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华南理工大学机械与汽车工程学院研究生博客

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【活动掠影】“走进民企”之中天创展球铁有限公司  

2014-05-04 21:51:23|  分类: 活动掠影 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2014年4月29日,机械与汽车工程学院团总支、研分会举办的“走进民企”活动圆满结束。由13级硕士生组成的队伍于下午3点抵达佛山市顺德区岗北工业园的中天创展球铁有限公司,并受到陈永成总经理,柯厂长等企业领导的热情接待。
活动伊始,陈总安排同学们在会议室稍作休息,并热情询问大家关于见习的想法和期望。之后带领大家参观了公司的生产车间,介绍了公司中各种设备的工作原理及方法,公司自己研制的一些设备引起了大家很大的兴趣。
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  然后同学们在柯厂的陪同下亲身体验了球墨铸铁的生产一线:
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  参观完生产车间,柯厂与我们一行人在公司会议室进行了座谈,座谈的内容主要包括三个方面:
首先,柯厂向我们展示了公司主要产品及其特点,阐述了公司从零基础到现在产值过亿的发展历程,跟大分享了中天创展的做球墨铁的主要特点和关键技术要点。
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  其次,陈总详细介绍了公司的经营状况和公司面临的技术突破点。
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  最后,同学们根据自己的所见、所闻、所学,提出自己的看法和疑问,柯厂分别做了详细的解答。
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座谈会期间,刘总特别强调团队的重要性,同时表达了非常欢迎有志向、有想法的同学加入中天团队,一起努力实现梦想,体现人生价值的想法。
通过本次活动,同学们不仅对工业生产有了更清醒的认识,而且意识到自身的不足,更加明确了在校学习方向。“活到老,学到老”,一句古话却有亘古不变的道理,在路上前行的我们时刻要保持学习的态度。
据悉,“走进民企”系列活动旨在帮助同学们更好地了解一个民企从无到有,从弱小到强大的过程,更加深刻地体会到如何根据社会背景利用所学的专业知识,帮助同学们意识到进入企业所需要的知识和能力,为以后的职场道路打下坚实的基础。
见习的时间很短,但是留给同学们的思考很长。我们有幸采访到了13级材料加工(金属)专业研究生龙晗同学,他这样记下了一天的见闻、思考:
由于我本科专业学习主要是铸造相关方面,所以对于此次球铁企业见习很感兴趣,曾经也有过几次铸造工厂生产实习经历,而我这次的见习参观过程中更多的是带着问题去体验的,下面是我结合此次中天创展球铁有限公司见习,对相关球铁铸造生产方面提出的几点思考。

(一)大断面球墨铸铁件的质量控制措施
中天创展球铁有限公司铸造工艺生产的主要零件诸如风力发电机轮毂(QT400-18l、10t)、4000T注塑机板(QT500-7、45t)、气缸(QT600-2、23t)、出口德国箱体(QT600-3、3t)等大型球铁件(如图1所示),而且大都属于高韧性低温冲击球铁和大断面球铁件。
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             风力发电机轮毂(QT400-18l、10t)           4000T注塑机板(QT500-7、45t)
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                         气缸(QT600-2、23t)                   出口德国箱体(QT600-3、3t)
        图1 中天创展球铁有限公司主要球铁件产品

一般认为,铸件壁厚100mm以上的球墨铸铁件称为大断面球墨铸铁件。大断面球铁件尺寸大,重量大,壁厚大,铸造时的热容量大,凝固缓慢,极易造成球化衰退与孕育衰退,从而导致铸件的组织发生变化,特别是在铸件的心部更加严重。大断面球铁件易出现石墨球粗大,石墨球数量减少,石墨漂浮,石墨球畸变,开花状石墨、碎块状石墨等缺陷,所以大断面球铁件的制造技术一直是铸造界公认的一个难题。同企业领导柯厂长了解到,中天创展球铁公司生产的大断面球铁件需要注意控制的典型缺陷问题就是铸件心部的石墨球发生畸变,形成团絮状或蠕虫状等非球状形态。
目前国内外对大断面球铁件采取的质量控制措施,主要有加快冷却速度、严格控制化学成分(适当添加微量合金元素)、合适的球化处理和孕育处理等。中天创展球铁公司对炉前铁液成分采用光谱分析技术检测控制铁液质量,控制铁液碳当量和微量合金元素含量在合理范围,同时采用应用广泛的冲入法对球铁进行球化处理,并采取合理的浇注工艺全程控制大断面球铁件的合格生产。
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 图2 呋喃树脂砂造型(注塑机板)
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图3 呋喃树脂砂造型(气缸)

  (二)呋喃树脂砂铸造工艺质量控制
由于用呋喃树脂砂生产铸件具有尺寸精度高、表面光洁平整、轮廓清晰,且劳动强度低、生产率高等一系列优点,已经成为当前铸造行业上质量、上水平的重要生产工艺之一。中天创展球铁公司生产大型灰铁、球铁铸件,全部采用呋喃树脂砂进行造型(芯),如图2-3所示,其生产铸件表面平整且毛刺较少,降低铸件清理打磨劳动量,生产效率较高,月产量最高可达到2700t。
采用呋喃树脂砂生产,高温铁液浇注后,呋喃树脂和固化剂作为有机物会发生氧化挥发反应,呋喃树脂的烧失易导致铸件表面强度下降,同时发气量增加和产生热量,而呋喃树脂砂型的透气性低、导热性能差。另一方面,大断面球铁件一般情况是壁厚大,热容量大,凝固缓慢且共晶转变时间长。因此,用呋喃树脂砂生产大断面球铁件时,最易出现气孔、粘砂、脉纹、裂纹、夹渣、表面硬度不足和球化衰退等铸造缺陷。
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 图4 工人在合箱前对铸型点火干燥
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图5 在铸型中预埋通气绳和扎排气孔

  在呋喃树脂砂铸造过程中,为了控制和避免生产大断面球铁件出现以上主要缺陷,需要注意两个关键环节:一是严格控制呋喃树脂砂原材料质量及其配比,保证呋喃树脂砂质量符合大断面球铁件生产的正常要求;二是遵循合理的铸造工艺参数确定原则,即浇注系统“大流量、小流速、平稳、分散”,合理放置冷铁、冒口与型芯的排气,加大浇注系统面积和气眼面积,保证铁液补充等。
中天创展球铁公司在呋喃树脂砂铸造生产大断面球铁件过程中,我注意到该公司也通过采取了一系列措施来控制铸造缺陷的出现,比如注意控制呋喃树脂(糖醇含量高、尿素含量少)和相应固化剂的采购及配比,造型时采用石墨涂料对砂型涂刷并多道次点火干燥去除砂型中残留水分(如图4所示),铸型填砂后在大断面砂型中预埋通气绳(如图5所示)或通气管和设置足够的出气孔以促进砂型排气等等。生产过程中的这一系列措施,保证了中天创展球铁公司的铸件生产质量。

(三)绿色铸造与安全铸造
“绿色铸造”是综合预防污染和合理利用资源的环境战略,持续地应用于实际的铸造生产,以实现企业的环境自净,达到尽可能多的自行消纳本企业产生的废弃物和尽可能少的向外界排放出废弃物的目的。而国内的铸造行业与主要工业国家相比,不仅产品质量低,经济效益差,而且材料消耗多,环境污染严重,甚至很多铸造企业,金属熔炼设备排放废气中有害物质含量超标,生产现场的作业条件不符合职业健康安全法规的要求。如今的铸造企业,必然要朝着安全、高效、环保的绿色铸造方向发展。
呋喃树脂砂铸造,与传统的粘土砂铸造工艺相比,尽管粉尘量大大降低,车间环境也大有改善,但仍存在一系列健康生产的问题,主要体现在以下两个方面:(1)铸造工艺以及使用的原材料比较复杂,包括有机物呋喃树脂和固化剂、石墨涂料、石英砂、稀土等;(2)生产过程中产生糖醇、糖醛、甲醛、甲酚等刺激性有害气体,同时各工序产生细小游离SiO2颗粒粉尘,尽管粉尘浓度有所降低,但未得到有效控制。
这次所参观的中天创展球铁公司,属于典型的中小型民营铸造企业,尽管生产效率和生产质量上仍存在一定的发展优势,但是在其呋喃树脂砂铸造生产过程中,车间布置的脏乱差、铸造生产装备的陈旧落后、机械化操作程度低、熔炼工序能源消耗大、造型和铸件清理车间粉尘与有害气体防护措施欠缺以及噪音污染大等问题不容小觑(如图6所示)。这些问题无疑让我们对类似铸造企业的职工健康安全、企业未来发展感到担忧。所以我认为中天创展球铁公司,在今后的发展建设过程中,应更加重视绿色铸造的生产方法,科学合理布置铸造生产车间,严格推行铸造生产安全操作规范,加强环境粉尘污染和有害气体的消除与防护,最大限度地节约资源、保护环境和减少污染,保障职工健康生产和企业良性发展。

(四)球铁铸造企业的发展前景和方向
球墨铸铁的发明(1947年)使铸铁材料的性能产生了质的飞跃,因此在国内外都发展得很快,在一些主要工业国家中,其产量已超过铸钢,成为仅次于灰铸铁的铸铁材料。我国从1950年就开始生产球墨铸铁,结合我国丰富的稀土和铁矿石资源优势,我国的球墨铸铁产量连年攀升,已远远超过欧美日等国家,其使用范围主要为大型工程机械、汽车零部件、核电与风电装置、航空航天与军事设备等方面。目前,球墨铸铁依靠其独特的高强硬度、高韧性和耐磨性等性能优势,尤其是近几年发展起来的等温奥-贝氏体球墨铸铁,在我国的基础工程设施和装备业方面仍具有较大的应用优势和发展前景,其国内外的刚性需求依旧明显。
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 图6 铸件落砂清理车间情况

中天创展球铁公司自1990年成立以来已发展了近30余年,现全部采用呋喃树脂砂铸造生产,年产量可达到40000t,其中球铁占85%以上,球铁最大单件重达45t,工艺水平和生产质量相当成熟,尤其在高韧性低温冲击球铁、大断面球铁件生产技术方面已达到国际水平。正如前文所提到的,中天创展球铁公司尽管短时期内还具有一定的发展优势,但是由于一方面我国球铁生产行业存在区域性分散、大小企业集聚竞争激烈等发展特点,另一方面该公司自身存在的生产检验设备更新慢、工艺技术和产品研发上缺乏创新和特色等缺点,所以,我认为中天创展球铁公司的发展方向,应更加注重公司产业发展规划,大力引进、消化和实施从原材料选配、造型和熔炼到铸件后处理加工、生产废弃物处理与回收再利用一体化集成生产线路。同时,我国球墨铸铁产业需要迅速建立一个行业组织,制定一系列产业规范和标准,通过行业组织的推动和国家政策的扶持,以市场和新技术为引擎,打造若干家球墨铸铁行业的龙头企业,增强产业的聚集度,提高市场竞争力。
(图/13硕 童非 龙晗 文/13硕 肖泽润 龙晗)
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