Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Выбор типа плавильных печей




Поскольку процессы выплавки большинства литейных сплавов имеют много вариантов, при проектировании плавильного отделения выбору оптимальной технологии и типа плавильного агрегата следует уделять особое внимание.

Принятие решения должно быть обосновано путем комплексного анализа параметров оптимизации, в которые входят следующие группы факторов:

1) технико-технологические; к ним относятся марка сплава и требования к нему, весовые, размерные и другие технические параметры изготавливаемых отливок, условия проектируемого цеха, в том числе характер производства, обеспечение шихтовыми материалами, источники энергии и др.;

2) экономические; в их число входит оценка различных вариантов по стоимости шихты, энергоносителей, капитальным и текущим затратам;

3) санитарно-гигиенические и экологические; здесь прежде всего подлежат оценке условия труда, объем вредных выбросов и затрат на их локализацию и утилизацию.

Такой анализ особенно необходим при проектировании чугунолитейных цехов, поскольку здесь число вариантов наиболее велико.

Основные технические данные серийно выпускаемых плавильных печей для чугуна, стали и цветных сплавов приведены в литературе. Весьма высокими технико-экономическими характеристиками отличаются тигельные индукционные печи средней частоты нового поколения.

Для плавки чугуна возможно использование как; моно- так и дуплекс-процессов при различных сочетаниях агрегатов: вагранки, дуговые, индукционные тигельные и канальные печи, горизонтальные вращающиеся и др.

При использовании дуплекс-процесса в цехах массового производства целесообразно в качестве агрегатов первичной плавки использовать дуговые печи, а для выдержки и перегрева чугуна (миксеров) применять индукционные тигельные или канальные печи. Для обеспечения ритмичной выдачи металла и уменьшения колебаний его химического состава рекомендуется емкость миксеров принимать равной удвоенной часовой производительности агрегатов первичной плавки. При небольших объемах производства и применении автоматических линий формовки рационально использовать для плавки тигельные индукционные печи, а в качестве миксеров с успехом применяются заливочно-дозирующие установки с индукционным подогревом металла.

Для сталелитейных цехов среднего и крупного литья применяются, как правило, дуговые печи трехфазного тока (ДСП); стандартный ряд емкостей серийно выпускаемых печей 1,5; 3; 6; 12 тонн. Последние годы для этой цели начинают применяться дуговые печи постоянного тока (ДППТ), обладающие рядом преимуществ по сравнению с традиционными печами.

Следует помнить, что в дуговых и индукционных печах при плавке углеродистой стали и чугуна используют, как правило, кислую, а для легированных сплавов – основную футеровку.



При производстве отливок из легированных сталей и чугунов, из сплавов на медной основе, а также алюминиевых рекомендуется использование индукционных тигельных печей малой и средней емкости (0,06–6,0 т), отличающихся наибольшей маневренностью и удобством обслуживания. В последние годы для этой цели также начинают применять ДППТ.

В цехах массового производства число плавильных печей определяется количеством марок сплавов, которые должны одновременно выдаваться на заливку форм, а также условием обеспечения ритмичной работы формовочных линий. Затем по формуле (1.5) определяют требуемую часовую производительность печей и по справочным данным выбирают тип печи с наиболее близкими характеристиками. Можно также задаться предварительно типоразмером печей и по формуле (1.7) найти их требуемое количество.

Поскольку из дуговых печей металл, как правило, должен выдаваться полностью в ковш, его емкость должна равняться емкости печи. Поэтому емкость печи выбирается по максимально допустимой емкости ковша, которая определяется по условию обеспечения заданного температурного режима заливки форм, независимо от того, используется ли ковш непосредственно для заливки или как раздаточный. Это требование формулируется следующим образом: время опорожнения ковша должно быть меньше времени охлаждения металла в нем от максимальной до минимальной температуры, допустимой по технологии заливки форм.

, (4.1)
, (4.2)

где и – соответственно время опорожнения ковша и время охлаждения металла в ковше от верхнего до нижнего значений температуры, допустимых по технологии заливки, мин; – скорость падения температуры металла в ковше, град/мин.



Установленная по технологии скорость заполнения форм (время заливки) и допустимый интервал между максимальной и минимальной температурой металла в ковше в начале и в конце его разливки зависят от металлоемкости форм, особенностей сплава и конструкции отливок.

Исходя из этих условий, наибольшая емкость разливочного ковша (и, следовательно, печи) определится как

, (4.3)

где – емкость ковша, т; – металлоемкость форм, кг; – среднее время заполнения формы, с; k – коэффициент (для простых отливок k = 1,2–1,3, для сложных k = 1,8–2,2); δ – преобладающая толщина стенок отливки, мм; – время на подготовку к заливке очередной формы, с.

По практическим данным, целесообразно из одного ковша заливать 15–30 форм. Тогда при средней металлоемкости форм 100 кг емкость ковша (и, следовательно, печи) должна составлять 1,5–3 т; соответственно при 200 кг 3–6 т; 400 кг и более – 6 или 12 т.

Для цехов крупного литья емкость печей, а также копильников вагранок должна приниматься не менее массы металла на самую крупную отливку в программе.

4.4.3. Выбор вспомогательного и подъемно-транспортного
оборудования

К вспомогательному оборудованию плавильных отделений относят:

1) устройства и системы набора, подогрева и загрузки шихты в плавильные агрегаты;

2) раздаточные, транспортирующие и заливочные ковши и оборудование для их ремонта, футеровки, сушки и подогрева;

3) стенды для набора сводов дуговых печей, набивки футеровки и ремонта индукторов тигельных и канальных индукционных печей, оборудование для приготовления огнеупорных футеровочных масс;

4) печи для прокалки извести, обжига руды и ферросплавов, установки для рафинирования и внепечной обработки металла, удаления и гранулирования шлака.

Количество и параметры указанного оборудования принимают по нормам обслуживания и практическим данным.

Подъемно-транспортное оборудование должно быть выбрано таким образом, чтобы обслуживать все технологическое оборудование, размещенное на площадях плавильного отделения. Основными грузоподъемными средствами здесь служат мостовые краны, их параметры выбираются в зависимости от характеристик печей по нормам технологического проектирования. Для передачи шихты и ковшей с металлом в соседние пролеты применяют рельсовые грузовые тележки с электроприводом. В цехах цветного литья для доставки жидкого металла к раздаточным печам используют безрельсовый напольный транспорт, оснащенный механизмами поворота ковша.

4.5. Проектирование отделений формовки – заливки – выбивки

При проектировании формовочного отделения необходимо решить следующие вопросы:

1) распределить номенклатуру выпускаемых отливок на группы в зависимости от сплава, массы, габаритов, конфигурации и других характерных признаков;

2) для каждой из групп выбрать вид форм: песчано-глинистые, химически твердеющие (ХТС), жидкие самотвердеющие (ЖСС) и др.; способ их изготовления – безопочные, в опоках, в стержнях и т. д.; определить оптимальные размеры форм, количество отливок в форме, среднюю металлоемкость форм;

3) рассчитать годовое количество форм для каждой группы, выбрать тип формовочного оборудования (машины, поточные или автоматические линии); рассчитать необходимое количество единиц оборудования;

4) выполнить технологические расчеты литейных конвейеров формовочных линий; определить схему организации и выбрать оборудование для заливки форм;

5) разработать план расположения оборудования.


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.032 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал