El diseño y la aplicación del canal caliente para fundición a presión de zinc

Hora de publicación: 06 / 27 2021 Autor: Editor del sitio Visita: 13287

Pérdida de corredor de casting

Cualquiera que sepa sobre fundición a presión sabrá que el corredor o el material restante es parte de la fundición. Aunque no hay valor de beneficio, no se puede evitar en el proceso de producción. Esta parte del costo generalmente solo se calcula como una proporción fija del costo de la fundición. Al mismo tiempo, en vista de la reciclabilidad de las aleaciones de zinc, el método de tratamiento local más común es el retorno en tiempo real al horno de la máquina para su refundición. Debido a la necesidad de controlar los problemas de calidad, la industria acepta gradualmente el uso de hornos de fusión centrales para reciclar canales o productos de desecho (Figura 1). En cuanto a la escoria, las plantas de fundición a presión más grandes pueden reciclarlas por sí mismas y, en general, vender los materiales restantes a los proveedores de materias primas para obtener nuevos materiales. El precio de reciclaje local de los materiales de zinc es generalmente del 50 al 70% del de los materiales nuevos. Sin buenas condiciones ambientales, el manejo de la escoria puede fácilmente causar contaminación del aire.

Tomemos como ejemplo una máquina de fundición a presión de cámara caliente de 160 toneladas. Cada vez que produce al menos 150 gramos de canales (excluidos los pozos de desbordamiento), asumiendo tres turnos, el ciclo de producción es de 20 segundos, la tasa de utilización de la máquina es del 80% y la producción anual es El canal de boca puede llegar a 190 toneladas. Otro ejemplo: utilizando una máquina de 80 toneladas para producir 100 gramos de corredores cada vez, se hace la misma suposición pero el ciclo de producción se cambia a 12 segundos y la producción anual de corredores supera las 210 toneladas.

Se puede ver que el diseño del corredor afecta la importancia del costo.

Varios métodos de reciclaje

Entre los métodos de reciclaje, arrojar directamente el canal de regreso al horno es el método más simple y económico. El canal de flujo recién producido por fusión por reflujo no necesita ser precalentado, y el espacio de almacenamiento se reduce, pero es difícil controlar la calidad del material fundido, incluyendo más escoria, la temperatura del horno es difícil de controlar y la aleación. no se puede conocer la composición; lo que es más importante, se basa en la destreza del personal operativo, como la proporción de nuevos materiales y la observación de los cambios en el agua de la caldera, mientras que el personal coloca pozos de desbordamiento y flashes en el horno, no solo empeorará la situación, este método de derretir los desechos también los esconde. La alta tasa de defectos, la inestabilidad del diseño del molde y los parámetros de fundición a presión han impedido a los gerentes realizar mejoras efectivas. Este método no es adecuado para la producción de piezas fundidas con altos requisitos de calidad superficial y es difícil calcular con precisión el costo de la pérdida de canal.

Las boquillas de recuperación de horno central y los productos defectuosos se han vuelto populares en las plantas de fundición a presión con gran producción. Sus beneficios son muy obvios, es decir, el procesamiento centralizado de materiales reciclados puede mejorar la eficiencia del horno y controlar la calidad de la aleación. Si el metal fundido se alimenta directamente al horno desde el horno central, la temperatura del material de la máquina de fundición a presión se puede mantener estable y hay menos escoria. Si está equipado con control automático de alimentación, el cambio del nivel de líquido se puede minimizar. Los hornos centrales de fusión actualmente populares se dividen en varias categorías: hornos de crisol de hierro fundido con mayor capacidad, hornos de crisol de acero inoxidable y hornos sin crisol de tipo de fusión continua. El transporte de zinc líquido también se divide en varias categorías: hay transporte de material líquido tipo grúa aérea, transporte de horno de retención tipo carro (sin rieles o con orugas) (con dispositivo de alimentación) y dispositivo de transporte por gravedad de tipo artesa de retención, que conecta el horno y la central horno conectado. Su desventaja es que la inversión es relativamente grande, solo es adecuada para una sola aleación (el horno de crisol pequeño no se analiza aquí) y el taller ocupa un área grande, por lo que las plantas de fundición a presión pequeñas (menos de cinco máquinas) no son adecuado, y los viejos talleres son difíciles de transformar y cooperar. Por lo tanto, generalmente solo se vuelve a planificar cuando se construye una nueva planta. El uso de un pequeño horno de crisol para refundir el material del bebedero, debido a la falta de economías de escala, costará más que el horno central, por lo que no se utiliza como referencia para el cálculo.

Cálculo del costo de fusión

Simplemente use el horno de fusión central para calcular el costo de fusión del canal como referencia. Tomemos como ejemplo una empresa con cinco máquinas de fundición a presión de 80 o 160 toneladas. Suponiendo que la inversión del equipo es de 500,000, se divide en diez años. Cada año se procesan alrededor de 1,000 toneladas de materiales de reciclaje de canal (la situación real debe fundirse en proporción a los nuevos materiales, y es puramente conveniente calcular el costo de la refundición).

El costo de fusión por kilogramo de material de puerta es $ 0.93. Según el cálculo de las cinco máquinas anteriores, la producción anual de 1000 toneladas de toberas de canal implica casi 10 millones de yuanes. Si se incluye el reciclaje de productos defectuosos, esta cifra es aún más alarmante (por ejemplo, el peso medio de la fundición es de 100 gramos y la tasa de producto defectuoso es del 5%, el ciclo es de 12 segundos y la recuperación anual de productos defectuosos es de aproximadamente 53 montones). Aunque cuanto mayor sea la cantidad de procesamiento, menor será el costo de fusión, aquí no se calculan los costos de protección ambiental y estricto control de calidad. Se puede ver que el costo de la refundición en compuerta es bastante alarmante y la planta de fundición a presión debe minimizar el costo. Por lo tanto, cómo reducir el peso de la puerta es una clave importante para controlar los costos.

Alquiler de ocupación de terreno 20.000 HKD
Reparto de inversión en equipo de 50.000 HKD
Costo de intereses HKD 5.000
Mantenimiento y reparación HKD 25.000
Tasa de fueloil (100 litros de residuos de aceite por tonelada · 2 dólares EE.UU. / litro) 200,000 HKD
Tarifa de electricidad (1 USD / kWh) 30.000 HKD
Salarios (incluidos los trabajadores operativos, el personal de gestión, el personal de control de calidad) 100.000 dólares de Hong Kong
Pérdida de metal 5% (USD 10 / kg) 500,000 HKD
Total: 930.000 HKD

Método de cálculo de prorrateo del costo del corredor

El costo de refinar la boquilla debe incluirse en el costo de producción de la pieza fundida. El método más común es multiplicar el material utilizado por un porcentaje fijo. Por ejemplo, si el precio de la materia prima es $ 10 / kg y el costo de fusión de la boquilla es el 3% del peso de la pieza fundida, se utilizarán $ 10.3 al calcular el precio del material de la pieza fundida. Aunque este método es simple, puede causar desviaciones en el cálculo de costos y ocultar el verdadero costo del reciclaje de las salidas de agua. Ahora puede usar el siguiente ejemplo para comparar:

El peso neto de la fundición A es de 400 gramos y el peso del canal de la boquilla es de 100 gramos.
El peso neto de la fundición B es de 400 gramos y el peso del canal de la boquilla es de 250 gramos.

Si se calcula con un porcentaje fijo:

El costo de la fundición A y la fundición B debe ser el mismo ($ 10.3 x 0.4) = $ 4.12.

Si se calcula por el costo de recuperación real:

El casting A debería ser ($ 10 x 0.4 + $ 0.93 x 0.1) = $ 4.093
El casting B debería ser ($ 10 x 0.4 + $ 0.93 x 0.25) = $ 4.233

Esta diferencia puede parecer pequeña, pero con 20 segundos como ciclo de producción, la tasa de utilización de la máquina es del 80% y la producción es en tres turnos, cada máquina produce 1,261,440 veces al año. La diferencia es la siguiente:

Costo de la boquilla del corredor Fundición A Fundición B
Diferencia Método de relación fija HKD 5.197.132 HKD 5.197.132 HKD 0
Método de costo real HK $ 5.163.074 HK $ 5.339.675 HK $ 176.601
Diferencia HK $ 34.058 HK $ 142.543

Si se usa el método de proporción fija, el costo de la fundición A y B es el mismo, pero de hecho el costo de la fundición B es mayor. Se puede ver en este caso que el uso del método de proporción fija para calcular la fundición B no solo subestima el costo de producción, sino que también alienta indirectamente a los diseñadores a no reducir el peso del canal de la boquilla como objetivo, y debe promover la aplicación de la actual método de costo (ver la tabla a continuación).

Para reducir el peso de la puerta, es más común utilizar un diseño de puerta corta (boquilla corta) y reducir el grosor de la plantilla. Utiliza una boquilla de máquina más larga (generalmente 20 mm más larga de lo normal), combinada con un diseño de molde de puerta de cavidad profunda para reducir el peso de la puerta. El siguiente es un nuevo diseño de canal de fundición a presión de cámara caliente.

Diseño de canal de fundición a presión de cámara caliente

El corredor de fundición a presión es el camino del metal fundido que fluye desde la boquilla hasta la cavidad del molde. Está compuesto por las ramas del bebedero y el corredor. Debido a la necesidad de sujetar las piezas fundidas y facilitar el desmoldeo, el bebedero debe tener una inclinación. Al mismo tiempo, el bloque divisor de la plantilla móvil puede reducir el grosor del bebedero; la adición de un canal de agua de enfriamiento en el bloque divisor facilita el equilibrio del calor del molde, acorta el tiempo de enfriamiento y saca la pieza fundida y la expulsa. Un estudio realizado por el CSIRO australiano a principios de la década de 1970 encontró que, con errores aceptables, el líquido de aleación de zinc se puede resumir de la siguiente manera en el caso de la fundición a presión:

El líquido se comporta como un líquido incompresible

Cumplir con los principios generales de la mecánica de fluidos.

El alto número de Reynold indica que el proceso de flujo es turbulento.

Según los resultados de la investigación anterior, el estado de flujo ideal del metal fundido debería ser:

1. La sección del corredor es circular.

Dado que la relación circunferencia / área es la más baja, la resistencia de la superficie de la tubería de sección transversal circular es la más baja, por lo que la pérdida de presión también es la más baja. En comparación con la misma área de sección transversal trapezoidal, la periferia se reduce en más del 20%.

2. La tubería de flujo es recta

Las tuberías dobladas generarán un flujo sesgado, mezclarán burbujas en la masa fundida y causarán pérdida de presión. Especialmente cuando la relación entre el radio de curvatura y el diámetro de la tubería es inferior a 1, la pérdida de presión aumenta rápidamente.

3. El perfil del canal de flujo se contrae gradualmente en términos de flujo de líquido.

El cambio rápido del perfil de la tubería, ya sea que se vuelva más grande o más pequeño, causará una gran pérdida de presión y corrientes parásitas. La mejor solución es reducir gradualmente el perfil para compensar la pérdida de resistencia causada por la superficie de la tubería.

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