Файл: А. В. Демидов С. Л. Новокщенов.pdf

12 вочной машины. Перед наполнением опоки смесью 3 на нее ставит- ся наполнительная рамка 2, так как необходимый объем рыхлой смеси больше объема уплотненной в опоке смеси. Затем в цилиндр машины подается сжатый воздух, поршень поднимает стол машины
5 с плитой, опокой, рамкой. Прессующая колодка 1 входит в напол- нительную рамку, вытесняя из нее смесь в опоку и уплотняя смесь. а б
Рис. 1.5. Основные способы уплотнения смеси при машинной формовке
Основным рабочим органом пескомета (рис.1.5, б) является метательная головка 2, представляющая собой закрытый кожухом ротор, вращающийся на горизонтальной оси со скоростью 1500 об/мин и имеющий одну-три лопатки (ковша) 5. Смесь в головку подается транспортером 1, попадает на лопатку 5, предварительно уплотняется на ней центробежной силой, а затем выбрасывается вниз порциями 3 в опоку 4. За каждый оборот лопатки выбрасывает- ся один комок, а в минуту – 1400-1500 комков. Вследствие большой скорости комки с силой ударяют о поверхность смеси в опоке и уп- лотняют ее, действуя как трамбовка. Чтобы иметь возможность на- правлять поток смеси в разные места по всей площади опоки, фор- мовщик может перемещать метательную головку над опокой в гори- зонтальной плоскости.

13
Состав оборудования и оснастки для производства стержней зависит от серийности, размеров, конструкции стержней и требова- ний по их прочности, точности и качеству поверхности. В единич- ном и мелкосерийном производстве формы для изготовления стерж- ней - стержневые ящики - делают из дерева, смесь уплотняют вручную или пневматическими трамбовками. При достаточно боль- шом объеме производства применяют металлические стержневые ящики. Мелкие и средние стержни, имеющие сложные очертания, которые невозможно изготовить целиком, изготовляют по частям, а затем склеивают.
Для плавки чугуна в литейных цехах широко применяются

14 ковый чугун и лом загружаются слоями. При сгорании кокса вы- деляется теплота, плавящая металл. Горячие газы, поднимаясь вверх, нагревают завалку и отсасываются через патрубок 5. Они сжигаются для подогрева дутья. Для большей эффективности плавки дутье обогащают кислородом. Шихта по мере течения плавки опус- кается вниз. Для контроля ее уровня имеется уровнемер 8. По мере необходимости производится загрузка новых порций шихты. Роль флюса состоит в переводе в шлак золы, серы, фосфора и других примесей. Кроме описанной выше коксовой вагранки имеются кок- согазовые и газовые вагранки, экономящие дефицитный кокс. Са- мый дешевый чугун дают газовые вагранки.
Современные отечественные ваграночные комплексы 95111 ...
95116 имеют производительность от 4 - 6 до 25 - 36 т/ч. Модель
95111 – коксовая, остальные – коксогазовые. Температура выпуска
1400 – 1500 °С. Автоматизированный ваграночный комплекс ВЛК1015 имеет производительность 10 - 15 т/ч, а ВЛК2030 20 - 30 т/ч.
Кислородный конвертер (рис. 1.7) является однимизсамых современных сталеплавильных устройств.
Рис. 1.7. Кислородный конвертер
Конвертеры представляют собой грушевидные сосуды, метал- лические кожухи 1 которых выложены изнутри огнеупорами 2. Для заливки жидкого чугуна и выпуска стали они могут поворачиваться

15 на цапфах 5. Сталь выплавляется продувкой кислорода водоохлаж- даемой фурмой 3 по поверхности жидкого чугуна, в результате чего избыток углерода, кремния, марганца и других элементов окисляет- ся и удаляется в виде газов через горловину 4, а сера и фосфор шла- куются. Конвертер характеризуется высокой скоростью плавки (0,5 ч) и высокой производительностью. Недостаток: невозможность ра- ботать на твердой завалке - конвертер загружается жидким чугуном.
Дуговые сталеплавильные с поворотным сводом печи (рис.
1.8) ДСП-0,5 ... ДСП-50 (цифры указывают на номинальную емкость в тоннах) плавят металл за счет теплоты трех электрических дуг, горящих между графитовыми электродами 6и шихтой 5.
Рис. 1.8. Дуговая сталеплавильная печь
Длина дуг поддерживается в заданных пределах системой ав- томатического регулирования. Свод 5 при поднятых электродах, по- ворачиваясь относительно вертикальной оси, открывает печь сверху для загрузки шихты. Для выпуска металла по желобу 2 и удаления шлака ванна печи 1 может поворачиваться на роликах приводом 8.
Рабочее окно 7 служит для удаления шлака, наблюдения за ходом плавки, проведения необходимых операций в ходе плавки (взятия проб, введения легирующих присадок, и др.) и заправки стен и поро-

16 гов. Огнеупорная кладка 4печи заключена в кожух из стального листа. Дуговые печи позволяют получать разнообразные стали и чу- гуны, а также создавать в области дуг высокие температуры, необ- ходимые для восстановления оксидов, расплавления тугоплавких металлов и отделения металлов от тугоплавких шлаков. По сравне- нию с индукционными печами они имеют более высокий КПД (80 -
85 % при расплавлении), осуществляют быстрый подъем температу- ры, более дешевы и производительны (на 20 - 30 %) при одинаковой емкости. Их недостатками являются более низкий КПД при перегре- ве (не более 20 %), значительные дымление и шум, больший угар и большая неравномерность температуры металла. Расход электро- энергии для ДСП-6 ... ДСП-50 составляет 500 - 440 кВт-ч/т, про- должительность плавки 2,8 - 5,7 ч. В литейных цехах дуговые печи являются основным типом сталеплавильного оборудования.
Дуговые медеплавильные качающиеся печи ДМК-0,1 ...
ДМК-2,0 производят плавку за счет дуги косвенного действия, го- рящей между двумя графитовыми электродами. Для слива сплава эти печи могут наклоняться на роликах. Применяются для плавки медных сплавов; нежелательна плавка в них алюминиевых бронз и латуней из-за местного перегрева в зоне дуги, приводящего к испа- рению летучих элементов и загрязнению металла оксидами. У ДМК-
2,0 производительность равна 1,3 - 1,5 т./ч, расход электроэнергии
180 - 230 кВт-ч/т.
Индукционные тигельные плавильные печи характеризуются непосредственным нагревом (теплота генерируется прямо в шихте), отсутствием контактных устройств (что облегчает автоматизацию и создание вакуума или защитных сред), улучшенными условиями труда. Разогрев металла происходит в тигле за счет переменного электрического тока, возбуждаемого токами в индукторе печи, обра- зованном полой медной трубкой, охлаждаемой проточной водой.
Для слива металла печь может наклоняться.
Индукционные канальные печи имеют по сравнению с ти- гельными более высокий КПД -75 % (у тигельных 50 %); коэффици- ент мощности выше в 3 раза, поэтому меньше расход энергии и мощность конденсаторной батареи. Применяются для плавки мед- ных и алюминиевых сплавов.
Для плавки алюминиевых сплавов применяют электрические
отражательные печи сопротивления камерные САК-0,15 и САК-
0,25 и наклоняемые САН-0,ЗА ... САН-ЗА. Угар металла в этих печах

17 невысок (около 1 %). Расход электроэнергии в печах емкостью 1,5 - 2 т около 550 кВт-ч/т. Расход электроэнергии у этих печей 550 - 600 кВт-ч/т.
Электропечи сопротивления для плавки алюминиевых сплавов позволяют лучше рафинировать сплавы и получать высокока- чественные отливки, однако обладают низкой производительностью, низкой стойкостью нагревателей (нихромовых или других) и кладки.
При получении ответственных отливок применяют вакуумно- дуговые, индукционно-дуговые, плазменно-дуговые, электронно- лучевые печи, электрошлаковый переплав и т. д.
Заливка форм сплавами в индивидуальном и мелкосерийном производстве выполняется на плацу, а в поточном массовом и круп- носерийном – на конвейере.
Широко распространена заливка литейных форм из ковшей
(рис. 1.9, а - в). Ковши представляют собой конические и цилиндри- ческие металлические сосуды 1, облицованные (футерованные) из- нутри огнеупорами 2, цапфы которых укреплены на подвеске 3 и снабжены механизмами наклона ковшей 4. Заливка из ручных ков-
шей сопряжена с опасным и тяжелым ручным трудом и поэтому крайне нежелательна. Онаможетбыть заменена заливкой с помо- щью манипуляторов. Широко применяются монорельсовые кониче- ские ковши емкостью 100 -800 кг и крановые: конические емкостью
1 - 20 т и барабанные емкостью 1 - 5 т.
Барабанные ковши (рис. 1.9, а) хорошо сохраняют температу- ру сплава, поэтому их применяют при производстве тонкостенных мелких и средних отливок из бронзы, стали и чугуна и в качестве раздаточных, для наполнения более мелких ковшей. Они также мо- гут обеспечить наименьшую высоту падения струи металла при за- ливке; недостатком их является трудность футеровки. Чайниковые
(рис. 1.9, б) и стопорные(рис. 1.9, в) ковши обеспечивают заливку форм металлом из нижней части ковша, что предотвращает попада- ние в форму шлака. В чайниковых ковшах шлак 2 задерживается перегородкой 1. Широко применяются обычные конические ковши
(без перегородки 1). Стопорные ковши применяют при заливке ста- ли и высокопрочного чугуна. Разливка из них осуществляется через огнеупорный стакан 1, вставляемый в дно. Отверстие в стакане от- крывают и закрывают облицованным огнеупорными втулками сто- пором 2 с помощью рычажного механизма 3.

18
Рис. 1.9. Оборудование для заливки форм
При заливке на плацу емкость ковшей выбирают достаточной для заливки 4 - 10 мелких форм или 2 - 4 крупных форм. При кон- вейерной заливке емкость ковша выбирается достаточной для залив- ки 5 - 20 форм. Особо крупные формы заливают из двух и более ковшей.
Магнитодинамическая установка (МДУ) МДН-6 (рис. 1.9, г) представляет собой индукционную канальную печь с электрическим насосом. Ее тигель 1 имеет крышку 10 и механизм наклона. Магни- топроводы 3 с их катушками 2 создают в трубах 7 и 4, наполненных жидким сплавом токи, разогревающие металл. При включении об- мотки 5 С-образного магнитопровода 6электромагнитные силы вы- зывают движение сплава из тигля по трубам 4, 7, 8 через сливной металлопровод 9 в форму.

19
МДУ 99411 и 99413 предназначены для поддержания темпера- туры и дозированной заливки чугуна в неподвижные формы, ко- кильные машины и другие агрегаты в цехах массового и серийного производства. Оптимальный развес отливок 5 - 150 кг и
50 - 350 кг соответственно. У этих установок в процессе заливки ванна накло- няется относительно оси, проходящей через точку слива, путем движения люльки по круговым рельсам под действием двух качаю- щихся гидроцилиндров для поддержания постоянства положения струи и расхода.
Основным видом оборудования для выбивки литейных форм и стержней являются выбивные решетки грузоподъемностью до 40 тонн, применяются в единичном и мелкосерийном производстве.
Под действием вибрации и ударов форма разрушается, смесь прова- ливается сквозь ячейки решетки на транспортер, доставляющий ее в землеприготовительное отделение на переработку, а отливка снима- ется с решетки и отправляется на обрубку. Для выбивки особо круп- ных форм предназначены установки литейные выбивные, пред- ставляющие собой счетверенные решетки грузоподъемностью до
160 тонн.
Обрубка заключается в отделении от отливок элементов лит- никовой системы, удалении заливов по разъему формы и неровно- стей поверхности. Обработка отливок массой до 100 кг производит- ся в галтовочных барабанах, отрезка литниковых систем осуществ- ляется также дисковыми пилами трения, газокислородной резкой, воздушно-дуговой резкой, резкой абразивными кругами. Литники мелких отливок удаляют на ленточно-отрезных станках. В круп- носерийном и массовом производстве литники отламывают на прес-
сах. Выпускаются механизированные установки ОС500 для абра- зивной отрезки литников и прибылей, и механизированный ком- плекс модели 98516, снабженный манипуляторами. Очистка литья происходит в очистных галтовочных барабанах, дробеметными,
дробеструйными и гидропескоструйными аппаратами, а также с помощью очистных вибрационных машин.
Барабаны очистные галтовочные (рис. 1.10, а) предназначе- ны для очистки мелкого и среднего литья. Барабаны периодического действия загружаются отливками через крышку 2 металлического цилиндрического барабана 1, установленного в подшипниках на ос- новании 4. После закрытия крышки барабан начинает вращаться под действием привода 3. Одновременно включается отсос пыли 5. От-