Автор: Пользователь скрыл имя, 28 Февраля 2012 в 05:29, дипломная работа
Литейное производство в Таджикистане в данное время находится в тяжелом состоянии, хотя в настоящее время положение и характеризуется сокращением рабочих мест, снижением выпуска продукции, новые перспективные решения продолжают внедряться на производство. Одной из наиболее важных проблем на сегодняшний день является проблема защиты окружающей среды от вредных выбросов производства. В данной дипломной работе уделено место этой проблеме в рамках строительства нового литейного цеха.
Введение
1 Обоснование проекта строительства цеха
2 Техника производства
2.1 Расчетная программа литейного цеха
2.2 Формовочное отделение
2.2.1 Расчет программы формовочного отделения
2.2.2 Расчет технологического оборудования формовочного
отделения
2.2.3 Краткое описание автоматической формовочной линии и
ее характеристик
2.3 Плавильное отделение
2.3.1 Расчетная программа плавильного отделения
2.3.2 Расчет плавильного оборудования
2.3.3 Описание технологического процесса в плавильном
отделении
2.3.4 Расчет парка ковшей
2.4 Стержневое отделение
2.4.1 Расчет программы стержневого отделения
2.4.2 Описание технологического процесса в стержневом
отделении
2.4.3 Расчет количества технологического оборудования
стержневого отделения
2.4.4 Расчет склада стержней
2.5 Смесеприготовительное отделение
2.5.1 Расчет программы смесеприготовительного отделения
2.5.2 Расчет технологического оборудования
смесеприготовительного отделения
2.6 Отделение финишных операций
2.6.1 Операции проводимые в очистном отделении
2.6.2 Расчет количества очистного оборудования
2.6.3 Возможные дефекты в отливках и методы их устранения
2.6.4 Система управления качеством продукции
2.7 Склад шихты
2.7.1 Проектирование складов шихтовых материалов
2.8 Расчет подъемно-транспортного оборудования
2.8.1 Расчет количества мостовых кранов для обслуживания
электропечей
2.9 Расчет численности персонала цеха
2.10 Система управления
2.11 Схема грузопотоков
2.12 Складское хозяйство цеха
2.12.1 Хранение и транспортировка оснастки
2.12.2 Хранение и транспортировка стержней и отливок
3 Специальная часть
3.1 Технология изготовления отливки
3.1.1 Оценка технологичности конструкции отливки и выбор
способа литья
3.1.2 Выбор оптимальной поверхности разъема модели и
формы
3.1.3 Выбор припусков на механическую обработку отливок,
формовочных уклонов модели, стержневых ящиков,
назначение линейной (литейной) усадки сплава, нанесение
галтелей
3.1.4 Назначение формовочных уклонов и галтелей
3.1.5 Выбор границ стержней и знаков
3.1.6 Выбор и расчет литниково-питающей системы
3.1.7 Расчет времени выдержки отливки в форме
3.2 Регенерация отработанной формовочной и стержневой
смесей
3.2.1 Регенерация отработанной формовочной смеси
4 Безопасность жизнедеятельности
4.1 Объемно-планировочные решения зданий и сооружений
цеха
4.2 Анализ опасных и вредных факторов
4.3 Решения по производственной санитарии
4.3.1 Вентиляция и отопление
4.3.2 Освещение
4.3.3 Санитарно-бытовые помещения
4.4 Меры защиты от выявленных опасных и вредных
факторов
4.5 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных
ситуациях
4.6 Инженерная разработка мер защиты от опасных и вредных
факторов
5 Охрана окружающей природной среды
5.1 Воздействие вредных веществ на организм человека
5.2 Воздействие металлургии на окружающую среду
5.3 Анализ вредных выбросов при плавке и заливке чугуна
5.4 Анализ вредных выбросов при приготовлении стержней из
ГТС и заливке форм
6 Экономика производства
6.1 Расчет фондов заработной платы
6.2 Расчет капитальных вложений, производственных фондов,
амортизационных отчислений
6.3 Расчет себестоимости
6.4 Расчет интегрального эффекта за весь период
строительства и эксплуатации проектируемого цеха
6.5 Расчет точки безубыточности
Заключение
Список использованных источников
Приложение А Расчет шихты
Приложение Б Схема управления цехом
85
Таблица 6 - Расчетная программа плавильного отделения.
Группа отливок | Марка металла | Масса на годовую программу с учетом потерь, т | Литники, прибыли, т | Слив, скрап | Всего жидкого металла, т | Угар и потери | Металло-завалка | |||
% | т | % | т | |||||||
Отливок | Отливок с литниками и прибылями | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
I | СЧ20 | 10348,83 | 14798,83 | 4449,9 | 4 | 443,97 | 15390,77 | 5 | 769,53 | 16160,3 |
85
Для определения выхода годного, а также проведения в дальнейшем расчетов складов шихтовых материалов составляем баланс металла, представленный в таблице 7.
Таблица 7 - Расчет склада шихтовых материалов
Приход металла в шихтовое отделение |
| Расход металла металлозавалки | ||
| т | % | ||
Металлозавалка | 16160,3 | 100,0 | Отправлено | 10000,0 |
Покупные материалы | Брак | 348,9 | ||
Стальной лом | 9665,23 | 61,8 | Литники, прибыли | 4798,9 |
Кокс литейный | 347,8 | 2,2 | Слив, скрап | 443,97 |
ФС75 | 167,3 | 1,1 |
|
|
ФМн75 | 37,5 | 0,2 |
|
|
Всего | 10735,1 | 66,4 |
|
|
Возврат | Итого: |
| ||
Жидкий металл | 15390,8 | |||
Литники и прибыли | 4244,17 | 8,77 | Угар и потери | 769,53 |
Слив, скрап | 460,4 | 0,97 |
|
|
Брак | 719,77 | 1,5 |
|
|
Всего | 5424,37 | 11,17 |
|
|
Итого: | 15390,77 |
| Итого: |
|
|
|
| Металлозавалка | 16160,3 |
Произведем расчет выхода годного:
,
где А – мощность цеха, количество в год;
Мезав - металлозавалка
%
2.3.2 Расчет плавильного оборудования
Расчет количества плавильного оборудования осуществляется по формуле:
n = В · Кн / а · Фд
где n – количество плавильного оборудования, шт;
Кн – коэффициент неравномерности (для плавильного отделения Кн=1,2) [2];
В – металлозавалка, т;
Фд – действительный фонд времени (для двухсменнго режима работы Фд=3890 часов) [2];
а – производительность одной единицы оборудования, тонн/час [2].
Рассчитаем необходимое количество печей:
n = 15390,77 · 1,2 / 4,95 · 3890 = 0,96
Выплавка чугуна будет осуществляться в 2 индукционных тигельных печах промышленной частоты (ИЧТ-10/4), номинальной мощностью 4000 кВт, вместимостью 10 тонн и производительностью 4,95 тонн в час каждая. Применение печей средней частоты позволяет вести плавку на болоте. Расчет электропечей приведен в таблице 8.
Таблица 8 - Расчет количества электропечей
Наимено-вание и тип агрегата | Марка металла | Потребле-ние жидкого металла ,т | Вместимость печи ,т | Продолжи-тельность плавки, час | Среднеча-совая производи-тельность т/ч | Количествово агрегатов | Коэффициент загруз-ки | |
По расчету | Приня-то | |||||||
ИЧТ-10 | СЧ-20 | 15390,7 | 10 | 2,8 | 4,95 | 0,96 | 2 | 0,72 |
Для доводки металла по химическому составу и перегрева выбираем индукционную канальную печь миксер барабанного типа ИЧКМ-16 в количестве одной штуки с мощностью трансформатора 1000 кВт, вместимостью 16 тонн.
2.3.3 Описание технологического процесса в плавильном отделении
Для выплавки чугуна СЧ20 назначается индукционная тигельная печь промышленной частоты ИЧТ-10 вместимостью 10 тонн. При этом имеются следующие преимущества: - печь удобна и надежна в эксплуатации;
возможна полная автоматизация процесса;
в плавильном отделении обеспечиваются хорошие санитарно-гигиенические условия труда;
стабильность химического состава плавки из-за непрерывного перемешивания ваны жидкого металла;
малый угар легирующих элементов;
быстрое расплавление шихты;
возможно применение более дешевой шихты за счет снижения в ней количества передельного чугуна и увеличения количества стального скрапа и стружки.
Так как индукционная тигельная печь - агрегат периодического действия, то необходимо устанавливать не менее трех индукторов (два в работе, один - в ремонте).
Показатели печи:
тепловой КПД - 0,62-0,68;
содержание пыли в газах - 0,3 кг/т;
газообразование -5м /т;
шлакообразование -15 кг/т;
выход жидкого металла - 70 % к завалке;
уровень шума - 50 дБ (при загрузке шихты).
При плавке в ИЧТ садка шихты в огнеупорном тигле помещается в индуктор; протекающий в индукторе переменный ток возбуждает в садке вихревые токи, разогревающие и плавящие металл.
Футеровка индукционной печи в значительной мере определяет надежность работы и качество выплавляемого металла. Материал футеровки, наряду с огнеупорностью, должен быть устойчивым по отношению к химическому действию шлаков и размыванию потоками жидкого металла. В наибольшей степени таким требованиям удовлетворяет кислая футеровка: кварцевый песок с низким содержанием глины и борная кислота (2 %). Изготовление футеровки производится вручную набивкой пневматическими трамбовками по шаблонам. Футеровка должна обладать механической прочностью, минимальной толщиной, химической инертностью, не должна содержать механических примесей, так как они снижают стойкость тигля.
Транспортировка и загрузка шихты производится мостовыми кранами. В качестве миксера выбираем индукционную канальную печь вместимостью 16 тонн. Она используется для накопления нужного количества металла, проведения термовременной выдержки, модифицирования, корректировки химического состава и разливки металла по разливочным ковшам вместимостью 500 кг.
Шихтовые материалы должны подаваться чистыми, без примеси земли, окалины, неметаллических предметов и цветных металлов (особенно алюминия). Нельзя использовать неочищенные литники. Все загружаемые в печь шихтовые материалы и присадки должны быть сухими и не должны иметь закрытых полостей, недоступных визуальному просмотру. Для интенсификации плавки необходимо подогревать шихту. Температура подогрева 500-600°С (при этом расчетная производительность увеличится на 25-30 %). Подогрев будет осуществляться газовой горелкой. При загрузке шихты открывают крышку печи, отключают печь и плавно устанавливают загрузочную бадью над печью. Затем отпускают приспособление захвата бадьи. При этом открываются лепестки днища и шихта высыпается в печь.
При плавке уровень металла в печи не должен превышать 150-200 мм от верхнего среза печи.
В процессе плавки недопустимо накопление шлака в печи, так как это ведет к преждевременному износу верхней части тигля, зашлаковыванию тигля и образованию «мостов». В случае образования «мостов» над ванной жидкого металла в печи необходимо их оплавить жидким чугуном путем наклона печи. Не допускается перегрев металла в печи свыше 1480-1490°С.
Плавка металла в индукционной печи промышленной частоты на «болоте» будет вестись следующим образом.
Из печи сливают 70 % (7,0 т) металла от предыдущей плавки, загружают 7,0 т металлической шихты, производят ее расплавление на 9-10 ступени трансформатора по заданию на счетчике импульсов. После срабатывания счетчика печь автоматически отключается. После этого происходит скачивание шлака из печи, берется проба на химический анализ и замеряется температура. Затем с помощью поворотного желоба металл переливается в миксер барабанного типа, производится корректировка параметров, термовременная обработка для гомогенизации расплава и уменьшения вредного влияния наследственности исходных шихтовых материалов. Длительность выдержки составляет 15 минут. Далее происходит выпуск металла по чайниковым ковшам емкостью 0,5 тонны, которые подаются на участок заливки с помощью монорельса.
После каждого слива металла из печи необходимо визуально контролировать состояние футеровки печи. Никаких темных пятен на поверхности тигля быть не должно, так как это свидетельствует об утончении футеровки. После слива 70 % металла перед загрузкой печи необходимо произвести заправку верхней части тигля специальной массой: кварцевый песок 1К02А - 93 %, жидкое стекло марки А (без разбавления водой) - 7 %. Толщина слоя должна обеспечить сохранность первоначального диаметра тигля. Слив металла производится только при закрытом крышкой тигле. Температура выпуска должна составлять 1420°С. Во время наполнения разливочного ковша, необходимо следить за тем, чтобы уровень металла не доходил до верхнего обреза ковша на 150 мм. Перед заливкой ковш должен быть прогрет на стенде для подогрева ковшей. Он должен быть очищен от шлака. Его горловина должна быть обмазана глиной и обклеена асбестом. К печи ковш подвозится электрокаром, с которого впоследствии краном на заливочном участке металл разливается по заливочным ковшам.