Проектирование сталелитейного цеха

1. манипулятор типа "Андромат AM 1000-S-T4":

производительность зачистки отливок массой до 30 кг - 100 шт. /ч;

время переналадки - 5-8 мин;

габаритные размеры отливки  не более - 265x95x210 мм, который включает в себя:

1. герметичный корпус, снабженный  системой пылеулавливания, дверцей (для загрузки и выгрузки отливок). На дне корпуса установлен контейнер для сбора отходов. На наружных стенках корпуса смонтированы: индивидуальная гидросистема, электрошкаф и пульт управления;

2. выдвижную каретку, на  которой смонтирован рабочий  стол (поворотный) и зажимное приспособление;

3. манипулятор (силовая бабка с вращающимся абразивным кругом или другим инструментом), который управляется оператором и обрабатывает плоскости отливки;

4. кантователь отливки (перехватывает отливку из зажимного устройства, переворачивает ее на 180° и снова опускает в зажимное устройство);

5. кисть для удаления  с отливки оставшихся металлических  опилок и стружки;

6. цеховую тару для отливок  и отходов.

Технологический процесс очистки  отливок

1. подготовленную отливку  установить в зону действия  выдвижной каретки, на которой  смонтирован рабочий поворотный  стол;

2. с помощью зажимного  приспособления произвести крепление  отливки на поворотном столе;

3. ввести выдвижной каретку  с отливкой в рабочую зону  манипулятора. При достижении кареткой  конечного положения, двери манипулятора  автоматически закрываются, включается  вытяжная вентиляция, гидропривод  силовой бабки с вращающимся  абразивным кругом или другим  инструментом;

4. произвести четырехстороннюю  зачистку отливки;

5. с помощью кантователя  перевернуть отливку на 180° и  опустить в зажимное устройство);

6. операции 4 и 5 производить  до полной зачистки отливки;

7. вывести выдвижную каретку  с отливкой из рабочей зоны  манипулятора. При достижении кареткой  конечного положения, двери манипулятора  автоматически открываются, выключается  вытяжная вентиляция, гидропривод  силовой бабки с вращающимся  абразивным кругом или другим  инструментом;

8. снять отливку с поворотного  стола;

9. произвести укладку отливки  в цеховую тару

После проведения операций зачистки, короба с готовыми отливками с  помощью мостового крана транспортируются для предъявления БТК.

2.6.9 Контроль качества приемки отливок

Обеспечение высокого качества отливок требует строгой системы  контроля как исходных материалов (входной контроль), так и соблюдения технологических операций по всему циклу изготовления отливки. Для ответственных отливок производятся различные испытания на прочность, износостойкость, жаростойкость, герметичность и т.п. введением выборочной проверки от партии по установленному графику методами разрушающего контроля.

Методами неразрушающего контроля можно выявить:

Поверхностные дефекты:

Магнитный метод - присыпается порошком и помещается в магнитное поле.

Капиллярный метод - наносится специальная люминесцирующая жидкость и помещается в ультрафиолетовый свет.

Внутренние дефекты:

Проникающая радиация - "просвечивание" отливки рентгеновскими излучением или гамма-лучами с помощью рентгеновского аппарата или гамма-дефектоскопа.

Акустические методы - применение ультразвуковых колебаний и замер времени прохождения от одной до другой поверхности отливки.

Виды дефектов стальных отливок

1. Раковины газовые: открытые (наружные) или закрытые (внутренние) полости в отливке с чистой и гладкой поверхностью, иногда покрытые окислами, одиночные, гнездовые или в виде сыпи происходят от повышенной насыщенности металла газами и в процессе заливки формы от диссоциации влаги формы. Необходимо удалять влагу сушкой форм.

2. Раковины песчанные - открытые или закрытые полости в теле отливки, заполненные полностью или частично формовочными материалами. Причина образования этого вида порока является разминание стенок формы или стержня струей жидкой стали, а также обвалы форм и стержней при сотрясении, ударах и транспортировке.

3. Раковины шлаковые - открытые или закрытые полости в геле отливки, заполненные шлаком. Шлаковые раковины в отливках образуются в результате попадания в полость литейной формы шлака вместе с металлом в процессе заливки формы (последние порции металла).

4. Раковины усадочные, рыхлота и пористость - открытые в виде утяжки па поверхности отливки или закрытые полости в теле отливки, располагаются они обычно в утолщённых местах перехода от толстого сечения отливки к тонкому. Усадочные раковины результат усадки стали при переходе из жидкого состояния в твёрдое (предотвратить усадку надо дополнительным питанием жидким металлом, увеличением прибылей, обеспечением направленного затвердевания отливки, установки холодильников).

5. Трещины горячие - разрывы в теле отливки со стенками, покрытыми слоем окислов. Устранить резкие переходы и острые углы, придание плавных переходов от топких сечений к массивным, установка холодильников.

6. Трещины холодные - сквозные или несквозные разрывы в теле отливки с зернистым изломом и чистой поверхностью. Причинами образования холодных трещин являются внутренние напряжения в отливках, возникающие в области упругих деформаций и превосходящие предел прочности стали. Снять внутренние напряжения.

7. Трещины термические - образованы во время автогенной резки, электросварки или термической обработки. Необходимо избегать резкого перепада температур.

8. Пригар - слой формовочных материалов, оплавленный или пропитанный сталью, не поддающийся очистке обычными способами или приварившийся к поверхности отливки. Причинами пригара являются: несоответствие зернового состава формовочных песков; недостаточная плотность поверхностного слоя из-за слабой набивки формы и стержня, пересушка форм; излишне высокая температура заливки.

Но механизму образования  пригар обычно разделяется на механический и химический. Механический пригар образуется путем проникновения  жидкого металла между зернами  формовочной или стержневой смеси  с образованием металлической сечки  в между зерновом пространстве, соединяющем слой формовочных материалов с поверхностно отливки.

Химический пригар образуется в результате химического взаимодействия материалов формы, состава смеси  с окислами металла.

9. Спай немонолитное слияние потоков металла, имеющее вид шва с заваленными краями, уходящего в глубь тела отливом. Спай представляет собой залитую металлом поверхностную плёнку окислов, уходящую вглубь тела отливки и постепенно выклинивающуюся или же сквозную. Основной причиной возникновения спая является недостаточная температура потоков жидкой стали, покрытых плёнкой окислов в месте их слияния в теле отливки: заливка формы тонкой струёй, перерыв струи, меленная заливка.

10. Ужимины неглубокие канавки или впадины па теле отливки, прикрытые плёнкой металла, под которой имеется слой формовочной смеси. Под ужиминой обычно наблюдается нормальное металлическое тело отливки. Причины: наличие слоистости и трещины па поверхности формы: чрезмерная влажность или недостаточная сушка форм, местные уплотнения, приводящие к вспучиванию слоя формовочной смеси. Меры предупреждения: равномерная набивка форм, обеспечение газопроницаемости форм.

11. Плены это слой окислов металла, покрывающий часть поверхности отливок. Иногда плены проникают в тело отливки, нарушая её сплошность. Они появляются из-за окисления металла при заливке его в форму. Особенно часто это наблюдается при заливке жаропрочных металлов. Устранить плены можно увеличением скорости заливки металла в форму. Струя металла при заливке должна быть короткой.

12. Недолив случай неполного выполнения геометрии и размеров отливки при наличии отверстии в ней. Причины: недостаток металла в ковше, уход металла из формы, низкая скорость заливки и недостаточная температура заливаемого металла.

13. Перекос сдвиг одной части отливки относительно другой, а также сдвиг полостей и отверстии относительно наружного контура отливки. Причины: неправильная подгонка или износ соединительных шпилек или втулок; неправильная сборка форм (без штырей), монтаж модельного комплекта. Меры предупреждения: контроль за штырями, втулками, применение шаблонов для форм и стержней.

14. Заливы различные по величине и форме ребра, выступы и приливы на теле отливки, не предусмотренные чертежом, как в местах разъёма формы и вдоль стержневых знаков, так и в любом месте отливки. Возникают из-за изношенности модельной оснастки, зазоров между знаковыми частями модели и стержневых ящиков, коробления опок, заливки форм перегретым металлом. Необходимо устранение этих недостатком и постоянный контроль за температурой металла и креплениями.

15. Коробление и несоответствие конфигурации отливки чертежу вследствие ее изгиба и целом или частично. Неправомерная усадка толстых и тонких частей отливки, быстрое охлаждение после термообработки и др.

16. Несоответствие металла отливки по химическому составу несоответствие химического состава отливок требованиям стандарта или технических условий. Причины дефекта: неправильная шихтовка, нарушение технологического процесса плавки.

 

3. Организационно-технический раздел

 

Для выбора плавильного оборудования литейного производства необходимо обладать знаниями, широким кругозором, практическим опытом и навыками, знать  программу производства (номенклатуру и объемы выпуска металлов, сплавов, отливок или изделий) по конкретной обоснованно выбранной технологии их получения. Качество подготовки, переработки и загрузки исходных материалов определяет решающую роль в выборе пла- вильного оборудования.

В подавляющем большинстве  случаев при плавке металлов и  сплавов стоимость шихты составляет до 85% от их себестоимости и оказывает  на нее решающее воздействие.

Плавильное оборудование, позволяющее вести плавку с малыми безвозвратными потерями металла, обеспечивает наименьшую стоимость жидкого металла  и максимальный выход годной продукции. Это главный принцип выбора плавильного оборудования.

Вторым принципом выбора плавильного оборудования является обеспечение требуемого качества жидкого  металла или сплава, а точнее, качества отливок по выбранной технологии плавки.

Технологический регламент  плавки является главным в определении  требуемого плавильного оборудования и в предъявлении к нему вполне конкретных технических требований с учетом конкретных местных условий  литейного производства для получения  качественного металла и качественных отливок. Третьим принципом выбора плавильного оборудования является выбор производительности и количества плавильного оборудования для обеспечения  заданной программы производства металла  и отливок с заданным качеством, для обеспечения непрерывности  и гибкости технологических процессов  литейного производства.

Четвертым принципом выбора плавильного оборудования является выбор наиболее компактного оборудования, занимающего минимальную производственную площадь.

Пятым принципом выбора плавильного  оборудования является определение  затрат на обслуживание и эксплуатацию плавильного оборудования

Шестым принципом выбора плавильного оборудования является выбор стоимости плавильного  оборудования с учетом обязательного  выполнения предыдущих пяти принципов  выбора оборудования.

При этом нельзя забывать главного условия выполнения всех шести принципов  выбора плавильного оборудования: обеспечение  максимальной безопасности ведения  технологических процессов и  экологической чистоты литейного  производства при наиболее комфортных условиях работы на плавильном оборудовании.

Плавильное оборудование литейного производства относится  к сложному и особо сложному технологическому оборудованию, так как управление технологическими процессами, осуществляемыми  в нем, связано с получением и  обработкой оперативной информации по большому количеству параметров и  технологических показателей режимов  плавки.

Современный уровень развития металлургии пока не позволяет получать совершенно чистые металлы, без примесей. Поэтому даже сверхчистые металлы  в ряде случаев следует рассматривать  как сплавы.

Технология плавления  сплавов - это сложная химическая технология, в основе которой лежат  физико-химические превращения веществ, реализуемые при высокой температуре  в плавильной ванне, служащей термохимическим  реактором.