Проект цеха литья чугуна в формы из ХТС мощностью 15000 тонн в год

Перед попаданием «кома» с отливкой на выбивную решетку форма  проходит через механизм выдавливания. Пустые опоки поступают на распаровщик и далее на участок формовки. Отливки, проходя по решетке, попадают на конвейер и направляются на участок обрубки. Смесь уходит в подвальное помещение на регенерацию.

 м

 Расчет парка опок.

При использовании конвейерных  линий количество пар опок определяется по формуле:

                                        

,                                 (1.12)

где: N_ф – годовое количество форм, шт;

       Ф_д – действительный годовой фонд времени для формовочного оборудования, ч;

       - принятая скорость конвейера, м/мин;

       К_оп(р) – коэффициент, учитывающий резерв опок, К_оп(р) = 1,2 ÷ 1,3;

       - коэффициент заполнения тележек конвейера формами, = 0,85÷0,90;

       L_к – длина конвейера, м.

пары.

           

Формовочная линия №2 на базе автомата L40

Характеристика формовочного автомата L40:

Размеры опок в свету, мм                                                       500×400

Машинный цикл, с                                                                          28

Мощность, кВт                                                                                12,6

Расход воздуха, м³ / ч                                                                      15

Габаритные размеры машины, мм                                    4000*3390*2420

 

Количество форм на годовую программу = 334299 шт.

Действительный фонд времени для  формовочного отделения = 3935 ч.

Количество форм в час = 334299/3935 = 85 ф/ч

Машинный цикл составляет 28с  или 128 ф/ч 

Затем определяется коэффициент  загрузки оборудования:

                                            η

= N / N ,                 (1.13)

где:  N   – необходимое количество форм в час.;

          N – машинный цикл форм в час, шт.

η_ф = 85/128 = 0,67

Автоматическая линия, оснащенная технологическим оборудованием, которое обеспечивает весь процесс получения отливок – от изготовления форм до извлечения отливок из них, представляет собой замкнутую цепь тележек с платформами.

Определяем скорость линии (м/мин) [2]:

                 

          ,                                         (1.14)

Где: N_ф - годовое количество форм, поступающее с формовочных машин конвейерной линии, шт.;

          – годовой действительный фонд времени формовочного оборудования, ч;

         Z – число форм на платформе, шт.;

         ηк – коэффициент заполнения тележек формами, равный 0,8 - 0,9;

         а – шаг тележки конвейера – расстояние между осями сцепления тележек, м.

             

Длина конвейера [2]:

    (1.15)

L_ф - длина участка формовки, м;

L_сб - длина участка сборки и загрузки форм, м;

L_з - длина участка заливки форм, м;

L_охл - длина участка охлаждения отливок, м;

L_в - длина участка выбивки форм, м;

Определяем длину участка формовки [2]:

Принимаем конструктивно, учитывая размеры формовочного автомата

L_ф = 5 м.

Определяем длину участка сборки [2]:

Принимаем примерно равной длине участка формовки

                                               L_сб = 5 м.

Определяем длину участка заливки:

        ,                       (1.16)

где: n_к – количество ковшей, одновременно задействованных на заливочном участке конвейера для заливки форм, шт;

        τ_к – время разливки (мин), определяем по таблице [2, табл.13]:

        τ_к = 4 мин.

Для заливки форм выбираем автоматизированный заливочный ковш емкостью 200 кг.

Определяем длину участка охлаждения:

         ,                 (1.17)

где: t_охл – время охлаждения отливок в форме до ее выбивки, мин; t_охл= 0,5 ч [2 стр. 221].

 м

Для недопущения загазованности атмосферы цеха выделяющимися из форм с охлаждающимися отливками  газами участок охлаждения отливок  перекрывают кожухом, оснащенным принудительным нагнетателем холодного воздуха и вытяжной вентиляцией.

Определяем длину участка выбивки форм.

Длина участка выбивки  сравнительно невелика и в зависимости  от схем выбивки составляет 8 – 12 м.

Выбивной цикл состоит  из следующих операций:

• Сталкивание формы на выбивную решетку или в агрегат выдавливания «кома» с отливкой;
• Отделение отливки от формовочной смеси;
• Распаровка опок;
• Транспортировки пустых опок к месту формовки;
• Транспортировка отливок в очистное отделение;

Перед попаданием «кома» с отливкой на выбивную решетку форма проходит через механизм выдавливания. Пустые опоки поступают на распаровщик и далее на участок формовки. Отливки, проходя по решетке, попадают на конвейер и направляются на участок обрубки. Смесь уходит в подвальное помещение на регенерацию.

 м

 Расчет парка опок.

При использовании конвейерных  линий количество пар опок определяется по формуле:

                                        

,                                 (1.18)

где: N_ф – годовое количество форм, шт;

       Ф_д – действительный годовой фонд времени для формовочного оборудования, ч;

       - принятая скорость конвейера, м/мин;

       К_оп(р) – коэффициент, учитывающий резерв опок, К_оп(р) = 1,2 ÷ 1,3;

       - коэффициент заполнения тележек конвейера формами, = 0,85÷0,90;

       L_к – длина конвейера, м.

пар.

 

 

 

 

1.3.2. Плавильное  отделение.

Определение потребности в жидком металле и количество плавильных агрегатов.

Основой для проектирования плавильного отделения является потребность в жидком металле  для выполнения производственной программы цеха. Это определяется по весовым группам отливок, по маркам сплавов и цеху в целом в соответствии с весовыми характеристиками отливок (таб. 1.4). Общий расход жидкого металла превышает чистый расход на отливку, т.к. металл расходуется также на литники, прибыли, выпора, сливы и всплески.

Отношение веса готовой  отливки к общему расходу металла  на неё характеризует технологический выход годного (ТВГ), который определяется для каждой отливки в весовых группах.

Расход жидкого металла  на каждую отливку определяется отношением:

,                        (1.19)

где: g_от – номинальный вес отливки, кг;

ТВГ – технологический  выход годного для отливки, ТВГ = 70 % [6 табл.4.70].

 

Количество жидкого  металла, потребное на годовое производство каждой из отливок, т:

      (1.20)

Средняя металлоемкость определяется по формуле:

                              

,                   (1.21)

где: n_ф(1), n_ф(2),…, n_ф(i) – годовое производство форм для отливок, шт;

       g_мф(1), g_мф(2),…, g_мф(i) – металлоемкость формы для каждой отливки, кг;

       N_ф – годовое количество изготовляемых форм, шт.

 

 

На основании полученных результатов составляется баланс металла   (таблица 1.5).

Таблица 1.5.

Баланс металла.

№ п/п	Статьи баланса металла	СЧ 20
		т	%
1	Годные отливки	15000	67,5
2	Литники, прибыли, выпоры	5898,8	26,5
3	Брак отливок	889,3	4
4	Возвратные потери(сплески)	444,7	2
5	Итого жидкого металла	22232,8	100
6	Безвозвратные потери (угар)	667,0	3
7	Всего шихты	22899,8
8	Выход годного от металлозавалки		65,5

 

Индукционная печь промышленной частоты (ИЧТ – индукционная печь для чугуна) имеет по сравнению  с другими печами ряд преимуществ:

• можно получить чугун практически из любой шихты;
• меньше загрязняет окружающую среду;
• позволяет производить доводку жидкого чугуна, как по температуре, так и по химическому составу во время плавки;
• достаточно высокий КПД.

Определяем часовую  потребность цеха в жидком металле [3]:

                                                   

,                                          (1.22)

где: Q – часовая производительность плавильного отделения, т/ч;

       В_г – потребное годовое количество сплава для цеха или участка, т/год;

       К_н – коэффициент неравномерности потребления металла, К_н = 1,05 [3 стр. 88] ;

       Ф_д – действительный годовой фонд времени работы печи, Ф_д = 3975 ч [2 табл.7].

 т/ч

На основании расчета  выбираем индукционную тигельную печь     ИЧТ-2,5/1,7:

• емкость тигля – 2,5 т;
• производительность – 1,4 т/ч;
• продолжительность плавки – 1,8 ч;

Определяем количество печей на годовую программу:

                                                         

,                                              (1.23)

где: Q_ж – потребное количество жидкого металла, т/г;

       q – производительность печи, т/ч;

 печи

Принимаем 6 печей.

Коэффициент загрузки плавильных агрегатов  [2]:

                                                         

,                                                    (1.24)

где: n_р – количество плавильных агрегатов по расчету, шт;

       n_п – количество принятых плавильных агрегатов, шт.

Расчет потребности  в шихтовых материалах.

В балансе металла установлено  необходимое общее количество шихты. Составляется сводная ведомость потребности в шихтовых материалах (таблица 1.6).

 

Таблица 1.6.

Ведомость шихтовых материалов

Шихтовые материалы	СЧ 20
	т/год	%
Лом стальной	8797,0	38,5
Чугун чушковый марки: ПЛ1 ГОСТ 805-80	5725,0	25
Возврат собственного производства	7232,8	31,5
Ферросилиций марки: ФС75 ГОСТ 1415-78	687,0	3
Ферромарганец марки: ФМн75 ГОСТ 4755-91	458,0	2
Металлозавалка	22899,8	100