Файл: Целью данной выпускной работы является проектирование литейного цеха на базе уже имеющегося.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.01.2024

Просмотров: 320

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание

Введение Значение литейного производства для народного хозяйства и в первую очередь для машиностроения чрезвычайно велико. Литейное производство - основная заготовительная база, определяющая возможности дальнейшего развития отраслей машиностроения. Метод получения фасонных заготовок заливкой металла в формы до настоящего времени наиболее простой и доступный.Отливки имеют существенные преимущества по сравнению с другими видами заготовок. Выбор вида заготовок для машиностроительных деталей в основном обуславливается различными техническими требованиями к их качеству.При проектировании литейных цехов и заводов необходимо особое внимание уделять вопросам повышения качества отливок. В результате автоматизации обработки резанием повысились требования к геометрической точности литых заготовок. Оценкой конструкции машин по удельной массе на единицу мощности определилась тенденция получения тонкостенных отливок и уменьшения удельной массы литых деталей от общей массы оборудования.С улучшением внешнего вида, а, следовательно, с повышением конкурентоспособности изделий повысились требования к качеству поверхности и внешнему виду отливок.Появилась ориентация на использование в плавильных отделениях разнообразных шихтовых материалов. Распространяется применение предварительного подогрева шихты. Уменьшение содержания газов может быть обеспечено при выплавке стали в новых плавильных агрегатах, таких как индукционно-вакуумные печи.Определилась тенденция по совершенствованию системы планирования и отчетности по литейному производству, направленная на увеличение изготовления отливок в штуках, а не в тоннах. Для уменьшения металлоемкости продукции наметилось расширение производства из ВЧ изложниц, труб, тюбингов и отливок в автомобилестроении. Будет увеличено изготовление отливок из алюминиевых сплавов.Важнейшей современной проблемой литейного производства является автоматизация заливки форм. Данная задача уже решается как для чугунных, так и для стальных отливок, это позволит увеличить возможности использования формовочных автоматических линий. Расширяется применение мокрой уборки в смесеприготовительных и обрубочно-очистных отделениях, а также использование пылеуборочных вакуумных систем. Все отходы должны сепарироваться. Предусматривается грануляция шлаков для последующей сепарации. Повысились требования к условиям труда, по улучшению защиты окружающей атмосферы и прилегающих водных бассейнов. 1 Разработка проекта цеха 1.1 Обоснование общих решений по проекту Согласно заданию, в случае ТОО «КазТехСтальПром» должен быть разработан проект завода по серийному производству стальных отливок мощностью 16 000 тонн в год. ТОО «КазТехСтальПром» производит сталь и чугун промышленного назначения, а также декоративное литье в песчаных формах, слитки массой от 0,5 кг до 5 тонн, машинной и ручной формовки. В связи с большим количеством литейных наименований в базовом цехе производственные мощности рассчитываются по программе, в которую входят пятнадцать представителей. Производственное здание проектируемого цеха расположено в здании размером 72000х144000 м2 и высотой 10,5 м. Основным видом деятельности компании является стальное литье. Режим работы в две смены, в смену по 8 часов, 254 дня в году. Намеченная максимальная мощность - 16 000 тонн годного литья в год. Технологический процесс производства состоит из этапов: - прием, содержание и заготовка шихтовых материалов; - формование и изготовление стержневых композиций;- подготовка пресс-форм и стержней; - выплавка стали; - литье, охлаждение и разборка отливок;- очистка отливок; - термическая обработка отливок; -  исправление недостатков приемки и наполнения готовой продукции;- утилизация отходов личного изготовления (возврат личного изготовления, браковка). 1.2 Плавильное отделение В настоящее время в сталеплавильном производстве в области машиностроения используются следующие плавильные печи: 1. конвертеры с боковым дутьем с кислотным и основным покрытием; 2. Электродуговые печи с кислотным и основным покрытием; 3. Мартеновские печи с кислотным и основным покрытием; 4. индукционные и тигельные печи. Сталь - это сплав железа с углеродом, содержание которого практически не превышает 1,7 ÷ 2%. Стали, содержащие обычные или стабильные сплавы называются углеродистыми сталями. Стали с содержанием углерода до 0,25% называются низкоуглеродистыми или мягкими; содержит от 0,25 до 0,6% - среднего углерода, от 0,6 до 2% С - высокого углерода. Стали, содержащие большое количество таких примесей либо примесей таких как хром, никель, титан, молибден, называются легированными сталями. Если содержание легирующих компонентов в сталях (без углерода) не превышает 2,5%, они называются низколегированными. Содержание легирующих компонентов от 2,5 до 10,0%, то стали называют среднелегированными, более 10% - высоколегированными.Жидкая сталь должна обладать следующими свойствами: 1. Достаточной жидкотекучестью, чтобы заполнить рабочую полость формы и дать ей хорошие следы; 2. химический состав в соответствии с требованиями ГОСТ или техническими условиями приемки слитков; должен содержать минимально вредные примеси (фосфор и сера) и растворенные газы (кислород, азот и водород). 3. Не должно содержать твердых и жидких неметаллических примесей. Металлические примеси должны легко и быстро всплывать на поверхность или удаляться с металла. 4. Обеспечить чистую поверхность слитков без захвата и обжига. 5. Структура литого металла должна быть плотной, сплошной разного типа и происхождения. Чем выше нагрев металла, тем больше тепла выделяется из стали при кристаллизации и чем меньше тепла отводится от стенок каналов и полостей форм при ее заполнении, тем выше жидкотекучесть. Определение массы расплавленного сплава в цехе является ключевым в структуре плавильного цеха. В основе расчета лежит цеховая программа, разделенная на отдельные (по весу) группы или технологические потоки литейного производства. В каждой группе или технологическом потоке слитки для отдельных классов загрузки разделяются в зависимости от требований к их физико-механическим свойствам. Эти данные включены в Таблицу 1.1 и являются основой для выбора метода плавки и типа плавильного завода. Информация о характере производства отливок, приведенные в цеховой программе сплавы и выбранный способ плавки позволяют определить процентное содержание и вес трещин, лома, отходов, безвозвратных потерь и, как следствие, общий вес жидкого сплава и металлической засыпки. Одна и та же марка шихты используется для разных технологических процессов. В таблицу 1.2 заполняют баланс металлозавалки.По таблице 1.3 ведется расчет шихтовых материалов.Для расчета используем метод подбора.Таблица 1.1 Программа плавильного отделения

1.3 Формовочное отделение

1.4 Стержневое отделение

1.5 Смесеприготовительное отделение

2 Разработка технологического процесса изготовления отливки «Серьга».

2.1 Обоснование способа формовки

2.2 Обоснование положения детали в форме при заливке

2.3 Обоснование выбора поверхности разъема формы и модели

2.4 Обоснование величины усадки и припусков на механическую обработку, уклонов, галтелей

2.5 Определение конструкции и размеров знаков стержней

2.6 Литниковая система

2.6.1 Элементы литниковой системы и их назначение

2.6.2 Выбор типа литниковой системы

2.7 Обоснование применяемой оснастки

2.8 Выбор формовочных и стержневых смесей

3. Разработка конструкции прессового агрегата

3.1 Общая компоновка прессовых формовочных машин

3.2 Прессовые механизмы

3.3 Общее описание рассчитываемого прессового агрегата по типу модели 5833Г

3.3.1 Устройство и работа

3.4 Расчет прессовой машины

3.4.1 Расчет рычажного механизма прессования

3.4.2 Расчет индикаторных диаграмм

3.4.3 Расчет станины

4. Охрана труда.

4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов литейного цеха

4.2 Мероприятия по снижению опасных и вредных производственных факторов

4.3 Меры пожарной безопасности цеха

5 Промышленная экология

5.1 Анализ состояния окружающей среды ТОО “КазТехСтальПром”

5.2 Расчет выброса вредных веществ при стальном литье

6. Технико-экономическое обоснование проекта.

6.1 Исходные данные для проектирования специализированного цеха стального литья мощностью 16 тыс. тонн в год

6.2 Выбор оборудования литейного цеха

6.2.1 Плавильное отделение

По формуле (1) рассчитываем число плавильных агрегатов

6.2.2 Формовочное оборудование

6.2.3 Стержневое отделение

6.2.4 Смесеприготовительное отделение

6.2.5 Термообрубное отделение

6.2.6 Капитальные вложения в оборудование цеха

6.2.7 Капитальные вложения в оснастку, производственный инструмент и инвентарь

6.2.8 Расчет капитальных вложений в производственное здание проектируемого цеха

6.3 Расчет численности производственных рабочих по рабочим местам на основании норм обслуживания по агрегатам

6.3.1 ЕСТ и расчет средневзвешенного тарифного коэффициента для рабочих литейного цеха

6.3.2 Количество вспомогательных рабочих

6.3.3 Определение численности и состава служащих (организационная структура управления цехом)

6.4 Расчет фонда оплаты труда

6.4.1 Расчет фонда оплаты труда производственных рабочих

6.4.2 Расчет отчислений социального, индивидуального подоходного налога и пенсионные отчисления

6.4.3 Расчет фонда оплаты труда вспомогательных рабочих

6.4.4 Расчет отчислений социального, индивидуального подоходного налога и пенсионные отчисления

6.5 Расчет затрат на электроэнергию, расходуемую на нетехнологические цели

6.5.1 Затраты на электроэнергию, расходуемую на нетехнологические цели

К расходам электроэнергии на нетехнологические цели относится расходы энергии:

6.6 Расчет себестоимости производства литья

6.6.1 Калькуляция себестоимости жидкой стали

6.7 Расчет экономической эффективности капитальных вложений

Заключение

hс = 1,2 м;

Нс = 10,5-0,8-1,2 = 8,5 м

Расстояние между светильниками определим по формуле:
 = Нс; м (4.2) [11]
Где - при прямоугольном расположении, = 1,5.

= 1,58,5=12,75 м.

Необходимое количество светильников определим по формуле:
(4.3) [11]

шт.

Определим индекс помещения:

(4.4) [11]



Определим коэффициент использования светового потока по индексу помещения I[11]:

 = 0,61

Потребный световой поток одного светильника определим по формуле:

, мм (4.5) [11]

Где k – коэффициент запаса, k=1,3;

z – коэффициент неравномерности освещенности, z= 1,2;



Из таблицы выберем ближайшую стандартную лампу:

F= 90000

Лампа дуговая ртутная ДРИ-1000. Действительная освещенность помещения:

, лк (4.6) [11]

Где n – количество ламп в одном светильнике, n= 1



4.3 Меры пожарной безопасности цеха



Пожарная безопасность обеспечивается системами предотвращения пожара и противопожарной защиты, включающими комплекс организационных мероприятий и технических средств. На машиностроительных предприятиях разрабатываются и внедряются различное производственное оборудование и новые технологические процессы. Если не уделять должного внимания их особенностям, они могут стать источником пожара или взрыва. Предотвратить это можно, зная пожарные и взрывоопасные свойства оборудования, свойства материалов и их изменение в технологическом процессе.

Противопожарная защита важна в системе противопожарной защиты. Он предусматривает предотвращение и ликвидацию пожаров, в том числе меры по ограничению распространения пожаров и обеспечению успешной эвакуации людей и имущества из помещений.


Конструкция определяет безопасное расстояние между промышленными объектами, жилыми или общественными зданиями. В большинстве случаев противопожарные разрывы, определенные СНиП II-М.1-71, не превышают значений санитарно-защитных зон.

По пожарной безопасности цех литья под давлением относится к категории Г по СНиП, так как это производство связано с переработкой несгораемых материалов в расплавленном и горячем состоянии.

Цех должен состоять из несгораемых или трудносгораемых материалов и конструкций. Также необходимо обеспечить быструю эвакуацию горючих веществ в случае пожара и устройство для его тушения. Гидравлические приводы представляют опасность возгорания в цехе литья под давлением, если рабочей жидкостью является легковоспламеняющееся масло.

Тушение пожара должно быть направлено на устранение причин его возникновения и создание условий, при которых дальнейшее горение невозможно. При тушении пожара важно учитывать, что скорость распространения пламени по поверхности твердых тел составляет до 4 м / мин, а по поверхности жидкостей - 30 м / мин.

Методы и средства пожаротушения. Тушение пожара может осуществляться: а) сильным охлаждением горючих материалов с помощью высокотемпературных веществ; б) изоляция горючих материалов от атмосферного воздуха; в) снижение содержания кислорода в воздухе, подаваемом в очаг горения; г) специальные химические вещества.

Для тушения пожара могут использоваться: вода, водяной пар, химическая и воздушно-механическая пена, негорючие газы, твердые огнегасящие порошки, специальные химические вещества и составы.

Тушить водой. Вода - один из самых доступных, доступных и распространенных огнетушителей, подходящий как для небольших, так и для крупных пожаров.

Воду нельзя использовать для тушения реагентов, таких как калий и натрий, которые реагируют с водой даже при низких температурах, заменяя водород. Выделяющийся водород смешивается с воздухом, образуя взрывоопасную смесь.

Тушение паром. На промышленных предприятиях с большими запасами пара часто целесообразно использовать его для тушения пожаров. Огнегасительный эффект пара заключается в вытеснении воздуха из помещения. Противопожарная мощь пара эффективна только при высоких концентрациях на единицу объема. Охлаждающее действие избыточной влаги и пара при тушении незначительно.



Тушение пеной. Пена - это дисперсная система, в которой газ окружен ячейками, разделенными жидкими стенками. Для образования пены в жидкости (воде) должны находиться пузырьки газа. Это может быть достигнуто путем химической реакции между щелочными и кислотными соединениями в присутствии пенообразователя или путем механического смешивания небольшого количества пенообразующей воды с воздухом.

Пена широко применяется для тушения твердых и особо легковоспламеняющихся жидкостей, удельный вес которых не превышает 1,0 и не растворяется в воде.

Тушение углекислотой (углекислым газом) означает, что он попадает в воздух очага горения и уменьшает количество кислорода в нем до точки, где горение прекращается.

Атмосферный воздух содержит 21% кислорода, и при его концентрации до 15-16% большинство горючих веществ не сгорает.


5 Промышленная экология




5.1 Анализ состояния окружающей среды ТОО “КазТехСтальПром”



Литейное производство является основным источником пылегазового загрязнения.

Основным компонентом пыли в литейном производстве является диоксид кремния. Помимо пыли, воздух содержит большое количество оксида углерода, диоксида углерода и серных газов, азота и его оксидов, водорода, аэрозолей, насыщенных плавильных агрегатов, сушилок для форм, стержней и ведер.

Технологические процессы производства слитков характеризуются множеством операций, в ходе которых выделяются пыль, аэрозоли и газы.

Во время литья увеличивается количество водяного пара, водорода и окиси углерода в атмосфере цеха, которая также сильно выделяется при сушке форм и стержней.

При производстве форм и стержней в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, в том числе фенол, формальдегид, метиловый и фуриловый спирт, аммиак, бензол.

Смесители являются источником пыли в помещениях для смешивания. При этом выделяемая пыль насыщается парами различных углеводородов и органических примесей.

Операция выбивания слитков из опок - одна из самых вредных в литейном производстве. Сопровождается значительным выбросом пыли, газов, различных паров и высоким уровнем шума.

Повышенные выбросы вредных веществ имеют следующие участки завода: подготовка шихтовых материалов, термообработка, заземление и окраска слитков.

В этом случае возникает вопрос о защите атмосферы от промышленных выбросов.

В литейном производстве используются сухие и влажные пылеуловители для удаления выбросов из пыли. Опыление осуществляется в два этапа. Циклоны часто используются для предварительной очистки, а рукавные и электрические фильтры являются наиболее эффективными для окончательной очистки. Для эффективного пылеулавливания должны быть соблюдены следующие условия:

- пылевые и газовые баллоны должны располагаться как можно ближе к выходу;

- он должен покрывать всю площадь пыли и газа.

5.2 Расчет выброса вредных веществ при стальном литье




В качестве плавильных агрегатов используются в основном вагранки открытого и закрытого типа, дуговые и индукционные печи. Расчет выброса загрязняющего вещества производится по формуле:

П=qDβ(1-)n, кг/час (5.1) [9]

где q – удельное выделение загрязняющего вещества на единицу продукции, кг/т;

D – расчетная производительность агрегата, т/ч; из таблицы при емкости печи 12т и для выплавки стали D = 4,2;

β – поправочный коэффициент для учета условий плавки; из таблицы для стали при основном процессе β = 0,8;

 – эффективность средств по снижению выбросов в долях единицы ( = 0,72);

n – число единиц оборудования, шт.

При работе плавильных печей в атмосферу воздуха выбрасываются следующие загрязнители:

пыль q = 8,7 кг/т

оксид углерода q = 1,5 кг/т

оксиды азота q = 0,29 кг/т

Количество печей – 2 штуки. Действительный годовой фонд времени работы плавильного оборудования – 3890 ч.;

По формуле 5.1 определяем выброс загрязняющих веществ:

Ппыли = 8,74,20,80,282 = 16,37 кг/час

ПСО = 1,54,20,80,282 = 2,8 кг/час

ПNO2 = 0,294,20,80,282 = 0,55 кг/час

Теперь найдем выброс загрязняющих веществ за год:

Ппыли = 16,373890 = 63679,3 ≈ 63,7 т/год

ПСО = 2,83890 = 10892 ≈ 10,9 т/год

ПNO2 = 0,553890 = 2139,5 ≈ 2,1 т/год

6. Технико-экономическое обоснование проекта.



6.1 Исходные данные для проектирования специализированного цеха стального литья мощностью 16 тыс. тонн в год



Тип литья - литье в песчано-глиняных формах.

Отливка автоматических форм в песчано-глиняные формы зачастую является наиболее экономичным и высокопроизводительным технологическим процессом.

Производственная мощность специализированного сталелитейного цеха мощностью 16 тысяч тонн в год.

Режим производства - двухсменный параллельный, годовой.