定位,是做单件小批的大铸件,还是主攻成批大量的中小铸件;是生产常规铸件,还是精密特殊铸件。

  1.2 不同的定位有不同的技改方案

  如果做单件小批的大铸铁件,要采用树脂自硬砂技改方案;如是成批大量的中小铸件则应上机械化自动化的生产线;如是精密或特殊铸件则需要考虑采用熔模铸造、壳型铸造、铁模覆砂、金属型、消失模铸造等不同的技改方案。至于铸件的产品类别不同,其大小、重量、批量、材质和结构特点往往大相径庭,即使采用湿型上线改造方案,有箱还是无箱,水平分型还是垂直分型,大线还是小线,造型生产线的类型等都有完全不同的选择。技术改造的方案也就不同。

  2 中小铸造企业确定市场和产品定位的几点思路

  2.1 要力求使改造后的企业有自己的特色

  中小铸造企业要在市场竞争中生存、发展壮大,一定要形成自己的特色,要有产品的特色、工艺技术的特色、技术装备的特色、管理的特色。在确定市场和产品定位时要先有这方面的意识和思路,然后分步努力去实现。这个特色取决于企业的自身条件,包括各方面的硬件条件和人员素质、管理基础、现有技术等软件条件;更取决于企业现有和潜在的顾客产品情况及发展趋势,还要考虑周围同行的条件。

  譬如上海圣德曼铸造公司的产品定位就是汽车尤其是轿车铸件,采用自动线大批量生产轿车各类中小铸件是其产品特色,壳型铸造和垂直分型无箱挤压铸造是其工艺和装备特色,推行全面质量管理和人人都是经营者管理模式是其管理特色。

  2.2 要力求使企业向专业化发展

  铸造企业要通过体制和结构改革走向专业化生产。中小铸造企业尤其是乡镇铸造企业规模小、能力和财力有限,更要搞专业化。专业化生产是中小铸造企业走向“小而精”“小而强”并发展壮大的必由之路。

  2.3 中小铸造企业要向深加工、产品商品化发展

  随着市场经济的发展,生产方式越来越核心化、专业化,从采购铸件向直接采购完全加工好的零件转变。国外市场的全球化采购及OEM配套方式,使用铸件的顾客早就要求提供经加工完成的零件或部件,这都给铸造企业带来铸件深加工、铸件成品化、增加产品附加值的契机。国内很多成功的台资、外资和民营企业都已这样做了,如制动盘(鼓)铸造厂、曲轴铸造厂、涡轮增压器壳铸造厂、排气歧管铸造厂等都提供可直接装配的零件。铸件加工和成品化不仅增加了企业效益,而且提高了企业能级和市场竞争力。

  因此,中小铸造企业在确定市场和产品定位时,一定要争取铸件深加工的机会,出口铸件更要加工为成品,以避免退货、索赔等风险。并将铸件加工作为技术改造方案中重要内容。

  3 中小铸造企业实施技术改造的方法和原则

  3.1 引进技术人才,充分用好社会的智力资源

  企业的技术改造需要有技术人才来实行,而中小铸造企业技术力量薄弱,技术人才缺乏,这是一个矛盾。除了要求企业家自身要创新、努力学习科学技术以外,还要尊重科学、珍惜人才,千方百计积极引进技术人才,尤其是有丰富实践经验的对路的铸造人才,有没有这样的专家,将对企业技术改造的成败起关键的作用。但是有真本事的技术专家却是很少的,对中小铸造企业而言,确实不易寻觅与引进。因此,充分利用和发挥社会的智力资源是解决矛盾的办法。借助各地有活动能力并掌握相当社会智库的铸造行业协会(学会)进行咨询或合作,甚至委托进行策划和方案设计,将为你寻找并提供一条成功的捷径。其非营利性质对中小铸造企业来说,可能比专业的设计公司更适合。

  3.2 技术改造应采用成熟的先进技术

  中小铸造企业技术改造采用的工艺技术必须是成熟的、过关的、有成功的实例证明是行之有效的。技术改造不是科研、不是中间试验、不允许失败。过去,有些企业盲目跟风,片面追求新颖技术而导致改造失败,例如盲目上气冲线,在国内条件还不够成熟情况下采用消失模工艺等。

  3.3 技术改造采用工艺技术的适用性

  适用的就是最好的,当前各种工艺技术竞相发展,每项技术都有其优点,也都有一定的局限性和适用范围,先进的、技术含量高的工艺并不一定是适用的。根据铸件的质量要求、生产批量、价格水平以及企业厂房场地、资金、能源等自身条件,选用技术上适用、经济上合理的工艺,注重技术经济的结合,才能作出切合实际的选择,达到技术改造的目的。

  3.4 技术改造应一次规划,相互匹配

  在实施技术改造时要着眼现实、兼顾长远、统筹考虑、一次规划。这里所说的一次规划是指全面考虑的意思,实际上企业的技术改造规划是要随时间推移不断修改、完善和发展的。为使在先的改造成为以后改造的基础而不是妨碍,必须总体考虑各工部、各环节的匹配和平衡,尤其是造型、制芯、砂处理、熔炼之间的匹配。首先是生产能力上的匹配。如采用造型线,则制芯、砂处理和熔炼都要围绕造型线的生产率进行设计,其生产能力都要略大于造型能力,以使造型线能无障碍运行,充分发挥其生产效率。同时要使各工部相互间性能要求以及保证铸件质量的能力上匹配。当采用高速造型线时,还应考虑各工部间的缓冲环节,以使整个生产链有一定的柔性。

  3.5 技术改造可分步实施

  在实施技术改造时,因中小铸造企业在财力和能力上的限制,可采用分步实施办法。由于市场的争得、订单的获取、产品的试制,需要相当的时间,设备开始运行到达设计能力也需要时间,技术改造后能力是逐步提高的,因此有些工部的改造可缓一缓,如生产内腔不复杂的铸件,制芯工部可第二步上,如其他车间有熔炼能力可借用时,熔化工部可缓上或上一部分,如清理工部改造也可以增加人工办法缓上或少上。

  这样做不单是资金问题,而是适时投资,提高投资的时效性的问题,因此分步实施是合理的,有利于提高投资效益。技改项目要做经济分析,注意提高投入产出比和投资收益率。

  3.6 技术改造要注意软硬并重,加强培训

  技术改造解决了硬件,软件一定要跟上,光有先进的设备,管理、使用、维修跟不上,仍然无法提供客户满意的铸件产品。在技改项目开始初,就要同步抓管理、技术、操作和维修人员培训。要与设备制造商签好人员培训的协议,在设备安装和调试阶段配备好相应的技术、操作、维修人员积极参加安装调试,接受培训。有可能的话,要创造条件到有类似设备的工厂去学习、培训。使技改项目验收后能尽快地投入正常运行。

  4 成批大量中小铸件铸造企业技术改造的内容和应用技术

  4.1 关于造型工部的技术改造

  4.1.1 湿型工艺仍是主导工艺

  4.1.2 采用垂直分型造型线

  4.1.3 采用水平无箱造型线

  目前在国内生产比较可靠的水平无箱线主要有,天津亨特尔的东久线和上海HUNTER公司的亨特线,前者采用主机进口,辅机国产,后者是在国内组装。如选全进口的无箱线有丹麦DASA、日本新东、光洋、东久、浪速等,从价格考虑,国内生产的较有优势。对于产品不很确定的企业,在选用时要考虑下芯和铸件冷却的变化,适应性要强。对于大于10 kg的铸件则要考虑有箱造型线,由于有箱线较为复杂,目前国内性能优良、成熟可靠的线基本没有,而进口则价格昂贵。

  4.1.4 采用其他造型工艺

  对于曲轴、凸轮轴、涡轮增压器壳类铸件最适合的是壳型铸造,轴类零件采用水平制壳,垂直立浇,铁丸紧固的工艺最佳,若曲轴批量不是很大,铁型覆砂工艺也是好的选择.对空调冰箱压缩机曲轴、壳体,汽车制动系统铸件可采用金属型铸造(包括水冷铜型),但铸件必须经高温热处理。至于现在很时髦的消失模铸造,鉴于国内对泡沫材料的研究和生产水平限制,有些铸造缺陷的解决尚需时日,相对成本较高等原因,除非产品有特殊的要求,中小铸造企业应持谨慎的态度。

  4.2 关于熔炼工部的技术改造

  4.2.1 正确的双联熔炼工艺配置

  到国外考察过的都知道真正意义上的双联熔炼是水冷无炉衬热风冲天炉和与之直连的大容量保温电炉双联,其冲天炉铁液成分稳定,温度超过1 500℃,用铁液槽直接流人保温炉时间很短、温降少,不需要升温更不需要调整成分,大容量保温电炉既储存了铁液,成为缓冲熔化和造型之间柔性环节,又起了铁液成分和温度大均衡器的作用,这样的双联熔炼尽管设备复杂,投资很大,但对于大规模、单一类别铸铁件,尤其是灰铸铁件的生产是最理想、最经典的配备。

  4.2.2 推荐变频感应电炉直接熔炼

  中小铸铁企业熔炼技术改造值得推荐的是变频感应电炉直接熔炼工艺,尤其适用于球铁、蠕铁、合金铸铁和多种材质要求铸件的熔炼,中小铸铁厂只要1~2套功率共享(一拖二)的变频电炉,就能连续提供高质量的铁液。纵观国内外,摒弃冲天炉,采用变频电炉的中小铸铁企业正越来越多。而且5 t以下的国产变频电炉已基本过关,虽与进口电炉还有差距,但价格能为中小铸造厂所接受。

  4.2.3 铁液球化(蠕化)处理工艺

  先进合理的铁液处理工艺对于保证铸件质量十分重要。球化和蠕化工艺相似,工艺方法较多,压力法、冲入法、转包法、喂丝法等等,中小铸造企业究竟选用什么工艺?冲人法当然是最简便的常用工艺,在此,作者并不推荐很热门的喂丝法而推荐近年来国外中小铸铁企业广泛应用的加盖包法,挪威爱肯公司曾对各种球化(蠕化)工艺进行比较分析,结论是推荐加盖包。

  4,2.4 铁液孕育处理工艺

  要采用瞬时孕育方法,主要是随流孕育和型内孕育,前者要配备定量输送装置,后者要有孕育块和正确的浇道设计。对一般的铸件,若采用了后孕育,则孕育剂采用75硅铁即可,要注意的是孕育剂的纯净和粒度质量控制。当然若材质有特殊金相要求或其他问题,亦应选用更好的孕育剂。

  熔化工部改造还要说的是必须配备能快速测定铁液成分、温度和重量的仪器和装置,如炉前光谱分析仪、碳硫快速分析仪、快速热电偶、电子称等。这是保证质量,赢得客户之必需。

  4?3 关于砂处理工部的技术改造

  4?3.1 采用落砂冷却滚筒

  DISA公司落砂冷却滚筒的直径大,转速慢,内壁不装导流板,密封性好而且配备了喷雾冷却和大风量抽尘设备,集开箱、落砂、冷却、破碎、分离于一体。使旧砂在此得到破碎和增湿冷却,只要在接下来的皮带上经二次增湿冷却并在滚筒筛中风冷后能达到冷却的要求。省去了破碎冷却设备,大大简化了系统和流程。已有越来越多的中小铸铁件工厂采用这种滚筒,值得推荐给中小铸铁企业。

  4.3.2 双盘冷却机和抗结露除尘系统

  双盘冷却机具有冷却和预混的双重作用,冷却效果更可靠,可以取消皮带二次增湿冷却装置,还能提高型砂的混制质量,因此是一个更佳的方案。目前国内已有带喷雾和测温控制的双盘冷却机产品。

  由于旧砂增湿冷却产生大量湿热含尘空气,在除尘管道和除尘设备中极易结露而堵塞,影响运行,需配置热风装置和抗结露除尘系统。

  4.3.3 砂处理中的混砂机系统

  相对而言,几家仿制国外较著名的混砂机的产品,如江阴德昌借鉴EIRICH的FMESl8和江阴三铸机、常州通力仿BMD的TMGF好一些,但与国外产品仍有较大差距。特别在成套性、自动闭环控制方面,如有条件,进口好的混砂系统也算把钱用在刀刃上了。

  4.4 关于制芯工部的技术改造

  4.4.1 采用射芯工艺

  为适应大批量生产,制芯工部技术改造还应立足于各种射芯工艺。采用气硬冷芯盒工艺,无论生产效率、砂芯质量、尺寸精度、模具成本和使用寿命都优于其他,当属先进的工艺。但热芯盒尤其是覆膜砂热芯工艺仍获得广泛的应用。后者的砂芯强度高、表面质量好、不需上涂料等优点,特别适用于较薄较细的砂芯。另外覆膜砂壳芯工艺亦有较多的应用。

  4.4.2 推荐覆膜砂热芯工艺

  冷芯盒工艺要求设备成套性强,同时要配备冷芯砂混制系统、三乙胺硬化系统和尾气处理系统,而且要有涂料设备和砂芯烘干设备。对原砂水分和温度控制,甚至压缩空气的湿度都有要求。国内虽已有少量厂商能仿制生产,但价格较贵,投资较大。因此,对中小铸造企业,技术改造起步阶段可不采用冷芯工艺而推荐采用覆膜砂热芯工艺。因为覆膜砂可以方便地外购而无需混制,可不上涂料,简化工艺和设备,热芯射芯机国内生产厂多、价格低、容易上马,而且砂芯性能好,能保证铸件质量。

  5 结束语

  要实现从铸造大国向铸造强国的转变任重而道远,但其中占极大多数的中小铸造企业在优胜劣汰的竞争中通过技术改造,改变落后面貌而发展壮大是最基本、最紧迫的任务。相信通过铸造工作者长期不懈的努力,中小铸造企业现代化之日,便是我们铸造强国的实现之时。

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