Для получения стали методом продувки применяют чугун марки Б-1 и Б-2 — для кислого и Т1 — для основного процесса. Чугун марки Б-1 и Б-2 содержит минимальное количество фосфора (0,07%) и серы (0,06%). Чугун марки Т-1 содержит гораздо больше фосфора (1,6 — 2,0%, иногда до 2,5%). В последнее время для продувки чугуна вместо воздуха применяют технический кислород, который позволяет повысить скорость плавки и выход качественной стали за счет увеличения добавки твердой шихты, а также уменьшения химических примесей в чугуне, подвергающихся окислению. Конвертер, работающий на кислородном дутье, по своей конструкции отличается от обычных конвертеров тем, что в нем имеется сплошное днище. Кислород вовремя плавки подается в него сверху, так как его подача через донные фурмы приводит к их быстрому разрушению. Для этой цели в конвертер опускают трубу, через которую подают кислород и вдувают известь или смесь извести и плавикового шпата. Концентрацию извести и шпата в струе кислорода регулируют в зависимости от состава чугуна. Работают конвертеры на кислородном дутье емкостью 3, 30, 50, 100, 150 и 250 т. Эти конвертеры в основном футеруются магнезитовым кирпичом и доломитовым порошком. Труба, через которую подается кислород, вместе с известью охлаждается водой. Расход воды для трехтонного конвертера составляет 20 м3/ч. Состав извести может изменяться по содержанию окиси кальция от 78 до 92%, окиси кремния SiO2 — от 1,5 до 2,7% и серы — от 0,07 до 0,12%. Возможность применения извести разного состава является большим преимуществом данного способа. Подача извести в струе кислорода обеспечивает исключительно высокую степень соединения и удаления фосфора и серы из металла в шлак. Добавка плавикового шпата к извести еще больше повышает активность шлаков. Кислород применяется технический под давлением 6 — 8 ат. Для понижения температуры металла в конвертер во время плавки загружают стальной лом и железную стружку. При повышенном содержании кремния в чугуне подачу извести увеличивают для того, чтобы получить шлак с необходимой основностью для связывания фосфора. При продувке томассовского чугуна, содержащего 3,6% С; 0,8% Мп; 0,4% Si; 1,7% Р и 0,04% S, после промежуточного скачивания шлака содержание С в металле понижается до 0,6%, а Р — до 0,1%. Полученный шлак является хорошим удобрением для сельского хозяйства. После повторного вдувания извести получают металл с содержанием 0,8% С; 0,31% Мп; 0,017% Р; 0,014% S; 0,001% Ni и следами S , то есть получают сталь, подобную по составу мартеновской. Расход кислорода на 1 т чугуна составляет 60 — 65 м3, а извести 130 — 135 кг. Длительность продувки в тридцатитонном конвертере составляет 20 - 30 мин, расход футеровки - 10 кг на 1 т чугуна.
На современном этапе развития металлургического производства конвертерный способ не решает задачу получения стали сразнообразными свойствами. Для успешного осуществления конвертерного способа требуется чугун строго ограниченного состава.
3. Разработка технологических процессов сборки машин и их сборочных единиц
Принято различать три вида технологических процессов (ТП): единичный, типовой и групповой. Каждый ТП разрабатывается при подготовке производства изделий, конструкции которых отработаны на технологичность (ГОСТ 14.301—83). Технологический процесс разрабатывается для изготовления нового изделия или совершенствования выпускаемого — в соответствии с достижениями науки и техники.
Разрабатываемый ТП должен обеспечивать повышение производительности труда и качества изделия; сокращение трудовых и материальных затрат; уменьшение вредных воздействий на окружающую среду; реализацию значений базовых показателей технологичности конструкции данного изделия.
Основой для нового ТП обычно служит имеющийся типовой или групповой технологический процесс. Если таковые отсутствуют, то за основу берут действующие единичные технологические процессы изготовления аналогичных изделий.
ТП должен соответствовать требованиям техники безопасности и промышленной санитарии по системе стандартов безопасности труда (ССБТ), инструкций и других нормативных документов.
Правила применения средств вычислительной техники при проектировании технологических процессов (ГОСТ 14.416—83) предусматривают оформление документации в соответствии с требованиями стандартов Единой системы технологической документации (ЕСТД). Исходную информацию для разработки ТП подразделяют на базовую, руководящую и справочную.
Базовая информация включает данные, содержащиеся в конструкторской документации на изделие, и программу его выпуска.
Руководящая информация содержит требования отраслевых стандартов к технологическим процессам и методам управления ими, а также стандартов на оборудование и оснастку, документации на действующие единичные, типовые и групповые ТП, классификаторов технико-экономической информации, производственных инструкций, материалов по выбору технологических нормативов (режимов обработки, припусков, норм расхода материалов и др.). документации по технике безопасности и промышленной санитарии.
Справочная информация имеет своим источником технологическую документацию опытного производства, описания прогрессивных методов изготовления, каталоги, паспорта, справочники, альбомы компоновок прогрессивных средств технологического оснащения, планировки производственных участков и методические материалы по управлению ТП.
Основные этапы разработки технологических процессов. Работа начинается с анализа исходных данных для разработки ТП (первый этап). Необходимо по имеющимся сведениям о программе выпуска и конструкторской документации на изделие ознакомиться с назначением и конструкцией изделия, с требованиями к его изготовлению и эксплуатации.
Затем последовательно выбирают действующий типовой, групповой ТП или аналог единичного процесса. Формируют технологический код изделия по технологическому классификатору, обрабатываемое изделие относится к соответствующей классификационной группе на основе кода и к действующему типовому или единичному процессу.
По классификатору заготовок, методике расчета и технико-экономической оценки выбора заготовок, стандартам и техническим условиям на заготовку и основной материал выбирают исходную заготовку и методы ее изготовления, дается технико-экономическое обоснование выбора заготовки.
Выбирают технологические базы, производится оценка точности и надежности базирования по производительности технологического процесса (используют классификаторы способов базирования и существующую методику выбора технологических баз).
По документации типового, группового или единичного ТП составляют технологический маршрут обработки, определяют последовательность технологических операций и состав технологического оснащения.
Для проектирования технологических процессов изготовления машин необходимо иметь следующие исходные данные: описание машины, подлежащей изготовлению, с четким определением ее служебного назначения; технические условия и нормы, определяющие служебное назначение машины; чертежи сборочных единиц и деталей машин; общее число машин, планируемое к выпуску в единицу времени (год, квартал, месяц); условия, в которых будет осуществляться изготовление машины (проектируемый или действующий завод, возможности использования имеющихся средств технологического оснащения, а также целесообразность приобретения или изготовления этих средств и др.); местонахождение завода (играет немаловажную роль в решении вопросов по специализации и кооперированию, снабжению и др.); наличие и перспективы подготовки кадров; плановые сроки подготовки и освоения новой машины и организации ее выпуска. Наличие перечисленных исходных данных позволяет приступить к проектированию технологических процессов в приведенной ниже последовательности.
1. Осуществляется ознакомление со служебным назначением машины, а также изучение и практический анализ технических условий и норм, определяющих служебное назначение машины (точность, производительность, КПД и другие параметры). Выполнение указанных работ позволяет оценить соответствие установленных ограничений требованиям, которые обеспечивают служебное назначение машины.
2. Установленный объем выпуска машины, ее сборочных единиц и деталей дает возможность определить тип производства и уточнить соответствие этого объема тем условиям, которые обеспечивают необходимые технико-экономические показатели производства. Например, опыт показывает, что добавление некоторого количества оборудования позволяет в ряде случаев повысить коэффициент использования всего оборудования путем увеличения первоначально намеченного выпуска машин и тем самым улучшить технико-экономические показатели.
3. Анализ чертежей машины, сборочных единиц деталей производится с точки зрения обеспечения служебного назначения машины с учетом использования всех возможностей наиболее экономичного ее изготовления при установленном объеме выпуска. В результате изучения сборочного чертежа машины устанавливаются исполнительные поверхности деталей и сборочных единиц и их взаимосвязи, а также основные и вспомогательные базы; определяются кинематические связи, обеспечивающие требуемый закон относительного движения исполнительных поверхностей. Составление схем размерных цепей необходимо для решения целого ряда важных вопросов, связанных с проектированием технологических процессов изготовления машин. Анализ схем размерных цепей помогает: правильно разобраться во взаимосвязях деталей, составляющих машину и ее сборочные единицы; определить методы достижения требуемой точности; определить, правильно ли проставлены размеры и допуски на чертежах деталей машин, и внести в чертеж соответствующие поправки; наметить последовательность сборки машин и ее сборочных единиц; выбрать технологические и измерительные базы деталей и разработать последовательность обработки поверхностей и их измерения; рассчитать межоперационные размеры, припуски и допуски; выполнить размерный анализ технологических процессов.