本文以一个年产2.5万吨铸件的砂型铸造车间的设计为例，介绍了砂型铸造车间的生产纲领和工艺原则的确定，以及工艺方案和设备选择、平面布置设计等问题。该车间生产产品为商用车制动鼓铸件，造型线选用国产水平造型线，设计造型速度为90整型/小时，配套选用一拖二IGBT熔化电炉，铁水熔化速度为15吨/小时。

随着我国汽车行业的不断发展，对铸件的需求也日益增加，各大汽车厂商纷纷投资新建或扩建铸造工厂。该项目是为了解决我公司制动鼓产能不足的问题，以“投资最小化，产能最大化”为原则，通过新增国产水平静压线，实现我公司制动鼓铸件的完全自产。

铸造工厂通常给人的印象是“脏、乱、差”，因此在进行该车间设计时充分考虑“以人为本、循环经济、绿色生产”的指导思想，以实现经济效益和社会效益合理化、最大化。

1生产纲领及主要设计原则

1.1生产纲领

该车间以生产商用车制动鼓铸件为主，铸件材质为HT-，铸件尺寸范围*-*mm（直径*高度），铸件重量范围12-55kg。

采用三班工作制，全年工作天，设备年时基数为小时，工人年时基数为小时，设计生产能力为2.5万吨/年（合计80万只/年）。1.2设计原则

1)充分体现“可持续发展”的原则，做到近期合理，远期发展可行。

2)以提高铸件质量为核心，工艺水平坚持高起点，能适应各类汽车底盘件的生产，配置齐全的质量监控手段，把铸造中心建成工艺手段齐全、适应性好、竞争力强的综合性铸造基地。

3)本着“优质、低耗、高效率、少污染”的原则，采用先进的、可靠的、配套的、适用的和经济的，在国内当代同类铸造厂处于领先水平工艺装备。

4)按合格铸件的生产纲领发挥造型线的最大能力，再按造型线的能力配备其它工部。

5)总体布局合理，做到生产单元相对集中，资源共享，尽量使工艺流程合理，物流路线短捷；美化环境，展现绿色生产之理念，塑造现代化企业之形象；功能设置要体现以人为本，确保职工安全与卫生；公用设施尽量靠近负荷中心，减少能量损失。

6)符合环境保护、职业安全卫生、消防、节能、抗震等方面的国家和地方有关法令、法规。

2工艺方案和设备的选择

2.1造型工部工艺方案和设备的选择

根据制动鼓铸件的产品特点，采用水平分型，小尺寸铸件按一箱四件生产，大尺寸铸件件按一箱两件生产，砂箱尺寸**/mm，砂型的硬度要求为：分型面硬度≥90，型侧面≥85，设计生产率90整型/小时，单箱最大浇注重量为kg,型内冷却时间为1.5小时。由于制动鼓铸件形状规整，铸造工艺相对简单，无需下芯操作，因此可省去自动下芯机设备，但考虑到柔性生产，因此保留下芯工位四个。造型线配套半自动倾转式浇注机使用，浇包容量为kg，浇注速度5-20kg/s。

造型线包括造型机、分箱机、翻转机、合箱机、转运车装置、捅箱机、砂箱及输送小车装置、液压泵站等机构，PLC控制。由于制动鼓铸造工艺相对简单，通过对国内采用国产造型机进行考察，目前国产水平造型线技术已相对成熟，能满足工艺相对简单的铸件生产要求。因此从节约投资考虑，该车间采用全套国产水平造型线。

铸造车间的核心是造型，因此在进行整体设计前，应首先明确该车间的生产纲领以及产品的生产工艺。根据产品工艺的自身特点选择不同分型方式的造型设备，并确定砂箱尺寸以及对砂型和型砂的性能要求，再结合生产纲领确定造型线的生产节拍。

通常设备厂家提供的造型线设计生产率与实际生产率之间存在一定的差别，实际生产率往往很难达到设计生产率，一般在设计生产率的85%-90%之间，因此在进行产能以及配套设备选用时应进行充分的考虑，最好能够根据所选的设备型号到其他相应铸造厂家进行实地考察和验证。

2.2熔化工部工艺方案和设备的选择

根据造型线单箱最大20kg的浇注量，实际最大生产率为81整型/小时，因此造型线每小时铁水需求量最大为16吨。冲天炉对炉料的烧损比较严重，同时产生的污染较大，因此本车间采取高效、节能的熔化电炉，考虑到浇注量为20kg的产品数量较少，且生产量较小的特点，同时为节约电炉投资和使用成本，最终选用铁水熔化速度为15吨/小时的熔化电炉。

炉料以公司废钢为主，实现循环经济（如图1所示），在公司内部实现材料的循环利用，达到经济效益最大化，即解决了公司废钢的去处问题，又解决了铸件原材料的来源问题。

电炉选用采用最新IGBT技术的进口熔化炉，双炉体一拖二双供电。IGBT中频电源采用串联谐振式，它的逆变器件为一种新型IGBT模块（绝缘栅双极型晶体管），主要用于熔炼普通碳素钢、合金钢、铸钢、有色金属，具有熔化速度快、节能、高次谐波污染低等优点。双炉体保证一个炉体熔炼的同时另一个炉体可进行保温、调成份或出铁水操作。双供电保证连续地给两台炉体进行输电，并在其额定功率的范围内能以任意比例分配输送给两台炉体所需功率，并配备两台整流变压器，可有效消除谐波，减少对电网的污染。

电炉加配料通过电磁桥式起重机配铁，并吊运到振动加料机内，通过振动加料机向两台炉体加料。熔化好的铁液通过车间的桥式起重机转运，为浇注机补加铁液。此外，为确保炉前操作人员的安全环保和职业健康，炉前配备除尘系统。

电炉是铸造车间能源消耗最大的设备，因此在进行设备选择的时候不仅要考虑设备的采购成本，

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