Расчет основных и вспомогательных отделений проектируемого цеха мелкого литья мощностью 15 тыс. тонн в год

2. Расчет основных и вспомогательных отделений проектируемого цеха

2.1 Плавильное отделение

2.1.1 Выбор типа плавильного агрегата

В настоящее время в печах для плавки металлов в качестве источников тепловой энергии используется углеродистое твердое и жидкое топливо, углеводородное газообразное топливо и электрическая энергия. При выборе энергоносителя для новых плавильных печей необходимо учитывать технические требования к выплавляемому металлу и получаемым из него отливкам, а также расход материальных и энергетических ресурсов.

В процессе производства отливок из высокопрочного чугуна необходимы более высокие температуры расплава для повышения эффективности его сфероидизирующего модифицирования (металлургической обработки с целью получения в структуре чугуна включений графита в шаровидной форме). Эта задача успешно решается использованием для плавки чугуна электрических индукционных печей.

Электроплавка металлов имеет следующие основные преимущества по сравнению с плавкой в топливных печах:

·  Возможность достижения высокой температуры и скорости нагрева за счет концентрации большой энергии в малых объемах;

·  Исключение смешивания атмосферы в рабочем пространстве печи с продуктами сгорания топлива, в результате чего уменьшается угар металла в процессе плавки (потери на окисление и испарение) и повышается его чистота;

·  Возможность применения в печах специальных защитных атмосфер и вакуума, что особенно резко отражается на качестве выплавленного металла и получаемых из него отливок.

Поэтому для плавки высокопрочного и серого чугунов в проектируемом цехе мелкого литья мощностью 15 тыс. тонн в год выбираем индукционную тигельную печь.

2.1.2 Составление баланса металла

Таблица 2.1.

Баланс металла

2.1.3 Расчет потребного количества индукционных печей.

Расчетное число одновременно работающих индукционных печей:

Р=k*Р=0,85*1=0,85 шт.,                                           (2.1.)

где Р- расчетное число единиц оборудования;

Р- число единиц оборудования по проекту, принимаем Р=1;

k - коэффициент загрузки оборудования, k>0,8 ([1], стр. 27),    принимаем  k=0,85.

Расчетная производительность индукционной печи:

q = B* k/ Ф* Р  т/ч,                                        (2.2.)

где  B- потребное количество жидкого расплава (см. таблицу 2.1.), т/год;

k- коэффициент неравномерности потребления металла, для серийного производства  k= 1,1-1,3 ([1], стр. 28), принимаем   k= 1,2;

Ф- действительный годовой фонд времени работы индукционной печи, ч, для плавки высокопрочного чугуна Ф= 2425 ч., для серого чугуна

Ф= 1425 ч.

Р- расчетное число одновременно работающих печей, шт.

Расчетная производительность индукционной печи для плавки высокопрочного чугуна:

q т/ч.

Расчетная производительность индукционной печи для плавки серого чугуна:

q  т/ч.

По расчетной производительности  выбираем индукционную тигельную печь фирмы ABB ITMK 6. Для обеспечения бесперебойной работы автоматической линии устанавливаем две печи.

Технические характеристики индукционной печи ITMK 6:

Емкость, т                                                                                1350

Установленная мощность, кВт                                              6000

Частота, Гц                                                                               250

Производительность, т/ч                                                         12           

Температура металла, С                                                         1520

Для приема жидкого металла устанавливаем индукционный канальный миксер промышленной частоты емкостью равной 3 – 4-х часовой производительности индукционной тигельной печи:

V = 12*(3- 4) = 36 - 48 т.

Принимаем ИЧМК – 40 с габаритными размерами 7,48*4,00*5,2 м.

2.1.4 Расчет шихты.

Таблица 2.2.

Химический состав серого и высокопрочного чугунов.