Расчет числа разливочных ковшей

Тип и емкость разливочных ковшей выбирается в зависимости от рода разливаемого металла, типа и вместимости плавильной печи, массы отливок и режима работы цеха.

При массовом изготовлении мелких и средних отливок выпуск металла из печи ведется в раздаточный ковш, вместимость которого определяется производительностью плавильного агрегата. Из раздаточного ковша металл переливается в разливочные ковши, размещенные на стендах у конвейеров.

Для разливки чугуна в крупные формы применяют конические поворотные ковши, а для отливок до 1 т – чайниковые. При транспортировке жидкого чугуна на значительные расстояния рекомендуется использовать барабанные разливочные ковши вместимостью до 2т. Сталь в формы разливают обычно из конических стопорных или чайниковых ковшей. При заполнении форм металлоемкостью до 500 кг выполняется, обычно 6-8 заливок для стали и 10-22 – чугуна. Перемножением средней металлоемкости форм на число заливок и вычисляется ориентировочная емкость разливочных ковшей. Например, для стальных отливок со средней металлоемкостью формы до 100кг емкость ковша должна быть примерно 600-800 кг, а для таких же по металлоемкости форм для чугуна – 1,0-2,2 т.

Для обеих поточных линий наиболее целесообразно использование чайниковых ковшей.

Емкость ковша для заливки мелких отливок с металлоемкостью формы 4,2 кг (4 кг отливка + 5% литниковая система и сливы) должна быть в пределах от 25 до 34 кг при 6-8 плавках. Принимаем к использованию ковш емкостью q_к=60 кг. На линии средних отливок средняя металлоемкость формы составляет 37 кг (35+5%). Из возможных емкостей от 222 до 296 кг принимается ковш вместимостью q_к=250 кг.

Время оборота ковша τ_ц.к складывается из времени заполнения ковша металлом, транспортировки его до места заливки и обратно, времени разливки по формам, слива остатка и ожидания очередного заполнения. При оптимальной технологии литейной формы, рациональном размещении оборудования и четкой организации работ в цехе время оборота ковшей принимается: с емкостью до 250 кг – 8-10 минут, от 250 до 1000 кг – 10-12 минут, от 1000 до 4000 кг – 12-15 минут. Для стопорных ковшей время оборота увеличивается на 3-5 минут из-за необходимости периодической замены разливочных стаканов и стопоров [2].

С учетом приведенных выше рекомендаций принимаем время оборота ковшей: τ_ц.к1 – 9 минут – для потока мелких отливок, τ_ц.к2 – 11 минут – для потока средних отливок.

Рассчитываем количество одновременно находящихся в работе ковшей по формуле (1):

, (1)

 

где - потребность заливаемых форм в жидком металле, кг/ч;

- время оборота работающего ковша;

- коэффициент неравномерности потребления металла для заливки, принимается в пределах 1.3-1.7;

- емкость ковша, кг.

Работающие ковши постепенно выходят из строя и отправляются в ремонт, на время проведения которого требуются резервные ковши. Длительность ремонта ковша (τ_р.к) составляет от 8 до 16 часов в зависимости от емкости и технологии ремонта.

Время работы ковша от ремонта до ремонта определяется стойкостью футеровки. В расчетах числа ковшей, постоянно находящихся в ремонте (n_к.р.), обычно используют среднекалендарное межремонтное время, на основе которого устанавливается среднее число ремонтов в год (n_р) [2].

Для расчета числа ковшей, находящихся в ремонте, принимаем длительность ремонта τ_р.к = 8 ч для ковшей емкостью 60 кг и τ_р.к =10 ч для ковшей емкостью 250 кг; число ремонтов в год (n_р) – 6 и 10 соответственно; К_н=1,3

Количество ковшей, постоянно находящихся в ремонте в течении года рассчитываем по формуле (2):

 

, (2)

где - коэффициент неравномерности поступления ковшей в ремонт, 1.2-1.3;

- фонд времени ремонтных рабочих, 1820 ч.

Общее количество ковшей определяется по формуле (3):

(3)

Расчет парка опок

В крупносерийном и массовом производстве отливок на автоматических и комплексно-механизированных линиях количество опок в обороте рассчитывается по формуле (3.4):

 

n_о= n_ф · 2τ_о, (3.4)

 

где n_ф – количество форм, изготавливаемых в час, шт.;

τ_о – цикл оборота опок, который составляет 0,7-1,5 ч. - для форм, вмещяющих до 20 кг жидкого металла, а для более тяжелых форм -2-4 ч. Для формирования парка опок к полученному результату добавляют 15% в резерв и 15% для замены опок, находящихся в ремонте.

Расход формовочной смеси

Основным материалом, который потребляется формовочным отделением, является формовочная смесь.

Изготовление форм ведем с использованием единой формовочной смеси, расход которой ориентировочно принимаем по средним показателям, сложившимся в промышленности – таблица «Средние нормы расхода формовочных смесей» файл «02-Проектирование формовочно-заливочно-выбивного отделения». Для сталелитейных цехов расход смесей увеличивается на 15-25%.

Расчет объемов потребляемой смеси ведем в виде электронной таблицы «Расход формовочной смеси» файл «02-Проектирование формовочно-заливочно-выбивного отделения» - рисунок 3.5.

 

Рисунок 3.5 – Пример таблицы расчета расхода формовочной смеси

 

В данной таблице заполняем столбцы «В», «С», ячейку «G6». Ячейка «G6» заполняется согласно рекомендациям [2]. Данные в столбец «Е» вносим согласно рекомендациям описанным выше. Столбцы «D», «F» и «H» заполняются автоматически.

 

Плавильное отделение