浅谈树脂砂再生线在铸造工艺中的研究及应用

2022-07-04 05:15李海峰
科学与财富 2022年7期
关键词:铸造应用

摘  要:本文通过对砂再生线主机参数、安全防护、设备运转的应用分析,提出对设备结构配置、安全管理落实、设备性能保障的一些见解,旨在提升砂再生线在铸造工艺中作用。

关键词:铸造;旧砂再生;应用

随着铸造高端市场、高端客户逐步涌现,铸造行业开始推进精品战略,实现高质量、高技术、高效益的铸件生产。铸造生产工艺中型砂为最基础也是最开端的工装,型砂的质量直接关系铸件产品质量。因此砂再生设备既是铸造生产流程的开端,也是产量稳定实现的基础,同时也是产品质量保障的支撑,所以砂再生线的管理是铸造车间最为关键点。沈阳机床银丰铸造有限公司建成于2005年,树脂砂生产工艺,年产铸件8万吨,共有5套砂再生线,2021年进行绿色、节能、环保升级改造,并对砂再生设备进行升级改造。

本文针对树脂砂工艺铸造车间,结合本企业砂再生设备运行数据统计,对砂再生线的操作管理、设备管理、安全环保管理,延伸到生产、质量、故障分析的管理进行研究,以期为重工业企业尤其是铸造行业提升砂再生线稳定运行提供参考。

1.基本构成及主要参数介绍

砂再生线工艺流程

系统主要技术指标:旧砂回用率(进入再生机的旧砂)≥95%,再生砂脱膜率≥28%,风选后微粉含量≤0.1%,砂调温出砂温度≤30±5℃,磁性物质出除率100%,粉尘排放指标≤100mg/Nm3(室外)、≤2mg/Nm3(室内),噪声振动设备空载运行≤80dB(A)及其他设备≤80dB(A)等。外露运动部分必须保证安全防护装置完好。各主机的生产率不得低于额定值,其余单机的额定生产率应比主机的额定生产率大20%。系统处理后的砂颗粒度与原砂颗粒度分布相差不大于一个筛号。经本企业运行数据统计,主机的首次大修都是在6000工作小时后进行,期间完成设备点检及一保即可。

设备作业条件:三相/单相:380/220V±0.5%,频率:50H,工业用水:压力:0.15Mpa,温度:<20℃,过热水:压力:0.2~0.4Mpa ,温度:75~110℃,压缩空气压力:≥0.5Mpa,环境温度:5~30℃(工作现场),相对湿度:平均64%,工作制度:三班工作制,年时基数:6740小时等。

原材料的性能标准:呋喃树脂,粘度:<50厘泊,水分:<5%,比重:1.1~1.2(20℃时),PH值:6.5~7.5,加入量:0.8~1.2%。固化剂:二甲笨黄酸。原砂:二氧化硅:>90%,粒度:40/70,粒形:圆形或次圆形,含泥量:<0.3%,含水量<0.2%。

2.主机配置规划

破碎机是旧砂再生预处理的主要设备,具有旧砂破碎、脱膜、筛分等功能,(耐磨件除外)。由机座架、破碎机体、橡胶弹簧,破碎筐、废料门、筛网、振动电机等组成。参考铁砂比为1:4—1:5时,破碎机能将落砂后的砂块破碎成松散砂,能磨掉砂粒表面残留的粘结剂膜,脱膜率20%以上。金属物及杂质与破碎后的砂粒能分离并清除。

离心再生机是利用旋转体离心力使回收砂向侧面飞溅,碰撞到停留在侧面的砂层,利用砂与砂之间的磨擦使附在砂表面的惰性膜脱落减少砂的破碎,实现砂的完全再生。分流锥是防止离心盘中央有物料存在。当砂料不断加入时,由分流锥将砂料向盘边分流,并在离心力的作用下由盘底向盘边运动,并逐渐堆积爬高,在此过程中砂料之间及砂料与回转盘之间相互发生磨擦,最终从盘中被抛甩出去。分流锥为易损件,测绘后可采取球鐵材质进行自制。

风选机是砂子以近乎瀑布状下落,在垂直砂子方向布成风幕,在较长的下落过程中把小颗粒微分出去。同时在底部设置筛分装置,滤出不符合再生参数的较大砂粒。

砂温调节器要采用循环水进行调温,使砂子充分冷热交换。配备砂温测量及显示装置必须设有超温自锁定控制,温度不合格砂料不能进入下一级工序。砂温调节器上方应设料位计,保证砂子始终将调节器掩埋,避免调节器上部水管结露,影响使用效果和寿命。

循环水处理系统由树脂罐、盐箱和控制阀头等组成。软化水的生产能必须满足砂量对冷却对水的需要。同时保证软化水的效果,防止管道结垢。

以下资料必须保存完整,以便使用及管理过程中查阅。机械、电气总装配图和局部装配图,机械原理图,机械配件的规格型号明细表。电气原理图、接线图、电气元件型号、规格明细。基础的平、立面图,静动载荷要求、安装技术说明书、设备特殊吊装及运输要求。维护手册、维护说明书、结构特点、润滑手册。特种设备的安全检验报告和其它元气件的出厂合格证。易损件机械图纸如:破碎筐机械尺寸图等。

3.安全管理应用分析

2021年9月1日新修订《安全生产法》实施,“两个至上”推动树牢安全发展理念,双控管理制度落实,致使安全技术操作成为现场作业首位要素。砂再生设备伤害主要来之机械伤害、物体打击、触电及火灾4个方面。通过本企业设备运行分析,总结现场经验、吸取事故教训,对于安全技术操作规程、应急处置及危险源排查总结出以下规律。

配砂作业区启动设备前必须认真检查好所要开启的设备是否有人正在维修。新砂需要经筛选、烘干,旧砂须经电磁皮带轮清除金属碎片,开车时先开通风除尘设备。确保通风除尘设备运行良好,及时清灰以及做好点检及记录。破碎机在转动时不准用手扒料,不得用手检查转动部位。皮带机应有专人负责,开车送砂前要用信号同电脑控制工联系;严禁在皮带机上坐卧、睡觉或行走,严禁在运行的皮带上跨越或递送物件。皮带机运转中禁止加油、修理及清扫工作,皮带打滑或跑偏须停车处理。再生机系统离人时,要指定他人看管,下班时首先关闭进砂皮带机,再关闭输送机电源、然后关闭送砂皮带机,最后关闭通风除尘设备。电磁铁皮带轮需每班清理,通风除尘设备需定期清扫。及时清除工作场地上撒落的砂和物件,保持工作场地及人行通道整洁畅通,以利安全。

湿砂烘干作业区启动设备前必须认真检查好所要开启的设备是否有人正在维修。工作前检查防护装置是否完善,润滑系统是否良好,并按时进行润滑工作。工作场地附近不准放易燃、易爆物品。启动设备前应检查设备是否完好,检查新砂斗闸门是否灵活,检查风力送砂系统是否完好。操作者要思想集中坚守岗位,经常检查设备运转情况,及时调整设备运行状态,保持设备正常运行。

控制室操作区工作前按规定穿戴好劳动保护用品,必须穿绝缘鞋。工作前要认真检查室内设施是否正常,有故障时必须找专业人员修理。工作中一定及时沟通防止误伤。工作结束后要将交接班记录填写清楚。

地下室监护区从地下室往外运碎铁时,应该首先检查装碎铁的铁斗子钢丝绳是否有坏损之处,发现不能使用必须立即修换。检查地下室里的所有设备的安全装置是否状态良好。地下室操作人员距离传递皮带轮应该不小于400毫米,以防皮带轮刮人。在工作中,要发现皮带轮发生故障必须停电修理,严禁电机转动时用手拽皮带。与工作无关的人员禁止到地沟内逗留。进入地下室时严格遵守《高危作业审批管理办法》。再生砂设备检修前,要关闭电源,挂上“有人检修,不准合闸”的警告牌并设专人监护。

定期对员工进行培训,建立相应应急保障体系,如出现紧急情况员工有足够应对能力,应急处置培训注重以下方面演练。当发生机械伤害、物体打击事故后,现场人员应立即向周围人员呼救并将受伤人员脱离危险区域,根据现场实际情况对受伤者进行现场急救。第一时间报告公司安全管理部门及车间主任、公司领导,启动应急预案。发现触电事故险情,紧急停电,要使触电者迅速脱离电源,触电者未脱离电源前,救护人员不准直接用手触及伤员,救护人员在抢救过程中应注意保持自身与周围带电部分必要的安全距离。第一时间报告公司安全管理部门及车间主任、公司领导,启动应急预案。初期火灾使用灭火器、消防沙灭火。发生火势较大的火灾,立即撤离现场,第一时间报告公司安全管理部门及车间主任、公司领导,启动应急预案。

危险源排查注重以下方面进行,索具使用是否合理或超过吊绳额定负荷使用、吊物下是否有人、吊索具是否打结使用、地沟设备防护罩是否齐全、清理设备警示牌是否齐全、控制室操作人员是否确定设备无人作业时开动设备、进入受限空间是否履行审批手续等。对于危险源排查必须建立清单,以点检形式每班次进行,作者企业采取手机小程序方式录入每班进行排查。

4.设备管理深化改进

设备稳定运转是生产经营活动正常运行的重要保障,尤其涉及产品质量的生产设备,所以砂再生线设备必须保证生产效率及生产性能。对于人员操作、设备点检维护、设备维修检修、设备二级维护保养及备品备件选择等环节,必须落实严格的规章制度。结合本企业设备管理情况,历年备件更换数量及周期,设备故障分析总结等对设备管理应用进行描述。

设备操作必须遵守以下流程,砂处理区工作前空载手动启动各电气元件,看设备是否运行正常。然后把控制按钮打到手动状态—打开除尘器—>打开冷却塔—>打开水泵;停止顺序:水泵—>冷却塔—>除尘器。中间间隔15-20秒。操作人员容易将操作顺序弄错,必须形成标识化作业。

皮带部操作顺序,向原有砂库加砂,启动皮带即可。向新增砂库加砂,启动皮带、打开卸料器。先开皮带机,再开提升机;关时,先关提升机,再关皮带机。

离心部操作顺序,离心机—30S—>永磁分离滚筒—5S—>气动阀。停止的顺序是气动阀—5S—>永磁分离滚筒—30S—>离心机。

砂温调节部操作顺序,开冷却塔—>水泵—>气动闸板。停止的顺序是气动闸板—>水泵—>冷却塔。中间要间隔15-20秒。

上述操作有以下注意事项,设备启动前要确保周围没有人,定期检查皮带是否跑偏,检查各电机的运行状况。振动破碎机如运行须日清理。设备在运行过程中不允许轻易按下急停,如发现急停开关被按下也不允许轻易把其复位,找出原因,才可以重新启动。提升机停止时,关掉皮带机。现场设备灰大时,可适当关闭风机,打10分钟反吹,再关闭反吹,打开风机。

氣力输送区域工作前,检查所有开关是否打在‘关’状态,如不是使其复位。检查所有‘断路器’是否‘合上’,如不是把其合上。打开电源钥匙开关,然后打到手动状态,检查储气罐上的气压是否达到0.5MP,如果没有达到,不能送砂,达到了才可以送砂,然后检查电磁阀上的气压是不是正常。然后启动手动操作流程,将气送打到手动状态—>先打开锥形阀延时5秒后—>打开蝶阀当发送罐的砂子达到上料位时—>先关蝶阀延时5秒后—>关锥形阀,然后将进气/排气打到进气,延时3秒—>打开主进气,再延时3秒打开—>增压器;当发送罐砂子达到下料位时,—>先关主进气,延时5秒后—>关增压器,再延时3秒后将进气/排气—>打到排气,依次循环。

上述操作有以下注意事项,设备在运行过程中不允许轻易按下急停,如发现急停开关被按下也不允许轻易把其复位,找出原因,才可以重新启动。当目标砂斗到达砂上料位或按下自动停止按钮,本罐砂送完,系统将自动停止,同时自动运行指示灯处于5秒闪烁状态。

为使读者更深入了解设备故障预防管理,作者将本企业砂再生线设备2010年到2013年4年间设备停机故障情况进行汇总分析。此时间段设备正处于使用中期,共发生停机故障149次,停机时长为14395分。其中设计不善1次,制造质量2次,检修质量2次,润滑不好7次,腐蚀磨损124次,操作失误1次,其它12次。

砂再生线停机故障最多就是腐蚀磨损,主要发生在轴承、胶垫、筛网、冒头阀体、砂管等五方面。减少腐蚀磨损故障导致设备停台,最有效的措施二级保养制度列计划执行,内容主要包含磁选滚筒、再生机轴承、砂温调节器、 减速机、振动给料机、破碎机、破碎筐、橡胶弹簧、皮带输送机、永磁 分离机的地脚螺丝、注油及磨损情况,每年二级保养最少进行2次。作者企业从2011年启动到2012年全面推行,2013年以后故障停机由前期年平均4500分下降至不足1000分钟。

其他故障为润滑、检修及检查等问题,此类问题通过执行严格点检制度可降低防范以目视、耳听为手段,重点破碎单元及再生单元。为了保证点检制度的有效性,对发现的问题建立快速反馈及整改机制,点检表必须让操作人员和维修人员共同完成。

5.结束语

“致广大而尽精微”,随着铸造行业回归本质、提高创造利润能力、实现高质量发展战略推进,不论是现场管理还是体系运行都需落细落实、知行合一。只有对现场问题进行深入的探究和改革,采取更为科学、有效的管理方法,才能在日益激烈的市场中胜出。

参考文献:

[1] 李葆文.设备管理新思维新模式[M].第2版.北京:机械工业出版社,2010.9

[2] 郭勇,张希俊.铸造旧砂再生情况简介[J].大型铸锻件,2008(6)

作者简介:李海峰(1983—),男,内蒙古兴和县,工程师,工学学士,主要从事安全管理、设备管理及设备技术改造工作。

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