Vв = у·Рн/100 (8.5)
где Vв - расход воды на год, м3,
у - процент влаги в смеси, у = 5%
Рн - годовой расход неуплотненной смеси, м3.
Годовой расход неуплотненной смеси можно определить:
Рн = Ру·0,757 (8.6)
где Ру - годовой расход уплотненной смеси т,
Рн = 0,757·117337.5 = 88824.5 м3,
Vв = 5·88824.5/100 = 4441.2 м3.
Расход воды на охлаждение плавильных печей составляет 10…15 м3 на одну тонну годного литья или 12·30000 = 360000м3.
8.4 Расчет потребности топлива и пара
Топливо и пар в виде газа, мазута, кокса, в литейном цехе используется для подогрева и сушки ковшей и других целей
Укрупненные расчеты ведутся по удельным нормам расхода на 1 т жидкого металла и 1 т годного литья.
Сушка песка в пневмопотоке: 125000 кКал на 1т песка.
125000·20660 = 2582500000кКал
Сушка и подогрев ковшей: 70000 кКал на 1т жидкого металла.
44929.5·70000 = 3145065000 кКал
На технологические нужды: 300000 кКал на 1т годного, или
30000·300000 = 9000000000 кКал
Всего по цеху:49091800000 кДж
Пар в литейных цехах применяется для отопления и вентиляции помещений. Расход пара определяют из расчета возмещения тепловых потерь здания, которые составляют 60…80 кДж/ч на 1 м3 здания и 90…120 кДж/ч при искусственной вентиляции.
Годовая потребность пара на отопление и вентиляцию в тоннах определяется:
Qп = qт·m·V/(i·100) (8.7)
где qт - расход тепла на 1 м3 здания, кКал/ч, qт = 15 кКал/ч,
m - количество часов в отопительном периоде, m = 4320 ч,
V - объем здания, м3, V =39453.6м3,
i - теплота испарения, ккал/ч, i = 540 кКал/кг.
Qп = 15·4320·39453.6/(540·100) = 47344.32т.
9. Строительная часть
9.1 Тип здания, элементы конструкции здания цеха
Здание цеха одноэтажное, имеет прямоугольную форму, состоит из продольных и поперечных пролетов с отношением длины здания к ширине. В таком здании обеспечивается эффективная механическая вентиляция, аэрация и освещение. Ширина всех пролетов – 24 м, высота до подкранового рельса – 12,65м, высота до низа конструкции покрытия – 18,0 м.
Для литейных цехов проектируют здания каркасного типа. Несущий каркас состоит из колонн, установленных на фундаментах и связанных балками и фермами. Колонны и опирающиеся на них фермы образуют поперечные рамы, которые связаны в продольном направлении фундаментными обвязочными балками, подкрановыми балками.
Конструкция здания по роду применяемого строительного материала - смешанная - металлические и железобетонные конструкции. Выбор строительной конструкции здания зависит от назначения литейного цеха; массы выпускаемой продукции, применяемого технологического оборудования, способов механизации производства, нагрузок от технологического и кранового оборудования, а также объемно-планировочного решения здания.
Фундаменты применяются сборные, железобетонные. Колонны подразделяют на наружные и внутренние. Шаг колон по наружной оси принимаются равным 6 м, по внутренней 12 м, что предопределяется длиной ограждающих конструкций (стеновых панелей длиной 6м. Железобетонные колонны - сборные, типовые, прямоугольного сечения.
Колонны имеют консоли для опирания подкрановых балок. Колонны имеют сечение для бескрановых пролетов - 40х40 и 40х60 см, для крановых - 60Х80 и 80Х100 см. Для пролетов, обслуживаемых кранами Q > 50 т, при тяжелом режиме работы кранов применяют двухветьевые колонны, поперечное сечение которых может достигать 100х250 см. Подкрановые балки для кранов Q < 20 т применяют железобетонные таврового сечения, для кранов Q> 20 т при шаге колонн 12 м – металлические.
Покрытие здания зависит от объемно-планировочного решения и применяемого материала. Для строительства проектируемого литейного цеха применяем сборные железобетонные и металлические балки фермы. Для литейных цехов, имеющих большое число вентиляционных коммуникаций, к которым относится и проектируемый цех, рекомендуются безраскосные фермы. Фермы устанавливают на колонны и на подстропильные фермы. Подстропильная ферма поддерживает стропильную, и опирается на колонны средних рядов, расположенные через 12 м.
Стены здания цеха подразделяются на несущие, самонесущие, фахверковые. Несущие стены, воспринимающие нагрузку от перекрытия, выполняют из кирпича. Самонесущие стены несут функцию ограждающей конструкции и воспринимают нагрузки от силы тяжести, гибко связаны с каркасом здания. Фахверковые стены, применяемые для ограждения торцов пролетов, не воспринимают никаких нагрузок, сила тяжести передается на каркас, к которому эти стены крепятся. Для обеспечения устойчивости кирпичные стены усиливают пилястрами, в каркасных зданиях устанавливают дополнительные стойки фахверка на самостоятельных фундаментах.
В качестве стенового материала в проектируемом цехе используются керамзитобетонные панели.
Фундамент, колонны, стены и перекрытия образуют несущий остов здания, воспринимающий на себя все нагрузки. Все здание опирается на основание - слой грунта, прочностью 2,0…2,5 кг/см2.
Кровельное покрытие зависит от типа покрытия здания, климатических условий местности и внутреннего режима помещения. Кровля для нашего цеха проектируется фонарной. В каркасных зданиях по сборным железобетонным фермам укладывают стальной штампованный настил. Наиболее употребительны рулонные многослойные кровли из водостойких материалов, которые укладывают по битумной мастике на слой утеплителя. Так как здание цеха имеет много пролетов, необходимо устроить внутренний отвод воды через воронки в кровле и стояки в ливневую канализацию.
Тип фонарей производственных зданий назначают в соответствии с технологическими и санитарно-гигиеническими требованиями и климатическими условиями района строительства. Устраиваемые на кровле производственных зданий фонари подразделяют на световые, аэрационные и светоаэрационные, по расположению относительно пролетов - на ленточные и точечные. Для центральной климатической зоны в помещениях с большими тепловыделениями применяются светоаэрационные двусторонние фонари с вертикальным остеклением.
Расстояние от торцов фонарей до наружных стен здания или до стен в местах перепадов высот здания принимают равным шагу стропильных конструкций (6 или 12 м).
Одним из важных элементов здания являются полы, стоимость изготовления которых составляет 10—20% стоимости здания. Конструкции полов состоят из покрытия, прослойки, стяжки и основания. В литейных цехах полы должны обладать высокой прочностью и стойкостью к износу и воздействию агрессивных средств. В зависимости от вида производства нагрузки на полы колеблются от 0,5 до 5…10 т/м2 и более, поэтому высокие требования предъявляются не только к устройству особо прочных покрытий, но и их подготовке (прослойки и стяжки. Участки полов, подвергающиеся значительным механическим воздействиям, целесообразно облицовывать стальными штампованными перфорированными плитами толщиной 1,5 или 3 мм или рифлеными плитами толщиной 8 мм с анкерами. В зависимости от характера производства и нагрузок на полы и перекрытия в отделениях литейного цеха применяют различные типы полов.
9.2 Отопление и вентиляция
В качестве теплоносителя для обогрева литейных цехов применяют горячую воду или пар.
Тепло расходуется на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха, поступающего в цех материала и транспорта, потери через стенки здания и строительные конструкции, ворота, проемы и др. Количество поступающего воздуха через ворота и проемы в цехах, не защищенных от ветра или оборудованных вытяжной вентиляцией, составляет 11000 м3/ч на 1 м2 проема. При отоплении цеха с помощью приточной вентиляции температура подаваемого воздуха должна быть не более 70°С, при этом приточная вентиляция устанавливается на высоте более 3,5 м от уровня пола. Если подача воздуха осуществляется на высоте 3,5 м от пола, температура его не должна превышать 45°С, а рабочее место устанавливается не ближе чем на 2 м. В формовочных отделениях приточная вентиляция должна обеспечивать минимально трехкратный воздухообмен. Очистка цеха от пыли и газов производится вытяжной вентиляцией. В местах с выделением большого количества пыли и газов устанавливаются местные отсосы. Вентиляционные установки должны поддерживать заданные температурный режим в цехе и содержание газов, пыли и паров в допустимых концентрациях. На складах вентиляция предусматривается только при наличии оборудования, выделяющего пыль или газы.
9.3 Освещение
Освещению рабочих мест и участков должно уделяться большое внимание. Плохое освещение отрицательно влияет на трудоспособность работающего, что вызывает снижение производительности труда. Литейные цехи освещаются естественным и искусственным светом. Естественное освещение осуществляется через окна и фонари, а искусственное – электролампами различных типов. Нормальная освещенность рабочего места не должна давать резких теней и слепить работающего. В производственных помещениях применяется общее и местное освещение. Светильники общего освещения с лампами накаливания устанавливаются на высоте не менее 3…4 м от уровня пола, а светильники местного освещения - на высоте 2,5 м. Местное освещение проектируется с напряжением не более 36 В, переносное - не выше 12 В. В литейных цехах предусматривается аварийное освещение, величина которого на рабочих местах составляет 10% нормы местного освещения.
10. Внутрицеховой транспорт
К внутрицеховому транспорту относятся все виды подъемно-транспортных средств, обеспечивающие технологический процесс изготовления отливок. Выбор подъемно-транспортного оборудования зависит от серийности производства, вида и дистанции перемещаемого груза, массы отливок и характера расположения оборудования. Внутрицеховой транспорт делится на транспорт периодического, непрерывного действия и пневматический. К транспорту периодического действия относятся мостовые и консольные краны, кран-балки, электротельферы, пневматические и механические подъемники, механизированные тележки. Транспорт непрерывного действия - напольные и подвесные конвейеры различных типов и назначения, рольганговые линии, элеваторы. Для перемещения сыпучих материалов применяются пневмотранспортные установки. Дистанция перемещения материалов достигает 100 м. В зависимости от концентрации система потребляет в среднем энергии 1…1,5 кВт·ч на 1 т перемещаемого материала.
В таблице 5.3 приведены нормы для определения количества мостовых кранов в проектируемом цехе.
Таблица 10.1 – Нормы для определения количества мостовых кранов
| Отделения | Длина участка обслуживаемого одним краном, м | Принятое количество кранов, шт. |
| Плавильное | 30…50 | 2 |
| Формовочное | 20…30 | 3 |
| Стержневое | 20…35 | 2 |
| Очистное | 20…30 | 2 |
| Склад шихтовых и формовочных материалов | 40…60 | 2 |
| ИТОГО | — | 11 |
Список используемой литературы
1. И.З. Логинов. Проектирование литейных цехов. Минск, Вышэйш. школа, 2005 г. – 320 с.
2. Н.А. Рыбальченко. Проектирование литейных цехов. Харьков, ХГУ, 2004 г. – 308 с.
3. П.Н. Аксенов. Оборудование литейных цехов. Москва, Машиностроение, 1997 г.
4. В.Я. Сафронов. Справочник по литейному оборудованию. Москва, Машиностроение, 1995 г. – 312 с.
5. Кнорре. Проектирование литейных цехов. Москва, Машиностроение, 1997 г