铁型覆砂机械化铸球生产线生产成本分析
关于铁型覆砂机械化铸球生产线生产成本分析
安徽省耐磨材料检测中心 姚永茂
1 铁型覆砂机械化铸球生产线基本情况介绍
我国耐磨材料行业目前占80%以上还是采用手工生产，由于手工生产工人劳动强度在大,车间生产环境恶劣,职工队伍很难稳定,质量波动起伏, 从磨球生产发展趋势来看,采用机械化生产线是必由之路,形成规模化,机械化,自动化生产将是磨球生产行业发展的必然趋势。在当前劳动力成本不断上升,铸造行业招工困难的情况下,很多耐磨材料厂都在寻求机械化生产设备，目前机械化铸球生产线比较成熟的是铁型覆砂机械化铸球生产线，zui近几年除了宁国耐磨材总厂外，宁国诚信、宁国开源、宁国东方、宁国宁沪等企业都先后新上铁型覆砂机械化铸球生产线。还有很多耐磨材料厂正在考察、观望，主要是耽心生产成本上升太多，影响高市场销售，本文对铁型覆砂铸球机械化生产线的性能和成本进行逐项分析，供大家参考。
2 铁型覆砂机械化铸球生产线优点
2.1 铁型覆砂机械化铸球生产线造型、开合模、吹砂清扫、浇铸、翻转出球、输送等一系列动作都是由机械来完成，大减轻工人的劳动强度,改善劳动环境。
2.2 由于球碗内覆砂,模具球碗就可以不加工,模具加工简化,费用降低；
2.3 由于浇注时高温铁水不和金属型直接接触,大改善了金属型工作条件,减少了热变形和热裂纹,提高了模具的使用寿命.降低模具成本；
2.4 由于球碗内采用覆膜砂,克服了原金属型球碗使用一段时间后因球碗龟裂而影响磨球外观质量。同时，由于覆膜砂固化后强度高,合模时不会掉砂,采用此工艺后,磨球的外观质量大大提高, 磨球平均精度达ct7级左右，表面粗糙度达ra12.5μm左右；铸造工艺出品率平均达到75%以上,率可达97%以上，明显高于砂型和一般金属型；
2.5 覆砂层有效地调节了铸球、铸段的冷却速度。一方面金属液在注入型腔时不与金属型直接接触，不会发生过冷；另一方面又使冷却速度大于砂型铸造。当铁水浇入金属型覆砂铸型后，初始冷却速度与金属型相比有所降低,据有关资料介绍(1)金属型覆砂层厚度与冷却速度关系如下图;
由图可知:金属型冷却速率1.7c0/s,而覆膜砂厚度在4mm左右时冷却速率0.85c0/s,冷却速率降低约1倍.但由于铁型覆砂机械化铸球生产线模具的模比与手工金属型模具的模比提高1倍以上,热熔量增大,后期的冷却速度加快，所以铸球芯部、表面及保温区的硬度更加均匀，铸球的晶粒明显细化、均匀，金相组织致密，内部无铸造缺陷，综合机械性能显著提高,既保持了金属型模具的优越性又具有砂型的特点；
2.6 采用底注式恒温包浇注工艺，其优点：一是保证浇注温度基本一致，克服手工浇铸，前后温度相差太大的弊病。二是解决了手工上注法浇铸无法解决的渣铁混浇的老大难问题，大大减少铸球渣孔缺陷，有效提高了铸球的内在质量；
2.7 该线由于模具增大,一模可浇铸生产效率显著提高,∮40以上各种规格的铸球和铸段都可以采用生产线生产，一条线年产量可达8,000-15000吨。
2.8生产线占地面积约300㎡，比手工生产减少50%以上。
2.9运行方式及布置结构设计合理，操作简单，液压元件、机械零部件、电气元件采用通用件，易损件少，维修方便。
2.10采用换向装置，延长模具使用寿命30%以上。
2.11防漏冒口，解决了冒口漂浮或漏铁水的现象。
2.12液压驱动有动力大、运行平稳、精度高、噪声低、运行成本低。
3 铁型覆砂机械化铸球生产线运行成本分析
根据宁国诚信、宁国开源、宁国东方、宁国宁沪等企业实际生产应用的相关数据，对铁型覆砂铸球机械化生产线的成本进行逐项分析，供大家参考。
3.1 模具费用；
生产基本条件:生产线模具数70—78付（按74付计算）、节拍60秒计算,每天工作两班制,每班10小时,两班连续生产20小时.生产线有效运行时间按16小时计算，年工作时间为300天
20小时生产线浇铸次数=20*60=1200次。
每付模具浇铸次数=1200÷74=16.22
一付模具一年浇铸次数:300×16.22=4866次
模具寿命预测为2-3年.
以∮90模具为例:一付模具重量为395kg,单价6000元.每模浇铸钢球34.8kg,按使用寿命1万次计算，可生产铸球348吨，每吨铸球模具费用为：
{6000-(390×2.8)}÷348={6000-1092}÷348=14.1元.
(报废模具的残值:390kg×2.8元/ kg=1092元)
如寿命提高到15000次,每吨铸球模具费用可下降到9.4元.
生产线模具变形主要是翘曲变形，影响到射砂的密封性，造成射砂时跑砂。宁国诚信公司生产线已使用一年多，630×630mm模具平面撬曲变形量经检测不超过0.5mm,如果变形量超过1mm时,模具型腔端面可以加工修复（并可多次修复），延长了模具使用寿命，降低了模具使用成本。
手工模具费用计算；每模球重：11.6kg 模具寿命1300-1400次,每模可铸球重量15-16吨.一副模具费用720元,模具重量88kg,每吨铸球模具费用为：
(720-246.4)÷15=31.57元/吨.
(报废模具的残值:88kg×2.8元/ kg=246.4元)
手工生产模具费用与生产线生产模具费用比较见表1
表1 手工生产模具费用与生产线生产模具费用比较