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連接環(huán)是刮板輸送機(jī)的主要零部件，現(xiàn)國(guó)內(nèi)普遍采用鍛造、熱處理工藝生產(chǎn)法。連接環(huán)生產(chǎn)成本構(gòu)成中，材料費(fèi)、能源費(fèi)和模具費(fèi)所占比例較高。本文圍繞生產(chǎn)連接環(huán)各環(huán)節(jié)進(jìn)行論討分析，通過(guò)采用余熱淬火工藝降低電力消耗，采用楔橫軋預(yù)制坯技術(shù)提高材料利用率，采用中頻感應(yīng)加熱棒料節(jié)約能源，采用摩擦壓力機(jī)模鍛提高模具壽命等多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)措施，實(shí)現(xiàn)連接環(huán)生產(chǎn)的節(jié)能、節(jié)材、降耗、增效。
前言：礦用圓環(huán)鏈用開(kāi)口式連接環(huán)簡(jiǎn)稱連接環(huán)，產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為MT/T71-1997《礦用圓環(huán)鏈用開(kāi)口式連接環(huán)》。****公司是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)連接環(huán)的專業(yè)廠家之一。連接環(huán)是刮板輸送機(jī)的主要零部件，現(xiàn)國(guó)內(nèi)普遍采用鍛造工藝生產(chǎn)法，在生產(chǎn)連接環(huán)成本構(gòu)成中，材料費(fèi)、能源費(fèi)和模具費(fèi)占比85%以上。由于鋼材價(jià)格不斷上漲，留給企業(yè)的利潤(rùn)空間非常??；同時(shí)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境差，對(duì)環(huán)境保護(hù)有一定影響。
科技是第一生產(chǎn)力，應(yīng)用新工藝，新技術(shù)，新材料來(lái)降本增效往往可以取得事半功倍的效果。由于鍛件的主要成本來(lái)自材料、模具和能源等三個(gè)方面，因此我們的技改工作也是圍繞這三個(gè)方面及改善工作條件開(kāi)展的。我公司近幾年通過(guò)新工藝、新技術(shù)、新材料的推廣應(yīng)用，不斷提高材料利用率、能源利用率、勞動(dòng)生產(chǎn)率和模具壽命等，以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)綠色鍛造的目的。
1 采用余熱淬火工藝降低電力消耗
過(guò)去的工藝流程淬火和回火采用75KW箱式電爐鍛后集中熱處理，淬火工藝為：加熱溫度880±10度，保溫1小時(shí)，水冷。裝爐量450件/爐，淬火升溫時(shí)間2小時(shí)，保溫時(shí)間的負(fù)荷比例為50%。這樣淬火每爐的耗電量為：2.5h*75KW=187.5KWh，單件連接環(huán)的淬火耗電量為187.5/450=0.42KWh。
由于鍛造切邊后的溫度在870~900度之間，正好處于連接環(huán)的淬火范圍，關(guān)鍵是解決好鍛造切邊后的熱沖孔工藝（如果不在淬火前沖孔，淬火后無(wú)法鉆孔）。通過(guò)反復(fù)研究試驗(yàn)，我們解決了熱沖孔工序中的一些技術(shù)難點(diǎn)問(wèn)題，穩(wěn)定了熱沖孔工藝，實(shí)現(xiàn)了利用鍛造余熱進(jìn)行淬火，從而降低能源消耗，提高工作效率的目的。
采用鍛造后余熱淬火工藝比電爐淬火工藝節(jié)電特別明顯。按照年產(chǎn)60萬(wàn)件計(jì)算，一年可節(jié)電25.20萬(wàn)KWh，節(jié)約電費(fèi)14余萬(wàn)元。
2 采用楔橫軋制坯提高材料利用率降低勞動(dòng)強(qiáng)度
過(guò)去，我公司先是同國(guó)內(nèi)其他連接環(huán)生產(chǎn)廠家一樣，多采用粗棒料直接鍛制生產(chǎn)工藝，主要缺點(diǎn)是鍛后飛邊大，浪費(fèi)鋼材，生產(chǎn)成本高。后來(lái)，采用加熱后自由鍛制坯、壓彎成型后再模鍛方式生產(chǎn)，雖然飛邊有所減小，但是工作環(huán)境惡劣，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。通過(guò)調(diào)研考察，進(jìn)行多種方案對(duì)比，我們選定楔橫軋制坯方案，以求達(dá)到材料的合理分布，提高材料利用率和產(chǎn)品合格率，同時(shí)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
楔橫軋是一種高效金屬成形工藝。楔橫軋不僅廣泛應(yīng)用于大批量的軸類零件毛坯生產(chǎn)，還可以用它為模鍛件提供比其他鍛造方法更精確的預(yù)制毛坯，從而達(dá)到節(jié)省材料目的。楔橫軋的工作原理：兩個(gè)帶楔形模具的軋輥，以相同的方向旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)圓形軋件旋轉(zhuǎn)，軋件在楔形孔型的作用下，軋制成各種形狀的臺(tái)階軸。
我公司采用楔橫軋制坯工藝后，每件產(chǎn)品節(jié)約鋼材0.2公斤，連接環(huán)年產(chǎn)量在60萬(wàn)件左右，年節(jié)約鋼材600000×0.2=120噸，計(jì)年節(jié)約資金30余萬(wàn)元。另外，由于楔橫軋制坯，材料分布合理，模鍛后飛邊較小，模鍛打擊力相對(duì)減小，鍛模承受力亦相對(duì)減小，鍛模壽命提高一倍，年節(jié)約模具費(fèi)用約15萬(wàn)元。楔橫軋制坯工藝的應(yīng)用，給我公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
3 采用節(jié)能設(shè)備及工藝
3.1 采用中頻感應(yīng)加熱取代燃煤反射爐
燃煤反射爐存在污染大、工人勞動(dòng)環(huán)境差、產(chǎn)品外觀質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。中頻感應(yīng)加熱技術(shù)具有工件加熱速度快、加熱均勻、氧化脫碳少、溫控精度高、加熱效率高、鍛件質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。感應(yīng)加熱爐與煤爐相比，工人不再受煤爐的烘烤與煙熏，更可達(dá)到環(huán)保部門(mén)的各項(xiàng)指標(biāo)要求。感應(yīng)加熱是一種先進(jìn)節(jié)能的加熱方式，鍛件由室溫加熱到1100℃，噸鍛件耗電量小于400度，燃煤反射爐的噸鍛件耗煤量0.4噸，按現(xiàn)行電、煤價(jià)格，感應(yīng)加熱比燃煤反射爐節(jié)約成本140元/噸，年節(jié)約能源費(fèi)用10萬(wàn)元，并極大的改善了工作環(huán)境，消除污染。
3.2 利用摩擦壓力機(jī)取代模鍛汽錘
過(guò)去，一噸模鍛錘是我公司生產(chǎn)連接環(huán)的關(guān)鍵設(shè)備。一噸模鍛錘正常生產(chǎn)時(shí)需要一臺(tái)20立方的壓風(fēng)機(jī)供壓縮空氣，20立方壓風(fēng)機(jī)額定輸入功率130KW 。壓風(fēng)機(jī)不僅耗電量大，而且需安排專人維護(hù)看管。要降低連接環(huán)的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，改造連接環(huán)生產(chǎn)的鍛造設(shè)備也是一個(gè)重要目標(biāo)。
20立方壓風(fēng)機(jī)額定輸入功率130KW，如果按照保守的70%負(fù)荷率計(jì)算，實(shí)耗功率為91KW。400噸摩擦壓力機(jī)總額定負(fù)荷功率為37.5KW，實(shí)際平均功率30KW。按每班工作6小時(shí)，生產(chǎn)連接環(huán)1500件計(jì)算，每環(huán)可節(jié)電0.244度，每度電按0.50元計(jì)算，計(jì)節(jié)約電費(fèi)0.122元/件。另外壓風(fēng)機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)及人工費(fèi)用按每班200元計(jì)算，折合費(fèi)用0.125元/件。因此，連接環(huán)鍛造設(shè)備改造后，連接環(huán)的生產(chǎn)成本可降0.247元/件。按年產(chǎn)60萬(wàn)件連接環(huán)計(jì)算，一年可降低費(fèi)用14.82萬(wàn)元，約1.5年即可收回投資。經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能減排效果明顯。此外，采用摩擦壓力機(jī)較模鍛錘生產(chǎn)連接環(huán)還具有震動(dòng)小、噪聲低等諸多環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)。
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