Сплавы делят на железоуглеродистые (черные) и нежелезистые (цветные). Цветные сплавы в зависимости от физических и химических свойств делят на легкие и тяжелые, легкоплавкие и тугоплавкие, химически активные и неактивные.
Особое значение имеет их следующие свойства: температура плавления, степень их химической активности с кислородом воздуха, продуктами горения топлива, материалами футеровки, электродами печей.
Расчет плавильного отделения
Расчет начинают с анализа сплавов, необходимых для выполнения производственной программы и технических требований к ним. Выбирают технологический процесс и оборудование для его выполнения. Затем составляют баланс метала по выплавляемым маркам сплава. Определяют необходимое количество оборудования, по каждой марке сплава, для выполнения производственной программы. Выполняют расчет потребности шихтовых на год и приступают к составлению планировки отделения.
Подбор типа плавильного агрегата зависит от рода металла, развеса отливок, количества марок металла, объема производства, режима работы и вида топлива. Расчет плавильных агрегатов начинают с определения необходимого объема металла для выполнения производственной программы. При массовом и крупносерийном производствах, при постоянной номенклатуре отливок расход металла определяется по детальным расчетом отливок. Масса металлозавалки из массы годных отливок на программу. Массу литниковопитающих систем, расход металла на брак и сливы, на угар и безвозвратные потери.
Брак отливок зависит от характера литья, технических требований к нему, рода металла, вида производства и др.
При дипломном проектировании процент брака отливок принимается по передовому опыту работы базового предприятия с учетом новшеств принятых при проектировании.
Таблица П.1. (слайд 1)
Средний угар и безвозвратные потери в плавильных агрегатах
Род
металла
Плавильный
агрегат
Угар и безвозвратные потери,%
Основной
процесс
Кислый
процесс
СЧ
Вагранка
-
Индукционная печь
-
КЧ
Вагранка
-
Вагранка+инд. печь
-
Сталь
Мартеновская печь
Эл. печь
Мартеновская+Эл. печи
Вагранка+конвертор+Эл. печь.
Инд. печь
Годовой расход металла на годные отливки и литниково-питающие системы принимается по ведомости расчета количества и массы отливок на годовую программу.
В мелкосерийном и единичном производствах, при отсутствии по детально разработанной технологии изготовления отливок, потребность в металле определяется укрупненным расчетом. Основные показатели при расчете являются выход годного отливок, который зависит от различных технологических факторов.
Выход годного – число, выраженное в процентах отношения массы годных отливок к массе металлозавалки.
При укрупненном расчете программы выпуск годного разбивается на технологические группы. Потребность в металлозавалке определяется по каждой группе отдельно. Масса металлозавалки на программу складывается из суммы масс металлозавалки отдельных групп.
Таблица П.2.
Ведомость расчета металлозавалки (слайд 2)
Статьи баланса металла
Марка 1
Марка 2
тонны
%
тонны
%
1. Годное литье
65,0
2. Литниково-питающие ситемы
26,0
3. Брак
3,0
4. Сливы
1,0
Итого жидкого
95,0
5. Угар и безвозвратные потери
5,0
Итого металлозавалка:
100,0
Расчет плавильных агрегатов ведется по жидкому металлу, а оборудование для подготовки шихты по металлозавалке.
Таблица П.3.
Ведомость металлозавалки (шихты) (слайд 3)
Состав металлозавалки
Марка 1
Марка 2
тонны
%
тонны
%
1. чушковые чугуны
40,0
2. лом чугунный покупной
20,0
3. лом стальной покупной
8,0
4. возврат собственного производства
30,0
5. ферросплавы
2,0
Итого металлозавалка
100,0
Металлозавалка, найденная по статьям баланса металла и его составу компонентов шихты должны быть одинаковы, статья отходы собственного производства должна быть равны сумме статей литниково-питающие ситемы, брак, сливы.
Технологические процессы плавки и состав отделения
Определив массу выплавляемых в цехе сплавов выбирают и рассчитывают количество основного и вспомогательного оборудования, материалы, топливо и другие источники энергии. Для выполнения всех этих работ определяют номенклатуру основных и вспомогательных операций, выполняемых в плавильном отделении. Перечень выполняемых операций может быть различным в зависимости от вида сплава и объема производства.
(слайд 4)
Обычно плавильное отделение состоит из 2-х основных участков: набора и взвешивания шихты (шихтовый пролет) и плавки, а так же вспомогательных участков: по ремонту футеровки, сушки и подогрева ковшей, уборки отходов, лабораторий, КИП, пультов управления и др.
В ЛЦ для плавки применяют электрические и топливные печи.
Ваграночная плавка характерна непрерывностью процесса плавки, возможностью работы любом режиме работы от нескольких часов до нескольких суток непрерывно, простотой ремонта и обслуживания. Подогрев дутья, водяное охлаждение кожуха, отсутствие футеровки в зоне плавления позволяет вести процесс с кислыми, нейтральными или основными шлаками и получать чугун высокой температурой 1500-1550 ºС, с низким содержанием S и P. (слад 5)
(слайд 6)
(слайд 7)
(слайд 8)
1- вагранка, 2 – система очистки ваграночных газов от пыли, 3- система дожигания и утилизации тепла, 4 - система подогрева дутья, 5 - система набора и взвешивания шихтовых материалов, 6 – копильник, 7 – устройство для грануляции шлака, 8 – центральный пульт управления.
Наибольшее распространение в цехах находит электрическая плавка. Индукционная плавка чугуна и цветных сплавов обеспечивает получение металла высокого качества с минимальным содержанием газов и вредных примесей. Процесс обычно ведут с «болотом», что позволяет снизить угар и повысить КПД использования эл. энергии. Но в индукционных печах шлак всегда холодный, поэтому металлургические возможности индукционных печей ограничены, а шихта контролируется с особой тщательностью от вредных примесей.
При плавке в дуговых печах широкие металлургические возможности, активнее горячие шлаки, которые позволяют успешно проводить рафинирование металла.
(слайд 9)
(слайд 10)
1 – печь, 2 – трансформатор, 3 – щит управления, 4 – маслонапорная установка, 5 – система мокрой газоочистки, 6установка набора шихты, 7 – стенд для подогрева шихты.
(слайд 11)
В ряде случаев более экономичен процесс с использованием дуплекс процесса, который позволяет непрерывно выдавать металл на конвейер и получать сплавы различных марок.