Проект цеха центробежного литья мощностью 10000 тонн/год - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Проект цеха центробежного литья мощностью 10000 тонн/год

Проектирование плавильного, формовочно-заливочно-выбивного и смесеприготовительного отделений. Выбор оборудования. Расчет потребности цеха в жидком металле, количества шихтовых материалов, расхода формовочных смесей. Технологический процесс формовки.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Приведенный годовой выпуск по группе, шт
Таблица 3.1 - Определение потребности в жидком металле
Расчет потребности жидкого металла приведен в таблице 3.1
В современных цехах центробежного литья используются различные способы выплавки стали преимущественно - монопроцессы. Наибольшее количество стали для цехов центробежного литья выплавляется в электрических печах - дуговых садкой от 1,5 до 25 т, индукционных тигельных садкой 0,06-6,0 т, плазменных емкостью 0,16-1,6 т, печах сопротивления - переплавных печах для получения электрошлакового литья.
Так как необходимо получить углеродистую сталь марки Ст 20Л - Ст 35Л, то выплавку будем производить в электро-дуговой печи с основной футеровкой. Печи с основной футеровкой позволяют производить рафинирование металла от серы и фосфора за счет наведения жидкоподвижных основных шлаков и их удаления в процессе доводки металла [2].
3.3 Выбор вместимости и количества плавильных агрегатов
Часовая потребность отделения в жидком металле устанавливается по формуле:
где Q' - часовая потребность (производительность) плавильного отделения, т/ч;
В г - потребное годовое количество чугуна для цеха, т/г ;
К н - коэффициент неравномерности потребления металла, К н = 1,10 - 1,25;
Ф д - действительный годовой фонд времени работы печи, ч.
Q' = 19430 * 1,2 / 3492 = 6,67 т/ч.
Существуют для установки печи ДСП-12. Установка в плавильном отделении трех печей, даже обеспечивающих требуемую потребность в жидком сплаве нежелательна. Так как потребность в жидком металле цеха центробежного литья устанавливается по определенным группам отливок в зависимости от массы, а так же по видам металла и сплава. Переход на выплавку другого сплава может сопровождаться некоторой потерей производительности печного агрегата по сравнению с режимом плавки одного и того же сплава. А так же выход из строя печи или ее ремонт приводит в данном случае к полной парализации работы цеха. Поэтому устанавливаем четыре ДСП-12.
Таблица 3.2- Технические характеристики устанавливаемой печи
Мощность печи по трансформатору, кВ·А
Количество печей определим по формуле
где В - часовая потребность в жидком металле, т/ч;
q - паспортная производительность печи, т/ч;
К н - коэффициент неравномерности производства.
При проектировании плавильного всегда необходимо предусматривать резервные мощности с учетом дальнейшего развития цеха.
Анализ убедительно показал, что лучшие технико-экономические показатели процесса имеют печи большей садки и, следовательно, они являются экономичными. Уменьшение обслуживающего персонала, а так же затраты на эксплуатацию, по сравнению с печами малой вместимостью [2].
3.4 Расчет потребного количества шихтовых материалов
Потребность цеха в металлошихте будет больше, чем потребность в жидком металле на величину угара сплава и величину безвозвратных потерь, которые имеют место в процессе плавки и выпуска металла из печи. Угар металла зависит от многих факторов: типа применяемого плавильного агрегата, вида получаемого сплава, характера используемой шихты, ее загрязненности, окисленности, развитости поверхности, атмосферы печи, удельной нагрузки на под и других.
Безвозвратные потери при выпуске и плавке сравнительно невелики и зависят от технологии плавки и метода выпуска ее. Сюда входят потери металла со скачиваемым шлаком и корольками в конечном шлаке, потери в виде брызг и насыпей на ковше.
По результатам таблицы 3.1 видно, что в цехе будет образовываться 7483 т/год возврата, что нужно учитывать при шихтовке плавки в плавильном агрегате. Возврат идет в завалку печи, что снижает потребность в свежих материалах. Средний угар шихты при плавке стали в электродуговых печах составляет 4%.
Общая потребность в металлозавалке будет определяться по формуле:
где G Ж.Ме - потребность цеха в жидком металле, г/год;
G Уг.Ме - количество угоревшего металла (G Уг.Ме составляет 4% от G Ж.Ме );
G = 19430 + 777,2 - 7483 = 12724,2 т/год.
3.5 Выбор вместимости ковша и расчет их парка
Нормальная организация работ в плавильном отделении невозможна без оптимального количества разливочных ковшей, служащих для приема плавки, кратковременного хранения, перемещения и заливки расплава.
Для перемещения ковша должно быть запроектировано соответствующее грузоподъемное и транспортное оборудование - монорельс с ручным или электрическим приводом, электрифицированным монорельсовыми тележками, кран-балками или мостовыми кранами соответствующей грузоподъемности.
Вместимость заливочного ковша определяется, в первую очередь, максимальной металлоемкостью формы и может быть равна или кратна ей [2].
Принимаем поворотные ковши емкостью 13 тонн.
Число ковшей, необходимых для обеспечения металлом данного потока, определяем по выражению:
где - число ковшей определённой металлоёмкости, находящихся одновременно в работе, шт.;
- потребность в металле для заполнения готовых форм из такого ковша, кг/ч;
- время оборота (цикла) работающего ковша, ч;
- металлоёмкость ковша, используемая на заполнение литейных форм, кг;
- коэффициент неравномерности потребления металла под заливку.
Потребность в жидком металле составляет по рассчитанному ранее значению 6670 кг/ч. Время цикла составляет 1 час. Металлоёмкость ковша примем равной 13000 кг. Коэффициент неравномерности примем равным 1,4. Таким образом, число ковшей равно
Число ковшей, постоянно находящихся в ремонте в течение года, устанавливается по формуле:
где - число ковшей постоянно находящихся в ремонте в течение года, шт.;
- число ковшей, находящихся одновременно в работе, шт;
- общая длительность ремонтного цикла ковша, ч;
- коэффициент неравномерности поступления ковшей в ремонт;
- фонд рабочего времени ремонтных рабочих, ч.
Число ковшей, находящихся одновременно в работе, равно 1. Общую длительность ремонтного цикла ковшей примем равной 8 часам. Число ремонтов в год примем равное 12. Коэффициент неравномерности примем равным 1,4. Кроме того, необходимо иметь резервные ковши на случай аварийного выхода их из строя. Число резервных ковшей не должно быть меньше двух, а при большом числе одновременно работающих ковшей составлять 15-20 % от их числа.
Фр=(365-105-12)·1·8·(100-12)/100 = 1746 ч.
Таким образом, число постоянно находящихся в ремонте равно
Таким образом, в ремонте постоянно находится 1 ковш.
Число, работающих ковшей в смену, шт.
Стойкость футеровки, количество разливок
4. Проектирование формовочно-заливочно-выбивного отделения (ФЗВО)
Это отделение является основным в составе любого цеха центробежного литья, так как на нем замыкается работа целого ряда основных отделений цеха - плавильного, стержневого смесеприготовительного, а также ряда вспомогательных. Устойчивая и качественная работа ФЗВО определяет как производительность цеха по объему и номенклатуре производства, так и качество литья по геометрическим размерам, массе и шероховатости поверхности [2].
4.1 Выбор технологического процесса формовки
Выбор технологического процесса для конкретного отделения тесно связан с общими и специальными требованиями, которые предъявляются к готовым отливкам по геометрической точности, эксплуатационной надежности и шероховатости поверхности, герметичности, коррозионной стойкости и др. [2]
Исходя из условия задания будем осуществлять производство форм на автоматической линии, т.к. производительность цеха, сравнительно, большая 10 тыс. т/год; характеристика производства - серийное; масса отливки - до 500 кг; группы сложности - 2; максимальный габарит отливки - 1000 мм. По приведенной производственной программе видно (таблица 1.2), что годовой выпуск отливок 104200, а фонд времени равен 3492 ч/г. Использовать будем опоки 600?1200?500 мм. Форма будет состоять из двух полуформ. В связи с тем, что имеются отливки с маленьким весом и габаритами, их можно разместить несколько в одной форме. Из таблицы 4.1 определим количество форм для каждой весовой группы.
Следовательно 42283/3492 = 12 форм в час нужно изготавливать или 24 полуформ.
Таблица 4.1 - Технологические группы литья для серийного производства
Наиболее подходящий вариант, к выше перечисленным требованиям, автоматическая линия завода ОАО «Сиблитмаш». Схема линии показана на рисунке 4.1
Рисунок 4.1 - Автоматическая формовочная линия
В линии используются опоки с размерами в свету от 500?400 до 1600?1200 мм. В автоматическом режиме выполняются операции:
- выдавливание кома горелой смеси с отливкой из формы, очистка опок, отделение отливок от горелой смеси на инерционных транспортирующих решетках;
- разборка опок и последовательная передача их на формовочную машину;
- изготовление полуформ импульсным уплотнением, сборка форм
- транспортировка форм в зону заливки и охлаждения.
Для запитки силовых приводов применена гидросистема на основе лопастных или шестеренных насосов с рабочим давлением 6,3 МПа (63 кг/см 2 ).
В качестве системы управления приводами линий и системы диагностики используется программируемые командоконтроллеры.
Формы будут транспортироваться по рольганговой линии, а изготавливаться при помощи воздушно-импульсной головки (ИНД) на рисунке 4.2, работающей методом воздействия на формовочную смесь воздушного потока с последующей подпрессовкой. Техническая характеристика отображена в таблице 4.2.
Рисунок 4.2 - Воздушно-импульсная головка (ИНД)
Таблица 4.2 - Техническая характеристика машины
160…40 в зависимости от механизации и размера опок
Давление сжатого воздуха в головке, МПа (кгс/см2)
Удельное давление при подпрессовке МПа
Т.к. машина производит 160…40 полуформ/ч, то график работы двухбригадный двухсменный 4а-П с продолжительностью смены 8 часов (без работы в праздничные дни и выходные) вполне устроит, даже с учетом того, что около 500 ч/г уйдет на смену моделей из-за большой номенклатуры. Т.е. фонд рабочего времени автоматической линии будет составлять: 3492 - 500 = 2992 ч., а производительность форм/ч: 49750/2992 = 17 ф/ч (34 полуформы/ч). При выборе автоматической линии учитывается развитие цеха и увеличения серийности и мощности.
Годовая производительность формовочной линии, с учетом простоев по техническим, технологическим и организационным причинам, которые влияют на снижение действительного фонда работы оборудования, определим по формуле:
где g - средняя масса отливок в форме, т;
N ц - цикловая производительность линии, форм/ч;
Ф д - действительный фонд работы оборудования, ч;
К з - коэффициент загрузки (0,5 - 0,8);
К б - коэффициент потерь из-за брака форм и отливок (0,90-0,97).
В 1 = 0,4 * 40 * 2992 * 0,6 * 0,97 = 27861,5 т/г.
где В пр - количество литья по производственной программе, т/г;
В 1 - годовая производительность выбранной линии, т/г.
При проектировании конвейерной линии, на разных участках которых параллельно осуществляются различные стадии технологического процесса: формовка, сборка, заливка, охлаждение и выбивка отливок. Для установления возможности размещения таких линий или определения требуемых габаритов произведем расчет длины линии.
Длина конвейерной линии будет зависеть от расположения оборудования, длительности отдельных операций, где определяющими является длительность охлаждения отливки до выбивки, а также скорость движения конвейера [2].
Общая длина конвейерной линии (L к ), она определяется как сумма длин отдельных технологических участков конвейера.
где L ф , L сб , L зал , L охл , L выб , L во - соответственно длины участков формовки, сборки, заливки, охлаждения, выбивки и возврата опок.
Определяющими участками в расчете общей длины конвейера является длина участка охлаждения, формовки и заливки. Длина других участков сравнительно мала и определяется конструктивными параметрами используемого оборудования.
где n - количество машин или пар машин, расположенных вдоль продольной оси конвейера;
l 0 - расстояние между осями машин или пар машин, м.
Прибавляем конструктивный размер 1 м. и получаем L ф = 2 м.
Количество опок на полной линии (П 0 ) определяется исходя из цикла оборота опок и количества форм, изготовляемых в течении часа:
где N ф - производительность линии, форм/ч;
t 00 - время оборота опок в цикле, ч
В случае ручной заливки длина заливочных участков будет определяться:
где t зал - время заливки металла из одного ковша , мин;
m - число одновременно разливаемых ковшей, шт.(1 ковш).
Скорость движения конвейера (V к м/мин) может быть определена по формуле
где В 0 - часовое количество форм, поступающих с формовочных машин, шт;
l пл - шаг платформы конвейера, м. (1,6 м);
n - число форм на одной платформе, шт. (1 шт.);
h 3 - коэффициент загрузки конвейера (0,8-0,85).
Скорость движения конвейера V к = 0,56 м/мин.
При массе отливок 100-500 кг температура выбивки равна 600-500 0 С, в зависимости от толщины стенки отливки (от 30 до 50) время охлаждения, достигает, 2,8-7,1 часов [1].
Установив время охлаждения отливки, и зная скорость движения конвейера, определим длину охладительной ветви, при скорости перемещения форм на ветке охлаждения равной V к =0,56 м/мин.
Длина участка выбивки сравнительно невелика и составляет 4 м, длин сборки форм равна 3 м, длина возврата опок 4 м.
Работа данной линии циклическая, т.е. линия приходит в движение вследствие нажатия пусковой кнопки на пульте управления. Это сделано для того, чтобы линия не перегружалась. Следовательно, необходимо, чтобы линия начинала движение в нужный момент, за этим следит оператор на пульте управления.
Выбивка кома с отливкой производится на обычной универсальной выбивной решетке. Решетка с размерами полотна 2500х2000 мм.
4.3 Расчет расхода формовочных смесей и стабилизация их свойств
Средняя норма расхода единой формовочной смеси для серийного производства на 1 т годных отливок составляет 6,9 т, расчет параметров ФЗВО сведен в таблице 4.4 [2].
Таблица 4.1 - Ведомость разработки технологического процесса формовочно-сборочных работ
Расход формовочной смеси на годовую программу, м3
На год необходимо смеси 47760 м 3 ·6,9 = 329544 т/год .
Примерные рецепты и свойства сырых глинистых формовочных смесей в таблице 4.4 [1].
Таблица 4.2 - Потребность формовочных смесей и свежих материалов на годовую программу
Технологические потоки (конвейеры АЛЛ, участки)
Рецепты смесей и расходных компонентов
Единая с повышенной прочностью (для автоматов)
5. Проектирование смесеприготовительного отделения
Создание отдельной смесеприготовительной установки для каждой высокопроизводительной АЛЛ позволяет получать стабильные свойства формовочных смесей и сокращать брак литья. В этом случае лучше использовать автоматизированные системы смеси приготовления и регенерации в соответствии с их производительностью.
5.1 Расчет количества неуплотненной смеси
Необходимое количество смеси составляет 362498,4 т/год (таблица 4.2)
Уравнение для определения количества неуплотненной смеси имеет вид:
где 0,831 - коэффициент перехода от весовых к объемным величинам с учетом уплотнения смеси, м 3 /т;
Q ну = 0,831•362498,4 = 301236,17 м 3 .
Количество неуплотненной смеси в час:
301236,17·1,2/3492 = 103,51 м 3 /ч.
5.2 Выбор типа смесителя и расчет потребного оборудования
Для смесей, содержащих глину, целесообразно использовать катковые смесители. Смесители с высокоскоростной мешалкой значительно лучше перемешивают компоненты смеси, время перемешивания может быть сокращено при увеличении прочности смеси и улучшении ее газопроницаемости. Это связано с тем, что реализуется принцип механоактивации смеси, что положительно отражается на ее свойствах.
Для каждого типа смесителя имеется свое рациональное время перемешивания компонентов. Для катковых смесителей оно больше, для сдвоенных с горизонтальными катками меньше, а для лопастных смесителей еще меньше [2].
Смеситель с неподвижной чашей, вращающимися лопостями и высокоскоростной мешалкой для песчано-глинястых смесей выпускаются фирмой Georg Ficher (Швецария). Технические характеристики указаны в таблице 5.1
Таблица 5.1 - Технические данные смесителя GF
Для просеивания и охлаждения отработанных формовочных смесей будем использовать два сита инерционных для грубой и тонкой очистки, модели 13514. Технические характеристики в таблице 5.2
Таблица 5.2 - Технические характеристики инерционного сита 13514
Производительность отсасывающего вентилятора, м3/ч
Пинский завод литейного оборудования
Для разрыхления формовочной смеси после приготовления ее в смесителе будем использовать аэратор модели 16142. Технические характеристики аэратора приведены в таблице 5.3
Таблица 5.3 - Технические характеристики аэратора 16142
Количество отсасывающего воздуха, м3/ч
Пинский завод литейного оборудования
Необходимое количество смесителей найдем по формуле:
где Q у - количества уплотненной смеси, м 3 /г
К н - коэффициент неравномерного потребления смеси, для единичного мелкосерийного и серийного 1,2 - 1,4;
q - производительность смесителя, м 3 /час;
Ф д - действительный годовой фонд времени работы смесителей, ч.
Принимаем к установке один смеситель SAM 160.
Определим необходимое количество оборудования установленного по той же формуле, что и для определения количества смесителей
Количество установок для охлаждения отработанной смеси:
Устанавливаем два аэратора, т.к. имеется два вида смеси.
Количество установок для охлаждения отработанной смеси:
При проектировании смесеприготовительного отделения было установлено следующее оборудование: аэратор, установка для охлаждения отработанной смеси, два сита инерционных, весовой дозатор для подачи смеси в смеситель, дозатор для дозирования глины, два подвесных электромагнитных сепаратора ЭПР - 120.
Цех обслуживают четырьмя мостовыми кранами грузоподъемностью 20/5 т. Для транспортировки опок, моделей и готовых отливок из одного пролета в другой используют передаточные тележки. В цеху три передаточные тележки, расположенные напротив складов для опок, моделей и готовых отливок. Имеются ж/д пути: первые расположены рядом с шихтовым двором, вторые непосредственно расположены на складе готовых отливок для отгрузки продукции.
7. Объемно планировочные решения ФЗВО
При проектировании цехов с центробежным литьём обязательным является соблюдение санитарных норм проектирования промышленных предприятий и выполнение указаний по строительству и проектированию предприятий, зданий и сооружений соответствующей отрасли промышленности, для условий которой проектируется или реконструируется литейный цех. Отклонение от норм проектирования приведет к непринятию объекта в эксплуатацию с большими капитальными затратами на переделку объекта, а следовательно, к затягиванию строительства.
Площадки для цехов с центробежным литьём должны быть отделены от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Для нашего проекта санитарно-защитная зона составляет 500 м, и относится ко 2 классу производства.
Санитарно-защитная зона не может рассматриваться как резерв для расширения промышленной площадки предприятия.
Здание цеха представляет собой двухпролетное одноэтажное строение с шагом колон 6м. Высота железобетонных колонн составляет 18 м. Высота цеха 21,35м. Площадь ФЗВО определяется по фактическому размещению оборудования в пролете. Ширину пролета примем 30м, а длину 168м. За отметку 0,00 принят уровень чистого пола цеха. В пролете А - Е в осях 4 - 17 располагаются четыре дуговых печи ДСП-12. АЛЛ расположена в пролете А - Е в осях 13 - 25, ветви охлаждения форм АЛЛ расположены за пределами цеха. Пролет А - Е обслуживают два мостовых крана грузоподъемностью Q = 20/5. Смесеприготовительное отделение расположено в пролете Е - Л в осях 2 - 15 и обслуживается мостовым краном грузоподъемностью Q = 20/5.
Рисунок 8.1 - Компоновочная схема цеха:
3 - комплексная автоматическая линия формовки, заливки и выбивки отливок;
4 - смесеприготовительное отделение;
1 Основы проектирования литейных цехов и заводов / Под ред. Б.В. Кнорре. -М. : Машиностроение, 1979. -376 с.
2 Миляев А.Ф. Проектирование новых и реконструкция действующих литейных цехов.- Магнитогорск: МГТУ им Г.И. Носова, 2001. -410 с.
3 Сафронов В.Я. Справочник по литейному оборудованию. - М.: Машиностроение, 1985, - 320с.
Производственная программа цеха. Проектирование плавильного отделения. Определение потребности в жидком металле. Выбор вместимости и объема ковша. Расчет расхода формовочных смесей и стабилизация их свойств. Выбор технологического процесса формовки. курсовая работа [1,5 M], добавлен 12.12.2013
Проектирование плавильного отделения. Выбор вместимости ковша и расчет парка для изготовления оболочки валков. Расчет цеха центробежного литья мощностью 10000 т отливок в год. Расчет потребности в шихтовых материалах. Классификация центробежных машин. курсовая работа [1,2 M], добавлен 23.04.2014
Расчет плавильного отделения, технологический процесс выплавки чугуна в печи. Программа формовочного и стержневого отделений. Очистка отливок в галтовочном барабане периодического действия. Контроль процесса литья. Модифицирование серого чугуна. дипломная работа [5,3 M], добавлен 01.02.2012
Выбор и обоснование места строительства цеха, содержание его производственной программы. Проектирование основных и вспомагательных отделений, административно-бытовых и складских помещений, транспорта. Описание способа плавки металла и выбор оборудования. курсовая работа [74,6 K], добавлен 15.06.2009
Характеристика и основные параметры литейного цеха, его классификация и производственная программа. Фонд времени работы оборудования, расчет и проектирование плавильного, смесеприготовительного, формовочного, стержневого и термообрубного отделений. курсовая работа [89,7 K], добавлен 04.11.2011
Основные преимущества и недостатки центробежного литья. Расчет цеха центробежного литья мощностью 10000 т отливок в год. Выбор вместимости ковша и расчет их парка для изготовления оболочки валков. Выбор кокиля для изготовления центробежных валков. курсовая работа [1,7 M], добавлен 01.04.2014
Производственная программа литейного цеха и режим его работы. Подбор и краткое описание необходимого оборудования. Технологический процесс изготовления отливок способом литья по выплавляемым моделям. Расчеты инвестиционных затрат и срока окупаемости цеха. дипломная работа [238,7 K], добавлен 05.01.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проект цеха центробежного литья мощностью 10000 тонн/год курсовая работа. Производство и технологии.
Заключение Трудового Договора Реферат 2022
Дипломная работа по теме Профилактика суицидального поведения у подростков в групповых формах внеурочного взаимодействия
Курсовая работа по теме Анализ организации отбора персонала для замещения должностей муниципальной службы в Администрации города Челябинска
Контрольная работа: Пограммные средства разработки web-страниц. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Банкет-фуршет
Реферат по теме Внимание и восприятие
Реферат На Тему Экологические Проблемы Космодрома "Плесецк"
Курсовая работа по теме Разработка адаптивной технологии выращивания кукурузы на зерно в условиях Первомайского района
Курсовая работа: Проектирование подъёмного механизма
Договор морской перевозки грузов
Речь Защиту Дипломной
Реферат На Тему Валяне Взуття
Дипломная работа по теме Разработка базы данных 'ДЕКАНАТ' в среде программирования 'Delphi'
Дипломная Работа На Тему Региональное Информационное Вещание На Примере Работы Телекомпаний Красноярского Края
Реферат: Минерализация
Реферат: на тему: «вирусы»
Курсовая работа по теме Использование полного факторного эксперимента для построения математической модели и нахождение оптимальных условий для производства мясных рубленых полуфабрикатов
Реферат: Место России в современной системе международного разделения труда МРТ
Кому На Руси Хорошо Сочинение
Реферат: Именология. Теория имён П. Флоренского
Основы цветотерапии - Медицина презентация
Договор розничной купли-продажи - Государство и право реферат
Воспитание экологической культуры на уроках географии - Педагогика дипломная работа