4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ОТДЕЛЕНИЙ ЦЕХА

4.1 Расчет плавильного отделения

4.1.1 Составление баланса металла

В ходе расчета плавильного отделения необходимо рассчитать, какая масса металла необходима на металлозавалку, чтобы выполнялась заданная программа цеха. Производиться расчет для каждого типа сплава, учитывая технологический выход годного металла, который принимается отдельно для каждого сплава. Необходимо учитывать также брак отливки и угар.

Расчет необходимой массы металлозавалки для 35ЛI приведен в таблице 4.1

Таблица 4.1 – Расчет массы 35ЛI, необходимого на металлозавалку

Статьи баланса	до 100 кг			100…1000 кг			Всего
	%	тонн	%		тонн
Годные отливки	52,28758	523,62	57,88982		2228,25	2751,87
Брак	2	10,4724	2		44,565	55,0374
ЛПС	41,90476	419,644	36,19048		1393,016	1812,6597
Всего Ж.М	95	953,7364	95		3665,831	4619,5671
Угар	5	47,68682	5		183,2915	230,97835
Металлозавалка	100	1001,423	100		3849,122	4850,5454

Расчет необходимой массы металлозавалки для 45ЛI приведен в таблице 4.2

Таблица 4.2 – Расчет массы 45ЛI, необходимого на металлозавалку

Статьи баланса	до 100 кг		100…1000 кг		Всего
	%	тонн	%	тонн
Годные отливки	52,28758	6244,95	57,88982	5588,12	11833,07
Брак	2	124,899	2	111,7624	236,6614
ЛПС	41,90476	5004,881	36,19048	3493,476	8498,3577
Всего Ж.М	95	11374,73	95	9193,359	20568,089
Угар	5	568,7365	5	459,6679	1028,4045
Металлозавалка	100	11943,47	100	9653,027	21596,494

Расчет необходимой массы металлозавалки для 35ХМЛI приведен в таблице 4.3

Таблица 4.3 – Расчет массы 35ХМЛI, необходимого на металлозавалку

Статьи баланса	до 100 кг		100…1000 кг		Всего
	%	тонн	%	тонн
Годные отливки	50,42017	2280,613	54,155	4756,053	7036,666
Брак	2	45,61226	2	95,12106	140,7333
ЛПС	43,80952	1981,5993	40	3512,919	5494,518
Всего Ж.М	95	4307,8246	95	8364,093	12671,92
Угар	5	215,39123	5	418,2047	633,5959
Металлозавалка	100	4523,2158	100	8782,298	13305,5

Расчет необходимой массы металлозавалки для 35хнмл приведен в таблице 4.4

Таблица 4.4 – Расчет массы 35ХНМЛ, необходимого на металлозавалку

Статьи баланса	до 100 кг		100…1000 кг		Всего
	%	тонн	%	тонн
Годные отливки	50,42017	997,144	54,155	2245	3242,144
Брак	2	19,94288	2	44,9	64,84288
ЛПС	43,80952	866,40734	40	1658,203	2524,611
Всего Ж.М	95	1883,4942	95	3948,103	5831,598
Угар	5	94,174711	5	197,4052	291,5799
Металлозавалка	100	1977,6689	100	4145,509	6123,2

Ведомости шихт для углеродистых и легированных сталей приведены в табл. 4.5 и табл. 4.6 соответственно

Таблица 4.5 – Ведомость шихт (углеродистые стали)

Состав шихты	35ЛI		45ЛI			Всего
	т	%	т	%	т
Лом стальной	2328,3	48	10366,3	48	12694,6
Возврат	1940,2	40	8638,6	40	10578,8
Лом чугуна	582,06	12	2591,6	12	3173,66
Всего	4850,55	100	21596,5	100	26447

Таблица 4.6 – Ведомость шихт (легированные стали)

Состав шихты	35ХМЛI		35ХНМЛ		Всего
	т	%	т	%	т
Лом стальной	5588,3	42	2755,4	45	8343,7
Возврат	5854,4	44	2694,2	44	8548,6

Продолжение таблицы 4.6

Состав шихты	35ХМЛI		35ХНМЛ		Всего
	т	%	т	%	т
Лом чугуна	1596,7	12	428,6	7	2025,3
ФМо60	66,5	0,5	-	-	66,5
ФХ 650	200	1,5	153,1	2,5	353,1
Н-1	-	-	91,8	1,5	91,8
Всего	13305,5	100	6123,2	100	19428,7

Расчет плавильных агрегатов ведется по жидкому металлу. Состав и необходимое количество шихтовых материалов определяется на основании ведомости шихт и баланса металла.

Для выплавки стали в проектируемом цехе целесообразно установить электродуговые печи.

Дуговые печи обеспечивают возможность быстрого ведения плавки, выдачу металла малыми порциями, получение стали более высокого качества, выплавку высоколегированных сталей и т. д. Печи компактны, просты в управлении и гибки в работе, т. к. могут работать в одну, две смены и круглосуточно.

Футеровка электропечи может быть кислой и основной. В литейном производстве шире применяются печи с кислой футеровкой; кислый процесс более простой и дешевый. Для получения жидкого металла, чистого от примесей серы и фосфора, применяют основной процесс. По сравнению с кислым, при основном процессе расход электроэнергии повышается на 40…50% и увеличивается продолжительность плавки.

Различают следующие основные способы загрузки шихты в электропечь: корзинами сверху, завалочной машиной (мульдой) через окно и вручную при очень малой емкости печей. Выпуск металла осуществляется наклоном печи. Угол наклона в сторону выпускаемой летки составляет до 45°, а в сторону загрузочного окна - до 15°.

Потребное количество плавильных агрегатов определяем по формуле

(4.1)

где n - количество электродуговых печей, шт;

Qж - годовое количество жидкого металла, т;

Кн – коэффициент неравномерности, Кн = 1,3;

Тд – действительный фонд рабочего времени, ч, Тд = 3760 ч;

q - производительность электродуговой печи, т/ч.

Для углеродистых сталей количество ДСП

Принимаем 3 электродуговые печи производительностью 4,2 т/ч

k_з=2,17/3=0,72

Для легированных сталей количество ДСП

Принимаем 3 электродуговые печи производительностью 3,4 т/ч

k_з=1,98/3=0,66

В таблице 4.7 представлена сводная ведомость плавильного отделения.

Определим емкость ковшей одновременно работающих и их количество, для обслуживания формовочного отделения цеха, для технологического потока отливок св. 100 кг., по формуле

N_ковш =                                                     (4.2)

где - количество жидкого металла на годовую программу для технологического потока отливок массой: св 100 кг

- оборот ковша в часах, для ковшей емкостью от 5 тон 1 ч.;

– действительный фонт времени работы формовочного отделения, 3860 ч;

- емкость ковша, т.

N_ковш2 = =0,55 шт.

Принимаем 1 ковш емкостью 12 тонн.

Определим количество ковшей для смены, для обслуживания формовочного отделения цеха, для технологического потока отливок св. 0,1 т, по формуле (4.5)

N_ков. =                                                         (4.3)

где N_ковш – количество одновременно работающих ковшей, шт;

– время между ремонтами, для ковшей емкостью 12 тонны 4…6 ч.

Определим количество ковшей для смены, для обслуживания формовочного отделения цеха, для технологического потока отливок св. 0,1 т, по формуле (4.5)

N_ков.1 = = 2 шт.

Для определения парка ковшей воспользуемся формулой

N_к =КК₁N_ков                                                                        (4.4)

где К– коэффициент учитывающий количество ковшей находящихся в ремонте, равный 2м;

К₁ – коэффициент запаса 1,2.

Рассчитаем парк ковшей, для технологического потока отливок до 0,1 т

N_{к 1}= 21,22= 4,8 шт.

Принимаем 5 ковшей.

Таблица 4.7 - сводная ведомость плавильного отделения.

Количество годного литья, т	Количество жидкого металла			Тип печи		Производительность печи, т		Количество печей			kз
	в год, т	в час	Расч.					Прин.
14584,94	26447	7,03	ДСП-12		4,2		2,17		3	0,72
10278,81	19428,7	5,16	ДСП-12		3,4		1,98		3	0,66