Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Об'єкт розробки - сталеливарний цех електрометалургійного заводу.

Мета роботи - провести проектні розрахунки сталеливарного цеху.

У пояснювальній записці наведено розрахунки виробничої програми цеху, вибір і розрахунки обладнання основних виробничих відділень, площь складів і допоміжних дільниць цеху. Викладено обгрунтування і розрахунки рішень технологічної, конструкторської, будівельної, енергетичної і економічної частин проекту ливарного цеху.

Пояснювальна записка містить також заходи з охорони праці і навколишнього середовища, цивільної оборони.

ПРОГРАМА, ЕЛЕКТРОДУГОВА ПІЧ, КОКІЛЬ, ТЕПЛОВСТАВКА, НАДЛИВОК, СТРИПЕРНА МАШИНА.

ЗМІСТ

сталеливарний цех виливок піч

Вступ

1 Загальна частина

1.1 Вибір площадки будівництва

1.2 Структура ливарного цеху

1.3 Проектування та розрахунок плавильного відділення

1.4 Розрахунок і проектування розливального прольоту

1.5 Проектування та розрахунок шихтового відділення

1.6 Дільниця підготовки составів

1.7 Стриперне відділення

2 Енергетична частина

2.1 Електроенергія

2.2 Витрати води

2.3 Паливо та пар

3 Будівельна частина

4 Технологічна частина

4.1 Аналіз технологічності

4.2 Розрахунок кокіля (виливниці 4,3 т.) та ливниково-живильної системи

4.3 Загальна технологія виготовлення виливків

4.3.1 Технологія виплавки сталі

4.3.2 Підготовка надливкових надставок

4.3.3 Збирання форми під розливку

4.3.4 Нанесення захисних покриттів на внутрішню поверхню виливниці

4.3.5 Розливка сталі

4.3.6 Експлуатація ковшів

4.4 Метрологічне забезпечення

4.5 Брак та контроль якості виливків

5 Конструкторська частина

5.1 Розрахунок параметрів печі

5.1.1 Розрахунок втрат тепла крізь склепіння

5.1.2 Визначення центра ваги печі

5.2 Характеристика , будова і робота дугової печі

5.2.1 Корпус електропечі

5.2.2 Механізми електропечі

6 Охорона праці і навколишнього середовища

6.1 Аналіз потенційних небезпек

6.2 Заходи по забезпеченню безпеки

6.3 Заходи по забезпеченню виробничої санітарії та гігієни праці

6.4 Заходи з пожежної безпеки

6.5 Очищення газів електросталеплавильних печей

7 Заходи з цивільної оборони

8 Організаційно-економічна частина

8.1 Виробнича програма та її матеріальне забезпечення

8.2 Основні фонди цеху

8.3 Праця та заробітна плата

8.3.1 Розрахунок чисельності працюючих

8.3.2 Розрахунок фонду заробітної плати

8.4 Собівартість продукції

8.4.1 Розрахунок витрат на утримання та експлуатацію обладнання

8.4.2 Розрахунок цехових витрат

8.5 Економічне обгрунтування проектованого цеху

Висновки

Перелік посилань

ВСТУП

Ливарне виробництво є основною заготівельною базою машино-будування. Литі заготівлі споживає більшість галузей народного господарства. Вага литих деталей у машинах складає в середньому 40--80%, а вартість і трудомісткість їхнього виготовлення-- приблизно 25% усіх витрат на виріб. Литі заготівлі по розмірах і конфігурації в найбільшій мері наближаються до готових деталей, а обсяг їхньої механічної обробки менше, ніж на заготівлях, одержуваних іншими методами. Литтям можна одержувати з різних сплавів вироби будь-яких габаритів, складності і ваги за порівняно короткий час з досить високими механічними й експлуатаційними властивостями. У зв'язку з бурхливим ростом машинобудування й інших галузей зростає роль ливарного виробництва в системі народного господарства.

Розвиток спеціалізації створило умови для підвищення наукового рівня проектування. Розроблена класифікація головних напрямків спеціалізації ливарного виробництва передбачає для різних груп виливків спеціалізацію по роду сплаву, спільності технологічних процесів, номенклатурі виливків, потужності вантажопідйомних пристроїв і ін. На основі цієї класифікації в практику проектування ливарних цехів був упроваджений комплексний типовий метод. Сутність методу полягає в розробці ряду оптимальних типових потужностей ливарних цехів, що відповідають головним чином напрямкам спеціалізації, і відповідних типових проектів.

При наявності таких типових проектів будівництво відповідного ливарного цеху зводиться до прив'язки будинку на плані заводу. Проектування заводів здійснюється шляхом набору типових спеціалізованих цехів. Крім того, розроблені типові проекти основних ділянок ливарних цехів з комплектом устаткування, типовою технологією й організацією виробництва.

Слід зазначити, що ливарне виробництво є одним з найбільш складних в організаційно-технічному відношенні машинобудівних переділів.

Виливки мають істотні переваги в порівнянні з іншими видами заготівель. Вибір виду заготівель для машинобудівних деталей в основному обумовлюється різними технічними вимогами до їхньої якості. Середні коефіцієнти використання металу при обробці різанням: сталевих виливків з вуглецевої стали 0,805; чавунних виливків 0,830; заготівель, отриманих гарячим об'ємним штампуванням 0,618; куванням з листа 0,408.У сирих піщаних формах виготовляється ~50% усіх виливків, у сухих формах 20%, у формах що самотвердіють і з швидкотвердіючих сумішей 12%, у кокілях 10%, відцентровим способом 7% .

В дипломному проекті розробляється технологія лиття у кокіль (виливницю).Лиття у кокіль відноситься до спеціальних методів лиття.Тенденція переходу від традиційних методів лиття у піщані форми до спеціальних методів лиття пояснюється тим, що спеціальні методи лиття сприяють значному зниженню трудозатрат та металоємкості відливків, які отримують, досягненню високих фізико-механічних характеристик та експлуатаційних властивостей. Кокіль- це багаторазова металева форма, котра дозволяє відійти від використання піщаних одноразових, та зменшити матеріалоємкість виробництва.

Впровадження точних методів лиття дозволяє вирішити такі важливі задачі, як максимальне зниження, а у ряді випадків усунення припусків на механічну обробку деталей та зменшення їх маси. Це забезпечує зменшення витрат металу, верстатного обладнання та виробничих площ, інструменту та пристроїв.

Ступінь ефективності використання технологій при плануванні нового виробничого процесу, враховуючи реальні матеріально-технічні та фінансові можливості, визначається насамперед характеристиками ливарних машин та технологій, а також економічними показниками виробництва відливків в умовах того чи іншого способу лиття. Розробляючи технологію виготовлення відливка, ливарник повинен вирішувати загальну задачу технології : забезпечити виробництво відливків заданної кількості і потрібної якості за мінімальних витрат праці, матеріалів, енергії і мінімальному шкідливому впливу на навколишнє середовище [1,2,8].

1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1 Вибір площадки будівництва

На стадії розробки техніко-економічного обгрунтування і при складанні завдання на проектування вказується район або пункт будівництва підприємства, що охоплює територію,місце розташування якої визначається найближчим населеним пунктом чи залізничною станцією. Зазначений район вивчається,оцінюються його можливості по забезпеченню майбутнього підприємства всім необхідним для нормального функціонування і розвитку протягом заданого терміну.

До найважливіших вимог до району будівництва,відносяться наступні: 1) наявність зручного місця для будівництва будинків і споруджень; 2) природні ,топографічні,геологічні,гідрогеологічні і метеорологічні умови ;3) наявність залізничних та автомобільних доріг;4) наявність сировини, з якої підприєиство буде виробляти продукцію ; 5) розміри витрат на будівництво доріг для здійснення транспортних перевезень у період будівництва й експлуатації підприємства ;6) наявність ринку збуту для виробів підприємства;8) енергетичні ресурси району ; 9) можливість постачання підприємства водою 10)наявність ділянки для скидання та очищення стічних вод; 12) джерела фінансування; 11) можливість кооперування з іншими підприємствами району.

Після встановлення району розміщення підприємства приступають до вибору конкретної плащадки будівництва. Вибір її повинний бути підтверджений техніко-економічними обгрунтуваннями шляхом порівняння декількох варіантів розміщення підприємства на різних площадках даного району. З цією метою проводяться обстеження місцевих умов будівництва для одержання відомостей, що мають значення як для будівництва підприємства ,так і для його експлуатації.

Для вибору площадки організовується комісія,до складу якої входять відповідні фахівці.

При виборі площадки для будівництва необхідно передбачати наступні фактори : 1) достатні розміри ділянки і можливість подальшого розширення підприємства;2) зручність конфігурації ділянки ;3)топографічні умови ділянки і прилегаючої місцевості, що забезпечують мінімальні витрати на земельні роботи з планування площадки під будинки і транспортні шляхи ; 4) задовільні геологічні і гідрогеологічні умови,що забезпечують будівництво без застосування дорогих штучних і гливоких фундаментів ;5)розташування стосовно магістралей ;6) розташування щодо джерел води ,місць скидання стічних вод,джерел енергії і населених пунктів.

Враховуючи вище перелічені фактори будівництво сталеливарного цеху електрометалургійного заводу з випуском 175 000 тонн виливків інструментальної сталі на рік передбачено в районі міста Запоріжжя. Вибір даного району обумовлено близьким розташуванням енергетичних ресурсів, наявністю баз сировини та транспортних шляхів,можливістю забезпечення необхідною робочою силою.

1.2 Структура ливарного цеху

При проектуванні необхідно знати тип майбутнього виробництва ,який дозволяє визначити і розрахувати на ЕОМ виробничу програму сталеливарного цеху (таблиця 1.1). За результатами розрахунку визначаємо тип виробництва-масове. Приймаємо трьохзмінний паралельний режим роботи цеху , так як працюють крупнотоннажні печі (ДСВ-40 та ДСВ-30) Для розрахунку програми на 175000 т. приймаємо брак 1%.

Необхідна кількість обладнання і працюючих визначається за ефективним фондом часу їх роботи [1]. Номенклатура, спосіб виготовлення , потужність і режим роботи, тип виробництва і ступінь спеціалізації цеху визначають його склад та структуру.

Таблиця 1.1-Розрахунок виробничої програми

Кількість відливків , шт.
№	На виріб	Основна продукція на річну програму	Запасні частини	Усього на річну програму	На покриття браку	Усього на випуск у рік
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1	5067 5067 5067 5067 5067 5067 5067 5067 5067 5067	0 0 0 0 0 0 0 0 0 0	5067 5067 5067 5067 5067 5067 5067 5067 5067 5067	51 51 51 51 51 51 51 51 51 51	5118 5118 5118 5118 5118 5118 5118 5118 5118 5118
Усього	50670	0	50670	510	51180
Маса виливків ,кг
№	Одного виливка	Загальна на річну програму	На покриття браку	Усього на випуск у рік
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	625,00 1000,00 1250,00 2200,00 2690,00 3570,00 4300,00 4500,00 7000,00 7400,00	3166875,00 5067000,00 6333750,00 11147400,00 13630230,00 18089190,00 21788100,00 22801500,00 35469000,00 37495800,00	31875,00 51000,00 63750,00 112200,00 137190,00 182070,00 219300,00 229500,00 357000,00 377400,00	3198750,00 5118000,00 6397500,00 11259600,00 13767420,00 18271260,00 22007400,00 23031000,00 35826000,00 37873200,00
Усього	174988864	1761285,00	176750128,00
Маса літників ,кг
№	На один виливок	На програму	Маса рідкого металу на програму,кг.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	115,00 280,00 131,00 255,00 447,00 469,00 807,00 792,00 1165,00 1385,00	588570,00 1433040,00 670458,00 1305090,00 2287746,00 2400342,00 4130226,00 4053456,00 5962470,00 7088430,00	3787320,00 6551040,00 7067958,00 12564690,00 16055166,00 20671602,00 26137626,00 27084456,00 41788472,00 44961632,00
Усього	29919828,00	206669952,00

Сучасний сталеливарний цех складається з виробничих і допоміжних відділень,складських і службово-побутових приміщень : 1) виробничих відділень: шихтового,підготовки виливниць,плавильного, розливального;2) допоміжних відділень: ремонтного, ковшового, лабораторій. ,відділень набирання склепінь,підстанцій. ; 3) складів шихти,виливниць,інструментів ;

4) службово-побутових приміщень,у яких розміщується контора цеху; бухгалтерія, бюро праці і зарплати, планово-економічна служба,бюро технічного контролю, гардеробні, душові, їдальні, медпункт,кімнати громадських організацій.

1.3 Проектування та розрахунок плавильного відділення

Проектний розрахунок плавильного відділення полягає в складанні балансу метала,обгрунтуванні вибору плавильних агрегатів і визначенні їх кількості, виборі і розрахунку кількості допоміжного обладнання.

В цьому проекті для отримання рідкого металу використано електродугові печі (ДСВ-40 та ДСВ-30). Вибір печей цього типу обумовлено їх перевагами: висока температура джерела енергії, можливість створення окисної та відновлювальної атмосфери,можливість чітко регулювати температуру металу,зручно проводити легування та рафінування металу.

Технічна характеристика електродугової печі ДСВ-40 :

- ємкість по рідкому металу........................................51,3 т;

- потужність трансформатора............................................16 мВ·А;

- витрати електроенергії ...........................................750 кВт/год.;

- витрати охолоджуючої води........................................45 м3/год..

Технічна характеристика електродугової печі ДСВ-30 :

- ємкість по рідкому металу...............................................37,5 т;

- потужність трансформатора..............................................9 мВ·А;

- витрати електроенергії .............................................500 кВт/год.;

- витрати охолоджуючої води........................................40 м3/год.

В таблиці 1.2 приведено баланс металу,дані для якого брали з таблиці1.1.

Таблиця 1.2-Баланс металу

Витрати метала	Вагова частка
	т/рік	%
Придатне литво	174988,864	79,16
Ливники	29919,828	13,5
Брак	1761,285	0,8
Усього рідкого металу	206669,9	93,5
Угар та безвозвратні втрати	14367,4	6,5
Металозавалка	221037,4	100

Вихід придатного 79,16 %. Хімічний склад сталі для якої проводився розрахунок шихти наведено у таблиці1.3

Таблиця 1.3-Хімічний склад інструментальної сталі У8А.

-Марка сталі	С	Si	Mn	S	P	Призначення
				Не більш
У8А	0,75 0,17 0,17 0,018 0,025 0,83 0,33 0,28	ГОСТ 1435-- 90, зм. 3 ГОСТ 52 10-- 82

Розрахунок шихти проводили на ЕОМ ,дані по розрахунку наведено у таблиці 1.4.

Таблиця 1.4 -Дані по розрахунку шихти для сталі У8А на 1 тонну придатного

Шихтові матеріали	Державний стандарт.	Витрати матеріалів
		На 1 т.придатних виливків
1	2	3
Металевий брухт, 2А	ГОСТ 2787-86	1098,7
Феросиліцій молотий. ФС65	ГОСТ 1415-78	8
Феромарганець, ФМН78	ДСТУ 3547-97	3,9
Феросиліцій, ФС65	ГОСТ 1415-78	4,1
Ал.втор.чуш. АВ 87	ГОСТ 295-90	0,3
Усього задано		1115,000
Угар		65,00
Недоливки		30,00
Литники		17,00
Скрап		3,00
Усього відходів		115,00
Усього придатного		1000

В таблиці 1.5 наведено річну потребу сталеливарного цеху в шихтових матеріалах.

Таблиця 1.5- Річна потреба в шихтових матеріалах

Шихтові матеріали	Річна потреба
	%	тонн
Металевий брухт, 2А	98,54	217816,5
Феросиліцій молотий. ФС65	0,71	1547,3
Феромарганець, ФМН78	0,35	773,8
Феросиліцій, ФС65	0,38	839,9
Ал.втор.чуш. АВ 87	0,027	59,9
Усього	100	221037,4

Необхідна кількість плавильних агрегатів розраховується за формулою:

n= Q•Kн , шт(1.1)

Фе•q

де n- розрахункова кількість плавильних агрегатів , шт ;

Q- вага рідкого металу на річну програму, т/рік;

Kн-коефіцієнт нерівномірності роботи обладнання;

Фе- ефективний річний фонд часу роботи обладнання,год;

q- продуктивність обладнання ,т/год.

Враховуючи номенклатуру відливок , визначаємо і встановлюємо що кількість рідкого металу виплавляємого у печі ДСВ-30 на річну програму складає 92835,4 т, в ДСВ-40 - 113834,5 т. Виходячи з цього визначаємо кількість печей кожного типу. ДСВ-30 :

n= 92835,4•1,1 = 1,5 , шт

7620•7,8

Прийнята в проекті кількість плавильних агрегатів:

n1= n/Kи , шт(1.2)

де Ки- коефіцієнт використання обладнання.

n1= 1,5/0,75=2 ,шт.

ДСВ-40:

n= 113834,5 •1,1 = 2,25 , шт

7620•8

n1= 2,25/0,75=3 ,шт.

Отже кількість печей типу ДСВ-30 становить 2 шт. , ДСВ-40 3 шт.

В цеху встановлено вакууматор для поліпшення виготовляємої сталі , кількість котрих розраховуємо по формулам 1.1 та 1.2 Час вакуумування складає 20 хв. ,отже продуктивність вакууматора, виходячи з кількості завантажуваного в нього металу (45 т.) складає 140 т/год.

n= 206669,9•1,1 = 0,21 , шт

7620•140

n1= 0,21/0,75=0,28 ,шт.

Приймаємо вакууматор у кількості 1 шт.

В пічному прольоті напроти кожної печі встановлюється кидальна машина для механізації процесу завантаження у піч руди та вапна . Технічна характеристика машини :

- ємкість бункерів для вапна....................4,4 м3;

- ємкість бункерів для руди.....................2,0 м3;

- швидкість стрічки................................13,0 м/сек;

-швидкість пересування машини..........3 м/сек;

- вага машини..........................................8,7 т.

Для прокалки феросплавів приймаємо печі, кількість яких розраховуємо по формулі 1.3 .

Характеристика печі :

-кількість мульд, які завантажуються становить 2 шт.;

- продуктивність печі дорівнює 1 т/год. ;

- витрати палива 60 м3/год .

n= Q•Kн , шт(1.3)

Фе•q

де n- розрахункова кількість агрегатів , шт ;

Q- вага феросплавів на річну програму, т/рік;

Kн-коефіцієнт нерівномірності роботи обладнання;

Фе- ефективний річний фонд часу роботи печі ,год.;

q- продуктивність печі ,т/год.

n= 3160•1,2 = 1 , шт

3835•1

n1= 1/0,75=1,33 ,шт.

Приймаємо 2 шт.

Кількість кранів приймаємо виходячи з норм обслуговування одним краном певної дільниці (для плавильного відділення 50 м. [1] ). Для завантаження плавильних агрегатів приймаємо 4 мостових крана (80/20т.). Основні характеристики кранів пічного прольоту наведені у таблиці 1.6.

Таблиця 1.6 - Технічна характеристика кранів пічного прольоту

Характеристика	Головний підйом	Допоміжний підйом
Вантажо під'ємність, т.с.	80	20
Швидкість, м/хв	9,2	10,5
Тип струму	3 фазний	3 фазний
Висота підйому,м	16	16
Потужність ,кВт	100	25

В плавильному відділенні знаходяться мульдозавалочні машини ,приймаємо для кожної пари печей одну мульдозавалочну машину. (Лист1).

1.4 Розрахунок і проектування розливального прольоту

Для розливки сталі використовується сталерозливочні ковші типу КС-50.Технічна характеристика:

-загальний об'єм ковша..................................10,33 м3,

- максимальна вага металу.............................50,700 т;

-вага шлаку.........................................................3,66 т ;

-вага нормально завантаженого ковша..........111,87 т;

-вага ковша без футеровки..............................15,027 т.

Кількість сталерозливочних ковшів для забезпечення безперервної роботи цеху приймається із розрахунку за формулою 1.4 [7] :

n= 1,1(nоб+ nср) , шт(1.4)

де nоб- кількість ковшів ,які знаходяться в обороті ,шт;

nср- кількість ковшів ,які знаходяться в ремонті ,шт.

nоб= (А•Тоб)/24 ,шт(1.5)

де А- кількість плавок за добу ,шт;

Тоб-тривалість цикла оборота ківша, год.

nср= nоб•Тср/(m• Тоб) , шт(1.6)

де Тср-тривалість середнього ремонта ,год;

m-стійкість робочого шару футеровки ,плавок.

nоб= (20•4)/24= 4 ,шт.

nср=4•20/(18•4)= 2 ,шт .

n= 1,1(4+2)= 7 шт.

Кількість розливальних кранів приймаємо в залежності норм обслуговування довжини ділянок (для розливального відділення 40 м.[1]). Приймаємо 4 розливальних крана (125/30 т.с.) Технічна характеристика кранів приведена в таблиці 1.7.

Таблиця 1.7- Технічна характеристика кранів

Характеристика	Головний підйом	Допоміжний підйом
Вантажо під'ємність, т.с.	125	30
Швидкість, м/хв	7,9	9,82
Тип струму	3 фазний	3 фазний
Висота підйому,м	18	16
Потужність ,кВт	120	30

В розливальному прольті розташовано вакууматор та дільниці ремонту ковшів. (Лист1).

1.5 Проектування та розрахунок шихтового відділення

Організація складів шихти сталеливарних цехів залежить від типу плавильних агрегатів.У сталеливарних цехах з дуговими електропечами завантаження шихти в печі проводиться баддями з дном ,що розкривається.Така баддя складається з круглого корпуса,та днища з декількох гнучких секторів , які розкриваються за допомогою замка,керованого тягою.

Специфіка технологічних процесів на складах шихти й у плавильних відділеннях ливарних цехів обумовили застосування поряд із кранами звичайних типів ,кранів обладнаних спеціальними виконавчими механізмами й об'єднаних загальною назвою -металургійні крани. До числа цих кранів відносяться завалочні,мульдо-магнітні ,застосовані для завантаження мульд із шихтою, мульдо-завантажувальні крани. Мостовий завалочний кран складається з моста з механізмом пересування , кранового візка , що несе на собі баддю. Мостовий мульдомагнітний кран найчастіше має один візок із двома механізмами підйому.Один з цих механізмів призначений для захоплення і підйому мульд-спеціальних завантажувальних ємкостей для шихтових матеріалів,а другий для підйому й опускання електромагніта,за допомогою якого проводиться завантаження мульд шихтою.

Підйомні електромагніти-це вантажозахватні пристрої мостових магнітних кранів,які застосовуються для підйому і переносу феромагнітних матеріалів.Вони забезпечують автоматичність захоплення і звільнення вантажу,що піднімається,це відкидає необхідність у попередньому завантаженню вантажу в спеціальну тару.Вантажопідйомність електромагніта залежить від магнітної проникності шматків металу і хімічного складу.Вона буде більше для вуглецевої сталі,меньша для сірого чавуну.

Кількість кранів приймаємо в залежності від норм обслуговування (для шихтового прольоту 50 м. [1] ). Приймаємо 2 магнітно-грейферних (16/16 т.с) 2 мульдомагнітний (30/15т.с),1 мостовий (10/5т.с) . Технічна характеристика кранів наведена у таблиці 1.8.

Таблиця 1.8- Технічна характеристика кранів шихтового прольоту

Характеристика	Мостовий	Мульдомагнітний	Магнітногрейферний
	Головний підйом	Допоміжний підйом	Головний підйом	Допоміжний підйом	Головний підйом	Допоміжний підйом
Вантажо під'ємність, т.с.	10	5	30	15	16	16
Тип струму	3 фазний	3 фазний	3 фазний	3 фазний	3 фазний	3 фазний
Висота підйому,м	13	13	13	12	13	13
Потужність ,кВт	15	10	30	25	30	30
Швидкість ,м/хв	13	16	9,82	10,2	11	11

Площа складів шихтових та допоміжних матеріалів розраховується відповідно до норм запасу цих матеріалів на складі,таблиця 1.9.

Сумарна площа засік:

Sз=1,1 ?Si ,м2 (1.7)

де Si- площа засіки відповідного компоненту шихти , м2;

Sз= 1,1 (852,4+121+60+28+45,2)=1119 ,м2

Площа ,яку зайнято приймальними пристроями:

Sn=0,1• Sз ,м2(1.8)

Sn=0,1•1119=111,9 ,м2

Плаща проходів:

Sп=0,15• Sз ,м2 (1.9)

Таблиця 1.9-Норми запасів матеріалів на складі

Найменування	Витрати т/рік	Строк зберігання, діб	Запас на складі,т	Об'єм матеріалу,м3	Висота зберігання,м	Зайнята площа, м2
Металевий брухт, 2А	217788,1	20	11934	3409	4	852,4
Феросиліцій молотий. ФС65	1547,26	20	84,7	24,2	2	12,1
Феромарганець, ФМН78	773,6	20	42,3	12,0	2	6
Феросиліцій, ФС65	840	20	46,02	13,1	2	6,55
Ал.втор.чуш. АВ 87	59,7	10	3,2	2,1	1	2
Допоміжні матеріали
Залізна руда	4133,39	20	226	113	4	28
Вапно	14466,89	2	79,2	121,8	1	121
Лункерит	723,34	2	3,96	3,9	2	2
Магнезит	6613,43	20	362	212	3,5	60
Плавиковий шпат	1591,35	20	87	51	4	12,75
Екзосуміш	413,3	2	2,2	2,5	2	1,2
Зольно-графітова суміш	909,3	2	4,9	9	2	4,5
Коксовий дріб'язок	1653	20	90,5	181	4	45,2
Вогнетриви	7233,4	20	396,3	264	10	26,4
Феросиліцій	1364,02	20	74	21,1	2	10

Sп=0,15• 1119=168 ,м2

Сумарна площа склада:

Sс= Sз+ Sn+ Sп ,м2(1.10)

Sс= 1119+111,9+168=1399 ,м2

Для пректування дільниці ремонту обладнання (згідно з табл.70 [1])

визначається тривалість міжремонтного періоду обладнання,який являє собою період часу між двома суміжними капітальними ремонтами:

- допоміжне обладнання...............................2,4 роки;

- термічні печі...............................................2,4 роки;

- верстати.....................................................6,0 роки;

- підйомно-транспортне обладнання........2,4 роки;

Виходячи з кількості одиниць технологічного і підйомно-транспортного обладнання приймаємо: 1 токарний верстат,1 свердлильний і 1 фрезерний.

Приймаємо плошу одного станка 10 м2 ,площу робочого місця слюсаря 8 м2. Загальна площа ремонтної дільниці з урахуванням необхідної додаткової площі (30%) дорівнює 70 м2 . Для майстерень по ремонту енергетичного обладнання додатково передбачається площа 80 м2.

При проведенні ремонтних робіт (ремонт ковшів,склепінь та інш.) замішування необхідних складових виконується бігунами типу 111 (норма завантаження чаші 1,0-1,2 т, час перемішування 4-5 хв, продуктивність 14-15 т/год.) Для сушки і підігріву футерованих ковшів та для розігріву ковшів після перерви у користуванні використовують стенди із газовими пальниками. Склепіння безпосередньо сушаться на печі при проведенні першої плавки. Дільниці ремонту склепінь розміщюються в плавильному відділенні,дільніці ремонту ковшів в розливальному прольоті.. Її площа приймається з розрахунку 10 м2 на 1000 т. придатного литва ,таким чином вона дорівнює 1750 м2.

Для завантаження ,та зважування складових шихти застосовують електровагові візки 70т. (Лист 1)

В сталеливарному цеху для хімічного та спектрального аналізу організовано експресс-лабораторії.Площі лабораторій приймаються по середнім нормам, в залежності від потужності цеху та типу виробництва [1] . В даному проекті площа лабораторій дорівнює:

- спектральна лабораторія........................................80 м2;

- хіміко-аналітична лабораторія..............................70 м2;

-пробопідготовча......................................................70 м2 ;

-металографічна та механічних випробувань.........80 м2;

Для зберігання допоміжних матеріалів в цеху організовано кладові.

Площу зайняту кладовими вибрано по середнім нормам (табл 76 [1]) і вона дорівнює:

- загальноцехова кладова...........................................175 м2;

- кладова механіка......................................................245 м2;

- кладова електрика цеху...........................................245 м2;

1.6 Дільниця підготовки составів

На дільниці підготовки составів розташовуються комплекси для чищення та змащення виливниць.,ділянка для приготування надставок та футерування їх тепловставками, піч для сушки виливниць.

Характеристика установки для чищення виливниць наступна:

Швидкість переміщення форсунки, м/сек.............................0,3

Хід форсунки, м.......................................................................... 4

Вантажопідйомність лебідки для підняття консолі, кг ......1500

Витрата води на чищення однієї виливниці, м3 ................ . 0,3

Тиск води, атм.............................................................................50

Час чищення чотирьох виливниць, сек.................................. 27

Установка для змащення виливниць (рис 1.1) аналогічна установці для гідравлічного чищення .Вона складається з підвісної -консолі, змонтованої на стаціонарній металевій колоні, лебідки для переміщення консолі і насосного агрегату для подачі лаку. Одночасно змазують чотири виливниці. У форсунки лак подається з видаткових баків шестеренним насосом під тиском 6--10 атм. Лак підігрівають до температури 60--80° С паровим змійовиком. Включення і вимикання форсунок -- автоматичне.

Характеристика установки для змащення виливниць наступна:

Швидкість переміщення форсунок, м/сек..........................0,54

Хід форсунок, м........................................................................4

Вантажопідйомність лебідки, кг........................................1500

Витрата лаку на одну виливницю, кг .............................0,9--1,3

Час одного циклу роботи форсунок, сек..............................17

Чищення виливниць здійснюють водою високого тиску за допомогою гідрофорсунок, розташованих на візках (рис. 1.2). Установка складається з чотирьох рухливих візків , на яких змонтовані шланги з форсунками . Форсунка, у якій 20 сопел розташованих по окружності в шаховому порядку, може переміщатися у вертикальному напрямку. Воду у форсунку подають через штангу і гнучкі шланги . Форсунки в виливниці встановлюють у необхідному положенні за допомогою сельсинів. Крайні положення форсунок фіксуються кінцевими вимикачами й упорами. Чищення виливниць відбувається за один хід форсунки -- вниз і нагору.

З метою забезпечення чищення торців виливниць передбачена-автоматична подача води у форсунки при її підході до виливниці на відстань 120 мм; при виході її з виливниці подача води припиняється на тій же відстані. Реверсування форсунки в крайньому нижньому положенні і зупинка її в крайньому верхньому положенні здійснюється автоматично від командо-апарата. Передбачена також установка кінцевих вимикачів на випадок, якщо не спрацює командо -апарат. Схема керування дозволяє здійснити індивідуальну і групову роботу форсунок.

Щоб уникнути поломки форсунки при її опусканні через неправильну установку виливниць передбачена робота електродвигуна в гальмовому режимі.

Приймаємо парк виливниць виходячи з середньої стійкості однієї форми (250 плавок). Отже кількість виливниць для одного найменування відливків дорівнює 5118/250=20,4 шт. З урахуванням запасу 10% приймаємо 23 виливниці. Загальний парк виливниць складає 23• 10 =230 виливниць.

Після стриперного відділення виливниці та піддони приходять до відділення підготовки составів по окремим залізничним шляхам. Піддони готуються безпосередньо на составах ,після чого на них встановлюються виливниці та центрові, які пройшли попередню підготовку.

Рисунок 1.1- Установка для змащування виливниць

Рисунок 1.2- Установка для чищення виливниць.

1.7 Стриперне відділення

Після розливання сталі в виливниці ,состави прямують до ділянки охолодження виливниць , яка знаходиться за межами цеху. Після витримки деякого часу виливниці прямують до стриперного відділення. Стриперне відділення складається зі стриперного крана ,декількох стриперних машин,якщо у стриперного крана не вистачає зусилля. В проектованому цеху , виходячи з норм завантаженності крана при обробці одного виливка (1 хвилина на виливок)-приймаємо один стриперний кран та дві стриперних машини.

Тхнічна характеристика стриперного крана:

-сила виштовхування ,кН....................1750

-вантажопідйомність ,т

головного підйома..................................25

допоміжного............................................15

- висота підйома кліщів ,мм.................5300

-швидкість пересування моста ,м/хв......78

-загальна маса,т ......................................205

Технічна характеристика стриперної машини:

- зусилля виштовхування..................1000 тс. ;

- проектний час виштовхування..........2,7 хв.;

- потужність двигуна............................75 кВт.

Після роздягання виливків, вони прямують до інших цехів (прокатний або ковальсько-пресовий) для перероблення, гарячим або холодним всадом. Стриперне відділення має дві пари залізницних шляхів. Після роздягання виливків , виливниці та піддони встановлюються окремо на різні залізничні шляхи. Після цього піддони прямують безпосередньо на дільницю приготування составів. Виливниці спочатку охолоджуються за межами цеху, а потім прямують до дільниці чистки та змащення [7].

2 ЕНЕРГЕТИЧНА ЧАСТИНА

Забезпечення виробництва енергетичними ресурсами є найважливішою частиною проекту. Витрати різних видів енергії визначають з обліком усіх конкретних споживачів для обґрунтування потужності і числа встановлюваного енергетичного устаткування і для перевірки рішень по енергопостачанню. При рішенні цих питань варто передбачати реальну перспективу розвитку підприємства,ефективне й ощадливе використання паливно-енергетичних ресурсів.

2.1 Електроенергія

В електротехнічній частині визначають установлену потужність електроприймачів і витрати електроенергії по корпусах, число трансформаторних підстанцій, розподільних пристроїв, високочастотних станцій і загальну потрібну потужність по заводу. Погоджують розміщення трансформаторних підстанцій, пультів керування й інших пристроїв на плануваннях устаткування і розробляють цехові мережі електропостачання й електроосвітлення.

Розподіл електроенергії до головних знижувальних підстанціям здійснюється високовольтними лініями електропередач (ЛЕП). Міжцехові кабельні лінії прокладають у траншеях, каналах .Для дугових електропечей застосовують спеціальні трансформатори .Для обмеження струмів коротких замикань при розплавлюванні шихти в кожух пічного трансформатора вбудовують реактор. Забезпечується можливість викочування трансформаторів із приміщення підстанції в зону, що обслуговується вантажопідйомними засобами. Внутріцехові електричні мережі прокладають схованим або (переважно) відкритим способом.

Для загального освітлення використовують напругу 380/220 В. Лампи місцевого стаціонарного і переносного освітлення повинні мати напругу 36В. Живлення освітлювальних і силових споживачів може бути від загальних або роздільних трансформаторів.

Елекроенергія для технологічних потреб витрачається на плавлення металу. Силова електроенергія -на елекропривід встановленого устаткування.

Загальні витрати електроенергії по цеху складають :

W = (Wt+ Wc)k , кВт·ч(2.1)

де Wt- річні витрати електроенергії на технологічні потреби, кВт·ч ;

Wc- річні витрати електроенергії на електропривід силових устаткувань , кВт·ч ;

k- коефіцієнт витрат електроенергії в мережі (к=1,05).

Укрупнені розрахунки здійснюються по питомим нормам витрат електроенергії на 1т. придатного литва:

Wt=Pt Gг, кВт·ч (2.2)

де Pt- питомі витрати електроенергії на 1 т. придатного литва, кВт·ч ;

Gг- випуск придатних виливків, т/рік.

Wt=1000·175000=175000000 , кВт·ч .

По формулі 2.2. розраховуємо аналогічно витрати на силову електроенергію.

Wc=0,09·175000=15750 , кВт·ч .

Загальні витрати :

W=15750+175000000=175015750 , кВт·ч .

Розрахунок електроенергії на освітлення здійснюється окремо згідно формули :

Wо=0,001·P·F·T , Вт·ч(2.3)

де P- витрати електроенергії за годину на 1 м2 освітлюваної площі , Вт/м2 ;

F- освітлювана площа ,м2 ;

T- кількість годин освітлювального навантаження, год.

Wо= 0,001·16·15912·4700 = 1196582 , Вт· ч.

2.2 Витрати води

Вода у ливарному цеху витрачається на технологічні цілі , охолодження обладнання та на господарсько-побутові цілі, які визначаються санітарними нормами :

- на господарсько-питні потреби -45 л. на 1 чоловіка за зміну,враховуючи що в цеху працюють 253 чоловіка ,загальні витрати води на господарсько-питні потреби у рік складуть 3104325 л.

- душові -500 л на 1 душ/годину , норма часу дії душу приймається 45 хвилин після кожної зміни ,загальні витрати у рік складуть 540000 л.

- поливання підлоги цеху - 3 л на 1м2/добу.

Витрати води на технологічні цілі розраховуються відповідно норм витрат на 1 тонну придатного литва і складають: 13·175000=2275000 м3.Загальні витрати на господарськи та технологічні потреби складають: 3104325+540000+2275000 =5919325 л.

2.3 Паливо та пара

Паливо у вигляді газу у сталеливарних цехах витрачається для печей прокалки феросплавів та сушки кошів. Укрупнено розрахунки проводяться по питомим нормам витрат палива на 1 т. рідкого металу або на 1 т придатного литва.

Витрати палива згідно норм витрат для сушки та підігріву ковшів складають 2926 кДж/т.

Витрати палива на технологічні потреби для сталеливарних цехів складають 300 тис. ккал. на 1 т. придатного литва , або усього складають:

175000 ·300=52500000 тис.ккал.

Річні витрати пару на отоплення та примусову вентиляцію обчислюють за формулою 2.4.

Qn = , т. (2.4)

де qt-витрати тепла на 1 м3 приміщення , кДж/год;

m-кількість годин у опалювальному періоді , год.;

i-теплота випаровування , кДж/кг;

V-об'єм опалювального приміщення , м3.

Qn = 104,5·4320·286416 = 5728 т.

22570·1000[2].

3 БУДІВЕЛЬНА ЧАСТИНА

При проектуванні цехів типового ряда найбільш характерним компонувальним рішенням є витягнуті трьохпрольотні будинки зі значним відношенням довжини до ширини.У таких будинках забезпечується ефективна механічна вентиляція, аерація і освітлення, а також створення технологічних потоків. При проектуванні цеха були враховані наступні вимоги: дотримана послідовність технологічного процесу, короткі транспортні лінії, локалізація дільниць з пиловиділеннями, максимально використана уніфікація прольотів. Уніфіковані типові секції одноповерхового будинку цеху мають розміри 144х72 та 72х72 м. при сітці колон 24х 12. Висота прольотів з мостовими кранами складає 18 м. Ширина шихтового, плавильного відділень дорівнює 24 м. Ширина розливального відділення 30 м., стриперного та дільниці підготовки составів 24 м. Крок колон 12 м. (див. лист 1).

Конструкція будівлі , в залежності від розмірів та вантажопідйомності мостових кранів, виконується з металу. Металеві конструкції складаються з металевих колон, підкранових шляхів, будівельних ферм, ліхтарів. Проектування ливарного цеху ведеться згідно з вимогами норм СНиП II-М.2-71 “Производственные здания промышленных предприятий” , СНиП II-А.4-62 «Единая модульная система», СН118-68 «Указания по строительному проектированию предприятий, зданий,сооружений машиностроительной промышленности» та «Нормы технологического проектирования машиностроительных предприятий.Литейные цехи,1980 г.» При будівництві застосовуються наступні матеріали:сталевий профільований настил з ефективним утеплювачем, керамзитобетонні плито покриття, типові конструкції з алюмінієвих сплавів для заповнення віконних і дверних прольотів, перегородок підвісних стель й інші сучасні матеріали і конструкції.

Основними елементами будинку є фундаменти, колони і стіни, підкранові балки, несучі конструкції, перегородки, підлога, двері,ворота, тамбури, сходи, світлові ліхтарі, галереї, естакади, тунелі, канали, антресолі й ін.

Фундаменти, колони, стіни і перекриття утворюють несущий кістяк будинку, що сприймає на себе всі навантаження. Весь будинок спирається на основу. Основою називається шар ґрунту, що сприймає вагу всього будинку або спорудження. Міцність ґрунту повинна бути достатньої, щоб виключити нерівномірне осідання будинків і споруджень. Нормальним можна вважати ґрунт, який допускає навантаження 2,0--2,5 кгс/см2.

Фундаменти під колони виконуються монолітними або збірними у виді окремо стоячих стовпів східчастої форми. Фундаменти під стіни , підвали виконуються із збірних бетонних та залізобетонних елементів.

Колони, на яких встановлюються мостові крани, виконуються перемінного перетину, так щоб на нижню підсилену частину спиралися підкранові балки. Розміри залізобетонних колон у перетині вище консолей дорівнюють 400X400 мм, нижче консолей -- 400X400 або 600X600 мм. у залежності від навантаження колон. Підкранові балки виконують стальними, так як вантажопідйомність мостових кранів у цеху перевищує 30 тс.

Стіни будинка виконуються з цегляної кладки та бетонних панелей. Стінові панелі мають висоту 1,.2 та 1,8 м. та довжину 6 і 12 м. Великопанельні стіни виготовляються з залізобетонних плит ,стіни побутового приміщення з армопенобетонних плит. Зовнішні стіни будинку спираються на фундаментні балки. Товщина стін приймається 380 мм.

Для природного освітлення в зовнішніх стінах виконуються світлові пройоми, заповненні віконними плетіннями. Плетіння виконуються з залізобетону. Розміри віконних плетінь стандартні : ширина 4 м. або 6 м., висота 1,.8 м. Віконні пройоми виконують у два яруси . Верхній ярус використовується для освітлення підкранового простору. Для освітлення всієї площі цеху використовується верхнє освітлення черех ліхтарі , котрі слугують і для природної вентиляції приміщення. Покриття ливарних цехів виконують без горища , складається воно з несущих балок та ферм , настила, теплоізоляції і покрівлі. Використовують теплі покриття , для запобігання утворення конденсату на внутрішніх поверхнях та таненню снігу на даху.

Несущі конструкції покриттів та підкроквяних балок виготовляють з збірного залізобетону, попередньо напруженого. Для розміщення транспортних систем або трубопроводів роблять канали або тунелі. Для будови каналів або тунелей застосовують збірні залізобетонні панелі та плити. Галереї в ливорному цеху влаштовуються на висоті 1,9-2 м. , шириною 1,5 м. Ворота встановлюються розміром 2х2,4;4х3.

Використовуються розсувні та двостулкові ворота з механічним зачиненням. Розміри ворот на залізничних шляхах з широкою колією - 4,7х5,6 м. В будинку встановлюються одно- або двостулкові двері. Ширина одностулкової двері складає 0,9 м, мінімальна ширина двостулкової -1,3 м.

Підлога викладається з різних матеріалів в залежності від призначення дільниці.(табл.3.1.)

Таблиця 3.1- Покриття на дільницях ливарного цеху.

Найменування	Нормативне навантаження , тс/м2	Матеріали
Плавильне відділення: Дільниця під електропечами Інша частина	3-4 10-15	Вогнетривка цегла та чавунні плити Чавунні плити
Розливальна дільниця Склади: Вільна площа складів шихтових матеріалів Засіки для шихти Засіки для кокса Проїзд Залізничний шлях	10-15 5 15 5 5 5	Земляна підлога Збірні залізобетонні плити Збірні залізобетонні плити ,підлога з брукового камню або з брущатки по піску Збірні залізобетонні плити,бетонна підлога Бетонна підлога, металоцементні покриття та металеві плити Брущатка по піску

Будинок ливарного цеху обладнується основними, службовими та пожежними сходами. Основні сходи розміщуються усередині будинку , пожежні -зовні. Мінімальна ширина основних сходів 1,05 м, службових-0,9 м. Сходові площадки виконуються шириною не меньш ніж 1,2 м.

У цеху застосовується приточна вентиляція. Очищення повітря від газів здійснюється витяжною вентиляцією. На печах ДСВ-30 та ДСВ-40 встановлюються місцеві відсмоктувачі.

Ливарний цех освітлюється природним та штучним світлом. Природне освітлення здійснюється через вікна та ліхтарі. В виробничих преміщеннях застосовуються загальне та місцеве освітлення. Світильники загального освітлення встановлюються на висоті не меньш 3-4 м від рівня підлоги. Місцеве освітлення на висоті 2,5 м .та менше. Місцеве освітлення проектується з напругою не більше 36 В, переносне -не більш 12 В. Передбачається аварійне освітлення -10% від місцевого освітлення.

До побутових приміщень ливарного цеху відносяться гардеробні, душові, медпункт ,їдальня, умивальні, санвузли, курильні приміщеня, приміщення для відпочинку та особистої гігієни жінок.

До конторських приміщень відносяться кабінети , кімнати керівного та технічного персоналу, червоні кутки та зали засідань. Побутові приміщення та допоміжні будинки проектуються з урахуванням норм СНиП II М.3-68 «Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий» , СНиП II М.2-71 “Производственные здания промышленных предприятий” .

Допоміжні приміщення проектують шириною 18 м. при кроці колон 6 м. Висоту поверхів приймаємо 3,3 м. Побутовий будинок складається з самонесучих стін та полним каркасом. Несучий каркас виконується із залізобетонних колон з розміром в перетині 300х400 мм.

Колони виконуються на усю висоту будинка. Будинок без горища з теплою сполученою покрівлею. Стіни виконуються з цегли або легкобетонних блоків та одношарових пінобетонних панелей. Перегородки влаштовують з шлакогипсобетонних крупнорозмірних або мілких плит. Душові та умивальні облицьовують глазурованими або азбоцементними плитами. Перегородки виконуються з водостійкого залізобетона, бетона або стіклоблоків товщиною ј цегли. Підлога у побутових приміщеннях з керамічної плитки. У конторах підлогу застилають лінолеумом або деревом.

Виходячи з кількості робітників приймаємо 4 душових , їдальня на 260 чоловік. На першому поверху будинку розташовують контори та санвузли, кімнату для особистої гігієни жінок. План другого поверха наведено на рисунку 3.1.

Рисунок 3.1 - План другого поверху побутового приміщення.

1-їдальня ; 2-гардеробна вуличного та домашнього одягу ;3-гардеробна робочого одягу; 4- умивальня ; 5- душові ; 6-переддушові; 7- контори ;8-перехід у цех.

На першому поверсі передбачається фельдшерський пункт площею 48 м2.

План першого поверху наведено на рисунку 3.2.

1-зал для засідань ; 2-контори ;3-перехід у цех; 4- фельдшерський пункт

Рисунок 3.2. План першого поверху побутового приміщення

На ливарних заводах при наявності відкритих джерел технічного водопостачання передбачають наступні системи водопостачання: господарсько-протипожежну; виробничу (річкової води); оборотного і повторного використання води. Протипожежний водопровід можна поєднувати також з виробничим водопроводом річкової води.

Вода питної якості, крім господарсько-питних нестатків, витрачається на очищення і зволоження приточного повітря, душируючі установки, пилоподавлення в робочих приміщеннях. Для регулювання нерівномірностей водоспоживання на ливарних заводах установлюють водонапірні баки і вежі. З метою ощадливого використання води застосовують оборотні системи водопостачання. Оборотні системи водопостачання варто групувати по ознаках якості води, температурним параметрам і необхідним напорам з урахуванням розташування водо-споживачів на генеральному плані.У цеху передбачають засоби автоматичного пожежегасіння .

У цеху передбачені наступні системи каналізації: господарсько-побутова, дощового і промислова різного призначення. Основні промислові стічні води ливарного цеха поєднують у водообігові системи й у водойми не скидають, оскільки вони містять технічні домішки. Використовують спеціальні заходи очищення води ( відстоювання та інше.) Забруднену воду скидають у заводську каналізацію [2,12].

4 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

4.1 Аналіз технологічності

Розливання сталі здійснюється у виливниці. Отримані виливки використовують в переробних цехах заводу , де отримують калібрований пруток, стрічку, прокат. Призначення сталі У8А : для інструмента, який працює в умовах які не викликають підігріву крайки що ріже ( фреза, сокира,викрутки та ін.)

Аналіз технологічності проводимо на прикладі виливка 4,3 т. Креслення виливка див.лист 12. Технологію виконуємо на базі вже існуючої технології на комбінаті (ДСС). Розливання здійснюється у виливницю 4,3 т. з надливковою надставкою.Виливниці встановлюються на піддон. Ця система розглядається як лиття у роз'ємний кокіль з горизонтальною площиною роз'єму. Виливниці ,піддон, надставки виготовляються з сірого чавуну.

Припуски на механічну обробку визначаємо згідно з ГОСТ 26645-85 (таблиця 4.1).

Таблиця 4.1 - Визначення припусків на механічну обробку згідно ГОСТ 26645-85

Параметри ГОСТ	Таблиця або пункт ГОСТа	Значення параметрів ГОСТа для номінальних розмірів
		1600 мм.
1.Ряд припусків	Табл.14	7
2. Клас точності розмірів	Табл.9	10
3. Уточнений клас розмірів	П.2.2	8
4.Допуск розмірів виливка,мм	Табл.1	5,6
5. Допуск форми і розташування поверхні ,мм	Табл.2	0,32
6.Загальний допуск елементів виливка ,мм	Табл.16	6,4
7. Уточнений загальний допуск елементів виливка, мм	П.4.2.1	6,4
8. Вид кінцевої механічної обробки деталі	З креслення	Чорнова
9.Загальний припуск на сторону, мм	Табл.6	4,8

4.2 Розрахунок кокіля (виливниці 4,3 т.) та ливниково-живильної системи.

Враховуючи схему розташування виливниць на піддонах, розрахунок

ведемо для 3-х виливниць одразу ,тобто розглядаємо 3 виливниці , як один кокіль . Ще розрахуємо ЛЖС для однієї виливниці ,згідно зі схемою розташування виливниць на составі (рис.4.1)

1- виливниця ; 2- піддон 4-х місцевий ; 3- піддон 2-х місцевий

Рисунок 12.1. -Схема розташування виливниць на составі

Креслення кокіля (виливниці) наведено на листі 9.

При розрахунку елементів ЛЖС потрібно визначити мінімальну площину поперечного перетину, лімітуючого швидкість заповнення сплаву : в данному випадку мінімальним перетином є живильник.

Площа мінімального перетину знаходиться за формулою :

Fж= , м2 (4.1)

Де Gв- маса відливка ,кг ;

-коефіцієнт опору або витрат ЛЖС;

р- густина рідкого металу, кг/м3 ;

t- час заповнення кокіля, с;

g- прискорення сил ваги , м/с2 ;

Нр-розрахунковий статичний тиск сплаву , м

t=, c (4.2)

де К-коефіцієнт, який дорівнює 1,7 ;

-середня товщина стінки відливка , м ;

Нр = Н -Р2/ (2С)(4.3)

де Н - висота стояка вище місця підводу сплаву до рівня його у чащі ,м;

Р-висота відливка від місця підводу сплаву до верхньої частини відливка ,м;

С- висота відливка при положенні заливання формоутворюючої порожнини ,м.

Товщину стінки кокіля можна визначити за формулою Н.П.Дубініна

к=13 + 0,6 0, мм (4.4)

де 0-товщина стінки відливка, мм.

Розраховуємо кокіль для з-х виливків за формулою (4.3) :

Hp=2,58-2,215/2 =1,47 , м

За формулою (4.2) :

t= 1,7=155 ,с

За формулою ( 4.1) :

Fж1= =0,0082 , м2

Так як маємо в системі 3-и живильника , загальну площу живильників Fж1 треба поділити на 3. Отримаємо площу одного живильника 0,0082/3= 0,0027 м2.

Виходячи зі співвідношення :

Fж:Fк:Fст= 1:1,1:1,2(4.5)

де Fж-площа поперечного перетину живильника , м2

Fк-площа поперечного перетину колектора, м2

Fст-площа поперечного перетину стояка ,м2

Знаходимо Fк=0,0027·1,1=0,0029 м2 ; Fст=0,0082·1,2=0,009 м2

Знаходимо діаметри елементів ЛЖС :

Д= , м (4.6)

де Д- діаметр відповідного елемента ЛЖС ,м ;

F- площа поперечного перетину відповідного елемента ЛЖС, м2 ;

П- 3,14

За формулою (4.6) знаходимо:

Діаметр живильника:

Д= =0,05 , м

Діаметр колектора :

Д== 0,06 , м

Діаметр стояка:

Д== 0,09 , м

Розрахуємо розміри елементів ЛЖС для 1-ї виливниці за формулою (4.3) :

Hp=2,58-2,215/2 =1,47 , м

За формулою (4.2) :

t= 1,7=107 ,с

За формулою ( 4.1) :

Fж2= =0,003 , м2

За формулою (4.5) знажодимо відповідні площі перетинів елементів ЛЖС :

Fк=0,0030·1,1=0,0033 м2 ; Fст=0,003·1,2=0,0036 м2

За формулою (4.6) знаходимо:

Діаметр живильника:

Дж = =0,06 , м

Діаметр колектора :

Дк == 0,065 , м

Діаметр стояка:

Дст == 0,68 , м

За формулою (4.4) знаходимо товщину стінки кокіля :

к=13 + 0,6 ·590 =360 , мм

З конструктивних міркувань приймаємо діаметри елемнтів ЛЖС згідно з тим, яку сифонну цеглу використовують на комбінаті - ГОСТ-11586-69.

Для 3- виливниць одразу беремо:

-для стояка -сифонну цеглу (трубку ГОСТ-11586-69) 9х225

-для колектора - трубка (с 85/250 )

-для живильника- трубка (с 70/200 ) , склянка 88х50 мм.

Для однієї виливниці окремо :

-для стояка- трубка (с 70/200 ), для колектора теж саме

-для живильника можна взяти цеглу з діаметром 60 мм.

Товщину стінок виливниць приймаємо конструктивно 250 мм.

Маса ЛЖС складає для 3- х виливниць 211 кг, для однієї виливниці окремо 123 кг.

Розрахунок надливка проводимо по методу ізотерм-ізосолідусов.

Враховуючи конфігурацію виливка приймаємо один надливок на один виливок. Маса рідкого метала Qр ,що потребується на компенсацію об'єма усадкової порожнини знаходимо з формули:

Qр= k ·Qвил ,кг(4.7)

де k- коефіціент, який характерезує схильність до утворення усадкових порожнин (0,05) ;

Qвил -маса рідкого металу ,кг.

Qр= 0,05 ·4300=215 ,кг

Об'єм цього металу у рідкому стані:

V=Qр/Ррм , мм3 (4.8)

де Ррм - щільність рідкого муталу, кг/м3 .

V=215/ (7,0 ·10-6 )= 30,7 ·106, мм3

Діаметр сфери у котру укладено витрачаємий на живлення метал:

d=(4.9)

d==388 , мм.

Враховуючи товщину метала ,який утримує цю сферу в рідкому стані до кінця затвердіння виливка та враховуючи вже існуючу технологію на комбінаті (ДСС) , приймаємо конфігурацію надливка у вигляді усіченої призми. Розраховані дані майже збігаються з заводськими, тому приймаємо параметри надливка, які вказані на кресленні (лист 8) [8].

4.3 Загальна технологія виготовлення виливків

4.3.1 Технологія виплавки сталі

Виготовлення виливків проводимо с дотриманням технології , яка наведена в технологічних інструкціях [3 ,4].

Плавлення металу проводимо у печах ДСВ-30 та ДСВ-40 . Шихта і феросплави перед введенням у піч зважуються, на механічних вагах шихтового прольоту . Феросплави попередньо пржарюються. Порошкоподібні розкислювачі і кускові шлакоутворюючі матеріали (порошок коксу, феросиліція, алюмінію, вапно, шамот, шпат і ін.) виміряються тарованими емкостями (мірками, мульдами, контейнерами)

Кількість вапна, що вводиться в піч бросковою машиною, постаченої дозатором, виміряється по кількості «хитань» штока дозатора. Після випуску попередньої плавки здійснюється заправка печі , приблизно 10 хвилин, потім йде завалка шихти. Для заправлення печі використовуються: магнезитовий (периклазовый) порошок ППЭ-88, ППЭК-87 ГОСТ 24862--81; дроблена відпрацьована магнезитова цегла фракцією не більш 20 мм («орешек»);дроблена хромитопериклазова цегла фракцією не більш 20 мм;магнезитовий (периклазовый) порошок з рідким склом доломітовий порошок ГОСТ 1485--82 .У завалку (подвалку) в баддю на шихту або в піч під час плавлення уводиться вапно 15(±5) кг/т шихти. Завалка триває 10 хвилин.Далі йде плавління 4 години, потім кіп 50 хвилин. Для розрідження шлаку застосовуються в усі періоди плавки плавиковий шпат (шпат), флюоритовий концентрат (флюорит), відпрацьований флюс АНФ-6 (флюс), бій шамоту (шамот), кварцит, бій динасової цегли (динас). Алюміній, титан, кремній і основна кількість фосфору повинна окислятися під час плавлення шихти. Для цього під час плавлення шихти в піч вводиться залізна руда 15 (±5) кг/т шихти. Після розплавлювання шихти відбирається проба металу на хiмiчний аналіз після чого шлак скачується, потім у піч уводиться вапно 15(± 5) кг/т шихти і шпат 4(±1) кг/т шихти. Дозволяється застосовувати шамот.При необхідності після скачування шлаку в піч вводиться електродна крупка, графіт або кокс, потім вводяться шлакоутворюючi матеріали.