认识铸造厂:现代制造业的基石
铸造厂是生产金属铸件并提供铸造相关服务的设施
铸造厂支撑我们当前生活水平和工业发展,但大多数人对其知之甚少。那么什么是铸造厂?
铸造厂定义
简化说,铸造厂是熔融金属、浇注液态金属入模、待其凝固生产铸件的工厂。即使您从未去过铸造厂、甚至不知其貌,您周围环绕着它们生产的金属铸件。您阅读此文处很可能不足 10 英尺就有一个。
铸造厂不只为发动机、铁路、管道生产金属产品。也制造制造必需消费品的机器组件。90% 制成品依赖金属铸件。
铸造工艺
理解铸造厂须懂铸造工艺。铸造通用步骤:造型、制模、熔炼、浇注、脱模、清理、修整、检验。
最终铸件形状对应浇注模具,故模具用模样精心成型——待铸物体的木制或金属复制品。最常用模料是硅砂,但视铸造金属和方法可用多种材料制模。
熔炼炉“装料”金属并加热超金属熔点。熔融金属达特定浇注温度后,通过出铁口流入耐火衬里钢包。熔融金属表面渣杂质刮除。随即倾斜钢包将熔融金属浇注入模腔。
模具冷却金属凝固,铸件脱模清理。清理后铸件经修整——去除多余材料达成品规定尺寸。视铸件规格,修整可快速简单或极其精细。成品铸件经铸造厂检验后发货。
铸造厂不只生产毛坯铸件。内含多运营操作,常含零件设计、工装制造、原型制作、机加工、装配及其他售后服务。
铸造厂设备
现代铸造厂高度机械化。含造型芯制造、铸造、制模全套机械设备。包括大型熔炼炉、钢包、叉车、行车、输送机、转运容器。所有铸造设备专门设计可靠运行于熔炼车间高温中。
铸造厂根本区分为铁基(铁钢)或非铁基(铝、黄铜、青铜、铜等)。设备确切类型由铸造厂加工金属决定;电弧炉适合钢,专攻铜的铸造厂更可能用感应炉。炉子规模从小台式到数吨重。产量从不足一盎司到数吨。同样型号规模多样性延伸至造型制模机及大多数铸造设备。
铸造厂设计与危害缓解
铸造厂固有危险。核心活动熔融金属,常需超 2600°F (1425°C)。为感知此数:任何水接触活跃炉膛瞬间膨胀 1600 倍体积——甚至微湿金属装炉足以引发灾难性蒸汽爆炸。
极高温化学反应暴力不可预测,要求铸造安全程序同等强度。铸造厂一切设计旨在最小化熔融运输金属风险。
有效安全熔炼条件——无湿热——恰好也是失控火灾完美条件。铸造厂设计清除易燃物、随时备灭火剂。因蒸汽爆炸风险,水不能灭铸造火。灭火靠工业灭火器和干砂窒息火焰。
装料——装金属入炉熔化——是铸造厂最危险操作。微小失误致设备毁坏、伤亡。浇铸工学徒多年培养对金属、熔点、安全程序的必要理解。
铸造厂环境温度高。炎热多汗工作场所——因工人须戴安全帽、护眼、面罩、厚铝箔服而加剧。虽高温强烈,高屋顶允许空气流通,工人才能耐受。
熔融后仍需铸造厂内移动浇注。显而易见须极端预防洒溅,尤其工人身上/附近。路线标记、尽可能短、无障碍。铸造车间交通严管,非必要人员从不在熔融金属运输路线。机械辅助(叉车、机械钢包)进一步最小化人员暴露。
即使全预防,洒溅仍发生。为最小化损害,铸造厂地面用非反应阻燃材料。夯实土最经济、可以说最有效。普通混凝土液态金属热冲击下开裂,但有耐热冲击高温混凝土可用。
安全意识设计和防护装备缓解工人设备风险,但铸造厂安全运营真正关键是具备卓越情境感知、力量、耐力的熟练铸造工人。
铸造行业趋势
全球铸造厂生产铸件。条件因国别、铸造厂而异,但行业整体经历趋势。铸造行业正经历影响终端用户质量成本的重要转变。铸造技术多年进步,基础运营也演变多元化。最主导趋势:规模化、自动化、现场精整。
新炉更大、更安全、更高效。允许行业产出增长,尽管北美铸造厂持续减少;尽管铸造厂数少于印度日本(见表),美国以 12,250,000 公吨位居全球铸造产量第二。中国远超所有竞争对手,年产超 44,500,000 公吨。
| 国家 | 铁 | 钢 | 有色 | 总计 |
|---|---|---|---|---|
| 中国 | 17,000 | 5,000 | 8,000 | 30,000 |
| 印度 | - | - | - | 4,700 |
| 日本 | 817 | 75 | 1,193 | 2,085 |
| 美国 | 640 | 360 | 1,001 | 2,001 |
| 表显示 2013 年 Modern Casting Magazine 世界铸造产量年报各国铸造厂数量 | ||||
对完全精整安装就绪零部件需求增长。铸造厂增加清理机加工能力以适应。
原材料成本(特别是再生废金属)下降,但行业利润仍受快速上涨人工成本挤压。人工成本上涨是自动化主要驱动力——双重因素:铸造厂对人类危险不适。铸造自动化突破可降低汽车零件、火车车轮等大批量铸件成本。
Reliance Foundry 站在铸造行业前沿,提供最高质量定制铸件,供应广泛定制金属铸造制造采购服务。
参考来源
- American Foundry Society. “Castings in Our World”.
- Modern Casting. “48th Census of World Casting Production: Steady Growth in Global Output”.
- Deutsche Industriebank. “Foundry Industry 2020: Trends and Challenges”.
- Safe Work Australia. “Guide to Managing Risks Associated with Foundry Work”.
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