Алюминиевый завод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Алюминий Казахстана Акционерное общество «Алюминий Казахстана» -- бывший Павлодарский Алюминиевый завод.

Виды деятельности и основная продукция алюминиевый завод (ПАЗ) одно из предприятий Казахстана: производства и реализации глинозема, а также добычи, переработки и реализации бокситов, известняка, огнеупорных глин, щебня, производства и реализации галлия, сульфата алюминия и других товаров и услуг, и использование его в интересах акционеров Общества. Численность: на 28.02.2009 г. -- 11867 человек

«Алюминий Казахстана» входит в число десяти ведущих производителей глинозема в мире.

АО «Алюминий Казахстана» в январе-мае 2005-го года произвело 628,7 тыс. тонн глинозема, что на 3,3 % больше, чем в аналогичном периоде 2004- порядка $700 тыс.

Акционерное общество «Алюминий Казахстана» входит в группу предприятий ENRC (ранее ЕПА), а точнее в Подразделение Группы по производству глинозема и алюминия, которое является девятым крупнейшим поставщиком продаваемого глинозема по объёму в мире.

Это подразделение состоит из двух отдельных предприятий: Алюминий Казахстана (АК) и Казахстанский электролизный завод (КЭЗ), и включает в себя два бокситовых рудника, известняковый рудник, ТЭЦ, глиноземный завод и электролизный завод.



1. История возникновения и развития завода

В 60-х (сентябрь 1955 г.) годах в казахстанской степи был построен завод по производству глинозема -- Павлодарский алюминиевый завод. В 1964 году первый эшелон продукции был отправлен с Павлодара на Новокузнецкий алюминиевый завод. В 1995 году предприятие было преобразовано в АО «Алюминий Казахстана». Инвестиции в реконструкцию завода в период с 1994 по 2004 год составили порядка $125 млн.

7 июня 1997 президент республики Нурсултан Назарбаев заложил на территории действующего завода капсулу, символизирующую старт строительства нового предприятия: Павлодарского электролизного завода, который должен был воплотить мечту главы государства о производстве собственного казахстанского алюминия. В 2004 году было начато строительство газогенераторной станции. Стоимость проекта, который относится к числу быстро окупаемых, составляет порядка $12,8 млн

Акционерное общество «Алюминий Казахстана» входит в группу предприятий ENRC (ранее ЕПА), а точнее в Подразделение Группы по производству глинозема и алюминия, которое является девятым крупнейшим поставщиком продаваемого глинозема по объёму в мире.

Это подразделение состоит из двух отдельных предприятий: Алюминий Казахстана (АК) и Казахстанский электролизный завод (КЭЗ), и включает в себя два бокситовых рудника, известняковый рудник, ТЭЦ, глиноземный завод и электролизный завод. На предприятии применяются сертифицированные системы менеджмента качества ISO 9000-2004, ISO 14000. Руководитель Ибрагимов Алмаз Турдуметович

Подразделения компании

В составе компании пять крупных подразделений:

§ Павлодарский алюминиевый завод (ПАЗ) (не является самостоятельной единицей) расположен в северном промышленном районе г. Павлодара,

§ ТЭЦ АО «АК» (в прошлом ТЭЦ-1) расположена возле ПАЗа

§ Филиал АО «АК» -- рудник «Керегетас» расположен в Павлодарской области, недалеко от п. Ушкулун

§ Филиал АО «АК» КБРУ «Краснооктябрьское» бокситовое рудоуправление расположено в Кустанайской области в посёлке Октябрьский

§ Филиал АО «АК» ТБРУ «Тургайское» бокситовое рудоуправление расположено в Кустанайской области в городе Аркалык

1.1 Алюминий и его применение

Алюминий - легкий и прочный материал, обладающий высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды, коррозии, и, изделия из него или покрытые им, очень долговечны. Алюминий отлично сохраняет свои структурные свойства при перепадах температур.

Физические свойства алюминия.

Температура плавления алюминия технической чистоты (99,5 % А1) 658°С. С повышением степени чистоты температура плавления алюминия возрастает и для металла высокой чистоты (99,996 % А1) составляет 660,24°С. Удельная теплота плавления алюминия - около 390 Дж/г, удельная теплоемкость при 0°С-0,88 Дж/(г °С). При переходе алюминия из жидкого состояния в твердое объем его уменьшается на 6,6 % (99,75% А1) . Кипит алюминий при 2500 °С. Плотность алюминия меньше плотности железа в 2,9 раза, меди - в 3,3 раза. В твердом виде алюминий легко подвергается ковке, прокатке, волочению, резанию. Из него можно вытягивать тончайшую проволоку и катать фольгу. Пластичность алюминия возрастает по мере повышения, его чистоты. Временное сопротивление литого алюминия технической чистоты составляет 88-118 Па, прокатанного 176-275 Па. Относительное удлинение соответственно равно 18-25 и 3-5 %, а твердость по Бринеллю НВ 235-314 и 440-590. Алюминий имеет высокую теплопроводность и электропроводность. В зависимости от чистоты теплопроводность алюминия составляет 238 Вт/(м - °С) (99,7% А1) и 247 Вт/(м. °С) (99,99% А1). Электропроводность алюминия также зависит от его чистоты. Для алюминия технической чистоты (99,5 % А1) она составляет 62,5 % от электропроводности меди, а для алюминия высокой чистоты (99,997% А1) 65,45 %. Различные примеси влияют на электропроводность алюминия в неодинаковой степени. Наиболее сильно электропроводность снижают примеси хрома, ванадия и марганца. В меньшей степени, чем примеси, на электропроводность алюминия влияет степень его деформации и режим термической обработки. Отрицательное влияние деформации на электропроводность устраняется отжигом. Следует также отметить, что алюминий обладает высокой способностью отражать световые и тепловые лучи, которая близка к отражающей способности серебра и увеличивается с повышением чистоты металла.

В настоящее время алюминий и его сплавы применяют во многих областях промышленности и техники. Прежде всего алюминий и его сплавы используют авиационная и автомобильная отрасли промышленности.

Широко применяется алюминий и в других отраслях промышленности: в машиностроении, электротехнической промышленности и приборостроении, промышленном и гражданском строительстве, химической промышленности, производстве предметов народного потребления.

В авиапромышленности алюминий стал главным металлом благодаря тому, что его использование позволило решить задачу уменьшения массы транспортных средств и резко увеличить эффективность их применения. Из алюминия и его сплавов изготовляют авиаконструкции, моторы, блоки, головки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и другие детали

В электротехнической промышленности алюминий и его сплавы применяют для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока. В приборостроении он используется при производстве кино- и фотоаппаратуры, радиотелефонной аппаратуры, различных контрольно-измерительных приборов.

Алюминий начали широко применять при изготовлении аппаратуры для производства и хранения крепкой азотной кислоты, пероксида водорода, органических веществ и пищевых продуктов благодаря его высокой коррозионной стойкости и не токсичности.

Алюминиевая фольга стала очень распространенным упаковочным материалом, так как она гораздо прочнее и дешевле оловянной. Также алюминий стал широко использоваться для изготовления тары для консервирования и храпения продуктов сельского хозяйства. Но хранение не ограничивается маленькими баночками, алюминий используется для строительства зернохранилищ и других быстровозводимых сооружений, востребованных в сельском хозяйстве.

Также широко алюминий применяется в военной промышленности при строительстве самолетов, танков, артиллерийских установок, ракет, зажигательных веществ, и дл многих других целей в военной технике.

Широкое применение алюминий высокой чистоты находит в таких новых областях техники как ядерная энергетика, полупроводниковая электроника, радиолокация.

Большое распространение алюминий получил как антикоррозийное покрытие, он прекрасно защищает металлические поверхности от действия различных химических веществ и атмосферной коррозии.

Широко используется еще одно полезное свойство алюминия - его высокая отражающая способность. Поэтому из него изготавливаются различные отражающие поверхностей нагревательных и осветительных рефлекторов и зеркал.

Алюминий используют в металлургической промышленности в качестве восстановителя при получении ряда металлов, таких как хром, кальций, марганец. Он также используется для раскисления стали и сварки стальных деталей.

Не обойтись без алюминия и его сплавов сплавы в промышленном и гражданском строительстве.

Он используется для изготовления каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и др. В Канаде, например, расход алюминия для этих целей составляет около 30 % от общего потребления, в США - более 20 %.



2. Общее назначение литейного производства

Задачей литейного производства является изготовление из металлов металлических сплавов изделий-отливок, имеющих разнообразные очертания и предназначенных для использования в различных целях.

Отливки после механической обработки составляют почти половину массы деталей всех машин, механизмов, приборов и аппаратов выпускаемых разными отраслями машино и приборостроения. Литьем изготовляют также отдельные части строительных сооружений, транспортных устройств и т.п.

Сущность литейного производства сводится к получению жидкого, т.е. нагретого выше температуры плавления, сплава нужного состава и необходимого качества и заливки его в заранее приготовленную форму. При охлаждении же затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит. В процессе кристаллизации и охлаждения сплава формируются основные механические и эксплуатационные свойства отливки, определяемые макро- и микроструктур сплава, его плотностью, наличием и расположением в нем не металлических включений, развитием в отливке внутренних напряжений, вызванных неодновременным охлаждением ее частей и др.

Литейная технология может быть реализована различными способами. Весь цикл изготовления отливки состоит из ряда основных и вспомогательных операций, осуществляемых как параллельно, так и последовательно в различных отделения литейного цеха. Модели, стержневые ящики и другую оснастку изготовляют, как правило, в модельных цехах.

Литейная разовая песчаная форма в большинстве случаев состоит из двух полуформ: верхней и нижней, которые получают уплотнением формовочной смеси вокруг соответствующих частей (верхней и нижней) деревянной или металлической модели в специальных металлических рамках-опоках. Модель отличается от отливки размерами, наличием формовочных уклонов, облегчающих извлечение модели из формы, и знаковых частей, предназначенных для установки стержня, образующего внутреннюю полость (отверстие) в отливке. крепителями (связующими).

Стержень изготовляют из смеси, например песка, отдельные зерна которого скрепляются при сушке.

В верхней полуформе с помощью соответствующих моделей выполняется воронка и система каналов, по которым из ковша поступает литейный сплав в полость формы, и дополнительные полости - прибыли. После уплотнения смеси модели собственно отливки, литниковой системы и прибылей извлекают из полуформ. Затем в нижнюю полуформу устанавливают стержень и накрывают верхней полуформой. Необходимая точность соединения обеспечивается штырями и втулками в опоках. Перед заливкой сплава во избежание поднятия верхней полуформы жидким расплавом опоки скрепляют друг с другом специальными скобками или на верхнюю опоку устанавливают груз.

В разовых песчаных формах производят ~ 80% всего объема выпуска отливок. Однако точность и чистота их поверхности, условия труда, технико-экономические показатели не всегда удовлетворяют требованиям современного производства.

В связи с этим все более широкое применение находят специальные способы литья: по выплавляемым (выжигаемым) моделям, под давлением, центробежным способом, вакуумным всасыванием и т.д. Отливки различных размеров, сложности и назначения из сплавов, существенно отличающихся по своим свойствам, нельзя изготовлять одинаковыми способами.

В связи с этим получили распространение разнообразные технологические процессы, отличающиеся приемами.

2.1 Характеристика сырья, используемого в литейном производстве

К формовочным материалам относятся все материалы применяемые для изготовления разовых литейных форм и стержней. Различают исходные формовочные материалы и формовочные смеси.

Основными исходными материалами для большинства разовых форм являются песок и глина, вспомогательными - связующие добавки:

1). противопригарные;

2). увеличивающие газопроницаемость, податливость, текучесть и пластичность смеси;

3). уменьшающие прилипаемость смесей.

Формовочные смеси приготавливают из исходных формовочных материалов и из смесей, ранее уже находившихся в употреблении (отработанные формовочные смеси). Исходные формовочные материалы завод получает из вне.

В зависимости от назначения смеси разделяют на формовочные смеси, стержневые смеси и вспомогательные смеси.

Правильный выбор формовочных смесей в литейном производстве имеет очень большое значение, т.к. формовочные смеси влияют на качество получаемых отливок.

К числу формовочных песков относят пески, образованные зернами тугоплавких, прочных и твердых минералов. На практике, главным образом, применяются пески образованные зернами кварца.

Кварц обладает высокой огнеупорностью , прочностью и твердостью (по шкале Мооса - 7). Кварц является одной из форм существования кремнезема (SiO2). Благодаря тугоплавкости, высоким механическим качеством, низкой химической активности, а также в следствии низкой стоимости, кварцевые пески широко применяют как основу формовочных и стержневых смесей.

Природные кварцевые пески не бывают свободными от загрязняющих примесей; зерен полевого шпата, частиц слюды и других минералов. Полевой шпат и слюда содержат окислы щелочных и щелочно-земельных металлов. Эти минералы менее тугоплавки, чем кварц и способны вместе с кварцем и окислами залитого Me образовывать сложные легкоплавкие силикаты.

В природных кварцевых песках часто содержится глина. Если эта глина обладает высокими качествами, то такая примесь может рассматриваться как полезная.

Глина является связующим материалом в формовочных и стержневых смесях.

Обволакивая зерна песка, она связывает их и таким образом придает смеси необходимые прочность и одновременно пластичность. Основным компонентом глины является каолинит. В природных формовочных песках содержание глины колеблется в пределах 2-50%. С помощью глины как связывающего материала нельзя обеспечить высокие физико-механические свойства стержней, которые выполняют внутренние полости в отливках. Поэтому для приготовления стержневых смесей используют самые разнообразные связующие - масляные и растительные масла и их заменители: декстрин, сульфоритно-дрожжевая бражка, жидкое стекло, синтетические смолы и др.

Из противопригарных материалов чаще всего используют графит, циркон, пылевидный кварц и порошок каменного угля. Противопригарные добавки вводят в смеси для уменьшения образования пригара на отливках.

Для увеличения податливости и газопроницаемости стержней в стержневые смеси вводят древесные опилки.

2.2 Способы изготовления стержней

Стержни изготовляют ручным и машинным способами в стержневых ящиках и с помощью шаблонов. Наиболее простым и распространенным способом является изготовление стержней в стержневых ящиках. Основные технологические операции приведены в табл. 1.

сырье литейный алюминий завод



Таблица1 - Основные технологические операции

Операция	Содержание работ
Подготовка стержневого ящика	Проверяют наличие отъемных и осадочных частей, оправок, шаблонов и их исправность. Стержневые ящики не должны иметь качающихся отъемных частей, покоробленных стенок, плохо вынимающихся ребер, кронштейнов, вытряхных вставок и стенок; на рабочих поверхностях не допускаются трещины, вмятины, забитые углы и другие дефекты. Очищают рабочие поверхности стержневого ящика от пыли, песка и остатков смеси. Наносят кистью или пульверизатором разделительное покрытие. Разъемные стержневые ящики скрепляют скобами, болтами и др.
Предварительное заполнение стержневого ящика смесью	Засыпают слой (30--60 мм) стержневой смеси, проставляют проволоку, крючки или каркас для армирования стержня и его выступающих частей, смесь уплотняют вручную или на машине до 3/4 высоты стержневого ящика
Простановка каркаса	Каркасы не должны иметь трещин, ослабленных сечений и других дефектов. Осаждают (если требуется по технологии) в смесь литой или сварной каркас, предварительно смоченный жидким раствором глины. Зазор между каркасом и стенками ящика равен: для стержней с наибольшим размером до 500 мм -- 20--30 мм, до 1000 мм -- 25--45 мм, свыше 1000 мм -- 40--60 мм. Торцы литых каркасов должны отстоять от поверхности стержня на 10--20 мм. При высоте стержня свыше 750 мм ставят два ряда каркасов. Разборные каркасы (первый ряд планок) закладывают на предварительно уплотненный слой смесь толщиной 50--80 мм. и после уплотнения стержневой смеси на 3/4 высоты стержневого ящика прокладывают второй ряд планок
Вентиляция стержня	Выступающие и узкие части стержня укрепляют крючками и прокладывают в них полый капроновый шнур или восковые фитили для вентиляции, концы которых выводят в полость под заполнитель или в знаковые части. Полость в стержне (если необходимо) выполняют с помощью коробки (бруска) или вручную. Толщина рабочего слоя смеси от стенки ящика до полости под заполнитель равна 60--80 мм для стержней с наибольшим размером до 500 мм; 80--100 мм -- до 1000 мм; до 100--120 мм -- более 1000 мм. После формовки коробку извлекают из стержня. В стенках полости под заполнитель вентиляционной иглы Диаметром 6--8 мм накалывают несквозные каналы числом не менее 8 шт. на 1 дм2. Полость засыпают смесью из 50% древесных опилок и 50% отработанной смеси или керамзитом. Затем наполнитель уплотняют, занизив уровень засыпки на толщину рабочего слоя смеси. Место занижения уплотняют стержневой смесью
Окончательное заполнение стержневого ящика	Насыпают стержневую смесь до верха стержневого ящика, уплотняют ее вручную пневматической трамбовкой, киянкой, набойкой или машинным способом. Армируют стержень проволокой, отогнутой от каркаса, или проволокой, предназначенной для армирования, после чего досыпают стержневую смесь и окончательно ее уплотняют. При армировании верхней части стержня концы проволоки заправляют в смесь
Удаление излишков стержневой смеси	После окончательного уплотнения смеси со стороны заполнения стержневого ящика выполняют наколы числом не менее 2--3 на 1 дм2. Затем излишки смеси срезают ножами и верхнюю плоскость стержня заглаживают гладилкой. При уплотнении стержня со стороны знаковой части или по разъему ящика наколы выполняют после срезания излишков смеси и заглаживания верхней плоскости. Плотность поверхности стержня 70-- 80 ед.
Осадка отъемных частей	При наличии осаживаемых отъемных, частей смесь под ними разрыхляют и частично удаляют; затем очищают используемые для фиксации гнезда и осаживают в смесь отъемные части киянками. Удары наносят по шпонкам или деревянным подкладкам. После осадки отъемные части извлекают, в неуплотненные места подсыпают смесь и снова осаживают отъемные части. Верхнюю плоскость стержня заглаживают в местах, искаженных при осаживании отъемных частей
Отделка стержня со стороны заполнения смесью стержневого ящика	Выступающие части, тонкие бортики, углы и кромки прошпиливают шпильками длиной 75-- 125 мм (шаг прошпиловки -- 25--40 мм). Прошпиленные места заглаживают гладилкой и припыливают черным графитом (знаковые части стержня допускается присыпать сухим песком). Углубления засыпают стержневой смесью, которую уплотняют вручную до верхнего уровня стержневого ящика. В стержнях, составляемых из половинок по разъему ящика прорезают вентиляционные каналы с выводом их в знаковые части или в специальные стояки (наколы), соединенные с полостью внутри стержня. Во все стороны от вентиляционных каналов выполняют несквозные наколы с шагом 25--60 мм
Извлечение стержня из стержневого ящика	После отделки верхней плоскости стержня на стержневой ящик накладывают сушильную плиту с отверстиями. Стержневой ящик с закрепленной плитой кантуют на 180° вручную или машинным способом. Стенки и отъемные части при извлечении стержня слегка обстукивают киянкой. При протяжке машинным способом включают вибраторы. Отъемные части и стенки, извлеченные из стержня, протирают ветошью и вставляют по меткам в стержневую коробку или собирают
Отделка стержня	Отделку стержня выполняют после извлечения его из стержневого ящика. Тщательно заделывают выявленные неплотности, подрывы (поврежденные при извлечении части стержня), сквозные наколы (при необходимости отделываемые места слегка увлажняют). Выступающие части стержня, тонкие бортики, углы и кромки прошпиливают шпильками (шаг прошпиловки 25--40 мм). Стенки стержня должны быть прямолинейными, платики и бобышки -- четкой конфигурации. Несформованные в стержневом ящике галтели выполняют вручную с применением шаблонов. Прорезают вентиляционные каналы до заполнителя, в местах спаривания стержней (если такие имеются) делают наколы, откапывают вески, прорезав каналы шириной 30--50 мм и длиной 50--70 мм. Отделанный стержень окрашивают и сушат

Производительность ручной формовки очень низка; отдельные операции ручной формовки (например, набивка форм) являются весьма тяжелыми для формовщиков; отделка форм требует высокой квалификации формовщика.

При серийном и массовом производстве применяется машинная формовка в опоках, которая дает высокую производительность и не требует высокой квалификации рабочих. При полной механизации операции формовки формовщик лишь устанавливает опоку на машину, управляет машиной и снимает готовую заформованную опоку.

Для формовки на машинах применяют металлические модельные плиты с привинченными к ним металлическими моделями. Доски могут быть односторонними, для формовки одной части формы, или двусторонними для формовки двух (обеих) частей формы. На модельных плитах устанавливаются модели для образования самих форм и для литниковой системы и выпоров, поэтому никакой дополнительной вырезки в форме не производят. Такой способ формовки используется при изготовлении штендеров, профилей для рекламных щитов, складских стеллажей, сейфов, верстаков и других металлических изделий, не требующих высокоточного сохранения геометрических форм.

Формовочные машины могут быть:

1). с механизированным извлечением моделей (при набивке опок вручную) из формы;

2). с механизированным наполнением и уплотнением формовочной смеси и механизированным извлечением моделей из формы.

Извлечение моделей из формы производится путем подъема заформованной опоки на штифтах или опускания модельной плиты с моделью. На машинах с поворотной доской набитую опоку переворачивают вместе с моделью и поворотным столом, после чего опока раскрепляется, стол поднимается и опоку снимают с приемного стола.

Во всех случаях перед извлечением моделей производится их расколотка с помощью пневматических вибраторов, действующих на модельную плиту.

Машины с поворотной плитой применяют, когда в форме имеются большие выступы формовочной смеси, которые могут обвалиться при извлечении модели без предварительного поворота. Механизмы для извлечения моделей приводятся в действие или сжатым воздухом, или от мотора, или вручную.

Наполнение опок и уплотнение формовочной смеси. Уплотнение формовочной смеси в опоках осуществляется прессованием, встряхиванием или бросанием.

Прессование формовочной смеси производится сверху или снизу. При прессовании сверху опоку с рамкой ставят на модельную плиту, установленную на стол машины, и наполняют формовочной смесью. При движении прессующей части машины вниз смесь уплотняется, уменьшаясь в объеме.

Недостатком такого способа уплотнения является то, что небольшое уплотнение получается не у модели, а на верхней поверхности формы.

Встряхивание является наиболее распространенным способом уплотнения. Оно состоит в многократных толчкообразных движениях опоки вместе со смесью и модельной плитой. Встряхивающие машины обычно работают на сжатом воздухе. Опока устанавливается и закрепляется на подвижном столе, который для уплотнения смеси попеременно резко поднимается вверх и падает вниз. Наибольшее уплотнение получается при этом внизу опоки, у модели. Уплотнение верхнего слоя опоки производится подпрессовкой или подтрамбовкой.

Наполнение опок одновременным уплотнением смеси бросанием производится пескометами. Формовочная смесь из бункера пескомета через окно подается к его головке. Ковшик 2 головки быстро вращается и выбрасывает смесь с большой скоростью через отверстие 3 в опоку 4.

Степень уплотнения смеси регулируют, изменяя скорость вращения ковшика 2. Головка может передвигаться и обслуживать значительную площадь опоки. Пескометы дают равномерное уплотнение по всей высоте опоки; применяются для наполнения крупных форм.



3. Оборудование литейного производства

Все оборудование для литейного производства можно подразделить на формовочное, стержневое и вспомогательное. К формовочному относится различное оборудование для изготовления отливочных форм и формовочных смесей - машины для изготовления форм, смесители и автоматизированные линии для приготовления формовочных смесей.

Формовочные машины могут быть парной и стопочной формовки. Машины парной формовки изготавливают формы в парные опоки. Для улучшения качества отливков, при производстве форм может использоваться метод импульсного уплотнения форм.

Машины стопочной формовки изготавливают формы с последующим сбором их в стопку. Стопочная формовка предполагает два вида технологии: формовка односторонним отпечатком модели (по такой технологии отливают заготовки для поршневых колец, седел клапанов, крышки, фланцы и другие детали) и формовка с двухсторонним отпечатком модели (по этой технологии изготавливают такие детали, как водозапорная арматура, тормозные колодки, фитинги, различные корпусные детали и др.).

В смесеприготовительном оборудовании приготавливают несколько видов смесей для изготовления отливочных форм: песчано-глинистую, песчано-смоляную и песчано-известковую. Песчано-глинистая смесь используется для изготовления песчаных отливочных форм для литейных цехов. Песчано-смоляная смесь используется для изготовления песчаных стержней. А песчано-известковая смесь используется в производстве сухих строительных смесей.

Для изготовления литейных стержней используются машины, изготавливающие стержни в холодных и горячих ящиках, смесители и автоматизированные линии для приготовления смеси, уплотнительные вибростолы.

К вспомогательному литейному оборудованию относится оборудование для розлива металла, восстановления смесей, сушки и транспортировки материалов.

Оборудование для литейного производства подлежит техническому регламенту, поэтому для него необходим сертификат ТР.

Таким сертификатом подтверждается соответствие оборудования техрегламенту, который определяет требования к качеству и безопасности продукции.

3.1 Формовочное оборудование

Формовочное оборудование, служит для изготовления литейных форм. По рабочему процессу Ф. о. принято делить на формовочные машины, а также пескомёты, пескодувные машины, пескострельные машины. Формовочные машины механизируют уплотнение смеси в опоках и извлечение модели. Отдельные группы машин переворачивают полуформы на 180° и сталкивают их на сборочный рольганг. Формовочные машины классифицируют по виду энергии для привода механизмов (пневматические, гидравлические, механические, электромагнитные), по методу уплотнения смеси в опоке (встряхивающие, встряхивающие с допрессовкой, прессовые, вибропрессовые) и по способу извлечения модели (со штифтовым или рамочным подъёмом полуформы, с поворотным или перекидным столом). Машина, показанная на рис. 1, предназначена для изготовления верхних полуформ и работает в паре с машиной для изготовления нижних полуформ. Такое сочетание формовочных машин наиболее эффективно, т.к. исключает переворот верхней полуформы во время сборки формы. Изготовление формы в целом на одной машине производится только для мелких отливок, когда формовка осуществляется по съёмной опоке.



1 -- станина; 2 -- модельная плита; 3 -- колонна прессовой траверсы; 4 -- цилиндр поворота траверсы; 5 -- прессовая колодка; 6 -- прессовая траверса; 7 -- сталкиватель готовых полуформ на конвейер; 8 -- стойка (дополнительная опора) прессовой траверсы; 9 -- замок стойки траверсы; 10 -- протяжная рамка; 11 -- колонка управления Рисунок 1 - Формовочная машина

Смешивающие бегуны

Подготовленные исходные материалы в определенном весовом соотношении и последовательности тщательно перемешиваются и подаются в бункера-отстойники, где происходит набухание частичек глины и равномерное распределение влаги. Из бункеров-отстойников смесь поступает по ленточным транспортерам через разрыхлители или аэраторы в формовочные и стержневые отделения. Формовочные материалы перемешиваются специальными машинами -- бегунами.

Смешивающие бегуны с вертикально расположенными катками (рис.2) состоят из рамы-основания 1, электромотора 8, редуктора 7, чаши 2, в которой размещаются катки 4 и плужок 3. Мотор и редуктор через соединительную муфту 6 передают вращение валу 5, последний через конические шестерни приводит во вращение вертикально расположеный вал, связанный шарнирно с катками 4. При включении привода катки совершают круговое движение по днищу чаши, вращаясь вокруг собственной оси, кроме этого, они могут приподниматься и опускаться в зависимости от слоя смеси, находящегося в чаще. Для лучшего перемешивания смесь все время подается плужком 3 под вращающиеся катки 4.

Примером автоматизированного оборудования для приготовления смеси являются центробежные смеситель-бегуны 115 (рис. 3).

Рисунок 2 -Смешивающие бегуны с вертикально расположенными катками

Смеситель представляет собой глубокую чашу 2, покрытую внутри резиновой лентой 1. На вертикальном валу 10 укреплены траверсы 8 с кронштейном 5, к которым подвешены маятниковые катки 6, также покрытые резиновой лентой. Вертикальный вал 10 передает вращение каткам 6. При включении электродвигателя 12 под действием центробежной силы катки прижимаются к борту чаши и, вращаясь вокруг своей оси, обегают боковую поверхность чащи. Формовочные материалы попадают через воронку 4 на неподвижный диск 9 и подбрасываются специально устроенными лопатками под катки. Лопатки прикреплены к траверсам и вращаются вместе с катками вокруг оси смесителя. Вода для увлажнения смеси в строго определенном количестве подается через водомер 11 в резервуар 7, а из него в смеситель.

Готовая смесь периодически выпускается через боковое окно чаши. Образующаяся в процессе работы пыль удаляется вентиляционной системойчерез трубку 3 потоками воздуха, поступающего от вентилятора по трубе 13 и охлаждающего смесь. Такой центробежный смеситель может приготовлять до 40 т наполнителей смеси в час.

В современных литейных цехах работают землеприготовительные установки, в которых дозирование формовочных материалов, приготовление смесей, контроль свойств и подача их к рабочим участкам осуществляются автоматически.

Рисунок 3 - центробежный смеситель-бегуны

Ленточные конвейеры

Ленточные конвейеры - самый распространенный вид непрерывного транспорта сыпучих материалов на металлургических заводах. Протяженность конвейеров на предприятиях цветной металлургии достигает 600 км. Конвейеры бывают: станционарные и передвижные или переносные; горизонтальные, наклонные и комбинированные (изогнутые в вертикальной плоскости). На металлургических заводах применяют конвейеры установки станционарного типа: горизонтальные и наклонные.

В состав каждого ленточного конвейера входят: бесконечная лента, являющаяся тяговым и несущим органом конвейера, приводной механизм, рама, ролики, поддерживающие верхнюю и нижнюю ветви ленты, натяжная станция.

Ленты. Для конвейеров применяют ленты: прорезиненные с тканевой основой; резинотросовые и стальные. На предприятиях отрасли используют прорезиненные ленты желобчатой формы (преимущественно) плоские.

1 - Привод; 2 - лента; 3 - приводной барабан; 4 - разгрузочное устройство; 5 - верхняя роликоопора; 6 - нижний ролик; 7 - сбрасывающая тележка; 8 - рама; 9 - загрузочное устройство; 10 - натяжной барабан; 11 - натяжное устройство; 12 - груз Рисунок 4 - Схема ленточного конвейера

Прорезиненная лента состоит из каркаса (сердечника) 1 и резиновых обкладок 3. Назначение каркаса воспринимать тяговое усилие. Каркас имеет от 3 до 10 прокладок, связанных между собой резиновыми прослойками толщиной 0,2-0,3 мм. Материал прокладок - хлопчатобумажная ткань - бельтинг или синтетические материалы типа лавсана, капрона, нейлона. В лентах повышенной стойкости предусматривают дополнительно 1-2 слоя разреженной ткани (брекер) 2 и усиление бортов ленты. Число прокладок определяется требованиеми прочности ленты и ее шириной. Толщина резиновых обкладок с рабочей стороны ленты 3-8 мм, с нерабочей 1-2 мм. Ленты с основой из бельтинга имеют малую удельную прочность, недостаточную теплостойкость, высокую гигроскопичность; подвержены сравнительно быстрому гниению под действием приникающей влаги.

Резинотросовые ленты отличаются малой остаточной деформацией и незначительным удлинением. Тросы свиты из стальных высокопрочных проволок. Прокладки, выполненные из уточной капроновой ткани, придают лентам прочность в поперечном направлении и повышенную сопротивляемость ударным нагрузкам и продольным порывам. Область применения резинотросовых лент - конвейеры очень большой длины. Для транспортирования руды и горной породы в карьерах поставляют ленты шириной до 2400 мм и прочностью 1200-1600 кгс на 1 см ширины.

Для канатно-ленточных конвейеров применяют ленты специальной конструкции, армированные стальными пластинами сечением 12*5 мм, уложенными поперек ленты с шагом 100 мм. Ленты шириной 900 мм устанавливают на конвейерах длиной около 7 км (два става).

3.2 Вспомогательное оборудование

Повышение прочности стержней происходит вследствие высыхания пленок связующего материала (крепителя) и более прочного скрепления отдельных песчинок между собой. Прочность смесей из песчано-глинистых материалов повышается за счет увеличения прочности глины в сухом состоянии. Увеличение газопроницаемости стержней после сушки происходит в результате испарения влаги и возгонки органических добавок.

Изготовляются сушильные печи различной конструкции. В качестве топлива применяются: уголь, бой кокса, нефть, природный газ и др. Мелкие стержни, содержащие крепители KB, П, КГ, сульфитно-спиртовую барду и др., сушат при температуре 150--240° С в течение 1--3 ч. Мелкие песчано-глинистые стержни сушат в течение того же времени, но при более высокой температуре (до 250° С). Крупные стержни из песчано-глинистых смесей требуют более продолжительной сушки (до 6 ч и более) при температуре от 300 до 450° С.

Сушильные печи для стержней подразделяются на камерные тупиковые, камерные проходные и проходные конвейерные сушила непрерывного действия.

Наиболее производительными и экономичными являются конвейерные проходные сушила, которые широко применяются в литейных цехах при серийном и массовом производствах.

Рисунок 5 - Схема вертикального конвейерного сушила

В металлическом теплоизолированном корпусе расположен вертикально замкнутый подвесной конвейер с подвешенными к нему этажерками 1. Стержни загружают через окно 3, устанавливая плиты со стержнями на полки этажерок. Нагруженные этажерки поднимаются вверх цепью конвейера, которая приводится в движение электромотором и редуктором. Из смесительной камеры топки 2 в сушило дымососом 6 вдувается смесь горячих газов с воздухом, поднимающая вверх шахты печи и частично удаляемая вытяжной трубкой 7. На участке движения горячих газов устанавливают определенные температуры, регулируемые подачей топлива в топку. Стержни, расположенные на этажерках, проходя зону движения газов, нагреваются и высушиваются. Высушенные стержни выгружают через разгрузочное окно 5, а пустые этажерки, огибая нижнюю натяжную звездочку конвейера 4, поднимаются к окну 3, где снова загружаются сырыми стержнями. Иногда в стержневых отделениях устанавливают конвейерные сушила непрерывного действия горизонтального типа.

В этом случае тяговая цепь конвейера с этажерками располагается горизонтально. Для обеспечения более продолжительного пребывания стержней в печи тяговую цепь размещают так, чтобы она делала в печи несколько витков.

Процесс сушки стержней с учетом остывания требует довольно продолжительного времени, поэтому, когда возможно, стараются изготовлять стержни из быстротвердеющих смесей, приготовленных на жидком стекле. Технологический процесс изготовления стержней из жидкостекольных смесей отличается от ранее изложенных способом твердения стержней. По одному из способов изготовленный стержень продувают углекислым газом непосредственно в стержневом ящике (рис. 6, а). В этом случае в стержневых ящиках предусматривают специальные отверстия 1 для подвода углекислого газа в боковые участки стержня. Со стороны набивки стержень продувают через одну или несколько трубок 3. Для обеспечения выхода газа через боковые стенки в стержневом ящике имеются боковые полости 2.

По другому способу изготовленный стержень 2 твердеет на стержневой плите 5 под колпаком 1 (рис. 6).

Плотное соединение колпака и плиты достигается за счет резиновых уплотнителей 7, вставных штырей 3 и клиньев 4. По этому способу твердения стержни на плитах могут транспортироваться по рольгангу 6. Из-за повышенной прилипаемости жидкостекольной смеси стержневые ящики (модели) после изготовления окрашиваются нитролаком 624-а или 624-с или нитроэмалью НМЭ-25.

Твердение форм и стержней, изготовленных из жидкостекольных смесей, может производиться также и с помощью только тепловой сушки или комбинированным способом -- предварительной продувкой углекислым газом и последующей тепловой сушкой. Такие стержни обладают более высокой прочностью, чем стержни, изготовленные с отверждением их только продувкой углекислым газом.

а -- продувка углекислым газом в ящике.

б -- продувка под колпаком

Рисунок 6 - Методы химического твердения стержней



Заключение

Сегодня Акционерное общество «Алюминий Казахстана» входит в группу предприятий ENRC (ранее ЕПА), а точнее в Подразделение Группы по производству глинозема и алюминия, которое является девятым крупнейшим поставщиком продаваемого глинозема по объёму в мире.

В 1964 году первый эшелон продукции был отправлен с Павлодара на Новокузнецкий алюминиевый завод. Эта стало событием в республике. Завод работает по уникальной технологии переработки низкокачественной глиноподобной руды. Подобного производства нет ни в одной стране мира.
Несмотря на то, что Павлодарский алюминиевый завод всегда был лидером отрасли, к своему 30-летию в 1994 году он подошёл не в лучшей форме, таким образом, производственная цепь замкнулась: добыча сырья, его переработка и выпуск готовой продукции -- глинозема. В это же время было взято направление на увеличение глинозема. Именно тогда перед АО «Алюминий Казахстана» встала сырьевая проблема. Благодаря ученым, инженерам предприятия была создана уникальная схема для переработки некондиционных бокситов Красногорского рудника Краснооктябрьского бокситового рудоуправления.

Для внедрения новой технологической схемы разработали Комплексную программу технического развития. В рамках программы на заводе было построено более 40 дополнительных объектов производства оборудования.

Инвестиции в реконструкцию завода в период с 1994 по 2004 год составили порядка 125 млн долларов. Наряду с основной задачей -- обеспечением завода сырьем как минимум на 50 лет, программа позволила решить еще одну -- увеличение выпуска глинозема до 1, 5 млн. тонн в год. Огромная заслуга в этом принадлежит президенту акционерного общества А.Т. Ибрагимову.

7 июня 1997 президент республики Нурсултан Назарбаев заложил на территории действующего завода капсулу, символизирующую старт строительства нового предприятия: Павлодарского электролизного завода, который должен был воплотить мечту главы государства о производстве собственного казахстанского алюминия. Но в связи с тяжёлым финансовым положением в стране, а также острой нехваткой квалифицированных кадров, работы начались только в 2005 году. А.Т. Ибрагимов лично руководил строительным процессом. Завод был построен за небывалые для мировой практики сроки -- 27 месяцев. 12 декабря 2007 года вступил в строй первый пусковой комплекс по выплавке 62, 5 тыс. тонн алюминия в год. На открытии первого в стране завода по производству «крылатого металла» присутствовал президент Н.А. Назарбаев.

С выходом АО «Алюминий Казахстана» на новую отметку в 1, 5 млн. тонн глинозем в год, его развитие не останавливается. Продолжается реконструкция технологических схем на отдельных переделах, направленная на улучшение качества глинозема, повышение энергоэффективности, укрепление безопасности производства. Вместе с ростом производительности на предприятии активизировалась природоохранная работа. Разработана и реализуется экологическая политика направленная на сокращение выбросов в атмосферу при росте производства.



Список литературы

1. АО «Алюминий Казахстана» (Павлодарский алюминиевый завод) - официальный сайт.

2. Литейное производство: Учебник для металлургических специальностей вузов. Под ред. Михайлова А.М. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987.

Размещено на Allbest.ru