Курсовая работа: Проектирование литейного цеха

В литейных цехах серийного производства отливок применяется параллельный режим работы, заключающийся в выполнении всех технологических операций одновременно на разных производственных площадях и участках литейного цеха разными рабочими и машинами.

Проектируемый цех работает по двухсменному графику работы. Продолжительность рабочей недели составляет 40 часов.

Календарный фонд времени для оборудования составляет ФК=356·24=8760 ч/год.

Номинальный фонд времени (ФН) – это время, в течении которого по принятому режиму должно работать оборудование без учета потерь времени. При двухсменном режиме работы ФН=4036 ч/год.

Действительный фонд времени определяется путем исключения из номинального фонда неизбежных потерь, связанных с возможными ремонтами оборудования и плановым обслуживанием его. Действительный фонд времени автоматизированных формовочных и стержневых линий ФД=3645 ч/год, дуговых печей для плавки стали ФД=3890 ч/год, оборудования для приготовления формовочной смеси, а так же оборудование термообрубного участка ФД=3645, действительный фонд времени термической печи составляет ФД=5691.

2. Расчет производственных отделений литейного цеха

2.1  Плавильное отделение

2.1.1 Расчет ведомости расхода металла на залитые формы

Основой для расчета плавильного отделения является ведомость расхода металла на залитые формы, которая составляется на основе программы цеха и данных техпроцессов.

Ведомость расхода металла на залитые формы проектируемого цеха представлена в таблице 2.

Количество отливок в год с учетом брака – А (графа 9, табл. 2) определяется по формуле:

       (1)

где Г – годовая программа, шт. (графа 4, табл. 2);

Б – планируемый процент брака отливок (графа 6, табл. 2).

Тогда брак отливок в натуральном выражении определится по разнице между отлитыми и годными отливками. [1]

2.1.2 Выбор типа плавильных агрегатов

В качестве плавильного агрегата, для плавки стали, выбраны дуговые электропечи переменного тока, они имеют ряд преимуществ:

1.  возможность получения более точного состава выплавляемого металла с меньшим количеством вредных примесей, более высокий перегрев;

2.  большая возможность механизации и автоматизации, а также процесса регулирования плавки;

3.  неприхотливость к размерам кусков шихты;

4.  возможность более грубой загрузки шихты, допускающей сбрасывание крупных кусков шихты, т.к. дно печи образует постель из мелко кусковых материалов и стружки;

5.  более простой запуск печи, не требующей холостой колоши;

6.  меньшая трудоёмкость при обслуживании печи и ремонте футеровки, производимых между плавками;

7.  меньшая стоимость силового оборудования и площадь занимаемая им;

8.  при использовании дуговой печи нет необходимости проектировать двухуровневое здание.

Как было сказано выше, плавка планируется в дуговой электропечи; при этом, используя чистые шихтовые материалы в частности по сере и фосфору можно отказаться от окислительно-востановительного периода и использовать кислую футеровку печи, что увеличивает стойкость стен и свода печи до  плавок, вместо  на основной футеровке.

В качестве плавильного агрегата, для плавки чугуна, выбраны индукционные печи средней частоты. Этому способствуют такие их преимущества, как возможность выплавки чугуна любого химического состава, любой марки, использование любой шихты. Печи более компактны по сравнению с дуговыми и вагранками, бесшумны, меньше выбросы в атмосферу. Благодаря перемешиванию ванны в печном пространстве не возникают локальные вихревые явления над подовыми электродами, это предотвращает их разрушение. Благодаря этому снижаются шум, пылеобразование, газообразование. В своде печи через специальное отверстие газы удаляются на очистку.         В первый период плавки в шихте образуется расширяющаяся вверх воронка, она предотвращает обвал шихты, предупреждает разрушение электрода.

В второй период электрический режим более стабильный, шихта быстрее растворяется, менее заметен локальный перегрев металла; ток удваивают, а напряжение снижают. Основная мощность дуги излучением передается на шихту. На зеркале металла появляется анодное пятно. 20% мощности передается через анодное пятно.

В ванне печи можно организовать перемешивание, если расположить в трех точках подовые электроды.

Третий период проводят на короткой дуге. Напряжение в 4 раза снижают, ток в 4 раза увеличивают.

Заканчивается плавка шихты; расплав перегревается в таком режиме, можно его рафинировать, перемешивать. Рафинируют его при полной мощности, коротких включениях. Доля энергии превышает 80%.

Перемешивание ванн препятствует возникновению локальных вихрей над подовыми электродами, и предотвращает их разрушение. В 7-10 раз уменьшается выброс газов, пыль. В своде печи через специальное отверстие газы удаляются на очистку.

Для запуска печи идеален пусковой болван, затем добавляется более мелкая шихта. Выпуск тигля рекомендуют до 30 – 50% (выплавка на «болоте»)

2.1.3 Расчет ведомости баланса металла

Ведомость баланса металла составляется на основании ведомости расхода металла на залитые формы. Она составлена для СЧ20 выплавляемого на годовую программу.

Ведомость баланса металла представлена в таблице 3.

Таблица 3 – Ведомость баланса металла СЧ20

При составлении баланса металла данные по статьям 1, 2, 3 в тоннах заносятся из таблицы 2, а данные по статьям 4, 5, 6 в процентах от металлозавалки берутся из литературных справочников или на основании опыта работы базового предприятия.

Металлозавалка рассчитывается по формуле:

,                                               (2)

где М – годовая металлозавалка по выплавляемой марке, т;

Г – масса годных отливок, т;

Л – масса литников и прибылей, т;

Б – масса бракованных отливок, т;

П – сумма потерь металла по статьям 4, 5, 6 баланса металла, %.

Подставляя в формулу (2) соответствующие значения из табл. 3, получим

 т.

После расчета металлозавалки определяются и заносятся в таблицу статьи 1, 2, 3 в процентах, а 4, 5, 6 – в тоннах, а затем суммарные данные по цеху. [1]

Таблица 4 – Ведомость баланса металла 25Л

При составлении баланса металла данные по статьям 1, 2, 3 в тоннах заносятся из таблицы 2, а данные по статьям 4, 5, 6 в процентах от металлозавалки берутся из литературных справочников или на основании опыта работы базового предприятия.

Металлозавалка рассчитывается по формуле:

,                                               (2)

где М – годовая металлозавалка по выплавляемой марке, т;

Г – масса годных отливок, т;

Л – масса литников и прибылей, т;

Б – масса бракованных отливок, т;

П – сумма потерь металла по статьям 4, 5, 6 баланса металла, %.

Подставляя в формулу (2) соответствующие значения из табл. 3, получим

 т.

После расчета металлозавалки определяются и заносятся в таблицу статьи 1, 2, 3 в процентах, а 4, 5, 6 – в тоннах, а затем суммарные данные по цеху. [1]

2.1.4 Расчет шихты и ведомости расхода шихтовых материалов

Расчет шихты производится исходя из требуемого химического состава сплава с учетом фактически используемых шихтовых материалов и применяемых плавильных агрегатов.

В применяемом плавильном агрегате шихта может состоять из стального лома и возврата, а также некоторого количества свежих чушковых чугунов и ферросплавов. Химический состав исходных шихтовых материалов и принятые обозначения приведены в таблице 5,6.

Расчет компонентов шихты был произведен на ЭВМ и приведен в приложении 1.

Таблица 5 – Ведомость расхода шихтовых материалов

Таблица 6 – Ведомость расхода шихтовых материалов

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5