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

 

1.3.3 Стержневое  отделение.

Стержневое отделение  предназначено для изготовления стержней. Из этого отделения на сборку поступают стержни. Особенностью стержневого отделения является, по существу, локальный (вне зависимости от формовочного цикла) цикл производства конечного продукта – стержней. Вместе с тем, работа этого отделения и выбор тех. процессов изготовления стержней зависит от характера производства литейного цеха и принятой технологии изготовления отливок из чугуна.

Выбор технологических  процессов и оборудования для  изготовления стержней.

Особенностью изготовления стержней из ХТС является упрочнение их кратковременной продувкой СО₂. Стержни обладают высокой прочностью, легко удаляются из отливок при выбивке их из форм. Их часто применяют в крупносерийном производстве чугунных отливок массой до 500 кг. Для получения стержней используются, в основном металлические ящики. Стержни изготавливаются на пескодувной машине из ХТС по CO₂- RESOL процессу. Упрочняются стержни продувкой СО₂ в течение 30 секунд.

 В стержневом отделении  выполняются следующие операции:

• изготовление стержней;
• контроль стержней (приемка первой годной в начале каждой смены).

Набор технологических  операций зависит от выбранного техпроцесса и размеров стержней. Стержневое отделение представляет собой два стержневых автомата L5. (Приложение В)

Проектирование стержневого  отделения:

1. Составляется ведомость номенклатуры стержней (таблица 1.7)
2. Рассчитывается количество основного технологического оборудования.

Средний объем стержня:

                               

               (1.25)

где: n₁, n₂ , n_i – годовое количество изготовляемых стержней согласно производственной программе стержневого отделения, шт.

        V_cт(1), V_ст(2), V_cт(i) – объем стержней соответствующих номеров, м³.

        (1.26)

где: G_cт – вес стержня, кг;

        g_ст – кажущаяся плотность стержня, g_ст = 1,55 т/м³ [2, стр. 113].

 

 

Для последующих расчетов выбираем пескодувную однопозиционную стержневую машину с продувкой СО₂, модель L5.

Наибольший объем стержня 5 дм³;

Наибольший размер стержневого  ящика 180/355*350*400 мм;

Габаритные размеры 1800×1870×2030 мм.

Производительность 360 съемов/час;

Потребное количество стержневых машин определяется по формуле:

                                                

,                                     (1.27)

 где: N_ст – количество съемов на годовую программу, шт;

        Ф_д – действительный годовой фонд времени для стержневого оборудования, Ф_д = 3935 ч;

         К_н – коэффициент неравномерности стержневой машины К_н = 1,2 [2, табл. 10];

         К_пр – коэффициент производительности, К_пр = 0,8 [2 табл. 33];

         g_ст – паспортная производительность стержневой машины, съемы /час.

 шт.

Принимаем количество стержневых машин 2 штуки.

Определяем коэффициент  загрузки оборудования для изготовления стержней:

 

 

 

1.3.4. Смесеприготовительное  отделение.

Смесеприготовительное отделение создается для приготовления формовочных и стержневых смесей.

В данном проекте формы и стержни изготавливаются из единой ХТС.

Подготовка оборотных  смесей.

Особенностью литейных цехов, в которых применяются ХТС, является постоянное повторное использование значительных количеств оборотной смеси. Образуется «круговой цикл» смесей, который начинается при смесеприготовлении, затем смесь, проходит через выбивку форм, цикл замыкается в местах складирования (в бункерах над смесителями). Так как формовочные и стержневые смеси имеют одинаковый состав, они регенерируются вместе и потом распределяются по автоматам

В общем объеме формовочных  смесей отработанные смеси составляют наибольшую долю. От их качества в значительной мере зависят свойства смесей. Это  требует значительной подготовки отработанных смесей к повторному использованию. Главная цель подготовки отработанных (оборотных) ХТС – удаление с зерен песка пленки связующего. Такая подготовка необходима для поддержания постоянных свойств готовых смесей, в которых основным компонентом является отработанная смесь, и для упрощения процесса смесеприготовления.

Все операции подготовки отработанных ХТС осуществляются в машинах и механизмах непрерывного действия, связанных между собой транспортными средствами (ленточными транспортерами и элеваторами); у железоотделителей и сит предусматриваются устройства для уборки металлоотходов и отсева.

В данном дипломном проекте регенерация происходит за счет выжигания пленки связующего, в установке сушки песка в пневмопотоке.

Программа смесеприготовительного отделения составляется на основе номенклатуры выбранных составов смесей (таб. 1.8).

Таблица 1.8.
Состав и свойства формовочных и стержневых смесей
Наименование  смеси	Составляющие смеси, вес. %			Основные свойства смесей
	Регенерированный кварцевый песок	Кварцевый песок (AFS 62)	Связующее (Полифенолятная смола  ФСМ-Б)	Влажность, %	Газопроницаемость ед.	Предел прочности, МПа
						при сжатии	при растяжении
Формовочная смесь	70	30	2,5-3	2,5-3	200	1,83	2,0
Стержневая смесь	70	30	2,5-3	2,5-3	200	1,83	2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

Расчет количества регенерированной смеси.

Количество оборотной смеси  после выбивки отливок на выбивной решетке: [2, стр.118]

                                                                                                                          (1.28)         

где, Q_ф.см – годовое количество формовочной смеси для производства форм,т

       Q_ст.см – годовое количество стержневых смесей для производства стержней, т

     k1 – коэффициент учитывающий потери готовых смесей при транспортировке, 0,04

    k2 – коэффициент, учитывающий долю стержневых смесей при их выбивке, для ХТС=1

Возможное количество оборотных смесей для использования в формовочном цикле:

 т           (1.29)

где, k3, k4, k5 – коэффициенты, учитывающие безвозвратные потери смесей в вентиляционной системе, при транспортировке оборотных смесей и при их просеве соответственно; k3=0,02-0,04; k4=0,02-0,03; k5=0,03-0,04.

Средний выход регенерированного  песка равен0,75-0,80 от общего объема оборотных  смесей, поступающих на регенерацию = 98897 т.

       

1.3.5. Очистное  отделение.

Отделение литниково-питающих систем от отливок.

Хрупкость чугуна позволяет  отделять литники и выпоры таких  отливок в дробеметном барабане.

Литье после выбивки  и охлаждения поступает в очистное отделение по пластинчатому конвейеру. Сначала литье попадает в дробеметный барабан непрерывного действия модели 42322М.

Характеристики дробеметного барабана модели 42322М

Наибольшая масса очищаемой  отливки – 35 кг

Производительность по чугуну – 7,0 т/ч

Габаритные размеры, мм – 7600*4500*7100

Из барабана отливки поступают на сортировочный стол. Далее детали укладывают в тару и отправляют на склад готовой продукции.

Вспомогательное технологическое  оборудование играет существенную роль в организационно-технологическом построении обрубного процесса. К этому оборудованию следует отнести устройства, обеспечивающие ритмичную и производительную работу основного технологического оборудования: загрузочно-разгрузочные механизмы, транспортные устройства рабочих мест, тару, позволяющую осуществлять промежуточное межоперационное хранение отливок и их транспортировку от одной технологической операции к другой.

Всё оборудование должно размещаться  согласно принятой последовательности технологических операций. Это обеспечивает наилучшую организацию труда и соблюдение правил техники безопасности и охраны труда.

Расчет основного технологического оборудования.

 

Потребное количество очистных агрегатов:

                           

,                                                   (1.30)

где: Ф_д – действительный годовой фонд времени для очистного оборудования, Ф_д =3935 ч;

К_н – коэффициент неравномерности, К_н = 1,2;

К_пр – коэффициент производительности, К_пр = 0,6;

g_оч – паспортная производительность данного вида очистного оборудования, т/ч;

G_отл – количество отливок в год, проходящее обработку в данном виде оборудования, т.

шт.

Принимаем количество очистного  оборудования 2 шт.

Определяем коэффициент загрузки очистного оборудования:

Компоновка оборудования и площади обрубного отделения.

Очистное отделение  обычно располагают непосредственно  в литейных цехах в самостоятельных  пролетах. Их желательно размещать  вблизи формовочно-заливочного отделения. В связи с выделением большого количества пыли и шума обрубное отделение следует отделять от соседних отделений глухими стенами.

Площади обрубного отделения  определяются в зависимости от компоновки технологического оборудования при соблюдении норм его расстановки, планировки рабочих мест и установки транспортных средств.

 

1.4. Складское  хозяйство.

Характерной особенностью литейного цеха является потребление  большого количества различных материалов. Это требует организации развитого механизированного складского хозяйства, где наряду с хранением материалов производится их подготовка к использованию.

В литейных цехах должны быть склады шихтовых и формовочных  материалов, опок, модельной оснастки, готовой продукции и др.

Исходной базой для  проектирования складов служат расходы шихтовых материалов, определенные в соответствии с производственной программой. При расчете площадей складов, компоновке хранилищ оборудования учитываются сроки хранения материалов, режим работы, фонды времени, организационно-технологические особенности проектируемого цеха.

1.4.1. Склад шихтовых  материалов.

Согласно предварительно выполненным расчетам составляется ведомость количества хранимых на складе шихтовых материалов, флюсов и огнеупоров (табл. 1.11).

Площадь закромов (площадок) для хранения отдельных материалов:

,                (1.31)

где: G_м – годовая потребность в материале, т;

n – норма хранения материала, дни [2, табл. 45];

Ф_н – номинальный фонд времени, дни;

γ_м – насыпной вес материала, т/м³;

Н – допустимая высота хранения материала, м [2, табл. 45].

Материалы должны храниться  строго по маркам и сортам. Кусковые и сыпучие материалы – в  бочках, ящиках, контейнерах, мешках, навалом  в закромах или на площадках; огнеупоры – на площадках в укладке.

 

Таблица 1.11.

Количество хранимых на складе шихтовых материалов и огнеупоров.

Наименование материала	Насыпной вес, т/м³	Потребное годовое количество	Срок хранения, сутки	Высота хранения, м	Расчетная площадь, м²
Чугун чушковый	3	5985,7	3	3	24
Лом стальной	2	9577,2	8	3	24
Возврат литейного цеха	2	7182,8	4,5	3	24
Ферромарганец	2,7	478,9	89	3	24
Ферросилиций	2,7	718,3	60	3	24
ИТОГО:					120
Огнеупоры	1,8	6704	2	2	16
Флюсы	1,8	4310	2	2	10
ИТОГО:					146