一、鑄造生產的現狀與問題
　　目前，鑄造業的大力發展和技術改造力度的逐年加大，促進了鑄造技術的不斷提高和工藝突破。使鑄造生產提出了更新、更高的鑄造生產技術要求。也為鑄造機械化裝備提出了更新的要求。如何使鑄造裝備能滿足日趨發展的鑄造工業革命、鑄造專業化生產；如何使鑄造裝備能滿足大生產能力的、低能耗環保型的，實現人機和諧的機械化裝備和自動化生產線。而國內現有的鑄造裝備技術水平和生產能力，還遠遠不能達到這種鑄造業發展水平的要求，只能滿足一般鑄造工藝水平。
　　鑄造生產企業在市場經濟發展中，雖然取得一定的經濟效益，為工業革命的發展做出了貢獻。但同時，亦給人類的生存環境造成了一定的影響。在鑄造企業群體性的都普遍存在著不同程度的環境污染問題,在企業內部亦存在較大的生產管理、工藝流程、裝備技術的問題。
　　這些都是現實問題。也是丞待得到改善、解決的現狀。
　　1.現狀特征
　　砂處理系統是鑄造車間工作環境比較復雜和惡劣場所之一。其現狀特征在：
　　（1）在型砂制備工步，混合配制的輔（粉）料多，對車間單元環境的粉塵污染嚴重。
　　（2）在落砂工步，熱舊砂對車間外界環境的影響（濕度、溫度）較大，在振動狀態下工作的落砂機振動噪音較大。
　　（3）在清理、后處理工步，鑄件、鐵雜物、混合物較多，拋丸和磨削處理對車間環境的粉塵污染、噪音污染嚴重。
　　（4）在砂處理輸送環節，振動輸送機、皮帶輸送機的運行，對其環境的粉塵、高溫、熱氣和跑冒滴漏的污染影響很大。
　　（5）一般鑄造車間的工藝流程簡單，應用的機械設備落后，通風除塵系統失效或不能匹配。造成鑄造車間工藝落后、裝備落后的被動局面。
　　熔化工步也是鑄造車間工作環境比較惡劣場所之一，熔化過程的煙氣排放是重點污染源。配置的除塵系統不能匹配或缺失。造成煙氣的無序排放，影響環境。
　　2.問題結癥
　　綜上所述，鑄造車間的綜合問題結癥表現在：
　　（1）生產過程的工人操作原始、勞動強度大、環境惡劣（表現在臟、亂、差）。
　　（2）機械化程度低，操作的機械設備落后、老化和安全隱患多。
　　（3）車間工藝布置、工藝流程零亂，機械化控制水平低，安全防護措施差。
　　（4）環境粉塵多、煙氣大，環保狀況差，排放不達標。
　　（5）車間生產管理及產品質量的檢測手段落后。
　　二、砂處理工藝技術改造
　　在鑄造生產中，與造型、制芯、清理、熔化工步相比，砂處理工藝環節有它的普遍性和特殊性，在技術改造過程中應充分考慮以下幾個特點：
　　（1）工藝設備復雜，品種繁多，非標設備、鋼結構配套性強。
　　鑄造砂處理的工藝設備一般分：工藝設備、輸送設備、輔助設備、除塵設備等，大致共十二大類。設備的參數和規格繁多。現有的鑄造設備已初步實行了系列化、通用化和標準化設計、制造，使結構、性能和配套性更加合理完善。非標、鋼結構配套性復雜，需要大量的設計工作和現場的施工安裝工作。而且，安裝調試、試生產階段也是一項重要而復雜的工作。
　　型砂制備的質量不穩定是造成鑄件廢品的重要原因之一。選擇合理的配置工藝，完善配套的工藝設備，以確保鑄造型砂質量和技術指標。因此，必須對生產過程進行嚴格管理、強化檢測控制手段。
　　據統計，一個20 t/h 生產能力的機械化單一砂砂處理單元，需要配套各種工藝設備大約有15種40臺之多。還不包括砂庫和鋼結構平臺。工作量一般耗時3~5個月。
　　（2）物料搬運量大，粉塵源多，噪音大，勞動條件差。
　　在砂處理工藝過程中，各種物料的工藝處理、輸送和儲備，基本是一個作業系統的循環運行。
　　據統計，一個砂處理工步的造型材料如：新砂、舊砂、型砂、粘土、煤粉及輔料等的搬運輸送量，往往占整個鑄造車間搬運總量的50%左右。而且，輸送的粉料、顆粒散狀物料為主，粉塵揚溢。造成作業區的環境污染。
　　所以，實現砂處理運輸機械化和環保十分必要。
　　（3）砂處理程序系統，宜采用機械化、自動化來實現操作。
　　盡管砂處理工藝過程比較復雜，但各工序間可以通過機械化輸送設備來相互銜接。構成一個機械化程序的循環系統。隨著現代工業技術的發展，各種設備新技術的應用，使鑄造生產砂處理過程的自動化控制和操作得到改善。
　　如砂處理系統的模擬屏控制顯示、鑄造生產的互聯網技術應用、傳感器自動化稱重等都可以實時反映出各種設備的運行狀態。有利于操作者的及時調整、控制和管理。
　　（4）砂處理程序系統的布置設計工作量大，土建結構復雜。
　　鑄造車間在新建或技改砂處理工步時，由于工藝要求選用的機械設備、輸送設備和通風除塵設備，一般會充分利用地坑、架空、懸掛和平臺來合理安裝布置。使得砂處理機械化程度獲得最佳的運行性能。但是，這給工藝設計帶來很大的工作量。其中包括：設備工藝布置設計、鋼結構設計、電氣控制系統設計、土建基礎設計，通風除塵管路設計等（設計過程必須按相關標準和技術規范進行）。其過程比較復雜，是一個系統工程。
　　三、改造設計原則
　　將局部改造和整體改造相結合。鑄造車間及周邊環境進行適當的工藝調整，和設備更新，改變現有臟、亂、差、污染嚴重的狀況，達到國家規定的環境保護要求，提高機械化和自動化水平，降低工人勞動強度。
　　1.基本原則
　　按照鑄造行業準入制度要求，進行升級改造；根據鑄造生產的特點，按設計規范及工廠車間設計原則，進行全面的車間工藝設計和科學、合理的布局；采用自動化生產線，提高生產效率，降低勞動強度；保證車間生產過程中的煙氣排放達標，改善勞動條件，成為具有國際先進水平的綠色環保鑄造企業。
　　（1）根據國家相關產業政策，以及消防、節能、環保和職業安全衛生等方面的規范，進行技術改造。
　　（2）以環境保護達標為目的，提高機械化、自動化程度和生產效率、減輕工人勞動強度、保證鑄件質量、減少污染，節約能源為設計原則。
　　（3）需以采用先進的造型線為基礎，配套新工藝、新技術、新裝備，并加強工藝管理，提高質量控制手段和檢測水平。
　　（4）鑄造生產性質應選擇大批量連續生產制，生產方式采用平行工作制，生產組織采用工部（段）、班組的組織形式。
　　（5）鑄造車間考慮由熔化、造型、砂處理、清理和除塵系統五大工部組成，并配套設置爐前快速分析、型砂試驗室、原材料存放庫等輔助部門。
　　（6）為保證產品質量要求、減輕工人勞動強度，應采用先進生產方式和崗位關鍵設備。在設備選型、制定方案時，既考慮工藝裝備的先進性、適用性和可靠性，又注意到性價比的經濟合理性。
　　（7）生產過程和物流作業均考慮采用機械化裝備完成。
　　2.改造設計與平面布置
　　（1）考慮分設鑄造聯合廠房（含熔化澆注、造型、砂處理及落砂清理工部）、制芯房、清理及加工廠房、表面處理及成品庫房、原輔材料庫等。
　　（2）按鑄造車間設計原則，根據通風采光和改善環境的要求。按造型、澆注和砂處理設備布置要求進行設計。并按鑄造生產特點、具體情況和需要來調整布置。
　　（3）鑄件生產的工序為造型、制芯、熔煉澆注、砂處理、清理。
　　（4）車間相對獨立，依次是原材料庫、造型澆注車間、砂處理車間和清理車間。
　　（5）廠房結構, 一般可以采用鋼結構廠房，設通風屋脊、采光天窗。廠房跨度及高度滿足設備布置及利用改善車間通風采光要求。廠房長度將結合工藝要求來調整。
　　（6）通風除塵系統, 對易產生粉塵源、煙氣的沖天爐、熔化澆注及砂處理、落砂清理和地溝送風及排風，盡量設置密封罩進行封閉。
　　3.主要工藝及設備選用原則
　　（1）在粘土砂濕型鑄造中，型砂性能對鑄件質量、鑄造廢品率有明顯影響。特別是當采用高生產率的造型線和批量大、混砂周期短的高生產率混砂機時，型砂性能一旦失控，在短時間內就會產生大量廢品。為了能生產出高質量、性能穩定的型砂，砂處理工部除了配備與生產規模和造型方式相適應的先進的型砂制備設備外，還必須配備與之相適應的先進的型砂性能檢測和控制設備。
　　（2）布置型式∶砂處理工部采用多層塔式結構布置，以簡化物流、節能和控制占地面積。
　　（3）主要設備和基本參數∶采用高效混砂機及配套稱量、加水和在線型砂性能檢測控制儀，其余設備可以擇優配套。砂處理工部可配置全套控制系統，采用PLC+PC集中控制，控制室設模擬屏。
　　（4）性能檢測與互聯網∶分設爐前快速分析、型砂試驗室，以便對材質、型砂性能進行檢測。生產現場管理采用互聯網系統控制模式，進行實時監控。
　　四、環境要求
　　應根據具體的設備和生產操作環境需要，在不同工作場所設置良好的通風、除塵、采光、采暖和降溫措施。
　　1．廢氣、粉塵治理
　　（1）對產生粉塵的設備或操作位置，需安裝設置除塵設備。
　　（2）對產生有異味氣體的設備或工作位置，安裝通風換氣設備。
　　（3）對產生有害氣體的設備或操作位置，其氣體應進行綜合處理后排放。
　　（4）對產生粉塵、噪音的工藝設備，設密閉排風罩隔聲除塵。
　　（5）粉塵治理標準：應符合GBZ2-2002《工作場所有害因素職業接觸限值》中有關條文的要求。粉塵排放按照GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》的要求。
　　（6）振動設備應采用消音壁或噪音衰減室隔離，使振動噪音≤85dB（A）。
　　2．廢棄物的綜合利用及處置
　　（1）鑄造車間主要廢棄物主要有：廢砂、廢爐渣、除塵系統產生的生產性粉塵。這些廢棄物在車間內先集中堆存，然后進行再生回用。在運輸過程應采取防護措施，防止二次污染。
　　（2）節能措施：鑄造車間是耗能大戶，在充分考慮節能效果時。應盡量采用新工藝、新設備、新技術來提高鑄件質量，減少廢品和提高產品使用壽命，從而減少因多出廢品所消耗的能源，起到間接節能的效果。
　　（3）使用冷卻系統的冷卻水，進行循環使用，不僅考慮節約水資源，而且節能。
　　（4）熔煉用回爐料采用凈化處理，從而降低熔煉過程的能耗。
　　（5）鑄造車間機械化運輸設備較多，地坑、平臺較多，都存在不安全因素。同時存在眾多的塵源、噪聲源，嚴重影響工人的身心健康。應考慮積極的防備措施。
　　五、應注意的防護措施
　　1．防火防爆安全
　　（1）在沖天爐爐前地坑鋪設耐火磚；在地坑內考慮排水措施以保證爐坑干燥，在爐周圍及上方作好防雨和防水措施，以免發生爆炸。
　　（2）車間內設置消火栓，并配備各類型手提滅火器，減少車間的火災危險。
　　2．防機械傷害
　　（1）操作設備設聯鎖控制系統，設有緊急停車按鈕，設置檢修用安全門。生產線應符合國家安全性評價標準所要求的全部安全措施。
　　（2）各類運動部件均以醒目色彩著色。運送鐵液設備裝設警鈴。
　　（3）車間所有機械傳動部分均設防護罩。
　　（4）各設備布置安全距離符合安全要求。
　　（5）車間考慮安全門及疏散通道，以便車間發生火災時撤離。
　　（6）沖天爐有斷電、防漏及停水報警器，正常運轉突然停電時不能停水，停爐后爐溫降到室溫時才能停水。
　　（7）在拋丸清理區設置必要的護板、罩等，防止彈丸飛濺傷人。
　　3．安全防護
　　（1）地坑入口、鋼結構平臺均應設置保護網、防護欄桿。對于帶電設備、移動設備應有明顯的安全標志，并有可靠的接零保護。并符合相關標準JB5545-91《鑄造機械安全防護技術條件》。
　　（2）地溝內考慮合適的照明，并根據實際情況考慮地溝通風。
　　（3）熔化和澆注作業區屬于高溫、輻射熱和煙塵有害工作場所，包括在其它有害煙塵作業區，應使用罩式抽風除塵系統，加強通風換氣。操作人員應配置勞動防護口罩、防輻射眼鏡、手套，穿勞保服、鞋等。
　　（4）其他還包括車間應設置生活區，設更衣室、淋浴、休息室等。