Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Расчет оборудования плавильных отделений
|
|
Расчет и выбор основного и вспомогательного оборудования для плавильных участков осуществляется на основании массы выплавляемых в цехе сплавов и их химического состава. Сплавы принято подразделять на железоуглеродистые и цветные, которые, в свою очередь, классифицируются на тяжелые и легкие, легкоплавкие и тугоплавкие и т.д.
Основными свойствами сплавов, используемых в литейной промышленности, являются: температура плавления, плотность оксидных пленок на поверхности расплава и степень химической активности. Таким образом, выбор плавильного оборудования напрямую зависит от вида литейного сплава и его физических и химических свойств.
Основные технологические операции, выполняемые в плавильном отделении литейного цеха:
1. Прием и разгрузка шихтовых материалов, топлива, флюсов в расходные емкости.
2. Подача шихты, топлива, флюсов к дозирующим устройствам и набор в соответствии с расчетами.
3. Прокалка, подогрев, просев, дрорбление шихты, топлива, флюсов.
4. Загрузка шихты, топлива и флюсов в печь и плавка металла.
5. Выдача жидкого сплава и шлака из плавильной печи
6. Термовременная обработка и доводка сплава в печах перед раздачей
7. Передача жидкого сплава на разливку
8. Опорожнение плавильной печи после окончания цикла и подготовка печи для следующей плавки.
Каждая операция осуществляется на определенном участке плавильного отделения:
1. Участке навески шихты.
2. Участоке плавки.
3. Участоке внепечной обработки сплава.
Выбор плавильного оборудования основан на металлургических возможностях обеспечения заданного количества сплава, типа используемой шихты, энергетических ресурсов, количеством производимых вредных отходов и экономической целесообразности. Основные типы плавильных агрегатов приведены в таблицах 4-7.
Таблица 4 - Ваграночные комплексы.
| Плавильное оборудование | Тип печи | Производительность, т/ч | Мощность, кВт | Расход топлива, кг/т | Металлургические показатели | Назначение |
| Ваграночные комплексы с подогревом дутья и очисткой газов на коксовом или коксо-газовом топливе. | 95 111 95 112 95 113 95 114 95 115 - | 4 -6 6 – 9 10 – 15 15 – 22 25 – 32 38 – 50 | - | Кокс 100 – 400, кокс + природный газ 80 – 120 + 30 - 40 | Температура выпуска металла 1400 – 1500 оС. Угар и безвозвратные потери 2, 5 – 4, 5 %. Расход известняка 2, 5 – 4 %. | Выплавка чугуна |
Таблица 5 – Индукционные тигельные печи.
| Плавильное оборудование | Тип печи | Производительность, т/ч | Мощность, кВт | Расход электроэнергии (кВт*ч/т) | Металлургические показатели | Назначение |
| Индукционные тигельные печи промышленной частоты | ИЧТ-1/04 ИЧТ-2, 5/1 ИЧТ-6/1, 6 ИЧТ-10/2, 5 ИЧТ-16/2, 5 ИЧТ-21, 5/5, 6 ИЧТ-31/7, 1 ИЧТ-50/15, 5 ИЧТ-60/20 | 0, 4 1, 25 1, 9 3, 1 3, 5 11, 3 14, 2 26, 3 33, 6 | 650 – 700 600 – 650 - - 550 – 600 - - | Температура выпуска металла 1400 – 1550 оС. Угар и безвозвратные потери 2 - 4 %. | Выплавка чугуна | |
| Индукционные тигельные печи для перегрева и выдержки расплавленного чугуна | ИЧТ-1/0, 18 ИЧТ-2, 5/0, 4 ИЧТ-2, 5/0, 13 ИЧТ-6/0, 63 ИЧТ-6/1 ИЧТ-10/1 ИЧТ-10/1, 6 ИЧТ-16/1, 6 | - 9, 5 9, 8 12, 4 | На 100 оС 60 - 80 | Температура выпуска металла до 1550 оС. Изменение химического состава незначительное. Ввод твердых лигатур и добавок до 10 % производительности. | Перегрев и выдержка расплавленного чугуна | |
| Индукционные тигельные печи повышанной частоты | ИСТ-0, 06 ИСТ-0, 16 ИСТ-0, 25 ИСТ-0, 4 ИСТ-1 ИСТ-2, 5 ИСТ-6 ИСТ-10 | 0, 05 0, 1 0, 25 0, 26 0, 57 1, 75 3, 5 | 1000 - 1150 1000 - 1150 850 - 900 850 – 900 | Температура выпуска металла до 1700 оС. Угар и возвратные потери 5 – 7 %. Изменение химического состава незначительно. | Выплавка стали | |
| Индукционные тигельные печи для плавки магниевых сплавов | ИГТ-0, 25 ИГТ-0, 6 ИГТ-1, 6 ИГТ-4 | 0, 105 0, 28 0, 98 1, 75 | - | 450 - 550 | Температура выпуска металла 750 оС. Угар и безвозвратные потери 0, 5 – 1, 2 %. | Выплавка магниевых сплавов |
| Индукционные тигельные печи для выплавки алюминиевых сплавов | ИАТ-0, 4 ИАТ-1, 0 ИАТ-2, 5 ИАТ-6М | 0, 16 0, 4 0, 9 1, 4 | Температура выпуска металла 750 оС. Угар и безвозвратные потери 0, 5 – 1 %. | Выплавка алюминиевых сплавов | ||
| Индукционные тигельные печи промышленной частоты для сплавов на медной основе | ИЛТ-1М ИЛТ-2, 5 ИЛТ-10 ИЛТ-25 | 0, 6 1, 4 2, 1 6, 6 | 450 - 600 | Температура выпуска металла 1300 оС. Угар и безвозвратные потери 0, 5 – 1, 5 %. | Выплавка медных сплавов |
Таблица 6 – Индукционные канальные печи.
| Плавильное оборудование | Тип печи Емкость, т | Производительность, т/ч | Мощность, кВт | Расход электроэнергии (кВт*ч/т) | Металлургические показатели | Назначение |
| Индукционные канальные печи для плавки чугуна | 3, 9 7, 25 - | 500 - 550 | - | Выплавка чугуна | ||
| Индукционные канальные миксеры | ИЧКМ-2, 5 ИЧКМ-4 ИЧКМ-6 ИЧКМ-10 ИЧКМ-16 ИЧКМ-25 ИЧКМ-40 ИЧКМ-60 ИЧКМ-100 | 5, 9 11, 9 11, 9 24, 6/10, 4 24, 6/10, 4 46, 8/20, 4 46, 8/20, 4 98, 0/42, 5 98, 0/42, 5 | 1260/630 1260/630 2520/1260 2000/1000 4000/2000 4000/2000 | 30-40 | Температура выпуска металла до 1500 оС. Изменение химического состава при выдержке незначительное. | Перегрев и выдержка расплавленного чугуна |
| Индукционные канальные печи для плавки сплавов на медной основе | ИЛК-1, 0 ИЛК-1, 6 ИЛК-2, 5 ИЛК-6, 0 ИЛК-16, 0 | 0, 88 2, 67 2, 63 3, 3 | Электроэнергия для латуни и бронзы 200 – 300, для медно-никелевых сплавов 300-400, для никелевых - 600 | Температура выпуска для медных сплавов 1200 оС, для никелевых 1400 оС. Угар и безвозвратные потери 0, 5 – 1, 2 %. | Выплавка медных и никелевых сплавов |
Таблица 7 – Дуговые электропечи.
| Плавильное оборудование | Тип печи или ее емкость, т | Производительность, т/ч | Мощность, кВт | Расход топлива, кг/т или электроэнергии (кВт*ч/т) | Металлургические показатели | Назначение |
| Дуговые электропечи прямого действия | Номинальная емкость печи | 1, 65 2, 8 5, 1 | Электроэнергия 570 – 525 570 – 525 570 – 525 | Температура выпуска металла до 1600 оС. Угар металла и безвозвратные потери 4 – 6 %. | Выплавка чугуна | |
| Дуговые электропечи прямого действия | 0, 5 1, 5 | 0, 33 0, 94 1, 56 2, 7 4, 2 6, 6 11, 4 | 650 – 700 650 – 700 650 – 700 700 – 750 700 – 750 700 – 750 700 – 750 | Температура выпуска металла до 1700 оС. Угар и безвозвратные потери 5 – 7 %. | Выплавка стали | |
| Дуговые электропечи | ДМБ-0, 25 ДМБ-0, 5 ДМБ-1, 0 | 0, 35 0, 5 0, 7 | 250 – 350 200 – 350 200 – 300 | Рабочая температура 1200 оС. | Выплавка сплавов на медной основе |
Количество плавильных печей определяется объемом выплавляемого металла в год и производительностью печей и литейного цеха в целом. Расчет необходимого количества плавильного оборудования производится по формуле:
, (1)
где n – количество печей, которое необходимо установить в цехе;
q – производительность печи, т/ч;
Q – годовое количество жидкого металла, т;
ФД – годовой действительный фонд времени работы печи, ч;
КН – коэффициент неравномерности потребления металла (обычно КН = 1, 3…1, 4).
Объем выплавляемого в год металла определяется на основании ведомости расчета металлозавалки (таблица 8).
Таблица 8 – Ведомость расчета металлозаливки.
| № | Наименование отливки | Годовой выпуск, т | Выход годного, % | Металлозавалка, т | Угар | Жидкий металл, т | |
| % | т | ||||||
| … | |||||||
| Всего |
Выход годного литья зависит от сложности детали, серийности производства и материала (таблица 9).
Таблица 9 – Выход годного, %.
| Сплав | Группа отливок по массе, кг | ||||
| До 1 | 1 - 10 | 10 - 50 | 50 - 500 | Более 500 | |
| Серый чугун | 50 - 60 | 60 - 65 | 63 - 67 | 65 - 70 | 67 - 75 |
| Высокопрочный чугун | 30 - 50 | 50 - 65 | 53 - 57 | 55 - 60 | 60 - 67 |
| Ковкий чугун | 40 – 50 | 50 – 55 | 53 – 57 | - | - |
| Сталь углеродистая | 40 – 50 | 50 – 53 | 53 – 55 | 55 – 57 | 57 – 60 |
| Цветное литье |
Металлозавалка по каждой группе отливок определяется по формуле:
, (2)
где Q - масса металлозавалки;
QГ - масса годного литья;
К - выход годного литья, %.
При размещении плавильного оборудования следует учитывать его габаритные размеры и количество, ширину проходов и проездов для транспортных средств и площади, необходимые для выполнения ремонтных работ. Расчет площадей производится по данным табл. 10. Грузоподъемные, транспортные средства и другое вспомогательное оборудование, требуемое для обслуживания печей, определяется их количеством и производительностью. Грузоподъемность подъемно-транспортных средств выбирается с учетом максимальной массы транспортируемого груза и составляет 100 – 120 % от нее.
Таблица 10. Размеры пролетов плавильных отделений.
| Тип печи | Размеры пролетов, м | Минимальное расстояние между осями печей, м | Минимальная грузоподъмность подъемно-транспортного средства, т | |||
| Ширина | Высота до низа несущей конструкции | Высота до головки подкранового рельса | Шар колонн | |||
| Вагранки: | 18; 24 24; 30 24; 30 30; 36 30; 36 | 16, 8 16, 8 16, 8 21, 6 21, 6 | - - - - - | 6; 12 6; 12 6; 12 | 1, 5 1, 5 2, 5 4, 5 4, 5 (для загрузки шихты) | |
| Индукционные печи: ИСТ-0, 16 ИСТ-0, 25 ИСТ-0, 4 ИЧТ-1 ИСТ-1 ИЧТ-2, 5 ИСТ-2, 5 ИЧТ-6 ИСТ-6 ИЧТ-21, 5 | 18; 24 18; 24 18; 24 24; 30 24; 30 24; 30 | 10, 8 10, 8 10, 8 10, 8 10, 8 10, 8 10, 8 12, 6 12, 6 16, 2 | 8, 15 8, 15 8, 15 8, 15 8, 15 8, 15 8, 15 9, 65 9, 65 12, 65 | 6; 12 6; 12 6; 12 6; 12 6; 12 6; 12 6; 12 6; 12 6; 12 | 2, 5 3, 5 6, 6 | |
| Дуговые печи: ДСП-3 ДСП-6 ДСП-12 ДСП-25 ДСП-50 | 18; 24 24; 30 24; 30 24; 30 24; 30 | 10, 8 12, 6 14, 4 23, 4 27, 0 | 8, 15 9, 65 11, 45 18, 05 21, 65 | 12; 18 | 9, 5/14, 5 12/18 14/18 12/34 14/38 | 20/5 30/5 50/10 80/20 |
Следует отметить, что дробными числами обозначены минимальные расстояния между поперечными осями печей: в числителе – при сливных желобах, обращенных друг к другу; в знаменателе – при рабочих окнах, обращенных друг к другу (для ДСП-3, ДСП-6 и ДСП-12); и расстояния между продольными осями печей: в числителе – расположенных друг к другу свободными сторонами; в знаменателе – при двух печных трансформаторах между печами (для ДСП-25 и ДСП-50).
Определение площади плавильного отделения определяется количеством рабочих мест, проездами и проходами.
|
|