Проектирование сталелитейного цеха

 

Примечание. Скорость плавки и удельный расход электроэнергии гарантируется  при непрерывном режиме работы при  прогретом тигле, номинальном его  диаметре и мощности за период расплавления и перегрева шихты без учета  вспомогательного времени (загрузка твердой шихты при отключенном нагреве шлака, отбор проб, измерение температуры, разлива и т.п.). Проектная часовая производительность определяется потребителем с привлечением специализированной проектно-технологической организации при учете вспомогательного времени и температуры перегрева металла.

В комплект поставки ИСТ-0,4/0,32 входит:

 

 

Таблица 3.5

 

Индукционный плавильный комплекс ИСТ-0,4/0,32 является надежным в  своем классе устройств.

Надежная работа комплекса  гарантируется многоступенчатой системой защиты комплекса от возможных внешних  воздействий на уровне отдельных  устройств и всего комплекса  в целом.

ИНДУКЦИОННАЯ ПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ предназначена для плавки, перегрева  и выдержки цветных и черных металлов.

 

Рис.3.1 Габаритные, установочные размеры и рекомендуемое размещение комплектующего оборудования электропечи.1 - электропечь индукционная ИСТ-0,4/0,32; 2 - шкаф управления; 3 - токопровод; 4 - гидропривод; 5 - тиристорный преобразователь частоты.

 

Рис.3.2 Схема фундамента установки индукционной печи.

3.1.2 Расчет мостовых кранов по отделениям

Расчетное количество мостовых кранов для плавильного и шихтового  пролетов определяется по формулам:

 

 

 

где: а_ж - количество крано-часов на 1тонну жидкого металла (0,2-0,3);

а_ш - количество крано-часов на 1тонну шихтовых материалов (0,1-0,2);

К_в - коэффициент выполнения краном вспомогательных работ (1,15);

К_и - коэффициент использования крана (0,8)

 

; .

Принимаем для шихтового  пролета число кранов равное двум, а для плавильного пролета  три.

Прочее технологическое  оборудование принимается исходя из нормативов.

3.1.3 Потребное количество разливочных ковшей

Для конвейерного производства кроме емкости ковша необходимо также выполнять расчет числа  ковшей или заливочных устройств, которые  должны обеспечить заливку форм на непрерывно движущемся конвейере.

В первую очередь определяют полное время τ_ф, затрачиваемое на заливку одной литейной формы, по уравнению

 

τ_ф= τ_зал+60ι/υ_в + τ_п-з,

 

где τ_зал - время заливки формы, с; 60ι/υ_в - время, необходимое на возврат ковша в исходное положение для заливки следующей формы, с; ι - расстояние между чашами двух форм, м; υ_в - скорость возврата тележки с ковшом, м/мин; τ_п-з - время подготовительно-заключительное (включающее опускание и поднятие ковша при заливке), принимается равным 10 … 1 с.

Пример расчета. Производительность автоматической формовочной линии (АФЛ) составляет 240 форм/ч. Для определения скорости возврата тележки с ковшом необходимо определить скорость конвейера υ_к, принимая следующие допущения. Определим производительность АФЛ в минуту - 240-60=4 формы/мин. Если расстояние ι между чашами соседних форм для АФЛ с опоками размером 640*450 мм принять равным 1 м, то скорость конвейера составит υ_к = 4 м/мин. Чтобы осуществить возврат тележки с ковшом в исходное положение, скорость возврата тележки υ_в должна превышать скорость конвейера υ_к, т.е. υ_в = κυ_к. Если принять, что коэффициент κ = 1,5, то υ_в = 1,5 υ_к = 1,5*4=6 м/мин. Примем τ_зал =15 с, τ_п-з = 10 с и определим по приведенному в тексте уравнению время на заливку одной формы, с:

τ_ф = 15+60*1/6+10=35

 

Время цикла линии исходя из производительности 240 форм/ч равно  τ_ц = 3600/240=15 с. Следовательно, для обеспечения производительности линии необходимое число заливочных ковшей (устройств) должно составить τ_ф/ τ_ц= 35/15=2,33. Округляя это значение в сторону больших чисел, получим, что заданную производительность АФЛ обеспечат три ковша (или устройства).

Потребное количество стендовых (раздаточных) и разливочных ковшей определяется по формуле:

 

  ;

 

где П_раб, П_рем, П_зап - количество ковшей, находящихся соответственно в работе, ремонте, запасе.

Для стендовых ковшей П_раб соответствует количеству плавильных печей; П_рем, принимается равным П_раб, П_зап берется в размере 50% - 100% от П_раб.

принимаем 3 ковша. Количество ковшей находящихся в работе и  ремонте:

 

, ,

 

где t_см - продолжительность рабочей смены, 8ч;

t_раб - время стойкости ковша, 8ч;

t_рем - время ремонта ковша, 8ч;

 

, .

 

Количество ковшей в запасе 2шт. П_{к. с.} принимаем 8ковшей.

 

Характеристика технологического и подъемно-транспортного оборудования.

Таблица 3.6.

3.1 4 Расчет плавильного участка

3.1.4.1 Расчет участка подготовки шихтовых материалов

При проектировании складов  формовочных и шихтовых материалов следует руководствоваться следующими положениями. Расчет площадей и оборудования для приемки, хранения и транспортировки шихтовых, формовочных и огнеупорных материалов выполняется на основе потребностей плавильного и смесеприготовительного отделения в основных материалах на годовой выпуск.

Расход вспомогательных  материалов на годовой выпуск заносят  в сводную ведомость.

В проекте кроме складов  шихтовых и формовочных материалов необходимо предусмотреть также  склады или площади моделей (модельных плит с моделями), опок, стержней, отливок.

Необходимо дать характеристику организации цехового складского хозяйства, в том числе состава складов, их размещения, способа разгрузки, укладки  и хранения материалов. При наличии  на заводе двух и более литейных цехов следует проектировать  базисные склады. Расположение базисных складов по отношению к литейным цехам должно обеспечить рациональные грузопотоки материалов. При этом возможно размещение складов формовочных  и шихтовых материалов с участками  их подготовки как в одном здании, так и в отдельных зданиях. Для подачи сухого песка в литейные цехи рекомендуется использовать пневмотранспорт  или систему ленточных конвейеров; порошкообразных материалов - пневмотранспорт, а шихтовых материалов, кокса и флюсов в специальных контейнерах - автотранспорт.

Такое решение позволяет  исключить железнодорожные вводы  в шихтовые отделения, сократить  их площадь и разрывы между  цехами. Обеспечивает чистоту и порядок  в цехах, но при этом увеличивается  число грузоперевалок в связи  с загрузкой контейнера на базисном складе. Для машиностроительных заводов  с одним литейным цехом склады формовочных и шихтовых материалов проектируют при цехе. В этих случаях  для подачи материалов к местам потребления  используют внутрицеховой транспорт.

Общую площадь шихтового  двора (пролета) определяю по формуле

F_скл = F_тех + F_закр + F_э + F_пу,

 

где F_тех - площадь технологических участков склада, включая площадь

под оборудование, проходами  и железнодорожными вводами, м²;

F_закр - площадь закромов, м²;

F_э - площадь, занятая внутренними эстакадами и местами для разгрузки материалов, м²;

F_пу - площадь, занятая устройствами для подачи материалов в производство, м².

Расчет площади закромов складов шихтовых материалов ведется  по формуле

 

F_зш = 1,1 (f₁ + f₂ + f₃ + … + f_n),

 

где F_зш - площадь закромов складов шихтовых материалов, м²;

1,1 - коэффициент увеличения расчетной площади закромов с учетом их фактического заполнения;

f₁, f₂, f₃,…, f_n - расчетные площади для соответствующих компонентов шихты взависимости от вида литья (стружка, чугунный лом, стальной лом и др.).

Площади закромов для отдельных  компонентов шихты находятся  по формуле

 

f_зш =100Мab/kT _дН

 

где f_зш - площадь закромов соответствующей составной части шихты, м^2,100М/k металлозавалка, т/год, где М - мощность цеха годного литья, в процентах от металлозавалки,%; a - норма расхода соответствующего компонента шихты от металлозавалки,%; b - норма хранения компонента шихты, дн.; Т_д - годовой фонд работы, дн.; Н - высота хранения компонента шихты, м; k - насыпная плотность компонента шихты, т/м³.

Согласно формуле находим f_зш

 

f₁ -для стального лома

=100*52,4*42,6*40/3*3790*4=8928960/45480=196,3 м².

f₂-для чугуна

=100*52,4*42,6*40/3*3790*4=8928960/45480=196,3 м².

f₃ -стальной лом (отходы производства)

=100*52,4*42,6*4/1,5*3790*4=892896/22740=39,2 м².

 

Находим F_зш - площадь закромов складов шихтовых материалов, м²;

 

F_зш =1,1* (196,3+196,3+39,2) =474,98 м².

 

Площадь, необходимая для  приема и сортировки материалов, принимается  из расчета 20 м² на 1 000 т годного литья.

F_э - площадь, занятая внутренними эстакадами и местами для разгрузки материалов, м²;

 

F_э =12т*20м²=240м².

 

F_тех - площадь технологических участков склада, включая площадь

под оборудование, проходами  и железнодорожными вводами=10800 м²;

F_пу - площадь, занятая устройствами для подачи материалов в производство =1300м².

 

Отсюда находим площадь  склада F_скл = F_тех + F_закр + F_э + F_пу,

 

Площадь на проходы и проезды  составляет 10 - 15% полезной площади.