Проектирование литейного цеха (стр. 2 из 6)
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
| Наименование статей | Расход по маркам сплава | |
| СЧ20 | ||
| % | т | |
| 1. Годные отливки | 75,5 | 5000,0 |
| 2. Литники и прибыли | 20,4 | 1019,824 |
| 3. Брак отливок | 2,0 | 100,0 |
| 4. Технологические пробы и опытные отливки | 0,5 | 25,0 |
| 5. Сливы и сплески | 2 | 100,0 |
| Итого жидкого металла | 97 | 6244,824 |
| 6. Угар и безвозвратные потери | 3 | 187,3 |
| Металлозавалка | 100 | 6432,16 |
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
| Наименование статей | Расход по маркам сплава | |
| 25Л | ||
| % | т | |
| 1. Годные отливки | 64,9 | 7000,0 |
| 2. Литники и прибыли | 30,6 | 2142,2 |
| 3. Брак отливок | 2 | 140,0 |
| 4. Технологические пробы и опытные отливки | 0,5 | 35,0 |
| 5. Сливы и сплески | 2 | 140,0 |
| Итого жидкого металла | 96,5 | 9457,2 |
| 6. Угар и безвозвратные потери | 3,5 | 331,0 |
| Металлозавалка | 100 | 9788,2 |
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
| Наименование материалов | Расход материалов помаркам сплава | |
| СЧ20 | ||
| % | т | |
| 1. Металлическая шихта | ||
| а) Возврат собственного производства | 20,4 | 1543,7 |
| б) Лом стальной ГОСТ 2787-86 | 13,279 | 855,47 |
| в) чугун литейный ЛК 2 ГОСТ 4832-72 | 65,948 | 4245,2 |
| г) ФМн 78 ГОСТ 4755-91 | 0,774 | 49,78 |
| Итого: | 100 | 6432,16 |
| 2. Шлакообразующие | ||
| а) песок | 2 | 128,6 |
| б) известняк | 0,5 | 32,16 |
Таблица 6 – Ведомость расхода шихтовых материалов
| Наименование материалов | Расход материалов помаркам сплава | |
| 25Л | ||
| % | т | |
| 1. Металлическая шихта | ||
| а) Лом стальной 2А ГОСТ 2787-86 | 71,28 | 6977,0 |
| б) Возврат | 27,43 | 2684,9 |
| в) Чугун передельный ПЛ1 кл. А кат.2 ГОСТ 805-80 | 1,025 | 100,32 |
| д) Ферромарганец ФМн-78 ГОСТ 4755-91 | 0,162 | 15,85 |
| е) Форросилиций ФС-65 ГОСТ 1415-93 | 0,103 | 10,08 |
| Итого | 100 | 9788,2 |
| 2. Шлакообразующие | 3 | 293,6 |
| 3. Раскислитель | 2 | 195,7 |
2.1.5 Расчет количества плавильных агрегатов
Расчетное количество плавильных агрегатов Рпл1 определяется по формуле
, (3)где ВЖГ – годовое количество потребляемого жидкого металла, т (табл. 2); КН – коэффициент неравномерности;
Фплд – действительный годовой фонд времени плавильного оборудования, ч;
Nплрас – расчетная производительность плавильного оборудования, т/ч.
Коэффициент неравномерности для серийного и мелкосерийного производства КН=1,1–1,3. Принимаем КН=1,2. [1]
Расчетная производительность оборудования находится по формуле
, (4)где NЦИК – цикловая производительность оборудования, т/ч;
N – коэффициент использования, равный 0,7–0,9.
Емкость печи определяется по формуле
(2)где ВГ – годовое количество потребляемого жидкого металла;
КН = 1,1–1,3 (в условиях серийного и мелкосерийного производства);
ФД– действительный годовой фонд времени, ч;
tЦ – продолжительность разливки одной плавки, ч.
Так как печь может иметь перегруз на 20 %, то принимаем емкость печи равные 6 тоннам.
Для выплавки чугуна применяется индукционная печь ИППМ-6,0-0,25(ЭКТА).
Техническая характеристика ИППМ-6,0-0,25:
- номинальная вместимость, т 6;
- установленная мощность по трансформатору, кВА 3200;
- теоретический расход электроэнергии на расплавление, кВт·ч/т 550;
- производительность, т/ч 2,26;
- Номинальная частота тока индуктора , Гц 250.
Подставляя в формулу (4) производительность ИППМ-6,0-0,25, получим расчетную производительность плавильного отделения:
т/ч.Подставляя в формулу (3) найденные значения получим
Число единиц оборудования Р2, принимаемое к установке в цехе, определяется по формуле:
, (5)где Р1 – расчетное число оборудования отделения цеха;
К3 – коэффициент загрузки, равный 0,7–0,85;
Подставляя в формулу (5) полученные значения определяем
.Округляя полученное количество оборудования до целого Рпл2=2, находим из формулы (5) действительный коэффициент загрузки плавильного отделения
Для ритмичной работы отделений цеха необходимо выполнения условия: действительная величина коэффициента загрузки оборудования во всех отделениях цеха должна быть меньше коэффициента загрузки основного формовочного оборудования, то есть должно выполняться условие
. (6)Условие (6) для плавильного отделения соблюдено.
Принимаем к установке в плавильном отделении две печи марки ИППМ-6,0-0,25.
Для выплавки стали применяется дуговая печь ДППТУ-6(ЭКТА).
Техническая характеристика ДППТУ-6:
- номинальная вместимость, т 6;
- установленная мощность по трансформатору, МВА 4,3;
- Угар шихтовых материалов,% 3,5;
- производительность, т/ч 3,7;
- Диаметр графитовых электродов, мм 400.