Совершенствование технологии литья в песчаные формы

         В целях избежания бракованных изделий форма и стержни должны обладать газопроницаемостью, т.е. пропускать газы благодаря своей пористости. Газы выделяются из формовочной и стержневой смеси

при заливке  расплава в форму, а также содержатся в расплавленном металле. При  низкой газопроницаемости возникает  брак по газовым раковинам. Чем крупнее форма, тем больше должна быть газопроницаемость; газотворность – способность формовочной смеси выделять газы при нагревании. Газотворность необходимо по возможности снижать; 

                                        Заливка расплава. 

          Литейный сплав расплавляют в плавильных печах. Ориентировочно

принимается следующая  температура заливки расплава: сталь 1500 – 1600 ⁰С, ковкий чугун 1380 – 1450⁰ С, серый литейный чугун 1260 – 1400⁰ С, бронзы 1100 – 1150⁰ С, алюминиевые сплавы 700 – 780⁰ С, магниевые сплавы 680 – 780⁰ С. Температура заливки зависит от толщины стенок изделия: чем меньше толщина стенки, тем выше температура. Заливка осуществляется с помощью ковша. При заливке форма подвергается давлению жидкого металла, который стремиться приподнять верхнюю опоку, что может привести к образованию щели и выливанию расплава. В целях малоотходности для предотвращения этого полуопоки скрепляют скобами или сверху кладут груз. После затвердевания сплава и его охлаждения отливку из формы удаляют (выбивают), а форму разрушают. Затем выбивают стержни, обычно это делают на вибрационных установках или струёй воды под высоким давлением (250 – 1000 кПа). 
 

                                   Обрубка и очистка отливок. 

         Литниковую систему отбивают, отпиливают или удаляют газовой

резкой (сталь, цветные  сплавы). Затем идёт стадия очистки  отливок от

пригоревшей формовочной  смеси и заусенцев. Эта операция может осуществляться различными методами:

1. Дробемётная  или дробеструйная обработка  – на столах, в барабанах или  в камерах отливки обдуваются в течение 15 – 20 минут высокоскоростной струёй стальной или чугунной дроби.

2. Очистка гидравлической  или пескогидравлической струёй  осуществляется струёй воды с песком под давлением 35 атм.

       Остатки питателей и заусенцы обдирают абразивными кругами или на

обрезных прессах.

        Последней операцией перед выходным контролем является термообработка готовых изделий. Она обычно необходима, так как отливки часто имеют крупнозернистое строение, ликвационные зоны, неоднородное распределение легирующих элементов и неметаллических включений, что снижает механические свойства.

       Так как отливки имеют низкую  чистоту поверхности именно на  финишной обработке и наблюдается  большее количество отходов. Для  уменьшения отходов именно на  финишной обработке необходимо  усовершенствовать предыдущие стадии  процесса. А именно улучшить газопроницаемость,  газотворность и прочность формовочной  смеси. 
 
 
 
 
 

2.1 Выбор и обоснование направлений совершенствования технологического процесса. 

Для повышения  малоотходности в процессе литья  в песчаные формы необходимо улучшать свойства формовочных смесей, что  в дальнейшем приведет к более  высокой чистоте поверхности  полученных отливок и снизит отходы на финишной обработке деталей. Одним направлением в решении этой проблемы является химизация производства –применение достижений современной химии. Широко использование в литейном производстве новых связующих, затвердевающих при контакте с нагретой модельной оснасткой, а также холоднотвердеющие связующие. Ещё одно направление это возвращение в производственный процесс частиц и остатков металла, который можно извлечь в процессе регенерации формовочной смеси. При просеивании песка можно отделить наиболее крупные частицы металла. 
 

3. Разработка малоотходной технологии литья в песчаные формы. 

            Под малоотходностью следует понимать такое производство, результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превышают уровня, допустимо санитарно-гигиеническими нормами, т. е. ПДК. Побочные продукты и отходы – возможное сырье для других производств. Побочные продукты могут быть планируемыми и давать прибыль с их продажи или использования. Отходы – нежелательные, но неизбежные продукты.

           Серьезной проблемой литейного производства остается экология, так как при выплавке и внепечной обработке литейных сплавов, изготовлении форм и стержней, заливке и выбивке литейных форм, очистке отливок выделяется значительное количество пыли и вредных газов, которые отрицательно влияют на здоровье работников. Другой проблемой является утилизация твердых отходов литейного производства, из которых 90% составляют отработанные формовочные и стержневые смеси, относящиеся к 4-й категории опасности. Наиболее перспективными направлениями развития литейного производства, снижающими экологическую опасность, являются: разработка и освоение экологически безопасных и безотходных технологических процессов и оборудования, применение регенерации отработанных смесей на местах их образования с возвратом (до 95%) в производство, утилизация твердых отходов и использование их в дорожном строительстве и для засыпки отработанных карьеров и шахт, создание замкнутых циклов водоснабжения. При этом следует отметить, что российские нормы ПДК вредных веществ более жесткие по сравнению с зарубежными, что в ряде случаев сдерживает освоение современных зарубежных

технологических процессов и материалов на отечественных  предприятиях.

Направления работ:

Оценка  отходов

Подготовка  и складирование отходов

Сортировка  по крупности

Извлечение  магнитного и немагнитного скрапа

Дробление крупных кусков

Брикетирование  и складирование сухих пылевидных отходов

Обезвоживание мокрых отходов для сухого складирования

Регенерация песков из отработанных смесей

Использование отходов вне сферы литейного  производства 

Направления использования отходов:

Строительные  изделия:

Пенобетонные  блоки

Бетонные  блоки и кирпичи

Керамические  изделия (кирпичи, плитка)

Дорожное  строительство 

Выравнивание  рельефа

Асфальт

Портландцемент

Извлечение  полезных компонентов, повторное использование 

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.1.Материальный  баланс.

В результате процесса разливки металла в формы, в атмосферу  выделяются

твердофазные  загрязнения, содержащие оксиды: металлов, алюминия, кремния и ряда других элементов.  

| Приход                                                |Расход |

|газ на очистку  38000 м3/ч при н.у. |очищенный газ  38000 м3/ч при н.у. |

|пыль в газе 433,2 кг/ч                       |пыль в газе 2,166 кг/ч |

|                                                            |шлам 653,08 кг/ч |

|                                                           |пыль 431,034 кг/ч |

|                                                            |вода 222,06 кг/ч |

|Вода:                                                  |Вода: |

|осветленная  7427,9 кг/ч                  |осветленная 7427,9 кг/ч |

|светлая 222,06 кг/ч                          |     |

|газ 38000 м3/ч                                   |газ 38000 м3/ч |

|пыль 433,2 кг/ч                                 |пыль 433,2 кг/ч |

|вода 7649,96                                     |вода 7649,96 | 

По результатам  расчетов, проведенных в данной курсовой работе, для 

очистки пылегазовых  выбросов от пыли литейных цехов была выбрана мокрая схема очистки с использованием пенного газопромывателя и барабанного вакуум- фильтра. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                      Заключение. 

         В курсовом проекте приведен  анализ технологического процесса  литейного производства. На основе анализа разработаны направления совершенствования малоотходности и ресурсосбережения на предприятии. Рассмотрены ряд мер, обеспечивающих малоотходность в процессе производства.       

       Выполнен эколого-экономический  расчёт. Разработана система регенерации , которая позволит сэкономить формовочные смеси.

        Показано, что выполнение и соблюдение  мер  направлены, прежде всего, на предупреждение и минимизацию образования отходов, а затем на их рециркуляцию, вторичное использование и разработку эффективных методов окончательной переработки, обезвреживания и окончательного удаления, а захоронения только отходов, не загрязняющих окружающую среду. Все эти мероприятия, бесспорно, уменьшают уровень негативного воздействия отходов промышленности на природу, но не решают проблему прогрессирующего их накопления в окружающей среде и, следовательно, нарастающей опасности проникновения в биосферу вредных веществ под влиянием техногенных и природных процессов.      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы

1. Н. Д. Титов,  Ю. А. Степанов Технология литейного  производства. М. «Машиностроение», 1974. 472 с. 

2.http://www.ref.by/refs/alike/27907.html

3. Литейное производство: Учебник для вузов. Под редакцией Михайлова А.М. - Москва.: Машиностроение, 1987 - 255 с.

4. Ладыжский  Б.Н., Орешкин В.Д., Сухарчук Ю.С.  Литейное производство - Москва: Машиностроение, 1953 - 207 с.