Что такое Литейный завод?

Литейные цеха — это объекты, которые производят металлические отливки и предлагают услуги, связанные с литьем

Литейные заводы отвечают за наш нынешний уровень жизни и промышленное развитие, но большинство из нас почти ничего о них не знает. Так что же такое литейный цех?

Определение литейного производства

Проще говоря, литейный завод — это завод, на котором отливки производятся путем плавления металла, заливки жидкого металла в форму и последующего затвердевания. Даже если вы никогда не были на литейном заводе или хотя бы знаете, как он выглядит, вас окружают металлические отливки, которые они производят. Велика вероятность, что вы читаете это на расстоянии менее 3 м от человека.

Литейные заводы не просто производят металлические изделия для двигателей, железных дорог или компонентов труб. Они также образуют компоненты для машин, которые необходимы для производства многих основных потребительских товаров, от которых мы зависим. 90 процентов всех промышленных товаров основаны на металлических отливках.

Процесс кастинга

Чтобы понять литейное производство, вам нужно понять процесс литья. Общие этапы литья:изготовление моделей, формование, плавление, заливка, выталкивание, очистка, зачистка и проверка.

Окончательная форма отливки соответствует форме, в которую ее заливают, поэтому формам тщательно придается узор — деревянная или металлическая копия отливаемого объекта. Наиболее распространенным материалом для форм является кварцевый песок, но они могут быть изготовлены из различных материалов в зависимости от литейного металла и используемого метода.

Плавильная печь «загружается» металлом и нагревается выше температуры плавления металла. Как только расплавленный металл достигает определенной температуры разливки, он выпускается из печи через желоб в сталеразливочный ковш с огнеупорной футеровкой. Любой шлак или примеси снимаются с поверхности расплавленного металла. Затем ковш наклоняют, чтобы залить расплавленный металл в полость формы.

Форма охлаждается, металл затвердевает, затем отливка выталкивается из формы и очищается. Очищенная отливка завершается футеровкой — процессом, в ходе которого из отливки удаляются излишки материала, чтобы обеспечить заданные размеры готового изделия. В зависимости от характеристик отливки, футеровка может быть быстрой и простой или очень сложной. Готовые отливки перед отправкой проверяются на литейном заводе.

Литейные заводы производят не только необработанные отливки. В них выполняется ряд операций, которые часто включают проектирование деталей, изготовление инструментов, прототипирование, механическую обработку, сборку и другие послепродажные услуги.

Литейное оборудование

Современные литейные производства сильно механизированы. Они содержат все машины и оборудование, используемые для изготовления моделей и стержней, литья и формования. Этот ассортимент включает в себя большие плавильные печи, ковши, вилочные погрузчики, краны, конвейеры и перегрузочные сосуды. Все литейное оборудование специально разработано для надежной работы в условиях тепла плавильного цеха.

Принципиальное различие между литейными цехами — черные (чугунные или стальные) или цветные (алюминиевые, латунные, бронзовые, медные и т. д.). Точный тип оборудования определяется металлами, с которыми работает литейное производство; электродуговые печи идеально подходят для работы со сталью, тогда как литейное производство, специализирующееся на меди, скорее всего, будет использовать индукционную печь. Размер печей может варьироваться от небольшого настольного оборудования до оборудования весом в несколько тонн. Объемы производства могут варьироваться от долей унции до нескольких тонн. Такая же изменчивость моделей и размеров распространяется на формовочные и формовочные машины, а также на большинство другого литейного оборудования.

Проектирование литейного производства и снижение рисков

Литейный завод по своей природе опасен. Его основной деятельностью является плавка металла, для чего часто требуется температура выше 2600 градусов по Фаренгейту (1425 °C). Чтобы придать этой цифре некоторый контекст, любая вода, которая вступает в контакт с работающей печью, мгновенно увеличивается в 1600 раз по сравнению с ее первоначальным объемом — загрузки печи даже слегка влажным металлом достаточно, чтобы вызвать катастрофический паровой взрыв.

Бурный и непредсказуемый характер химических реакций при экстремально высоких температурах требует не менее строгих мер безопасности в литейном производстве. Все в литейном цехе спроектировано таким образом, чтобы свести к минимуму риски, связанные с плавкой и транспортировкой металла.

Те же самые условия, которые обеспечивают эффективную и безопасную плавку – тепло без влаги – также являются идеальными условиями для неконтролируемого пожара. Дизайн литейного производства решает эту проблему, удаляя легковоспламеняющиеся материалы и постоянно имея под рукой огнезащитные составы. Из-за вышеупомянутой проблемы с паровым взрывом нельзя использовать воду для тушения литейных пожаров. Вместо этого усилия по тушению пожара сосредоточены на тушении пламени с помощью промышленных огнетушителей и сухого песка.

Зарядка – загрузка металла в печь для плавки – одна из самых опасных операций в литейном производстве. Небольшая ошибка может привести к чему угодно:от разрушения оборудования до травм или летального исхода. Литейщики годами учатся, чтобы развить необходимое понимание металлов, с которыми они работают, температур их плавления и безопасных процедур.

Неудивительно, что литейные цеха имеют высокие температуры окружающей среды. В них жарко и влажно, и этот факт усугубляется тем, что литейщики должны носить каски, защитные очки, лицевые щитки и толстую алюминированную одежду. Какой бы сильной ни была жара, рабочие вообще не смогли бы ее вынести, если бы не высокие потолки. Литейные цеха спроектированы с высокой крышей для обеспечения циркуляции воздуха.

После того, как металл был расплавлен, его еще нужно перемещать по литейному цеху, чтобы разлить в формы. По очевидным причинам принимаются крайние меры предосторожности, чтобы избежать разливов, особенно на литейщиков или рядом с ними. Маршрут промаркирован, максимально краток и свободен от препятствий. Движение в литейном цехе строго контролируется, поэтому лишний персонал никогда не мешает расплавленному металлу во время транспортировки. Механические вспомогательные средства (вилочные погрузчики, механические ковши) используются для дальнейшего минимизации воздействия на человека.

Даже при всех профилактических мерах разливы все же случаются. Чтобы свести к минимуму ущерб, когда они это делают, литейные полы сделаны из нереакционноспособных, огнестойких материалов. Уплотненная грязь является наиболее экономичной и, возможно, наиболее эффективной. Обычный бетон может треснуть под воздействием жидкого металла, но доступны высокотемпературные бетоны, рассчитанные на термический удар.

Безопасный дизайн и защитное снаряжение помогают снизить риск для рабочих и оборудования, но истинный ключ к безопасным литейным работам — это квалифицированные литейщики с отличным пониманием ситуации, силой и выносливостью.

Тенденции литейной индустрии

Отливки производятся на литейных заводах по всему миру. Условия варьируются от страны к стране, и даже от литейного производства к другому, но в отрасли в целом наблюдаются тенденции. В литейной промышленности происходят важные изменения, влияющие на качество и стоимость для конечного пользователя. Технологии литейного производства развивались с годами, и основные литейные операции также развивались и диверсифицировались. В целом наиболее доминирующими тенденциями являются масштабирование, автоматизация и отделка на месте.

Новые печи больше, безопаснее и эффективнее, чем печи предыдущих поколений. Это позволило увеличить выпуск продукции, несмотря на постоянное сокращение числа литейных заводов в Северной Америке; несмотря на то, что у них меньше литейных заводов, чем у Индии и Японии (см. Таблицу), Соединенные Штаты занимают второе место в мире по производству литого металла - 12 250 000 метрических тонн. Китай намного опережает всех конкурентов с годовым объемом производства более 44 500 000 метрических тонн.

<тд>- <тд>- <тд>- <тд>2,085

Страна	Железо	Сталь	Цветные	Всего
Китай	17 000	5000	8000	30 000
Индия	4700
Япония	817	75	1 193
США	640	360	1001	2001
В таблице показано количество литейных заводов по странам из Ежегодной переписи мирового производства литья за 2013 г., проведенной журналом Modern Casting Magazine

Растет спрос на полностью готовые и готовые к установке детали. Литейные цеха меняются, и теперь у них больше возможностей для очистки и механической обработки.

Стоимость сырья, особенно переработанного металлолома, снизилась, однако отрасль по-прежнему испытывает трудности с рентабельностью из-за быстрого роста затрат на рабочую силу. Рост затрат на рабочую силу является основным стимулом для автоматизации, вдвойне потому, что литейное производство является такой опасной и неудобной работой для людей. Прорыв в автоматизации литейного производства может означать снижение затрат на автомобильные детали, колеса поездов и любые другие литые детали массового производства.

Reliance Foundry остается в авангарде литейной отрасли, поставляя высококачественные отливки по индивидуальному заказу, предлагая широкий спектр услуг по изготовлению и литью металла на заказ.

Источники

• Американское литейное общество. «Кастинги в нашем мире».
• Современный кастинг. «48-я перепись мирового производства литья:устойчивый рост мирового производства».
• Немецкий промышленный банк. «Литейная промышленность 2020:тенденции и вызовы».
• Безопасная работа в Австралии. «Руководство по управлению рисками, связанными с литейным производством».