Проектирование сталелитейного цеха (стр. 3 из 15)
2.5 Расчет времени охлаждения отливки
Расчет времени снятия температуры перегрева:
n = 0,5 - показатель кривой охлаждения;
R = 14мм - средняя толщина стенки отливки;
bф = 1628 Вт*с0,5/ (м* °С) - теплоаккумулирующая способность формы;
ρж = 7150 кг/м2 - плотность жидкого металла;
сж = 838 Дж/ (кг* °С) - теплоемкость жидкого металла;
Тзал = 1983 К - температура заливки;
Тф. н = 293 К - начальная температура формы;
Тл = 1673 К - температура ликвидуса.
Расчет времени охлаждения отливки от температуры ликвидуса до температуры солидуса:
Тс=1620К - температура солидуса;
L=270*103 Дж/кг - удельная теплота кристаллизации сплава.
Расчет времени охлаждения отливки от температуры солидуса до температуры выбивки:
ств=560 Дж/ (кг* °С) - теплоемкость твердого металла;
Твыб = 773К - температура выбивки.
Общее время охлаждения отливки в форме:
τ = τ1 + τ2 + τ3 = 1954 +2568 + 6278 = 10800сек или 3 час
2.6 Разработка технологического процесса с указанием используемого оборудования, приспособлений, инструмента, материалов
2.6.1. Подготовка формовочных материалов
2.6.1.1 Технологический процесс подготовки формовочного песка
Необходимое оборудование и приборы:
1. прибор определения влажности (тип PIT);
2. прибор определения глинистых составляющих;
3. прибор определения зернового состава (тип PSA);
4. контактный термометр (ГОСТ 2823-73Е);
5. лабораторные весы (тип PKW);
6. установка для сушки и охлаждения песка производительностью 10 т/ч фирмы "GIZAG"
7. пневмотранспортные системы для транспортировки высушенного кварцевого песка в силос и к потребителям.
Общие положения:
1. песок кварцевый марки 2К2О2025 ГОСТ 2138-91 поступает из карьера в железнодорожных вагонах с исходной влажностью не более 6%;
2. формовочные пески не должны иметь посторонних включений, остатков растительного слоя, угля, торфа, известняка;
3. приемку песков производит ОТК внешней приемки согласно ГОСТ 2189-78;
4. по показателям качества кварцевые пески должны соответствовать требованиям, указанным в таблице № 2.1;
5. сухие формовочные пески транспортируют пневмотранспортом ко всем потребителям литейного цеха;
Принцип работы установки:
1. грейфером песок подается в загрузочный бункер;
2. вращением тарельчатого питателя влажный кварцевый песок из загрузочного бункера подается через транспортирующий желоб в проходной сушильный барабан;
Таблица 2.1
| Массовая доля составляющих | Марка песка (2К2О2025) |
| глинистой, % не более | 0,5 |
| диоксида кремния, % не менее | 97 |
| коэффициент однородности | до 50 |
| средний размер зерна основной фракции, мм | 0,3 |
3. с помощью встроенных подъемных и транспортирующих лопаток песок постоянно перемешивается, в результате чего происходит интенсивное испарение влаги;
4. после прохождения через сушильный барабан высушенный песок подается ленточным элеватором через сито и каскадный классификатор в охлаждающее устройство;
5. в охлаждающее устройство песок поступает с температурой 120°С;
6. из охлаждающего устройства песок с температурой 30°С и влажностью не более 0,3% транспортируется нагнетательной пневмотранспортной установкой в силос для хранения;
7. от силоса песок пневмотранспортом подается к потребителям;
8. проходной сушильный барабан нагревается природным газом;
9. регулировка пламени горелки происходит автоматически в зависимости от температуры отходящего газа.
Техника безопасности:
1. к работе на установке допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности по выполнению данной работы и имеющие удостоверение на право пользования природным газом;
2. в случае каких-либо неисправностей в работе установки сушки и охлаждения песка, пневмотранспортных установок, установки следует отключить и сообщить об этом мастеру;
3. после окончания работы установку отключить от сети, природного газа, сжатого воздуха и водопровода, убрать рабочее место, инструмент, приспособления в специально отведенные инструментальные ящики.
2.6.1.2 Технологический процесс приготовления формовочной смеси по Alphaset-процессу
Оборудование, оснастка и инструмент:
1. смесителя периодического действия фирмы "+GF+" производительностью 3 т/ч стержневой смеси;
2. установка для приема, подогрева компонента №1 (смолы) на 500 л с системой автоматической дозировки и подачи в смеситель;
3. установка для приема жидкого отвердителя на 500 л с системой автоматической дозировки и подачи в смеситель;
4. система приводных рольгангов и передаточных тележек для осуществления транспортировки полуформ по зонам (подготовки, заполнения, уплотнения, отверждения, извлечения и отделки);
5. краскораспылительная установка для окраски поверхностей форм с емкостью для приема противопригарной краски;
7. формовочный инструмент: гладила, слесарный молоток, ручная трамбовка, душник, малярная кисть, струбцины и т.д.;
8. кран - балка, управляемая с пола грузоподъемностью 5 т.
При использовании смесителя периодического действия очередность ввода жидких компонентов не имеет большого значения. В быстроходных смесителях непрерывного действия прочность на разрыв получается выше, чем в периодических смесителях. Отвердитель вводят в камеру сразу после ввода песка, смолу через 20...30 см по ходу шнека. Рекомендуемая влажность песка - до 3%. Можно увеличить расход отвердителя, чтобы ускорить затвердевание; для замедления затвердевания и, соответственно, увеличения живучести, не рекомендуется использовать менее 15% отвердителя, лучше использовать соответствующий медленный отвердитель.
2.6.2 Изготовление литейных форм
Выбор материалов для оснастки.
Для отливки "Корпус" предусматривается следующая модельноопочная оснастка:
модель отливки - 1шт.
модель плиты - 2шт.
модели элементов литниковой системы
стержневой ящик - 1шт.
штыри для модельных плит
опоки "верха" и "низа"
втулки для опок
штыри для сборки форм
Необходимое оборудование и инструмент:
Механизированная формовочная линия для изготовления мелкого и среднего литья AMD 15 (no-bake) фирмы "+GF+" в опоках размерами 1000x800x250мм
Дозирующие шнеки.
Суточные бункера кварцевого песка и регенерата.
Сборная воронка для смеси.
Бункер для мусора.
Ленточные питатели и пластинчатые конвейеры.
Сбрасыватель.
Защита кабелей, защитные трубы, материал для прокладки.
Шкаф управления.
Комплект передаточных воронок для ленточных конвейеров.
Надленточный магнитный сепаратор.
Надленточный аэратор.
Принцип работы механизированной линии:
Верхняя и нижняя опоки поочередно подаются на вращающиеся плиты-носители с вмонтированными в них моделями верха и низа (соответственно).
В зоне работы пескосыпа происходит заполнение опок формовочной смесью и её уплотнение с помощью вибростола, встроенного в конвейер I.
Далее полуформы транспортируются на конвейер II, где происходит отверждение смеси. В конце конвейера II имеется барабанное поворотно-разделительное устройство, с помощью которого полуформы кантуются и производят удаление моделей, затем полуформы транспортируются на конвейеры III (для нижних полуформ) и IV (для верхних полуформ), а плиты-носители м модельной оснасткой возвращаются на позицию конвейера I для повтора операции заполнения и уплотнения полуформ. На конвейерах III и IV совершается отделка и окраска полуформ, установка стержней. С помощью барабанного поворотно-спаривающего устройства, расположенного в зоне стыковки конвейеров III и IV, производится сборка форм и их крепление специальными скобами.
Далее собранные формы передаются на конвейеры V и VI, где происходит заливка металлом и охлаждение форм. Освобождение опоки от кома отработанной смеси и отливок производится в специальном устройстве, находящемся в конце конвейеров V и VI, включающем в себя колосниковый виброгрохот, систему приемных воронок и бункеров, магнитный сепаратор. После этого отливки с помощью системы пластинчатых конвейеров подаются на участок финишных операций, а отработанная смесь - в предусмотренную установку для регенерации формовочной смеси. Комплекс регенерации представляет собой поточную автоматическую линию, включающую в себя камеру "кипящего слоя", обогреваемую природным газом, охладитель, классификатор песка по зерновому составу, систему пневмотранспорта, систему очистки отработанного воздуха. Процесс регенерации включает в себя следующие этапы:
измельчение смеси до транспортабельного состояния,
удаление неметаллических включений,
механическая оттирка связующих пленок с зерен песка,
просеивание до требуемой зернистости,
обеспыливание смеси и отработанного воздуха.
Готовый регенерат накапливается в запасном бункере, откуда по мере необходимости поступает к смесителю для повторного использования.
Простановка модели: