Разработка планировки цеха

3 Описание технологического процесса

 

      Выбор типа и производительности плавильных агрегатов зависит от ряда факторов: вида и качества сплава отливок, топлива плавильных печей, объема производства, группы отливок ас массе, режима работы плавильного отделения и др.

     Чугунное литье. В чугунолитейном производстве универсальным плавильным агрегатом все еще остается вагранка или как самостоятельная плавильная печь, или вагранка в сочетании с электрической печью (дуплекс-процесс).Конструкция вагранок за последнее десятилетие претерпела существенное изменение. Получают применение вагранки закрытого типа с горячим дутьем, коксогазовые и газовые вагранки, вагранки с основной

футеровкой и вагранки с водяным охлаждением плавильного пояса.

      Температура подогрева подаваемого в вагранку воздуха достигает 500-600°С и выше. Отходящие ваграночные газы очищаются от пыли в электрических осадителях, фильтрах мешочного типа, скрубберах и других устройствах. Угарный газ (СО) дожигается. Обеспыленные и  очищенные отходящие газы рекомендуется выбрасывать в атмосферу через трубы, высота которых достигает 30 м и  более.

     Подогрев воздушного дутья с очисткой отходящих газов от пыли и  СО улучшает санитарно-гигиенические условия труда, снижает расход литейного кокса и повышает температуру жидкого чугуна. При нагреве воздушного дутья до 400-500° С и при неизменном расходе кокса можно обеспечить повышение температуры перегрева жидкого чугуна на ~70° С. При сохранении прежней температуры металла снижается расход кокса   

на  ~30%.

    Одновременно  с  преимуществом конструкции закрытого типа вагранок

 с подогревом дутья  следует указать на увеличение  капитальных затрат в

2-3 раза и выше по сравнению с вагранками холодного дутья. Кроме того, повышаются эксплуатационные расходы. Повышение   себестоимости   жидкого   чугуна в вагранках горячего дутья за счет применения очистных сооружений  составляет ~5% (по зарубежным данным). Учитывая, что улучшению санитарно-гигиенических условий труда придают большое значение, в проектах цехов следует что использовать только вагранки закрытого типа с горячим дутьем вне зависимости от масштаба и характера производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.   Схема    блока   вагранок  закрытого  типа  с  подогревом  дутья

                конструкции Гипростанок:

 

1 — вагранка;

2 — перекидной клапан  с гидравлическим затвором;

3 — труба Вентури для очистки  ваграночных газов от пыли;

4 — мокрый пылеотделитель;

5 — эксгаустер;

6 — радиационно-конвективный рекуператор; 

7 — дымовая труба;

8 — вентилятор для подачи  воздуха к горелкам;

9 — воздухопровод холодного  воздуха; 

10 — воздуходувка;

11 — короб для ваграночных  отходов; 

12 — грануляция шлака;

13 — поворотный копильник;

14 — воздухопровод горячего  воздуха

 

        Принципиальная схема блока вагранок закрытого типа с подогревом дутья конструкции Гипростанок  показана на рис. 1. Вагранки разработаны производительностью 5-30 т/ч. Продольный разрез современной вагранки производительностью 50 т/ч, установленной в литейном цехе фирмы «Крайслер», показан  на рис. 2.

 

 

 

 

        При раздельной загрузке шихты и топлива с флюсом, что часто имеет место в практике, следует предусматривать меньшую емкость бадьи и соответственно грузоподъемность скипового подъемника.

Кроме скиповых подъемников, при которых легко автоматизируется загрузка шихты, допускается в отдельных случаях применение непрерывной загрузки вагранок пластинчатыми транспортерами или другими транспортными средствами. Для загрузки вагранок при реконструкции существующих цехов могут быть использованы монорельсовые тележки и шаржирные краны (существующие).

      При проектировании обязательно предусматривают грануляцию шлака и механизацию уборки отходов от вагранки.

Набор и взвешивание ваграночной  шихты (шихтовку) осуществляют или магнитными кранами с регулируемой подъемной силой магнитной шайбы, или с помощью системы индивидуальных дозаторов с

тензометрическими датчиками. В последнем случае для подачи металлических компонентов шихты в дозаторы в системе устанавливают встряхивающие бункера с траковыми или другого типа питателями. Взвешенные дозы каждой составляющей металлической шихты выдают на реверсивный пластинчатый конвейер, который подает шихту к воронке, расположенной  над бадьей  скипового  подъемника.

        При любой системе шихтовки металлических компонентов взвешенные в заданных количествах кокс и известняк загружают в бадью во время кратковременной остановки ее по пути следования шихтовых материалов в вагранку.

 

                                                                                                                Рис.   2.  Продольное  сечение вагранки  фирмы «Крайслер» производительностью 50 т/ч

1, 2 - площадке обслуживания; 3 -тарельчатый затвор, 4 -  загрузочное окно; 5 - загрузочная    площадка; 6 –окно забора газа;    7 - воздушная коробка;  8 - фурмы;  9 – желоб.

 

         Для вагранок большой и средней производительности обычно шихтовку металлических компонентов выполняют магнитными кранами с регулируемой грузоподъемностью шайбы. Охлаждение плавильного пояса вагранок применяют, как правило при длительном периоде работы.

 

 

 

Вагранки с подогревом дутья

        При применении в проектах вагранок польского изготовления следует иметь в виду, что фирма «Центрозап» поставляет вагранки с подогревом дутья малой (до 6 т/ч) и средней (7-20 т/ч) производительности. Вагранки оборудованы свободно стоящими двухступенчатыми радиационными конвекционными  подогревателями,  использующими физическое и химическое тепло отсасываемых ваграночных газов. Температура подогрева дутьевого воздуха 400-450° С. Блок из двух вагранок (работающих попеременно 16 ч в сутки) оснащен установками для очистки от пыли и угарного газа, выбрасываемых в атмосферу. Ваграночный блок оборудован   современными  измерительными приборами для контроля основных параметров работы вагранок и подогревателя, а также аппаратурой для дистанционного управления шихтовкой и загрузкой вагранок.

      После определения массы выплавляемых в цехе сплавов при проектировании плавильных отделений выбирают и рассчитывают основное и вспомогательное технологическое оборудование, материалы, топливо, другие источники энергии, составляют проекты организации, механизации и автоматизации производства, размещают оборудование и определяют площадь и технико-экономические показатели плавильного отделения. Для выполнения всех этих работ в первую очередь устанавливают номенклатуру основных и вспомогательных операций, выполняемых в плавильном отделении. В общем виде перечень таких операций приведен в табл. 5. Перечень и последовательность выполнения операций, их конкретное содержание, методы выполнения, применяемое оборудование и степень механизации работ могут быть различными в зависимости от вида сплава и

 

 

объема производства.

      Из перечня технологических операций видно, что плавильное отделение должно состоять из двух основных участков: набора и взвешивания шихты (шихтовой двор) и плавки; а также вспомогательных участков: по ремонту футеровки и оборудования, сушки и подогрева ковшей, уборки отходов, лабораторий, службы КИП, пультов управления и др.

 

Таблица 5. Технологические операции, выполняемые в плавильном  отделении

 

Основные технологические  операции		Вспомогательные технологические  операции
Операция	Место выполнения	Операция	Место выполнения
1.Прием и разгрузка  шихтовых материалов, топлива, флюсов  в расходные  емкости	Участок навески шихты	1.  Прием и разгрузка   огнеупорных изделий и вспомогательных    материалов для приготовления футеровочных составов	Участок ремонта футеровки
2.  Подача    шихтовых  материалов,  топлива, флюсов к дозирующим       устройствам	То же	2.  Приготовление   футеровочных составов	То же
3.  Набор доз составляющих шихты, топлива, флюсов в колошу (садку) в соответствии с расчетом шихты	»	3.  Ремонт  и  сушка  футеровки  плавильного    оборудования  и  ковшей	Участок плавки и участок  ремонта  футеровки
4.  Подготовка шихты,  топлива и флюсов к загрузке  в печь (прокалка,      подогрев, просев, дробление и т. д.)	Участок навески шихты  или участок плавки	4.  Ремонт  оборудования	--
5.  Загрузка шихты,  топлива   и флюсов  в печь	Участок плавки	5.  Подогрев ковшей  и других емкостей для набора  и вне-печной обработки жидкого  сплава	Участок плавки
6.  Плавка	То же	6.   Контроль  качества  жидкого сплава	Экспресс - лаборатория
7.  Отбор  проб  для контроля  качества  сплава	»	7.  Контроль за параметрами плавки	Пульты управления плавильного  оборудования
8.  Выдача жидкого  сплава и шлака из плавильной печи	Участок плавки	8.  Уборка и переработка шлаков и отходов   после   выбивки  плавильной печи	Участок газоочистки, станций осветления и нейтрализации воды; участок переработки и хранения твердых отходов
9.  Термовременная  обработка  и доводка сплава в печах для выдержки и раздачи	Участок внепечной обработки  сплава	9.  Очистка   отходящих от оборудования газов,  воды; хранение и переработка   твердых отходов,   предотвращающие   за грязнения   окружающей среды
10. Внепечная обработка       жидкого сплава	То же
11. Передача жидкого        сплава  на  разливку	Участок плавки или внепечной  обработки сплава
12. Опорожнение плавильной  печи после окончания цикла  плавок	Участок плавки