论绿色自动化锻造生产线设计

摘要：结合锻造生产线设计的实际情况，从自身从事锻造工作的经验出发，重点探讨了绿色自动化锻造生产线设计需要注意的物流设计问题，以及所涉及到节材、节能、环保与安全等方面工作，希望对提升绿色自动化锻造生产线设计水平有所帮助。

关键词：自动化锻造，锻造生产，绿色设计，节能环保

随着我国工业建设水平不断提升，锻造企业越来越重视锻造生产线的自动化水平，从当前的实际情况出发，积极探索新装备、新技术、新工艺的发展才是我国锻造生产的必然发展之路。在传统的锻造生产线面临着诸多的不利之处的背景下，锻造企业则应重视如何通过锻造技术创新发展，积极探索绿色自动化锻造生产线的创新设计。

结合锻造生产的特点来看，应重点从实际出发优化工件加工顺序，实现流水线操作的要求，满足锻件生产的总体要求，能够从材料接收下料，以及到相应的后续锻造处理、热处理等工序，最后通过喷丸后满足要求而入库，这样能有效进行锻件的生产，实现生产效率的全方位提升。

在上述过程中，通过物流设计的优化，能有效实现加工工艺的要求，在每个工艺阶段都容易能够在同一个生产流水线进行安排，从而能满足流水线上从原材料到成品入库的设计要求，能有效通过工序优化来避免造成车间内的长距离运转的情况，造成物流工作量符合实际的生产管理需求，大大提升生产效率。结合实际情况来看，通过设置中间库存去，能有效进行大约1-2天的库存量进行相应的控温冷却后的半成品的存放工作，这样能有效结合设备生产情况来安排，实现生产计划的合理调整，便于及时响应工序产品的变更要求。

在分析物流设计的基础上，从锻造工艺的角度来看主要是应该从以下几个角度来重点探讨如何迎合绿色节能发展的要求，更好地符合当前低碳化社会经济发展的要求。

3.1节约原材料

对于锻造工艺技术进行分析，原材料成本则是占据总成本的六成以上，考虑到我国当前的自由锻件钢锭利用率还不足七成，同时，模锻件材料利用率也仅为八成作用，从这个角度来看，从工艺技术进步的角度来降低金属损耗具有重要的意义，也满足当前绿色节能的基本要求。具体来说，锻造工艺设计的环节中可以从以下几个方面进行考虑：

一是，结合实际需求以保障精确下料，实现刀口损耗进一步降低。在进行锻造材料利用率影响因素的分析过程中，存在着诸多方面的影响，但只有保障了精确下料才能有效实现预期的节材要求。在实践过程中，如果对于大批量生产的情况来说，往往是可以通过精密棒料剪切机的方式，能有效控制好质量精度的要求，能满足端面斜度可小于1.5°的指标要求。如果在中小批量生产的过程中，则应保障通过带锯床、圆盘锯等，有效控制下料精度，实现平直端面要求，能有效控制锯口损耗在2.0～2.2mm的范围。

二是，在进行工艺方案选择环节中，从细节出发落实好节约材料消耗的指导方针。在具体实践过程中，则是通过模锻、胎模锻的方案来实现替代自由锻，从而有效控制锻造余量，实现其表面质量水平的提升，为后续加工奠定良好的基础。

三是，坯料加热损耗主要集中表现为加热氧化烧损的情况，在工业选择中利用快速加热、少无氧化加热的方案，这种方式能有效节约氧化损耗，并能有效实现预期的节能效果。比如，借助于感应加热处理，能有效控制烧损率在0.5%的范围，实现良好的节能效果。

3.2减少能耗

锻造车间生产中的主要能源消耗问题表现在炉子燃耗情况，结合实际情况来看，模锻车间中这部分所占比例大约超过五成，而自由锻车间则在燃耗方面超过八成，结合相应的锻造生产实践情况来看，重点从节约燃耗的情况进行分析，包括以下几个方面的问题：

一是，借助于余热利用技术，体现出节能化自动生产线的优势。这种热处理技术则是能够实现热处理和锻造相互结合的工艺技术，具有环保、节能、降耗的特点，并能保障实现产品质量的高品质要求。所以，在进行锻造生产的过程中，应该充分发挥好余热利用技术的优势，能结合实际将大批量生产的热模锻设备机组中设置相应的热处理炉，这样更好地实现自动化的绿色环保的锻造生产线。

二是，感应加热。借助感应加热能实现节能要求，相比而言，这种感应加热炉的热效率总体能够使实现60%左右，具有比较短的加热时间，实现生产效率能提升30%。

3.3环保与安全

结合锻造生产的特点，对于环境污染方面的治理不应忽视，具体来说，可以从以下四个方面进行重点考虑。

一是，重视降噪与防噪方面的工作。分析锻造车间的噪声情况，大部分则是来自于各种机械设备的影响，有效措施则是可以选择振动情况比较小的锻压设备，并结合实际进行相关的隔音处理，能实现噪声源和外界尽量隔离；如果难以在标准范围内控制车间内的噪音，为了避免存在着噪音污染问题，则应重视加强个人的防护。

二是，提出有效的减振方案。锻造车间生产的过程中，振动则是主要危害之一，结合工艺条件的优化情况，可以优化锻压机来替代大吨位锻锤，这样则能有效处理锻锤振动问题。

三是，重视废气及烟尘处理。对锻造车间的环境污染中废气、烟尘来说，其主要由于脱模剂蒸发、燃煤和燃油加热炉的燃烧产物、喷丸和喷砂清理环节中所致，容易对于车间内操作人员具有一定危害性。有效措施则是结合车间实际情况，合理化安排的排烟装置，有效排放存在的污染烟尘，尽量避免其直接进入车间的工作场所。

四是，有效提出防热措施。在锻造车间的生产过程中，高温和热辐射也具有一定的危险性，容易造成操作人员的灼伤、中暑等情况，这样则应高度重视厂房的合理化布局，比如，在通风方面，可以设置高低窗、屋顶天窗等方式，保障将充足空间留给热料及热料箱的区域。

综上所述，在实现工业现代化的自动化锻造生产线过程中，我们应充分重视节材、节能、环保与安全等方面，符合国家经济建设的绿色低碳化要求，贯彻落实好各项“绿色锻造”理念，全方位提升锻造车间的工艺设计水平。

参考文献：

[1]王立伟,李建辉,李培龙.锻造天然气炉窑设备节能措施研究与实践[J].锻造与冲压,2020年第13期:28-28,30,32.

[2]柳晶,江明明.锻造生产过程中的节能问题研究[J].机械设计与制造工程,2016年第4期:88-91.

作者： 郑勇