Анализатор спектра СК4-99

 

2.3 Расчёт  шихты

Исходными данными для  расчёта шихты являются: химический состав сплава, регламентируемый ГОСТом, набор имеющихся на производстве компонентов и их химический состав, технологические ограничения действующего производства.

Таблица 8 – Химический состав и механические свойства чугуна СЧ20  (ГОСТ 1412-85)

Элемент	Количество элемента, %	Среднее значение, %	Угар
C	3,3-3,5	3,4	10
Si	1,4-2,4	1,9	-5
Mn	0,7-1,0	0,85	15
S	0,15	0,15	-
P	0,2	0,2	-

Содержание элементов  в шихте с учётом угара рассчитываем для верхнего и нижнего значения по формуле:

=                                                                                         (4)

где - содержание элемента в шихте (%);

 содержание элемента  в металле (%);

У – угар элемента.

С=100·3,4/(100-10)=3,8%.

Si=100·1,9/(100+5)=1,81%.

Mn=100·0,85/(100-15)=1%.

Таблица 9 – Состав шихты СЧ20

Компонент шихты	С	Si	Mn	P	S
Предельный чугун ПЛ2	4,75	0,7	1	0,2	0,02
Лом чугунный	3,4	1,9	0,85	0,15	0,2
Лом стальной	0,3	0,4	0,8	0,05	0,1
Возврат	3,4	1,9	0,85	0,15	0,2

 

Возврат собственного производства составляет 25%.

Таблица 10 – Расчёт компонентного состава шихты

Компонент шихты	Масса		Содержание элементов в процентах, %
	кг	%	С	Si	Mn	P	S
Предельный чугун ПЛ2	4251952	20	0,95	0,14	0,2	0,04	0,04
Лом чугунный	6377928	30	1,02	0,57	0,25	0,045	0,06
Лом стальной	5187381,4	24,4	0,07	0,09	0,19	0,01	0,024
Возврат	5442498,6	25,6	0,87	0,48	0,21	0,03	0,05
Итого:	21259760	100	2,91	1,28	0,85	0,125	0,174

 

Углерода не хватает 3,4-2.91=0,49% или на металлозавалку 0,49·21259760/100=104172,82 кг. Нехватку восполним введением карбюризатора, 1 кг которого содержит 0,85-0,9 кг углерода, с учётом угара 12,5% в металл попадает 0,106-0,112 кг углерода, в шихту вводим не менее 104172,82/0,106=982762,45 кг карбюризатора, или на 100 кг  4,6 кг.

Кремния не хватает 1,9-1,28=0,62% или на металлозавалку 0,62·21259760/100=131810 кг. Нехватку кремния восполним введением ФС45, 1 кг которого содержит 0,41-0,47 кг Si, то с учётом угара 8% в металл попадёт 0,38-0,43 кг Si. В шихту вводим не менее 131810,5/0,38=346869,7 кг, или на 100 кг  1.6 кг.

Марганец находится в  пределах нормы.

На основании расчёта  шихты методом подбора имеем  следующий состав шихты:

Предельный чугун ПЛ2                                              4251952 кг

Чугунный лом                                                              6377928 кг

Стальной лом                                                               5187381,4 кг

Возврат                                                                         5442498,6 кг

Итого:                                                                           21259760 кг

Сверх установленного необходимо ввести не менее 982762,45 кг карбюризатора и 346869,7 кг ФС45. 

Таблица 11 – Исходные данные для ВЧ50  (ГОСТ 1412-85)

Элемент	Количество элемента, %	Среднее значение, %	Угар
C	3,2-3,7	3,5	10
Si	1,9-2,9	2,4	-5
Mn	0,3-0,7	0,5	15
Cr	0,15	0,15	-
S	0,02	0,02	-
P	0,1	0,1	-

 

Содержание элементов  в шихте с учётом угара рассчитываем для верхнего и нижнего значения:

С=100·3,4/(100-10)=3.8%.

Si=100·2,4/(100+5)=2,28%.

Mn=100·0,5/(100-15)=0,6%.

Таблица 12 – Состав шихты ВЧ50

Компонент шихты	С	Si	Mn	P	S	Cr
Предельный чугун П-1	4,25	0,7	0,1	0,8	0,2	0,04
Лом чугунный	3,4	1,9	0,85	0,15	0,85	0
Лом стальной	0,3	0,4	0,8	0,1	0,05	0,06
Возврат	3,75	2,13	1,23	0,1	0,01	0,2

 

Возврат собственного производства составляет 39%.

Таблица 13– Расчёт компонентного состава шихты

Компонент шихты	Масса		Содержание элементов в процентах, %
	кг	%	С	Si	Mn	P	S	Cr
Предельный чугун П-1	6116066	20	0,85	0,14	0,02	0,16	0,04	0,008
Лом чугунный	6116066	20	0,68	0,38	0,17	0,03	0,01	0,01
Лом стальной	6544190,62	21,4	0,06	0,08	0,18	0,01	0,002	0,04
Возврат	11804007,38	38,6	1,44	0,82	0,17	0,04	0,003	0,07
Итого:	30580330	100	3,03	1,42	0,55	0,24	0,055	0,128

 

Углерода не хватает 3,5-3,03=0,47%, или на металлозавалку 0,47·30580330/100=143727,5 кг. Нехватку восполним введением карбюризатора, 1 кг которого содержит 0,85-0,9 кг углерода, с учётом угара -12,5% в металл попадает 0,106-0,112 кг углерода, в шихту вводим не менее 143727,5/0,106=1355920 кг карбюризатора, или на 100 кг  4,4 кг.

Кремния не хватает 2,4-1,42=0,98%, или на металлозавалку 0,98·30580330/100=299687 кг. Нехватку кремния восполним введением ФС45, 1 кг которого содержит 0,41-0,47 кг Si, то с учётом угара 8% в металл попадёт 0,38-0,43 кг Si. В шихту вводим не менее 299687/0,38=788650 кг, или на 100 кг  2,6 кг.

Марганец находится в  пределах нормы.

Хрома не хватает 0,15-0,128=0,022%, или на металлозавалку 0,022·30580330/100=6728 кг. Нехватку хрома восполним введением ФХ800, 1 кг которого содержит 0,65 кг Cr. Соответственно в шихту нужно ввести 103 кг ФХ800 или на 100 кг  0,034 кг.

На основании расчёта  шихты методом подбора имеем  следующий состав шихты:

Предельный чугун П-1                                                6116066 кг

Чугунный лом                                                              6116066 кг

Стальной лом                                                               6544190,62 кг

Возврат                                                                         1180400738 кг

Итого:                                                                           30580330 кг

Кроме этого не менее 1355920 кг карбюризатора, 788650 кг ФС45 и 10351 кг ФХ800.

 

2.4 Расчёт количества плавильного оборудования

Расчёт количества основных плавильных агрегатов ведём по формуле:

·B/                                                                                             (5)

где - коэффициент неравномерности производства;

В – годовая  потребность в жидком металле, т/год;

действительный фонд времени работы оборудования, час;

N – производительность агрегата, т/час.

Для СЧ20:

Р(СЧ20)=1,2·20363/(5553,6·3,6)=1,22 шт.

С учётом простоев на ремонт, принимаем 2 печи марки ИЧТ-16.

Коэффициент загрузки:= 1,22/2=0,61.

Для ВЧ50:

Р(СЧ50)=1,2·29248/(5553,6·3,6)=1,76 шт.

С учётом простоев на ремонт, принимаем 3 печи марки ИЧТ-16.

Коэффициент загрузки:= 1,76/3=0,59.

На плавильном отделении  устанавливаются краны. По рекомендациям выбираем краны грузоподъёмностью 25/5 Т. один кран обслуживает участок длиной 30 - 50 м, принимаем два крана.

2.5 Загрузка шихты и ведение  плавки

Загрузка шихты в печь происходит следующим образом: из закромов шихта подаётся в суточные бункера с автоматическими дозаторами при помощи мостовых кранов с магнитной шайбой, немагнитные материалы набираются с помощью грейфера, затем из бункеров на весовые тележки автоматическим дозатором.

Затем бадья с набранным  шихтовыми материалами на передаточной тележке поступает в проходную нагревательную печь, где происходит подогрев шихты с целью исключения попадания в плавильный агрегат плат, а также для уменьшения расхода электроэнергии на плавку. Далее бадья передаётся в плавильное отделение.

Бадья с шихтой краном транспортируется к печи. Загрузка шихты производится путём открывания низа бадьи.

При загрузке металлической  шихты сначала загружают легковесную  чугунную стружку, а затем кусковые тяжёлые материалы (предельный чугун, возврат, стальной и чугунный лом). После окончания загрузки тигель закрывают вытяжным зондом и приступают к плавке.

После расплавления шихты  металл перегревается до температуры 1400°С, крышка снимается, счищается шлак и берётся технологическая проба на химический состав, в момент отбора проб печь отключается.

После получения результатов  экспресс анализа производится корректировка  химического состава чугуна путём введения в расплав карбюризатора, ферросплавов и т.п.

1.Увеличение С на 0,1% - путём ввода 1.3 кг графитизированного  коксита.

2.Увеличение Si на 0,1% - 2,4 кг ФС45.

3 Уменьшение С на 0,1% - 30 кг стали.

4. Уменьшение Si на 0,1% - 60 кг стали.

Масса компонентов приведена  из расчёта на 1 тонну металла. После  введения в расплав всех необходимых  добавок включают печь на максимальную мощность с целью обеспечения интенсивного перемешивания в течение 5 минут, после берут повторную пробу на экспресс анализ. Выпуск жидкого металла производится в ковш электротельфера ёмкостью 2 тонны, при помощи которого жидкий чугун подаётся к участку заливки на передаточной тележке.

Температура выпуска чугуна должна быть в пределах 1370-1400°С, а заливка форм производится при температуре 1320-1420°С.

Температура жидкого металла  контролируется при помощи оптического  термометра марки ОППМР-017.

 

2.6 Формовочно-заливочно-выбивное отделение

Формовочно-заливочно-выбивное отделение (ФЗВО) является основным в составе любого литейного цеха, так как на нём замыкается работа целого ряда основных отделений цеха по объёму и номенклатуре производства, так и качество литья по геометрическим размерам, массе и шероховатостям поверхности. Возможности ФЗВО быстро изменять номенклатуру отливок без снижения производительности цеха и качества литья определяют технологическую гибкость процесса и позволяют литейному цеху быстрее реагировать на изменившуюся конъектуру рынка.

На современном этапе  развития технологических процессов  производства литья в песчано-глинистые  формы стоят задачи значительного  повышения качества отливок и  снижении их металлоёмкости за счёт тонкостенного  литья, роста производительности оборудования и труда. Все эти вопросы решены с помощью использования автоматизированного производства, обеспечивающего повышение точности отпечатка и прочности формы, что улучшает как геометрию отливки, так и её точность по массе.

Таблица 14– Расчёт форм на годовую программу

Сплав	Наименование	Годовая программа с учётом брака	Габариты опок в свету LхBхHh/Hв	Коли-чество отли-вок в форме	Потреб-ность форм на программу	Брак форм, %	Потребность форм с учётом брака
1	2	3	4	5	6	7	8
ВЧ50	Шкив коленчатого вала	264857	900х800х250 /250	2	132429	2	135078
	Кронштейн ру-левого механизма	251147	900х800х250 /250	6	41858	2	42695
	Корпус поворотного кулака	122443	900х800х250 /250	2	61222	2	62446
	Кронштейн передней рессоры	521208	900х800х250 /250	6	86868	2	88605
	Кронштейн задней рессоры	525032	900х800х250 /250	6	87505	2	89255
	Фланец-вилка	532282	900х800х250 /250	4	133071	2	135732
	Коробка сателлитов	260926	900х800х250 /250	4	65232	2	66537
	Коробка сателлитов заднего моста	261768	900х800х250 /250	8	32721	2	33375
	Накладка передней рессоры	251956	900х800х250 /250	6	41993	2	42833
	Накладка передней рессоры левая	251956	900х800х250 /250	6	41993	2	42833
Итого					724892		739350
СЧ20	Корпус	105868	1250х1000х 400/400	4	26467	2	26996
	Крышка задняя	122792	1250х1000х 400/400	4	30698	2	31312
	Крышка передняя	158510	1250х1000х 400/400	4	39628	2	40421
	Головка	60146	1250х1000х 400/400	6	10024	2	10225