Произвести выбор, рассчитать оборудование склада шихтовых и формовочных материалов литейного цеха и выполнить его технологиче-скую плани

 

Рецепт формовочной смеси взят из ([1, стр.141]).

Расчёт массы стержневой смеси.

Масса стержневой смеси  определяется по формуле:

         М_ст.j=

, т/год              (4.19)            

где     N – количество отливок, шт/год;

         - брак отливок, %;

          n_ст.i – количество  i-ых стержней на одну отливку, шт;

          m_ст.i – масса i-ого стержня, кг;

          k_ст.i - брак и бой i-ого стержня, % .

М_ст.1=

=5922,2 т/год.

М_ст.2=

=4170,49 т/год;

М_ст.4= =7529,6 т/год;

М_ст.5= = =10332,37 т/год.

     Масса стержневой смеси находится по формуле:

 

                         М_ст.= М_ст.1 + М_ст.2 + М_ст.4 + М_ст.5, т/год                    (4.20)

М_ст.= 5922,2+4170,49+7529,6+10332,37 =27954,66 т/год. 

Таблица 7 – Расчёт массы компонентов стержневой смеси

Наименование	Количество
	%	т/год
Кварцевый песок	96	26836,47
Фурановая смола	2,7	754,78
Катализатор	0,5	139,77
Окись железа	0,8	223,64

 

Рецепт стержневой смеси  взят из ([1], стр. 143).

Согласно ([1], стр. 183) на складах шихтовых и формовочных материалов хранятся только сыпучие и кусковые материалы. Расчёт склада шихтовых и формовочных материалов проводим в таблице 8.

 

Материал	Объём-ная масса т/м3	Расчётная потребность за год		Количест-во рабочих суток за год, сут/год	Расчётная потребность в сутки		Требуемый запас на складе			Место хранения	Глуби-на, м	Разме-ры, м	Высота над уровнем пола, м	Расчётная площадь с  учётом коэффициента загрузки, м2	Приня-тое количество
		т/год	м3/год		т/сутки	м3/сутки	на число суток	т	м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Кварцевый песок	1,5	111557,65	74371,77	249	448,02	298,68	45	20160,9	13440,6	Силос	0	Ø12	36,6	113,04	5
Бентонит	1,5	25416,35	16944,23	249	102,07	68,05	40	4082,8	2722	Силос	0	Ø12	36,6	113,04	1
Чугун ЧН4Х2	3	84032,7	28010,9	249	337,48	112,49	30	10124,4	3374,7	Закром	3	13х13	3	674,94	4
Возврат	1,8	58715,15	32619,53	249	235,8	131	3	707,4	393	Закром	3	5х5	3	78,6	3
Феррохром	2,7	160,15	59,31	249	0,64	0,24	30	19,2	7,2	Бункер	-	1х2	5	1,73	1
Никель	3	2678,8	892,93	249	10,76	3,59	30	322,8	107,7	Запираемая комната	-	-	-	-	-

 

 

 

                  Таблица 8 – Форма расчёта площадей складов

 

 

 

  

Объёмную массу берём из ([1], с.186). Третья колонка рассчитывается по данным таблиц 3, 5. Четвёртая колонка получается делением третьей колонки на вторую.

Количество рабочих  суток за год определяется по формуле:

 

                                                

сут.                                               (4.21)

 где n_р.с. – количество рабочих суток за год, (суток/год);

Ф_д – годовой действительный фонд времени работы оборудования, ч/год;                                                                                                                                                                                                                                                               t_см – продолжительность работы оборудования за сутки (с учетом количества смен), ч/сутки.

 

                                         

Принимаем n_р.с.=249 суток.

Расчетная потребность  материала в сутки в т и м³ вычисляется делением колонок 3, 4 на 5. Запас материала на складе в сутках берётся из ([1], c.186). Требуемый запас на складе в т и м³ устанавливается по данным колонок 6, 7, 8. Место хранения материалов выбираем по ([1], с.186), ([2], с.56-57). Никель хранится в запираемой комнате размером 2х3,5 м в металлических ящиках, там же взвешивается и подаётся в плавильное отделение ([2], c.57). Весь запас феррохрома на 30 суток хранится в суточном бункере. Колонки 12, 13, 14 заполняются по данным ([1], с.188), ([2], с.56-57, 60). Суммарная площадь склада для хранения конкретного материала (колонка 15) рассчитывается по данным 10, 12, 14. Принятое количество хранилищ (колонка 16) определяется по данным колонок 15 и 13, количество силосов рассчитывается исходя из объёма башни: для песка V_П=3000 м³, для бентонита V_Б=1700 м³ ([1], с.188).

Рассчитаем суточные бункера для хранения шихтовых и формовочных материалов. Расчет проведём в таблице 9.

  Таблица 9 – Расчёт суточных бункеров

Материал	Требуемое количество,  м3/сутки	Установленная высота бункера, м	Расчётная суммарная  площадь бункеров, м2	Установленное сечение бункера	Принятое количество бункеров
2	3	4	5	6	7
Чугун ЧН4Х2	112,49	5	27	4х4	2
Возврат	131	5	31,44	4х4	2
Кварцевый песок	198,68	5	47,68	4х4	3
Бентонит	68,05	3	27,22	4х4	2

 

 

        Для подготовки песка необходимо следующее оборудование:

1. сушило;
2. сито.

  Для просушивания песка выбираем барабанное сушило марки СОБГ-5 с производительностью 9,2 т/ч ([3], с.223).

Рассчитаем количество сушил по формуле:

 

                                          

,шт                                               (4.22)

где N – годовой объём обрабатываемого материала, т/год;

       q – производительность сушила, т/ч.

 

     Принимаем 3 сушила. Тогда коэффициент загрузки будет равен:

 

                                        

.                                        (4.23)

         

Для просеивания песка выбираем полигональное сито модели 175М с

производительностью 20м³/ч ([3], с.224).

     Определим  необходимое количество сит по формуле 4.22:

     Принимаем 1 сито. Тогда коэффициент загрузки будет равен:

 

 

 

        

  

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 РАСЧЁТ ПОДЬЁМНО-ТРАНСПОРТНОГО  ОБОРУДОВАНИЯ

Для насыпных грузов принимают желобчатые ленточные конвейеры. Рассчитаем ширину ленты ленточного конвейера. Ширина ленты ленточного конвейера для транспортирования формовочных материалов:

 

                                   В_л = 0,08∙

, м                                           (5.1)

где    В_л - ширина ленты, м;

          q^л_к – производительность конвейера, т/ч;

          f – коэффициент, учитывающий неравномерность подачи материала на ленту и наклон конвейера, f =1,0;

          γ_м – объемная масса транспортируемого материала, γ_м=1,5 т/м³;

        υ^л_к – скорость движения конвейера, υ^л_к=0,4 м/с ([2], с.42).

 

                                       

                                             (5.2)

где - масса песка, кг;        

      Ф_д ¾ годовой действительный фонд работы конвейера оборудования, ч.

 

                             q^л_к= т/час.

 

                                    В_л = 0,08∙ =0,55 м.

По ([2, с.42]) принимаем В_л=650 мм.

Для обслуживания склада шихты применяем электрический мостовой кран, снабженный магнитной шайбой грузоподъёмностью 5т ([3], с.238).

 

 

6 ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ  И РАБОТЫ ПРОЕКТИРУЕМОГО ОТДЕЛЕНИЯ

Для проектируемого цеха, который находится в третьем климатическом поясе, принимаем хранение шихтовых материалов в закромах, формовочных – в силосных башнях. Формовочные материалы (песок и бентонит) поступают в вагонах – цистернах и разгружаются системой пневмотранспорта непосредственно в силосные корпуса, откуда также пневмотранспортом подаются в суточные бункера. Бентонит поступает на склад полностью подготовленным к использованию и поэтому из суточных бункеров системой пневмотранспорта подаётся прямо в смесеприготовительное отделение. Песок перед подачей в смесеприготовительное отделение из суточных бункеров необходимо просушить и просеять для чего используем три барабанных сушила марки СОБГ-5 с производительностью 9,2 т/ч, в которые песок подаётся по трём элеваторам, после сушки песок охлаждается в охладительном бункере, а затем поступает на полигональное сито модели 175М с производительностью 20м³/ч и далее по ленточному конвейеру, с шириной ленты 0,5 м, в смесеприготовительное отделение.

Шихтовые материалы (чугун ЧН4Х2, феррохром и возврат) являются магнитными, поэтому для погрузки/разгрузки шихты применяем электрический мостовой кран, снабженный магнитной шайбой, грузоподъёмностью 5т ([3], с.238). Лом разгружается краном непосредственно в закрома, а затем подаётся в суточные бункера. Из суточных бункеров шихта по системе дозирования поступает на весовую тележку, которая следует в плавильное отделение.

 

 

 

 

 

7 РАЗРАБОТКА  ЦЕХОВЫХ ГРУЗОПОТОКОВ

На склад шихтовых и формовочных материалов поступает чугун Pig-LC – 84032,7 т/год, феррохром – 160,15 т/год, никель – 2678,8 т/год и возврат собственного производства – 58715,15 т/год. Также на склад поступают свежие формовочные материалы – кварцевого песка 111557,65 т/год и бентонита 25416,35 т/год. Металлозавалка в количестве 145586,79 т/год поступает в плавильное отделение, где происходит процесс плавки чугуна ЧН4Х2. Во время плавки происходит угар металла в количестве 7279,34 т/год. После плавки сливы (397,95 т/год) снова переходят на склад шихтовых материалов. Жидкий металл в количестве 138307,45 т/год разливается по формам, которые заранее были приготовлены на формовочном отделении из 847211,82 т/год формовочной смеси, которая на 86% (728602,17 т/год) состоит из оборотной смеси, на 10% (84721,18 т/год) из свежего песка, на 3% (25416,35 т/год) из бентонита, на 1% (8472,1 т/год) из сульфитной барды. В процессе формовки в отвал уходит 13% (110137,54 т/год) формовочных материалов за счёт освежения смеси песком и бентонитом. Также для получения формы используются стержни , которые на 96% (26836,47 т/год)состоят из свежего песка, на 2,7% (754,78 т/год) из фурановой смолы, 0,5% (139,77 т/год) составляют катализаторы, 0,8% - (223,64 т/год) окись железа. После выбивки на выбивной решётке отливки вместе с ЛПС попадают в термообрубное отделение. Из термообрубного отделения выходят годные отливки 79589,2 т/год, а на склад отправляются бракованные отливки, ЛПС и скрап в количестве 58320,31 т/год.

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Основы проектирования  литейных цехов и заводов/ Л.  И. Фанталов, С. И. Четверухин, В.  Н. Елина, И.Б. Сокол и др.; Под ред. Б. В. Кнорре.-М.: Издательство «Машиностроение», 1979. - 376 с.

2 Проектирование цехов.  Методические указания для курсовых  и дипломных проектов для студентов специализации Т.02.01.01 – «Литейное производство черных и цветных металлов и сплавов». Часть II, III. Довнар Г.В., Стасюлевич В.А.  – Мн.: «Метолит», 2001 – 70 с.

3 Логинов И.З. Проектирование  литейных цехов. – Мн.: «Вышэйшая  школа», 1975. - 320 с.

4  ГОСТ 4832-80. Чугун литейный. Технические условия. Введ. 21.06.80; Республика Беларусь 07.09.80. – Москва: Издательство стандартов: Комитет стандартизации и метрологии СССР, 1979. – 24 с.

5 ГОСТ 4757-91. Феррохром. Технические требования и условия поставки. Введ. 01.01.91; Республика Беларусь 01.01.91. – Москва: Издательство стандартов: Комитет стандартизации и метрологии СССР, 1990. – 16 с.

6 ГОСТ 849-97. Никель первичный. Технические условия. Введ. 01.01.97; Республика Беларусь 07.05.97. – Москва: Издательство стандартов: Комитет стандартизации и метрологии РФ, 1996. – 15 с.