Проект литейного цеха стального литья автозавода мощностью 30000 тонн (стр. 2 из 7)
Для цехов стального литья ,где рабочий процесс связан с использованием печей ,наиболее рационален трёхсменный параллельный режим работы[1]. . При таком режиме работы все технологические операции выполняются одновременно на различных производственных участках. Это позволяет сократить во времени производственный цикл изготовления отливок, наиболее эффективно использовать оборудование и площади цеха, улучшить качество и снизить себестоимость продукции.
При проектировании применяют три вида годовых фондов времени работы оборудования и рабочих:
-календарный:Fк=365 х 24=8760 ч;
-номинальный:Fн, являющийся временем (в часах), в течении которого может выполняться работа по принятому режиму без потерь, равен календарному без праздничных и выходных дней;
-действительный:Fд, (эффективный) равен номинальному фонду без плановых потерь времени;
Действительный годовой фонд времени работы возьмем из таблицы 3.1.[1].
Таблица3.1.-Действительный годовой фонд времени оборудования.
| Оборудование | Номинальный фонд времени, ч | Потери,% | Действительный фонд времени, ч |
| Литейное оборудование | 6020 | 6 | 5658 |
| Особо крупное и сложное оборудование | 6020 | 11 | 5358 |
| Дуговые сталеплавильные печи | 6020 | 10 | 5418 |
| Сушильные печи | 6020 | 5 | 5720 |
Таблица3.2.-Действительный годовой фонд времени для робочих.
| Продолжительность недели, ч | Продолжительность основного отпуска, дней | Номинальный фонд времени, ч | Потери времени % | Действительный фонд времени, ч |
| 40 | 15 | 2020 | 10 | 1818 |
| 40 | 18 | 2020 | 11 | 1798 |
| 40 | 24 | 2020 | 12 | 1778 |
В соответствии с принятым режимом работы отделенийлитейного цеха, составляем сводную таблицу годовых фондов рабочих мест, оборудования и рабочих.
Таблица3.3.-Сводная таблица фондов времени.
| Отделение | Количество смен | Годовой фонд времени, ч | ||
| Рабочего места | оборудования | рабочих | ||
| Плавильное | 3 | 6020 | 6020 | 1840 |
| Формовочное | 3 | 6020 | 5720 | 1840 |
| Стержневое | 3 | 6020 | 5720 | 1840 |
| Смесеприготовительное | 3 | 6020 | 5710 | 1840 |
| Очистное | 3 | 6020 | 5720 | 1840 |
| Подготовки шихтовых материалов | 3 | 6020 | 5720 | 1840 |
4. Проектирование основных отделений цеха
4.1 Расчет плавильного отделения
4.1.1 Составление баланса металла
Расчет плавильного отделения заключается в составлении баланса металла, выборе типа и определении количества плавильных агрегатов, расчете расхода шихтовых материалов на годовой выпуск, определение площади и планировки.
Расчет количества плавильных агрегатов начинается с определения необходимого объема металлозавалки по отдельным маркам металла. Масса металлозавалки состоит из массы годного литья на программу, массы металла литниковых систем, расхода металла на брак и угар и безвозвратных потерь.
Массу металлозавалки каждой группы определяется по формуле[1]:
Q=(Qг/K)*100 (1)
где Q-масса металлозавалки каждой группы, т;
Qг-масса годного литья по каждой группе отливок, т;
K-выход годного литья по каждой группе отливок, %.
Результаты расчетов сводим в таблицу 4.1.
Таблица4.1.-Расчет металлозавалки.
| № | Наименование отливки | Годовой выпуск,т | ТВГ,% | Металлозавалка,т | Угар | Жидкий металл,т | |
| % | т | ||||||
| 1 | Ролик | 156.97 | 60 | 261.61 | 5 | 13.08 | 248.53 |
| 2 | Подкладка | 1711.90 | 60 | 2853.16 | 5 | 142.65 | 2710.51 |
| 3 | Корпус | 646.90 | 60 | 1078.16 | 5 | 53.90 | 1024.26 |
| 4 | Поршень | 3620.80 | 60 | 6034.66 | 5 | 301.73 | 5232.93 |
| 5 | Картер | 452.80 | 60 | 754.66 | 5 | 37.73 | 716.93 |
| 6 | Крышка | 709.63 | 60 | 1182.71 | 5 | 59.13 | 1123.58 |
| 7 | Переходник | 2170.93 | 60 | 3618.21 | 5 | 180.91 | 3437.30 |
| 8 | Втулка | 1027.53 | 60 | 1712.55 | 5 | 85.62 | 1626.93 |
| 9 | Цилиндр | 906.33 | 60 | 1510.55 | 5 | 75.52 | 1435.03 |
| 10 | Барабан | 976.90 | 60 | 1628.16 | 5 | 81.40 | 1546.76 |
| 11 | Шкив | 937.60 | 60 | 1572.66 | 5 | 78.63 | 1494.63 |
| 12 | Основание | 1477.57 | 60 | 2446.61 | 5 | 122.33 | 2324.28 |
| 13 | Патрубок | 2869.22 | 60 | 4782.03 | 5 | 23.91 | 4542.93 |
| 14 | Цилиндр тормозной | 1097.90 | 60 | 1829.83 | 5 | 91.49 | 1738.34 |
| 15 | Цилиндр силовой | 1447.65 | 60 | 2412.75 | 5 | 120.63 | 2292.12 |
| 16 | Пробка | 2509.79 | 60 | 4182.98 | 5 | 209.14 | 3973.84 |
| 17 | Клин | 2302.50 | 60 | 3837.5 | 5 | 191.97 | 3645.63 |
| 18 | Маховик | 153.70 | 60 | 256.16 | 5 | 12.80 | 243.35 |
| 19 | Фланец | 2866.63 | 60 | 4777.71 | 5 | 238.88 | 4538.83 |
| 20 | Опора | 1956.75 | 60 | 3261.25 | 5 | 163.06 | 3098.19 |
| Итого | 30000 | - | 50000 | 2500 | 47500 | ||
4.1.2 Разработка ведомости шихт и формовочных материалов
Состав и количество шихтовых материалов определяем на основании ведомости шихт и баланса металла. В таблице 4.2 содержаться данные о составе шихты по каждой марке выплавляемого металла с разделением шихт по группам материалов, по сортам. От баланса металла зависит расход металла, себестоимость жидкого металла и годного литья.
Таблица 4.2 – Ведомость шихт и баланса металла
| Состав шихты | 25Л | 30Л | 35ХМЛ | Всего | ||||
| т | % | т | % | т | % | т | % | |
| Лом стальной А2 | 1578.31 | 10 | 1789051 | 10 | - | - | 3367.82 | |
| Лом стальной А3 | 1262.48 | 80 | 14316.11 | 80 | 14357.5 | 88 | 29936.31 | |
| Лом чугунный | 315.66 | 2 | 357.90 | 2 | 489.46 | 3 | 1163.02 | |
| Зеркальный чугун ЗЧ5 | 1262.6 | 8 | 1431.61 | 8 | 1142.09 | 7 | 3836.3 | |
| Феррохром ФХ 650 | - | - | - | - | 244.73 | 1.5 | 244.73 | |
| Ферромолибден ФМ 600 | - | - | - | - | 81.57 | 0.5 | 81.57 | |
| Металлозавалка | 15783.19 | 100 | 17895.14 | 100 | 16315.69 | 100 | 50000 | 100 |
| Угар | 946.98 | 6 | 1073.7 | 6 | 978.93 | 6 | 3000 | 6 |
| Жидкий металл | 14836.11 | 94 | 16821.43 | 94 | 15336.66 | 94 | 47000 | 94 |
| Потери при заливки | 15.78 | 0,1 | 17.89 | 0,1 | 16.31 | 0,1 | 250 | 0,1 |
| Брак | 78.91 | 0,5 | 89.47 | 0,5 | 81.57 | 0,5 | 50 | 0,5 |
| Отходы литейного производства | 3945.77 | 25 | 4473.78 | 25 | 4078.9 | 25 | 12500 | 25 |
| Годное литье | 1079.64 | 68,4 | 12240.27 | 68,4 | 11159.87 | 68,4 | 30000 | 60 |
4.1.3 Обоснование и описание способа плавки металла и выбора плавильного агрегата
Расчет плавильных агрегатов ведется по жидкому металлу. Состав и необходимое количество шихтовых материалов определяется на основании ведомости шихт и баланса металла, таблица 4.2.
Для выплавки стали в проектируемом цехе целесообразно установить электродуговые печи.
Дуговые печи обеспечивают возможность быстрого ведения плавки, выдачу металла малыми порциями, получение стали более высокого качества, выплавку высоколегированных сталей и т. д. Печи компактны, просты в управлении и гибки в работе, т. к. могут работать в одну, две смены и круглосуточно.
Футеровка электропечи может быть кислой и основной. В литейном производстве шире применяются печи с кислой футеровкой; кислый процесс более простой и дешевый. Для получения жидкого металла, чистого от примесей серы и фосфора, применяют основной процесс. По сравнению с кислым, при основном процессе расход электроэнергии повышается на 40…50% и увеличивается продолжительность плавки.
Различают следующие основные способы загрузки шихты в электропечь: корзинами сверху, завалочной машиной (мульдой) через окно и вручную при очень малой емкости печей. Выпуск металла осуществляется наклоном печи. Угол наклона в сторону выпускаемой летки составляет до 45°, а в сторону загрузочного окна - до 15°.
Потребное количество плавильных агрегатов определяем по формуле:
(4.2)где n - количество электродуговых печей, шт;
Qж - годовое количество жидкого металла, т;
Т –календарный годовой фонд работы, 365 дней;
t – число суток холодного простоя печи в год (60-75 дней);
q – металлозавалка одной печи на плавку, т;
Н – суточное количество плавок.
Для марок 30Л и 25Л количество ДСП:
Принимаем 2 электродуговые печи производительностью 12т/ч, с коэффициентом загрузки 0,83.
Для марки 35ХМЛ количество ДСП:
Принимаем 2 электродуговые печи производительностью 6 т/ч, с коэффициентом загрузки 0,86.
Количество ковшей необходимых для плавильного отделения рассчитаем по формуле:
(4.3)где к – количество ковшей, шт;
N – количество форм, заливаемых в смену, шт;
z – длительность оборотов ковша;
m – количество форм, заливаемых из одного ковша, шт.
Количество ковшей необходимых для плавильного отделения равно:
=1,3 шт.Принимаем два ковша .
=1,3 шт.