水冷离心铸管机工艺装备改造及应用
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摘 要：近年来随着市场不断优化对球墨铸管需求不断增大和行业装备不断发展，永通球墨铸铁管公司水冷离心铸管机随着产、质量的提高，在工艺、装备上暴露出许多不足，已不能满足公司生产的需要。为此，永通球墨铸铁管公司为了提高铸管产品质量，降低生产成本，增强产品在国内外市场上的竞争能力，改善工作环境，减轻工人的劳动强度，对水冷离心铸管机工艺装备进行了攻关。
关键词：离心机;孕育剂;芯架摆臂;拔管机
一、概况
由于离心机经常出现椭圆缺陷管，调整和控制管模承口径跳难度大、用时长（一般为90分钟左右），并且对中环螺丝孔易滑丝，更换频繁，消耗高等。离心机电磁振动随流孕育给料装置设备故障多，孕育剂出现给料不均、下料不畅甚至断料现象，铁水孕育能力差，石墨球的圆整度和数量少，导致塑性、韧性降低，废品管增多。芯架摆臂转轴铜套易磨损，芯架摆臂定心位置发生变化，导致砂芯易碎、铸管承口出现粘砂、粘铁及承口浇不足缺陷。拔管机张紧性能差、故障多、使用寿命短，导致使用后期管模时拔管困难，造成生产不连续、工艺废品多等问题，严重制约着铸管产、质量的提高以及原材料、备件消耗的升高。
二、改进前存在的问题
（一）电磁振动随流孕育给料装置存在的问题分析
电磁振动随流孕育给料装置是水冷离心铸管机工艺要求很强的设备，浇铸每根管子时均需随流加入孕育剂，用前应将孕育剂加热到70℃-100℃，加入量为铁水量的0.1-0.25%，浇铸时根据铁水成份和管子表面质量进行调整，但加入量不能低于铁水量的0.1%，在整个浇铸过程中，给料应连续、均匀、稳定。
离心机电磁振动随流孕育给料装置固定在扇形包出铁口的正上方，浇注时弹性垫、电磁线圈在约1400℃的铁水上方高温环境中被烤，弹性垫易老化变硬，造成振动效果差;电磁线圈绝缘等级下降，容易引起线圈短路烧坏。中间包在给扇形包兑铁过程中，铁水飞溅容易导致铁液溅入电磁振动线圈中，烧坏线圈。据统计：2010年4-12月份因随流给料装置原因造成铸管孕育衰退次数月平均占总比例为4.1%;设备故障月平均占离心机设备故障比例为8.6%。
（二）芯架摆臂装置存在的问题分析
芯架是通过油缸伸缩带动摆臂，摆臂绕转轴支点转动，将存放在芯架上的砂芯旋转至管模的中心位置，从而实现了承口砂芯的转动。由于每生产一支铸管，需要一个承口砂芯，芯架摆臂需要来回摆动一次，如每小时生产60支管，即芯架摆臂来回摆动至少60次，又加上在芯架铜套长期在高温环境中，因此芯架摆臂转轴铜套易磨损，铜套磨损以后，芯架与管模的同心度偏差大，在浇铸过程中要保持承口砂芯与管模承口压紧，砂芯与管模承口接触面来回摩擦，把砂芯表面涂料磨掉或砂芯被挤碎;如果芯架与管模的同心度在水平方向上偏差大，铸管承口容易粘砂、粘铁。据统计，2010年4-12月份芯架摆臂平均使用周期不到1个月;碎芯管为1112.61吨，占废品管比例的13.26%。
（三）拔管机存在的问题分析
拔管机是离心机的关键部位设备，它的动作靠两根油缸控制，一根油缸控制张力大小，另一根控制行走。DN100-300离心机拉一支管需1-2分钟、DN400-800离心机拉一支管需2-3分钟、DN700-1000离心机拉一支管需3-6分钟，拔管机动作周期短，动作频率高、速度快，拔管时产生的冲击大，对拔管钳有损害性，造成拔管机故障多，使用寿命短;另外，拔管机张紧性能差、导致使用后期管模时拔管困难，造成生产不连续工艺废品多等问题;严重制约着铸管产、质量的提高以及导致原材料、备件消耗的升高。
三、改造内容
（一）随流孕育给料装置
将电磁振动随流孕育改为螺旋孕育，取消电磁振动随流孕育，设计一套螺旋输送装置，让电机减速机带动螺杆转动，把储存在料罐的孕育剂定量、均匀送出后散落入铁液中。
（二）芯架摆臂装置
芯架摆臂改进，将转轴处铜套改为4套轴承，并在轴上加工丝扣，让摆臂能上下调整，另外，转接杆能左右调整，保证了芯架和管模的同心度。
（三）拔管机
将拔管钳滑动撑开钳块改成铰接撑开钳块，钳块能自由调整，钳块根据管子内径不平部位能调整接触面，增加管子与钳块磨损力，鉗体改为能旋转拔管钳，行走油管安装拖链，挡管器转轴直径25mm直径改为50mm，通过提高涨紧力、磨损力、拔管钳旋转及零部件强度，来减少设备故障，提高生产节奏。
四、效果
工艺设备装备能力提高：
（1）改造后，提高了设备精度、运行平稳性、准确性，提高了离心机工艺装备水平，提高了连续生产时间，降低了备件费，减少了设备故障，减轻了工人劳动强度。
（2）孕育装置给料均匀、平稳、连续，铸管孕育衰退比例由41%降为1.3%，设备故障月平均占离心铸管故障比例由8.6%降为2.3%。
（3）芯架摆臂装置使用寿命由1个月变为3个月，减少了设备故障，因设备原因造成的粘砂、粘铁管的比例由13.26%降为9.8%。
（4）减少了拔管钳故障，设备故障月平均占离心机故障比例由16.7%降为6.35%，提高了机时产量，生产DN1000管时，由每小时生产6～7支变为8～9支;后期管模得到最大化利用，降低了管模成本;拔管钳能旋转拔管，减小了拔管张力，避免了因拔管钳张力过大造成铸管承口裂纹。
五、改造投资费用及效益
（一）投资费用
拔管机费用约70万元，对中环改造费用2万元，芯架摆臂费用3万元，流槽吊架改造费用1.5万元。合计76.5万元。
（二）净增效益
综合以上分析，通过铸管各个项目改造完成之后，经过近一年的统计，铸管净增效益约为：90+10.3+9.6+205.78-76.5=239.1万元。
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