Курсовая работа (т): Проектирование заливочного отделения изготовления центробежных валков

Из таблицы 7 видно, что в год нам понадобится 3150 тонн стали марки 6ХВ2С для заливки оболочек валков.

Внутренняя часть валка будет заливаться чугуном с шаровидным графитом марки ВЧ60-2.Плавку будем производить в двух индукционных печах ёмкостью 10 тонн каждая. Для транспортировки жидкого чугуна будем использовать один стопорный ковш ёмкостью 20 тонн. Технические характеристики индукционных печей представлены в таблице 8.

Таблица 8 -Технические характеристики индукционной печи

В связи с тем , что максимальный вес отливки без литниково - питающей системы равен двадцать одной тонне ,то внутренняя часть валка составит не менее 17 тонн, тогда производственная мощность отделения в жидком металле равна

N = ,

где N-производственная мощность;

q - паспортная производительность печи, т/ч;

Кн- - коэффициент неравномерности печи.

N = = 6,1 т/ч.

Индукционные печи имеют достаточно высокий КПД, особенно при перегреве и доводки чугуна. Высокий КПД достигается в процессе расплавления шихты достигается за счет частичного опорожнения печи, так называемая плавка с «болотом»,когда из печи сливается примерно одна треть жидкого металла, а на оставшуюся жидкую ванну присаживают твердую завалку.

При проектировании плавильного отделения всегда необходимо предусматривать резервные мощности с учетом дальнейшего развития цеха.

Анализ убедительно показал, что лучшие технико-экономические показатели процесса имеют печи большей садки и, следовательно, они являются экономичными. Уменьшение обслуживающего персонала, а так же затраты на эксплуатацию, по сравнению с печами малой вместимостью [2].

3.3 Расчет потребности участка в шихтовых материалах

Потребность цеха в металлошихте будет больше, чем потребность в жидком металле на величину угара сплава и величину безвозвратных потерь, которые имеют место в процессе плавки и выпуска металла из печи. Угар металла зависит от многих факторов: типа применяемого плавильного агрегата, вида получаемого сплава, характера используемой шихты, ее загрязненности, окисленности, развитости поверхности, атмосферы печи, удельной нагрузки на под и других.

Безвозвратные потери при выпуске и плавке сравнительно невелики и зависят от технологии плавки и метода выпуска ее. Сюда входят потери металла со скачиваемым шлаком и корольками в конечном шлаке, потери в виде брызг и насыпей на ковше.

По результатам таблицы 4 видно, что в цехе будет образовываться 1477,6 т/год возврата, что нужно учитывать при шихтовке плавки в плавильном агрегате. Возврат идет в завалку печи, что снижает потребность в свежих материалах. Средний угар шихты при плавке стали в электродуговых печах составляет 4 %.

Общая потребность в металлозавалке будет определяться по формуле:

G=GЖ.Ме+GУг.Ме-GВозв.,

где GЖ.Ме - потребность цеха в жидком металле, г/год;

GУг.Ме - количество угоревшего металла (GУг.Ме составляет 4 % от GЖ.Ме);

GВозв - возврат, т/год.

G = 11716+ 468,6 -1477,6 = 10707 т/год.

.4 Выбор вместимости ковша и расчет их парка для внутренней части валков

Нормальная организация работ в плавильном отделении невозможна без оптимального количества разливочных ковшей, служащих для приема плавки, кратковременного хранения, перемещения и заливки расплава.

Для перемещения ковша должно быть запроектировано соответствующее грузоподъемное и транспортное оборудование, кран-балками или мостовыми кранами соответствующей грузоподъемности.

Вместимость заливочного ковша определяется, в первую очередь, максимальной металлоемкостью формы и может быть равна или кратна ей.

Принимаем стопорный ковш емкостью 20 тонн.

Число ковшей, необходимых для обеспечения металлом данного потока, определяем по выражению:

,

Где  - число ковшей определённой металлоёмкости, находящихся одновременно в работе, шт.;

 - потребность в металле для заполнения готовых форм из такого ковша, кг/ч;

 - время оборота (цикла) работающего ковша, ч;

 - металлоёмкость ковша, используемая на заполнение литейных форм, кг;

 - коэффициент неравномерности потребления металла под заливку.

Потребность в жидком металле составляет по рассчитанному ранее значению 6,1 т/ч.. Время цикла составляет 1 час. Металлоёмкость ковша примем равной 6 т. Коэффициент неравномерности примем равным 1,4. Таким образом, число ковшей равно

 шт.

Число ковшей, постоянно находящихся в ремонте в течение года, устанавливается по формуле:

,

Где  - число ковшей постоянно находящихся в ремонте в течение года, шт.;

 - число ковшей, находящихся одновременно в работе, шт;

 - общая длительность ремонтного цикла ковша, ч;

 - число ремонтов ковша в год, шт;

 - коэффициент неравномерности поступления ковшей в ремонт;

 - фонд рабочего времени ремонтных рабочих, ч.

Число ковшей, находящихся одновременно в работе, равно 1. Общую длительность ремонтного цикла ковшей примем равной 8 часам. Число ремонтов в год примем равное 12. Коэффициент неравномерности примем равным 1,4. Кроме того, необходимо иметь резервные ковши на случай аварийного выхода их из строя. Число резервных ковшей не должно быть меньше двух, а при большом числе одновременно работающих ковшей составлять 15-20 % от их числа.

Фр=(365-105-12)·1·8·(100-12)/100 = 1746 ч.

Таким образом, число постоянно находящихся в ремонте равно

шт.

Таким образом, в ремонте постоянно находится 1 ковш.

Таблица 9 - Расчет парка ковшей

3.5 Выбор вместимости ковша и расчет их парка для изготовления оболочки валков

Нормальная организация работ в плавильном отделении невозможна без оптимального количества разливочных ковшей, служащих для приема плавки, кратковременного хранения, перемещения и заливки расплава.

Для перемещения ковша должно быть запроектировано соответствующее грузоподъемное и транспортное оборудование, кран-балками или мостовыми кранами соответствующей грузоподъемности.

Вместимость заливочного ковша определяется, в первую очередь, максимальной металлоемкостью формы и может быть равна или кратна ей.

Принимаем стопорные ковши емкостью 25 тонн.

Число ковшей, необходимых для обеспечения металлом данного потока, определяем по выражению:

,

Где  - число ковшей определённой металлоёмкости, находящихся одновременно в работе, шт.;

 - потребность в металле для заполнения готовых форм из такого ковша, кг/ч;

 - время оборота (цикла) работающего ковша, ч;

 - металлоёмкость ковша, используемая на заполнение литейных форм, кг;

 - коэффициент неравномерности потребления металла под заливку.

Потребность в жидком металле составляет по рассчитанному ранее значению 6,1 т/ч. Время цикла составляет 1 час. Металлоёмкость ковша примем равной 6 т. Коэффициент неравномерности примем равным 1,4. Таким образом, число ковшей равно

 шт.

Число ковшей, постоянно находящихся в ремонте в течение года, устанавливается по формуле:

Где  - число ковшей постоянно находящихся в ремонте в течение года, шт.;

 - число ковшей, находящихся одновременно в работе, шт;

 - общая длительность ремонтного цикла ковша, ч;

 - число ремонтов ковша в год, шт;

 - коэффициент неравномерности поступления ковшей в ремонт;

 - фонд рабочего времени ремонтных рабочих, ч.

Число ковшей, находящихся одновременно в работе, равно 1. Общую длительность ремонтного цикла ковшей примем равной 8 часам. Число ремонтов в год примем равное 12. Коэффициент неравномерности примем равным 1,4. Кроме того, необходимо иметь резервные ковши на случай аварийного выхода их из строя. Число резервных ковшей не должно быть меньше двух, а при большом числе одновременно работающих ковшей составлять 15-20 % от их числа.

Фр=(365-105-12)·1·8·(100-12)/100 = 1746 ч.

Таким образом, число постоянно находящихся в ремонте равно

шт.

Таблица 9 - Расчет парка ковшей

Так как был выбран стопорный ковш ёмкостью 6 тонн и весом 2,5 тонны для ДСП-6 печи и ковш ёмкостью 20 тонн для индукционных печей, то соответственно выбираем мостовой кран для транспортировки ковша и другого груза, грузоподъемностью 50 тонн.

. ВЫБОР КОКИЛЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ВАЛКОВ

Процесс отливки прокатных валков является одним из самых сложных в литейном производстве. Отливка прокатного валка является весьма дорогостоящей, поэтому изготовление формы, составление шихты, ведение плавки, заливка и охлаждение формы требуют тщательной подготовки и строгого соблюдения технологических инструкций.

Имеет значение выбор температуры заливки. Рекомендуется несколько перегревать сталь. Жидкотекучесть при перегреве возрастает, и металл лучше заполняет форму. Обычно температура заливки составляет для крупных валков (16 - 22 т) 1240 - 1260 оС, для мелких валков (до 3 т) - 1260 - 1300 оС.

Достаточная выдержка отливки в форме является важнейшим фактором повышения срока службы валков. Преждевременное извлечение валков из формы приводит к ускоренному охлаждению поверхности, что повышает уровень внутренних напряжений. Скорость охлаждения зависит от массы валка, типа формы, температуры заливаемого чугуна и других технологических факторов. Как правило, охлаждение отливок до комнатной температуры не производят и извлекают их из формы при температуре 100 - 150 оС. Практикой работы литейных цехов установлены оптимальные сроки выдержки валков в форме, которые для мелкосортных валков массой около 3 т составляют 8 - 12 час. Кокили являются наиболее ответственной частью форм при производстве чугунных валков. Качество отливаемых валков в значительной степени зависит от качества кокилей. Качество кокилей определяется химическим составом и структурой стали, из которой они изготовляются, плотностью, чистотой отливки и точностью механической обработки.

По условиям эксплуатации кокили могут быть с некоторым приближением приравнены к изложницам для сталеплавильного производства. Химический состав и структура кокилей мало отличаются от изложниц. Чем крупнее кокили, тем меньше их стойкость. Мелкие кокили, так же как и мелкие изложницы, обладают самой высокой стойкостью и выдерживают 100 - 200 плавок, в то время как крупные - от 10 до 30 плавок. В отличие от изложниц в кокилях обрабатывают внутренние полости и по мере появления сетки разгара их подвергают переточкам на другие размеры. Размеры и конфигурация кокилей определяются размерами и конфигурацией валков.

При проектировании кокилей необходимо учитывать величину усадки заготовки валков и припуск на их обработку.

Толщины стенок кокилей для мелких и средних валков колеблются в пределах 120-180 мм и для крупных - 180-260 мм. Практикой установлено, что при более тонких стенках кокили быстро растрескиваются.

Кокили для отливки листопрокатных валков делаются цилиндрическими гладкими (рисунок 5 а ), для сортопрокатных валков - гладкими, а иногда профилированными (рисунок 5 б). Гладкие кокили делают цельными или секционными, и те и другие имеют определенные преимущества и недостатки. Также применяют профилированные кокили для получения валков с литыми отбеленными калибрами.

Рисунок 4 - Формы кокилей для отливки заготовок валков

Сборку форм осуществляют в специальной литейной яме, поверхность которой футеруют огнеупорным кирпичом. Заливку стали проводят снизу.

На рисунке 5 приведены примеры форм в сборе для отливки листопрокатного валка и валка среднесортного прокатного стана.

.