Материальный состав и потребность в формовочной и стержневой смеси

Рис. 16. Схема приготовления единой формовочной смеси

Расположение производственного оборудования смесеприготовительного отделения, участка, цеха зависит от организационно-технологических особенностей построения производственного про­цесса литейного завода (цеха). В условиях массового и крупносе­рийного производства создаются централизованные смесеприготовительные отделения (участки, цехи), которые готовят формовоч­ные и стержневые смеси различных составов и обслуживают ими формовочные и стержневые участки, цехи с помощью системы лен­точных, шнековых, пневматических конвейеров.

7.4 Управление работой плавильного отделения (участка литейного цеха)

Плавильное отделение литейного цеха должно обеспечить жидким металлом работу формовочного отделения. Необходимое количество, мощности и техническая характеристика плавильных агрегатов устанавливаются в зависимости от специализации литейного цеха и режима работы его производственных звеньев.

Выбор металлической шихты во многом зависит от главных структурных элементов чугуна — углерода, кремния и марганца.

Для отливок из чугуна марки СЧ 15 структура металлозавалки имеет следующие показатели: чушковый чугун ЛКО— 10 %; чуш­ковый чугун ЛК-2 — 20%; стальной лом — 13,2%, добавки — 1,8 %.

Структура металлической завалки для отливок из чугуна СЧ 20 имеет следующие показатели: чушковый чугун ЛК-1—37 %; пере­дельный чушковый чугун М-1 — 15,4 %; стальной лом — 16,8 %; собственный возврат — 20,8 %; чугунный лом— 10 %.

Количественный состав металлической завалки для обеспечения квартального (годового) плана производства отливок зависит от массы годных отливок и планируемого показателя «Выход годных отливок». Выход годных отливок определяется как разность между количественным размером металлозавалки и величиной, включаю­щей массу литников и прибылей, скрапа и сливов, брак отливок (общий), безвозвратные потери и угар. Если принять объем завалки за 100 % (угар и безвозвратные потери составляют 5,5 %, литники и прибыли — 20 %; скрап и сливы — 1,5 %, брак (общий) — 2 %), то выход годных отливок будет равен 71 %, т. е. 100 — (5,5 + 20 + 1,5 + 2).

В состав металлической шихты входят некоторые добавки, ко­торые устанавливаются в зависимости от сплава металла. Так, в металлическую шихту для получения чугуна СЧ 15 добавляют ферросилиций и ферромарганец, количество которых устанавли­вают расчетным путем. Добавки в шихту для получения чугуна СЧ 20 в виде хромо-никелевого и зеркального чугуна устанавливают расчетным путем в процентах к массе металлической калоши.

Флюсы и топливо, не входящие в состав металлической шихты, создают определенные условия для осуществления процесса плавки. Флюсы, добавляемые в шихту, понижают температуру плавления шлака, удаляют золу из топлива в виде шлака, а также изменяют вязкость и жидкотекучесть шлака.

Топливо обеспечивает создание температурных условий процесса плавки металла. Наиболее распространенным видом топлива при ваграночной выплавке жидкого металла является литейный кокс, который обладает высокими показателями прочности, пористостью и достаточной теплотворной способностью. Расход топлива состав­ляет 8—15 % по отношению к завалке и во многом зависит от ко­личества воздуха (м³/мин), приходящегося на 1 м² поперечного се­чения вагранки.

Расчет потребности в материалах осуществляется на основании квартального (годового) плана производства годных отливок, пла­нового задания по соотношению выхода годных отливок, литников, прибылей, потерь от брака, угара, безвозвратных потерь со струк­турой металлозавалки по отдельным исходным материалам.

Потребность в материальных ресурсах для получения жидкого металла в плавильном отделении устанавливается по каждой группе материалов и типу шихты.

Таблица 11

Структурный баланс жидкого металла по плавильному отделению литейного цеха

Таблица 12

Плановая потребность в сырье и материалах по плавильному отделению литейного цеха

Потребность в сырье и материалах, топливе и флюсах позволяет определять необходимое количество производственного оборудования плавильного отделения (вагранок, электропечей, индукцион­ных печей и др.), складских помещений и соответствующего оборудования шихтового двора.

Количественный состав плавильных агрегатов в литейном цехе зависит от производительности агрегата и условий эксплуатации. Эксплуатационные особенности плавильных агрегатов (вагранок, печей) диктуют необходимость устанавливать в литейном цехе спаренные агрегаты (блок агрегатов), когда один агрегат находится в рабочем положении (плавит металл), а второй — в ремонте или на осмотре.

В основу расчета производительности плавильного агрегата принимают следующие показатели: потребность в жидком металле на расчетный период Q; коэффициент неравномерности потребления металла (а = 1,15); действительный (эффективный) фонд времени работы плавильного агрегата Fд; количество одновременно рабо­тающих агрегатов (блок плавильных агрегатов) п. Производитель­ность плавильного агрегата q_п рассчитывается по формуле

q_п = Q_a / ( F_дn).

Для получения жидкого металла для обеспечения квартального задания по производству отливок из чугуна марки СЧ 15 (шихта № 1) (см. табл. 17), необходимо иметь плавильный агрегат следующей производительности:

Принимаем блок плавильных агрегатов (вагранок) средней производительностью до 8,5 т/ч.

Число вагранок или других плавильных агрегатов n, необхо­димых для получения жидкого металла, рассчитывают по кварталь­ной (годовой) потребности в жидком металле Q, часовой произво­дительности агрегата q_п , действительному фонду времени Fд и пла­новому коэффициенту неравномерности потребления жидкого ме­талла (а = 1,15) по формуле

n = Q_а / (F_дq_п).

Число блоков вагранок или других плавильных агрегатов (пе­чей) для приготовления жидкого чугуна марки СЧ 15 (шихта № 1) определим по формуле

n = 8237,45 / (1039,5 × 8,5) = 0,93

или один блок вагранок (печей).

Технико-экономические параметры работы плавильных агрега­тов определяются на основе справочных таблиц применяемости технологического оборудования при проектировании литейных це­хов и заводов.