4.2 Організаційний розділ

4.2.1 Вибір та розрахунок необхідної кількості технологічного обладнання

Вибір необхідного основного обладнання дільниці необхідно проводити опираючись на умови роботи дільниці і цеху в цілому: серійність виробництва, масу литва, що виробляється,, режим роботи дільниці. При виборі обладнання слід орієнтуватися на передові технологічні процеси, враховуючи продуктивність обладнання і показники його роботи (коефіцієнт завантаження ).

При цьому слід пам’ятати, що для різних груп литва за масою потрібне різне обладнання на проектуємих дільницях.

Для визначення необхідної кількості устаткування необхідно всю номенклатуру литва розбити на групи за масою і орієнтуватися на них при виборі устаткування.

Проектування дільниці починається з аналізу номенклатури виливків і виконання послідовно наступних операцій:

- розбиття номенклатури виливків за групами за масою, що дозволяє виявити кількість передбачуваних технологічних потоків;

- встановлення оптимальної потужності потоку для кожної групи за масою;

- вибір раціонального технологічного процесу і устаткування для даної групи за масою;

- розрахунок і компоновка устаткування і робочих місць, тобто створення технологічної лінії.

Все устаткування повинне розміщуватися згідно послідовності технологічного процесу

4.2.1.1 Розрахунок необхідної кількості основного обладнання

сумішоприготувальних відділень

Для визначення кількості основного обладнання визначаємо об'єм ущільненої формувальної суміші за формулою [6] ( на разі застосування лицювальної і наповнювальної суміші розрахунок проводиться для кожного виду суміші з використанням відповідних норм витрати)

Р_у = 1,3·(р₁ ·Q₁+р₂ · Q₂+ р₃· Q₃), (4.11)

де Р_у- кількість ущільненої формувальної суміші на річну програму, т;

р₁,р₂,р₃- витрата суміші на 1т придатних виливків для груп виливків масою від 1 до 20, від 21 до 100, від 101 до 110, т/т;( 9,2 10,1; 9)

Q₁, Q₂, Q₃- маса виливків відповідної групи на річну програму, т;

1,3- коефіцієнт. що враховує збільшення витрати формувальних сумішей для виготовлення сталевого литва і втрати на просипання.

Об'єм неущільненої стрижневої суміші визначаємо за формулою [1]

Р_ну ^ст = 1,15 · (р₁ ·Q₁+р₂·Q₂+р₃·Q₃), (4.12)

де Р_ну^ст- кількість неущільненої стрижневої суміші на річну програму, м³;

р₁,р₂,р₃- витрата суміші на 1т придатних виливків для груп виливків масою від 1 до 20, від 21 до 100, від 101 до 110, м³/т;

Q₁, Q₂, Q₃- маса виливків відповідної групи на річну програму, т;

1,15- коефіцієнт, що враховує збільшення витрати сумішей для виготовлення сталевого литва і втрати на просипання.

Використовуємо дані [1] про витрату стрижневих сумішів на 1т придатних виливків для груп виливків масою від 1 до 20, від 21 до 100, від 101 до 110, т/т і визначаємо за формулою об'єм стрижневої суміші на річну програму ( р₁ = 0,104, р₂ =0,181, р₃= 0,301)

Для переходу від об'ємних до вагових величин скористаємося формулою [6]

Р_ну^ст= 0,757·Р_у^ст (4.13) (4.14)

Розрахунок кількості змішувачів для приготування формувальної і стрижневої суміші проводимо за формулою [ 6]

(4.15)

де Р_у - кількість ущільненої суміші на річну програму, т.

К_н – коефіцієнт нерівномірності роботи устаткування, К_н = 1,1÷1,2 для великосерійного виробництва;

Т_д – дійсний річний фонд часу роботи устаткування, годин;

q - продуктивність змішувачів, т/годин.

Набуте розрахункове значення округляємо у сторону збільшення до цілого значення. Робимо висновок про кількість прийнятих змішувачів, їх моделі і продуктивність. Отримані дані заносимо в таблицю 4.9.

Таблиця 4.9 - Відомість основного устаткування

Найменування устаткування

Модель або номер

Розрахункова кількість устаткування

Прийнята кількість устаткування

Коефіцієнт завантаження устаткування

Технічну характеристику устаткування приводимо в таблиці 4.10.

Таблиця 4.10 -Технічна характеристика устаткування

Параметр	Одиниця вимірювання	Модель

4.2.1.2 Розрахунок необхідної кількості основного обладнання

формувально-заливально-вибивних відділень

У формувальному відділенні виконуються операції формування, збирання, заливки, охолоджування і вибивки виливків

Вибір методу формування залежить від характеру виробництва, маси, габаритів і класу точності виливків, потужності цеху, до складу якого входить проектована дільниця.

Виходячи з серійності виробництва і вимог, що пред'являються до литва, обирається спосіб виготовлення виливків (в піщано-глинистих формах, кокіль, із піщано-смоляних сумішей.

Для визначення необхідної кількості устаткування вся номенклатура литва розбивається на групи за масою і для цих груп обирається устаткування згідно його характеристик, враховується литво допоміжної продукції (п. 4.1, табліці 4.3,4.4).

Для забезпечення потокового методу виготовлення форм для кожної технологічні групи виливків закріплюється єдиний габарит опок; процес виготовлення форм розчленовується на операції для яких вибирається устаткування, або підбирається стандартна автоматична формувальна лінія.

Кількість устаткування знаходимо за формулою[6]

, (4.15 )

де N - кількість знімань форм на річну програму, т.

К_н – коефіцієнт нерівномірності роботи устаткування, для формувальної дільниці К_н = 1

Т_д – дійсний річний фонд часу роботи устаткування, годин;

q - продуктивність формувального устаткування, т/годин.

4.2.1.3 Розрахунок необхідної кількості основного обладнання стрижневого відділення

Вибір обладнання стрижневого відділення залежить від маси виготовляємих стрижнів, серійності виробництва, виду технологічного процесу, застосування якого пов’язане із двома першими чинниками.

Потрібна кількість стрижневих машин розраховується за формулою [6]

, (4.17)

де п– кількість стрижневих машин, шт.

N –кількість знімань стрижнів на річний випуск за групами стрижнів, закріплених за даним типом машин, знімань

T_д – дійсний річний фонд часу роботи машини, годин

q – годинна продуктивність машини, знім /годин

При визначенні вигляду і необхідної кількості устаткування для виготовлення стрижнів необхідно визначити річну кількість знімань стрижнів на програму. Слід враховувати, що вигляд і конструкція машин для виготовлення стрижнів, головним чином, залежать від їх маси і конфігурації і технічних даних самої машини. При підборі устаткування для виготовлення стрижнів виділяємо групи стрижнів за масою: до 2,5 кг, 2,5-6 кг, 6-16 кг, 16-40 кг, 40-100 ...кг Знаходимо кількість знімань стрижнів, використовуючи норми розрахункової кількості стрижнів (об'єму стрижневої суміші, дм³) на одну тонну придатних виливків за таблицею 20 (Кнорре) для кожної групи виливків за формулою [13]

юаблиці за норми розрахункового000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 , ( 4.18 )

де N – річна кількість знімань стрижнів даної групи, знімань

Vр _– річна кількість стрижневої суміші для стрижнів відповідної групи, дм³

V_с - усереднений об'єм стрижнів даної групи в стрижньовому ящику, дм³( з таблиці 20 [13] )

Річну кількість стрижневої суміші для стрижнів даної групи за масою знаходимо за формулою

V_р = v_i · Q_гр, (4.19)

де v_i – питома витрата стрижньової суміші на 1 тонну придатних відливань, дм³/ т

Q_гр – річна програма литва відповідної групи виливків (до 20 кг, 21-100 кг, 101-200 кг згідно даним таблиці 1.4)

Розрахунок проводиться таким чином: для групи стрижнів масою до 2,5 кг за формулою 1.9 знаходимо окремо кількість знімань стрижнів масою до одного кілограма і масою від 1 до 2,5 кг, підсумовуючи кінцеві результати.

Приклад розрахунку

Скоректована маса виливків розподіляється на групи за таблицею 4.4 так:

Q₁^cкор=6556,2т, Q₂^cкор =18992,4т, Q₁^cкор=3851,4

Визначаємо річний об'єм стрижневої суміші стрижнів масою до 1 кг:

для групи виливків масою до 20 кг

V_1р = 14 · 6556,2 = 91786,8 дм³

для групи виливків масою 21 -100 кг

V_2р = 5 · 18992,4 = 94962 дм³

для групи виливків масою 101-200 кг

V_3р = 1,5·3851,4 = 5777,1 дм³

Річній об'єм стрижнів масою до 1 кг складе

V_р1 = 91786,8+ 94962 + 5777,1 = 192525,2 дм³

Кількість знімань стрижнів масою до 1 кг визначаємо за формулою 1.18

Аналогічно знаходимо річний об'єм стрижнів масою 1- 2,5 кг

V_1р = 21,1 ·6556,2 =138335,8 дм³

V_2р =6,1 · 18992,4 =115853,6 дм³

V_3р = 4,7 · 3851,4 = 18101,6 дм³

V_1-2,5 = 138335,8+115853,6+18101,6 = 272291 дм³

Знаходимо кількість знімань стрижнів масою 1- 2,5 кг

Знаходімо сумарну кількість знімань стрижнів першої групи (маса до 2,5 кг)

N_≤2,5 = 641751 + 259325 =901076 знімань

При визначенні кількості знімань необхідно враховувати, що для виготовлення стрижнів можуть застосовуватися як одне, так і багатогніздові стрижневі ящики, тобто кількість стрижнів не завжди співпадає з кількістю знімань, оскільки при використанні багатогніздового стрижневого ящика за одне знімання виготовляється декілька стрижнів. Це в основному відноситься до стрижнів масою до 1 кг, оскільки для їх виготовлення частіше використовується устаткування, на якому виготовляються стрижні більшої маси до 2,5 кг

Отримані дані заноситься в таблицю 4.10. Для решти груп стрижнів кількість знімань стрижнів визначають за нормами розрахункової кількості стрижнів на тонну литва. Річну кількість стрижнів ( знімань стрижнів) для стрижнів даної групи за масою знаходимо за формулою [13]

N_р=п_і · Q_рі, (4.20)

де п_і – питома витрата стрижнів на 1 тонну придатних виливків, шт/т [1]

Q_рі – річна програма литва відповідної групи виливків (до 20 кг, 21-100, 101-200 кг згідно даним таблиці 1.4)

Знаходимо кількість знімань стрижнів масою 2,5- 6 кг за формулою 1.12

Для групи виливків масою до 20 кг

N_1р = 14,4 · 6556,2 = 94409 знім

Для групи виливків масою від 21 до 100 кг

N_2р = 13,5 · 18992,4 = 256397 знім

Для групи виливків масою від 101 до 200 кг

N_2р = 3,7 · 3851,4 = 14250 знім

Кількість знімань стрижнів масою 2,5-6 кг складе

N_2,5-6 = 94409 + 256397+14250= 365056 знім

Для полегшення підрахунку кількості знімань таблицю 4.10 слід заповнювати, групуючи виливки за потоками, яким відповідає певний тип машин.

Табліця 4.10- Розрахункова відомість стрижневого відділення

Група стрижнів за масою, кг; об`є-мом, дм3	Розрахункове число стрижнів (об'єм стрижнів) на одну тонну придатних виливків, шт. (дм3/т) для групп виливків масою, кг			Річний об'єм стрижнів на річний випуск, дм3 для груп виливків масою , кг			Річний об'єм стрижнів, дм3	Усеред-нений об'єм стрижня, дм3	Річна кількість стрижнів на річний випуск, шт. для груп виливків масою , кг			Кількість знімань стрижнів на річний випуск, знімань	Тип стрижневої машини
	До 20	21-100	101-200	До 20	21-100	101- 200			До 20	21-100	101-200
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
до 1 (до 0,6)	46,0 (14,0)	16,5 (5,0)	5,0 (1,5)	91786,8	94962	5777,1	192525,2	0,3	-	-	-	641751	348
1-2,5 (0,6-1,5)	21,0 (21,1)	5,9 (6,1 )	4,5 (4,7)	138335,8	115853,6	18101,6	272291	1,05	-	-	-	259325	348
Разом до 2,5 кг												901076	348
2,5-6 (1,5-3,5)	14,4 (37,0)	13,5 (31)	3,7 (9,5)	-	-	-	-	2,5	94409	256397	14250	365056	2Б83
Разом до 6 кг												1034193
6-10 (3,5-6,0)	1,8 (10,5)	5,2 (25)	4,3 (20,0)	-	-	-	-	4,75	…	…	…	….	9128Б5
10-16 (6,0-10)	0,5 (4,8)	2,5 (19,4)	2,7 (21,6)	-	-	-	-	8	….	…..	…	….	9128Б5
Разом 6-16												…..	9128Б5
16-25 (10-15)	0,5 7,5	1,3 16,5	1,5 (18,8)	-	-	-	-	12.5	…	…	…	…	Л40Х (9128Б7)
25-40 (15-24)	0,4 8,8	2,8 54,0	2,7 (52,6)	-	-	-	-	19,5	…	…	…	…	Л40х (9128Б5)
Разом 16-40													Л40Х (9128Б7)
40-60 (24-36)	-	0,6 (18,0)	2,1 (62,0)	-	-	-	-	30.0	…	…	….	…
60-100 (35-60)	-	-	1,5 (72,0)	-	-	-	-	48.0	…	…	…	…	9128Б9
													9128Б9

При проектуванні стрижневого відділення необхідно знати технічні дані устаткування цього відділення, які заносяться в окрему таблицю.

Необхідна кількість стрижневих машин для виготовлення стрижнів розраховується за формулою 1.17. Так, для даного приклада для стрижнів масою до 2,5 кг

п_{≤ 2,5} = 901076 · 1,2/ 3781 ·140= 2,2 шт.

Приймаємо три стрижневі машини моделі 348 з продуктивністю 130т/годин

Результати заносимо у таблицю 4.11

Таблиця 4.11 -Технічні дані устаткування стрижневого відділення

Найменування	Технічні дані устаткування для груп стрижнів масою, кг
	До 2,5	2,5-6	6-16	16-25		16-40		40-100
1	2	3	4	6		7		7
Максимальні розміри стрижневих ящиків, мм	300×170× 120	350×250× 150	500×400× 150		800× 630× 320-495		800×630× 320-495			750× 550×320
Тип стрижневих машин	348	2Б83	9128Б5		Л40Х		9128Б7			9128Б9
Продуктивність стрижневих машин,знімань/ година	100-180	100-200	50-100		45		40-75			20-40
Коефіцієнт завантаження
Кількість стрижневих машин, шт.
Для стрижнів, які підлягають сушці:
Площа однієї сушильної плити, м2
Площа сушильних плит на річну програму, м2
Тип сушарки для стрижнів
Кількість сушарок, шт

Рекомендації для заповнення таблиці 4.11

1. Тип стрижневої машини можна вибрати за таблицею 16 [7], [14] стор.81-84 , [1] с. 123

2. Максимальні розміри стрижневих ящиків визначаються за таблицею 16 [7].

3. Площа сушильної плити дорівнює площі стрижневого ящика (перевести в метри квадратні)

4. Площа сушильних плит на річну програму визначається за формулою

S_г = S₁ · N (4.21)

де S₁ - площа однієї сушильної плити, м²

S_г - площа сушильних плит на річну програму, м²

N –кількість знімань на річний випуск, знімань

При виборі устаткування для сушки стрижнів слід керуватися даними [3]. Кількість сушарок розраховується згідно рекомендацій [6]с.113-118)

Кількість суширок визначається за формулою [6]

(4.22)

де n _к.с – кількість конвеєрних сушарок, шт.

S – площа плит на річну програму, м²

S = s·N, (4.23)

де s – площа однієї сушильної плити, м²

N – кількість знімань стрижнів даної групи на річну програму

l – відстань між етажерками, м

t- тривалість одного циклу сушки, годин

F – площа однієї полиці етажерки, м²

а - число полиць етажерок, шт.

T _д – дійсний річний фонд часу роботи сушарки,годин

L_k - загальна довжина конвеєра, м

Z – коефіцієнт заповнення полиць (Z=0,6-0,8)

4.2.1.4 Розрахунок необхідної кількості основного обладнання

плавильного відділення

Таблиця 4.12 Технологічні операції, що виконуються в плавильному відділенні

Основні технологічні операції			Допоміжні технологічні операції
Операція	Місце виконання		Операція		Місце виконання
1	2		3		4
1. Прийом і розвантаження шихтових матеріалів, палива, флюсів у витратні ємкостікладов 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000	Дільниця навішування шихти		1. Прийом і розвантаження вогнетривких виробів і допоміжних матеріалів для приготування футерувальних складів		Дільниця ремонту футерування
2. Подача шихтових матеріалів, палива, флюсів до дозуючих пристроїв	Дільниця навішування шихти		2. Приготування футерувальних складів		Дільниця ремонту футерування
3.Набір доз складових шихти, палива, флюсів в колошу (садіння) відповідно до розрахунку шихти	Дільниця навішування шихти		3. Ремонт і сушка футеровки плавильного обладнання і ковшів		Дільниця плавки і Дільниця ремонту футеровки
4.Підготовка шихти, палива і флюсів до завантаження в піч (прокалка, підігрів, просів, дроблення	Дільниця навішування шихти або дільниця плавки		4.Ремонт устаткування
4.Підготовка шихти, палива і флюсів до завантаження в піч (прокалка, підігрів, просів, дроблення		Дільниця навішування шихти або дільниця плавки		4.Ремонт устаткування
5.Завантаження шихти, палива і флюсів у печі		Дільниця плавки		5. Підігрів ковшів і інших ємностей для набору і позапічної обробки рідкого сплаву	Дільниця плавки
6. Плавка		Дільниця плавки		6. Контроль якості рідкого сплаву	Експрес-лабораторія

Продовження таблиці 4.12

1	2	3	4
7. Відбір проб для контролю якості сплаву	Дільниця плавки	7. Контроль за параметрами плавки	Пульти управління плавильного устаткування
8. Видача рідкого сплаву і шлаку з плавильної печі	Дільниця плавки	8. Прибирання і переробка шлаків і відходів після вибивки плавильної печі	Дільниця переробки відходів
9. Термочасова об- робка і доведення сплаву в печах для витримки і роздачі	Дільниця позапічної обробки сплаву	9. Очищення газів, води, що відходять від обладнання;зберігання і переробка твердих відходів, що запобігає забрудненню навколишнього середовища	Дільниця газоочищення, станцій освітлення і нейтралізації води; дільниця переробки і зберігання твердих відходів
10. Позапічна об-робка рідкого сплаву	Дільниця позапічної обробки сплаву
11. Передача рідкого сплаву на разливку	Дільниця плавки або позапічної обробки сплаву
12. Спорожнення плавильної печі після закінчення циклу плавки	Дільниця плавки

Розрахунок кількості плавильних агрегатів для отримання необхідної кількості металу на річну програму проводиться за формулою [6]

, (4.24)

де n – кількість плавильних агрегатів, шт

М - маса металлозавалки на річну програму, т.

К_н – коефіцієнт нерівномірності роботи устаткування, К_н= 1,1 – 1,2 для

серійного і великосерійного виробництва;

Т_д – дійсний річний фонд часу роботи устаткування, годин;

q - продуктивність плавильних агрегатів, т/год.

Маса металозавалки складається з маси рідкого металу на виробництво литва на річну програму і втрат металу на брак литва, чад і безповоротні втрати. Втрати на брак литва були враховані при наборі програми випуску продукції. Маса металозавалки розраховується за формулою

(4.25)

де М – маса металозавалки, т

Z % – чад металу (для печей з кислим футеруванням Z = 5%, з основною – 4%)

Q_р – маса рідкого металу на річну програму, т

Після проведення перетворень у формулі 1.27, отримаємо

, (4.26)

Приклад розрахунку: згідно даним таблиці 4.2 маса рідкого металу основної продукції на річну програму складає Q_ро = 77075 т

Для обліку маси рідкого металу на литво допоміжної продукції знаходимо коефіцієнт коректування згідно даним [3]

, (4.27)

Виходимо з того, що основна продукція складає 77,8%, а допоміжна 22,2%.

Тоді коефіцієнт коректування складе

Маса рідкого металу з урахуванням маси литва допоміжної продукції складе

Q_р = К_кор· Q_ро (4.28)

де Q_ро – маса рідкого металу на литві основної продукції, т

Q_р - маса рідкого металу на річну програму, т

К_кор – коефіцієнт коректування для обліку допоміжної продукції

Метал бракованих виливків складає 3-5% від маси придатного литва

Q_бв= Q_пр ·(0,03÷0,05), (4.29)

де Q_б – масса металу бракованих виливків, т

Q_пр - маса придатного литва на річну програму, т

Масу металу ливникових систем знаходимо з виразу

Q_лс - Q_р - Q_пр - Q_бв (4.30)

де Q_лс – маса металу ливникової системи, т

Q_р - маса рідкого метала на річну програму, т

Дані, отримані за розрахунком занесемо в таблицю 4.13

Таблиця 4.13 – Відомість розрахунку металлозавалки

Статті балансу	Маса в співвідношенні до маси металлозавалки , %	Маса, т
Придатне литво ( з урахуванням литва допоміжної продукції)	....	(задано).
Поворотні відходи
2.1 Метал ливникових систем
2.2 Метал бракованих виливків	3-6
Рідкий метал	95,0
Чад і безповоротні втрати	5,0
Металлозавалка	100

Визначаємо необхідну кількість плавильних агрегатів за формулою 4.24 і отриманий результат округляємо у сторону збільшення до цілого числа. Технічні дані основного устаткування плавильного відділення, заносяться в таблицю 4.14.

Таблиця 4.14- Технічні дані устаткування

Номіналь- на ємність, т

Установ-лена потужність трансфор-матора, кВт

Продуктивність, т/годин

Витрата электро-энергії кВт∙год/т

Чад і втрати безповоротні, %

Кількість печей за розрахунком, шт

Кількість печей прийнята, шт

Коефіцієнт завантаження

Таблиця 4.15 – Відомість устаткування дільниці

Найменування устаткування	Кількість одиниць, шт
1. Технологічне устаткування:
...
2. Підйомно-транспортне устаткування:
...

4.2.1.5 Розрахунок необхідної кількості основного устаткування відділення очищення і термічної обробки. Проектування дільниць очищення і термічної обробки

У числі витрат праці на виготовлення виливків очисні операції складають до 40%, причому в очисних відділеннях застосовується найбільша кількість ручної праці. Очисні роботи важко піддаються автоматизації, тому при проектуванні очисних відділень особлива увага приділяється механізації. Під очищенням виливків розуміється весь цикл операцій, яким піддається виливок починаючи від вибиття з опоки до ґрунтування Очищення і обрубування є завершуючими операціями отримання придатних виливків.

Вибір технологічних процесів і устаткування визначає маса виливків.

При визначенні маси виливків, що підлягають обрубуванню у відділенні, за основу приймають річну виробничу програму з урахуванням браку (2%).

При визначенні об'єму виробництва відділення також враховують дефектні виливки, що підлягають виправленню на спеціалізованій дільниці. Число дефектних чавунних і сталевих виливків, що підлягають виправленню, приймають в розмірі {% від річного випуску): для дрібних виливків - 15-20; середніх - 25-30; великих - 40-60.

У обрубно-очисному відділенні виконуються операції:

• видалення стрижнів з виливків;

• відділення ливникової системи і приливків;

• очищення і обрубування виливків;

• зачистка;

• термічна обробка;

• виправлення дефектів у виливках;

• грунтовка виливків.

Крім того, у відділенні передбачається площа для охолодження виливків після вибиття. Тут повинні бути місця для остаточного контролю, комплектування і вивезення виливків.

Готові дрібні виливки можуть складуватися у відділенні, а великі на естакадах.

У зв'язку з виділенням великої кількості пилу у відділенні слід передбачати місцеву витяжку на кожному робочому місці і для устаткування.

Припливна вентиляція повинна складати не менше 30 м³/рік на одного працюючого.

Проектування відділення починається з аналізу номенклатури виливків і виконання послідовно наступних операцій:

• розбиття номенклатури виливків за групами за масою, що дозволяє виявити кількість передбачуваних технологічних потоків;

• встановлення оптимальної потужності потоку для кожної групи за масою;

• вибір раціонального технологічного процесу і устаткування для даної групи за масою;

• розрахунок і компоновка устаткування і робочих місць, тобто створення технологічної лінії.

Все устаткування повинне розміщуватися згідно послідовності з дотриманням потокового методу обробки виливків.

Вибір способу, устаткування і інструменту для очищення і обрубування залежить від серійності виробництва, габаритів виливків, складності литва, а також роду металу.

Способи раціонального проведення фінішних операцій:

1. Охолоджування вибитого з форм литва:

• на підвісних конвеєрах на повітрі;

• те ж з додатковим охолоджуванням повітряним струменем;

• струменевим водоохолоджуванням;

• зануренням у водяну ванну.

2. Відділення ливників і приливків дрібних і середніх виливків:

• . у барабанах( галтувальних)

• на пресових установках карусельного і прохідного типу (прес-кусачки)

3. Очищення від формувальної суміші, пригару і окалини:

• у галтувальних барабанах періодичної дії;

• у дробеметних камерах і барабанах.

4. Зачистка виливків (при масовому виробництві), на напівавтоматичних лініях.

5. Зачистка виливків:

• на обдирно-шлифувальних верстатах стаціонарного і пересувного типу (підвісних верстатах) .

6. Обрубування заливів і вирубка дефектів;

• за допомогою пневматичних молотків з підвищеною вібрацією.

7. Відрізання заливів;

• повітряно-дуговим і повітряно-плазмовим різанням.

• киснево-ацетиленовим різанням

Рекомендації з вибору устаткування для основних операцій технологічного процесу

Все литво після вибиття форм і охолоджування подається за допомогою пластинчастих конвеєрів в термоочисне відділення ( литво може подаватися також автомобільним або залізничним транспортом, крупні виливки можуть передаватися на дільницю підвісним конвеєром)

Литво масою до 15-20 кг проходить очищення в галтувальному барабані безперервної дії або в прохідному дробеметном барабані, відділення ливникової системи проводиться на прес-кусачках, зачистка проводиться на стаціонарних обдирно- шліфувальних верстатах і на верстаках обрубувачів.

Литво масою від 16 до 40кг проходить попереднє очищення в галтувальному барабані безперервної дії, відділення ливникової системи вогняним різанням, а потім очищення в прохідному дробеметному барабані, зачистку на стаціонарних обдирочно- шліфувальних верстатах і на верстаках обрубувачів.

Литво масою від 40-50 до 250 кг розділяється на 2 потоки:

1. Литво без стрижнів проходить очищення в прохідній дробометной камері і далі очищення і обрубування на спеціальних верстаках за допомогою підвісного наждачного круга і рубильных молотків.

2.Литво із стрижнями проходить первинне очищення в прохідній гідроочистній або електрогідравлічній камері з кантувальником, далі обрубується і зачищається на спеціальних верстаках і потім поступає в прохідну дробеметную камеру.

У зв'язку з відсутністю даних про виливки без стрижнів допускається проектувати очищення виливків масою до 250 кг по другому варіанту

На дільниці повинне бути передбачене устаткування для виправлення дефектів литва: печі для нагріву виливків, зварювальні апарати і кабінки зварювачів і інше.:

• Термообробка в масовому і великосерійному виробництві для сталевого литва проходить в методичних печах штовхаючого і конвеєрного типу (прохідних). Устаткування для термообробки вибирається залежно від виду термообробки, маси, габаритів виливка, характеру виробництва. Вид термообробки обумовлюється технічними умовами на виливки, для виливків із сталі поширеніша нормалізація.

Термічні печі розташовують в прольоті так, щоб фронт навантажувально-розвантажувальних робіт забезпечувався одним краном. У термічних печей передбачають площі для складування виливків до завантаження і після термообробки, а також площі для правки короблених виливків. Для правки короблених виливків із сталі і ковкого чавуну використовують гідравлічні преси тиском 100-200 т або фрикційні типу ФА-123 і ФА-125 (характеристика фрикційних пресів приведена в [2]табл.4.111. Після термообробки литво прямує на вторинне очищення в напівавтоматичному дробометному барабані;

• Завершуючою операцією в циклі виготовлення виливків є ґрунтовка. Ґрунтовці піддаються тільки виливки, до якості поверхні яких пред'являються підвищені вимоги .Дільниці ґрунтування розташовуються послідовно технологічному потоку і відокремлюються глухими вогнестійкими стінками. У масовому і великосерійному виробництві ґрунтовка проводиться на конвеєрі, до складу ліній для ґрунтовки виливків входять, мийні, фарбувальні, сушильні, обдувальні камери . Дрібні виливки транспортують в набірних касетах або корзинах, великі – на підвісному конвеєрі.

• Підбір устаткування для кожної операції технологічного процесу здійснюється з урахуванням типу виробництва, характеру і об'єму операцій і даним устаткування, приведеним в довідниках ([1], ([2], ([4]), – кожна модель устаткування призначена для обробки виливків певної маси

Як допоміжне технологічне устаткування в термоочисних відділеннях ливарних цехів застосовують мийні, обдувальні. сушильні камери, газові горни для попереднього нагріву виливків перед заваркою, столи для обробки і ґрунтування виливків.

Таблиця 4.16 - Розподіл литва по операціях очищення і обрубування

Найменування операції	Група виливків масою, кг
1	2
Гідравлічне вибиття стрижнів	50% литва масою 15-50 і 100% - 50-100
Галтувальне очищення в барабані	100% литва масою 15 кг
Дробометне очищення в барабані	Литво масою до 40- 50 кг

Продовження таблиці 4.16

1	2
Дробометне очищення в камері	литво 50-100 кг
Обдирання на стаціонарних обдирочно-шліфувальних верстатах	100% масою 15
Обдирання на підвісних наждаках	все литво масою понад 15
Обрубування пневмозубилом	понад 15
Обрубування на верстаках	до 15
Заварка литва холодним способом	5% всього литва
Заварка гарячим способом	25% всього литва
Нагрівання виливків під заварку в термопечі	25% всього литва

Розрахунок кількості обладнання дільниці очищення і термообробки

Розрахункову кількість обладнання для кожної групи виливків за масою визначають за формулою [6]

(4.31)

де Q _б -,маса виливків на річну програму з урахуванням браку, що запускаються у виробництво, т.

Кн- коефіцієнт нерівномірності роботи устаткування

Т_д – річний дійсний фонд часу роботи устаткування, годин

q – продуктивність устаткування, т/годин

Розрахунок кількості термічних печей проводиться за формулою [2] . Для визначення продуктивності печі використовуємо дані таблиці 4.110 ( Питома продуктивність печей при різних процесах термообробки, кг/м² ∙годин) [2]

Для розрахунку продуктивності печі використовуємо формулу [6]

q = g · F, (4.32)

де q – продуктивність печі, т/год

g- питома продуктивність печі, т/год·м²

F – площа печі (вибирається виходячи з досвіду проектувальника при L =10÷15 м , В= 1,5÷2,2м)

4.2.2 Визначення коефіцієнта завантаження устаткування і коефіцієнта змінності

Коефіцієнт завантаження устаткування визначається за формулою [6]

(4.33)

де n _р– кількість устаткування отримана за розрахунком,шт.

n _пр – кількість устаткування прийнята, шт.

При визначенні коефіцієнта завантаження устаткування враховуємо, що для устаткування формувальних, стрижневих і термоочисних відділень величина коефіцієнта повинна складати 0,75÷0,85

Коефіцієнт змінності роботи устаткування знаходимо за формулою

К_зм = К_з ∙m, (4.34)

де К_зм – коефіцієнт змінності роботи устаткування

m - кількість змін роботи устаткування

4.2.3 Підбір допоміжного обладнання

Для забезпечення нормального режиму роботи відділення необхідно мати різне технологічне устаткування. На його вибір роблять вплив наступні чинники: тип виробництва, характер технологічного процесу. Вигляд і кількість основного устаткування, планування дільниці, вантажопотоки, маса устаткування. Допоміжне технологічне устаткування відділення не розраховується. а приймається з урахуванням забезпечення технологічного процесу, прийнятого на проектованій дільниці

4.2.4 Розрахунок площ проектованих відділень. Розробка й опис планування

У даному підрозділі слід описати основні проектні вимоги при розташуванні устаткування, описати планування дільниці, розташування по прольотам, розрахувати площу і об’єм дільниці

Планування відділення виражає організацію процесу виробництва в просторі.

Площа відділень визначається кількістю одиниць устаткування, його габаритами і принципом розташування (по ходу технологічного процесу).

Проводячи розстановку устаткування на плані, необхідно дотримувати необхідні розміри проміжків між устаткуванням, відстані від стін, колон, проїздів. Ці розміри повинні гарантувати безпеку і зручність роботи .При розробці планування відділень необхідно дотримувати:

ширину прольотів: для будівель без мостових кранів - 12, 18 і 24 м; для будівель, обладнаних мостовими кранами -18, 24 і 30 м (кратне 6);

крок колон слід приймати 6 або 12 м;

товщину капітальних стін - 400 мм, розміри крайніх рядів 500x1000 мм і внутрішніх рядів - 500x400 мм;

висоту приміщень слід приймати - 8,4; 9,6; 10,8;12,6; 14,4; 16,2; 18,0 м (кратною I,8 м).Вона визначається висотою устаткування, приймаємо згідно даним таблиці 41 [ 1]

У будівлях з мостовими кранами висота приміщення повинна бути не менше 10,8 м, а в будівлях без них - 8,4 м

У сумішлопригожувальному відділенні у залежності від висоти бункерів-відстійників висота приміщень може бути від 9,6 до 14,4 м.

У плавильних відділеннях висота приміщення залежить від норм технологічного проектування для кожного плавильного агрегату.

Розміри головних подовжніх проходів залежать від типу і габаритів вживаних транспортних засобів і приймають шириною в межах 2-3 м.

Довжина дільниці визначається розташуванням устаткування, згідно плануванню. Устаткування на виробничій площі відділення повинне розташовуватися так, щоб забезпечити краще використання площі. Показником цього є питома площа, тобто площа, що доводиться в середньому на одиницю устаткування

При плануванні доцільно допоміжні відділення розміщувати так, щоб можна було найзручніше обслуговувати виробничі дільниці.

Примітка. Дані використовуються на початкових стадіях розробки основних проектних рішень і уточнюються з урахуванням конкретних умов.

Площі складів розраховуються виходячи зі встановленої норми запасу матеріалів, насипної ваги в тоннах на Iм³ і висоти насипання в метрах. Для визначення площ складів і допоміжних відділень використовують норми площ.

При розрахунку техніко-економічних показників цеху не враховуються: а) площі, розташовані поза приміщеннями цеху; б) площі, розташовані на проміжних поверхах, майданчиках, в тунелях, підвалах; у) естакади для литва і опок; г) побутові приміщення, санвузли, загальноцехові контори і контори майстрів; д) базисні склади заводу; е) площі в перших поверхах двоповерхових будівель, зайняті транспортними пристроями і устаткуванням, яке в одноповерхових будівлях розміщується в підвалах, тунелях, на галереях і майданчиках; ж) дільниці попередньої механічної обробки.

Розміри площ приймаються по осях. Площі, зайняті пультами управління устаткування, технологічними трансформаторами, високочастотними генераторами і іншим, включаються у виробничу площу. Площі плавильних і сумішеприготувальних відділень враховуються тільки по одному поверху, що має найбільшу площу. Виробничі, допоміжні і складські площі враховуються при визначенні техніко-економічних показників. Показники площі базисного складу розподіляються між обслуговуваними ливарними цехами пропорційно їх випуску.

Співвідношення між площами виробничих відділень залежить від роду металу,маси і конфігурації виливків, ступеня механізації, типу виробництва і інших чинників. Для порівняння співвідношень площ відділень за 100% приймають площу, зайняту під формувально-заливально-вибивне відділення. Орієнтовні співвідношення площ виробничих відділень цеху складають: сумішоприготувальне відділення — 20—40%; стрижневе— 30—60; плавильне — 20—30; обрубно-очисне — 50—70%. Якщо в обрубному відділенні проводять термообробку виливків, площа додатково збільшується до 25%. [6]

Площу дільниці визначаємо за формулою

S = L ·B, ( 4.35 )

де L – довжина дільниці, м

B – ширина дільниці, м

Об'єм дільниці визначається за формулою

V = S · H, (4.36)

де S – площа дільниці, м

H – висота дільниці до низу конструкції перекриттів, м

V - об'єм дільниці , м³

4.2.5 Організація робіт на дільниці відповідно до вимог наукової організації праці (НОП). Організація робочого місця. Склад працівників цеху по категоріях

У підрозділі слід описати, яким чином з урахуванням вимог наукової організації праці слід організовувати роботу дільниці, дати докладний опис організації роботи на проектованій дільниці і організації роботи основного обладнання з приведенням ескіза робочого місця і описом основних операцій.

.

4.2.5.1 Організація робочих місць відповідно до вимог НОП

При організації праці особливе місце відводиться первинній ланці виробничого процесу - робочому місцю: наукова організація праці (НОП) припускає систематичне впровадження у виробництво досягнень науково-технічного прогресу, раціональне з'єднання трудових і матеріальних ресурсів в цілях підвищення продуктивності праці на кожному робочому місці, виробничій дільниці.

При проектування робочого місця відповідно до вимог НОП слід забезпечувати:

- найбільш зручне розташування засобів і предметів праці, з тим щоб виключити зайві рухи і переміщення робочого;

- виконання прийомів праці в найбільш зручній робочій позі;

- зручність у використанні технологічного і організаційного оснащення, для чого приймається оптимальний варіант оснащеності (рольганг, стелаж, інструмент, тара і тому подібне), указується розташування устаткування і оснащення на робочому місці; створення сприятливих санітарно-гігієнічних і естетичних умов праці, впровадження науково-обгрунтованих режимів праці і відпочинку

Для створення раціональних робочих місць повинні бути виконані наступні вимоги НОП:

точно визначений і закріплений склад працівників на робочому місці, встановлена система обслуговування робочих місць матеріалами, пристосуваннями, транспортними засобами без відриву основних робочих від виконання головних операцій, визначений комплект організаційно-технічного оснащення для розміщення і зберігання на робочому місці. Створення зручностей робочому при виконанні технологічних операцій і охорони праці, здійснено раціональне планування робочих місць, що позбавляє робочих від зайвих і утомливих трудових рухів і забезпечує зручну робочу позу, раціональність трудового процесу і безпеку роботи.

Інтенсифікація виробництва припускає постійний пошук резервів підвищення продуктивності праці, одним з них є доведення кожного робочого місця до рівня, відповідного вимогам НОП.

4.2.5.2 Визначення штату основних виробничих робочих (для виконання розрахунків економічного розділу)

Ефективність роботи відділень ливарного цеху залежить від кадрів, їх складу і кваліфікації.

Учасники виробництва по ролі в процесі виробництва класифікуються по наступних категоріях:

• виробничі робочі (основні);

• допоміжні робочі;

• інженерно-технічні працівники (ІТР);

• розрахунково- конторський персонал (РKII);

- молодший обслуговуючий персонал (МОН);

- учні.

Кількість виробничих основних робочих, що працюють на машинах або обслуговують встановлене у відділенні обладнання, визначається з урахуванням кількості встановленого устаткування і норми його обслуговування.

Розрахункова кількість ІТР, ОРП, МОН залежить від чисельності робочих (виробничих і допоміжних) відділення і складає

ІТР-8-10%, ОРП- 3-5%, МОП- 1-3%, Учні 0,5-1%

Таблиця 4.17- Закріплення розрядів за окремими спеціальностями

Професія або спеціальність	Розряд роботи	Примітка
1	2	3
Підручний вагранника	1-2
вагранник	3-5	Вагранка 3т- 3-й розряд, 5-12т -4-й розряд, зверху 12т -6-й розряд
Вибивальник литва	1-3
заливник	1-4
Завальник шихти	1-4
Заварник литва	4
землероб	1-3
каркасник	1-3
ковшовий	1-4
Комплектувальник моделей	2-4
Ливарник на машинах під тиском	2-4
Модельник моделей, що виплавляються	1-3
Модельник по дерев'яних моделях	1-6
Модельник по металевих моделях	1-5

Продовження таблиці 4.17

1	2	3
Складач сифонів	1-2
Плавильник кольорових металів	2-5
Пультовщик электропечі	2-3
Третій підручний сталевара мартенівської печі 3-ої	2
Підручний сталевара мартенівської печі 2-ої	3
Підручний сталевара мартенівської печі 1-ий	4
Сталевар мартенівської печі	5-6
Підручний сталевара електропечі 3-ій	2
Підручний сталевара електропечі 2-ий	3
Сталевар електропечі до 3т	4-6
Сталевар електропечі від 3т до 6т	5
Сталевар електропечі зверху 10т	6
Сталевар на конвереторі	2-3
Стержневик ручного формування	1-5
Стержневик машинного формування	1-3
стопорщик	1-2
формувальник ручного формування	1-6
формувальник машинного формування	1-4
Формувальник-складальник	1-6
Формувальник по моделях, що виплавляються	1-3
Формувальник оболонкових форм	1-3
Обрубувач виливків	1-3
шихтовщик	1-3
пірометрист	1-3
терміст	1-5
Терміст на ТВЧ	1-4
вибивальник	1-2
свердлувальник	1-4
стругаль	1-5

Продовження таблиці 4.17

1	2	3
фрезерувальник	1-5
Слюсар-електромонтажник	1-6
Слюсар-ремонтник	1-6
Слюсар-трубопровідник	1-4
муляр	1-4
Контролер-приймальник моделей	2-5
Лаборант формувальних матеріалів	2-3
Лаборант хімічної лабораторії	1-4
Комірник матеріального складу	1-3
кранівник	2-5
Пічник-футерувальник	1-4
вагар	1-2
газозварник	1-5
вантажник	1-3
Підсобний робочий	1

4.2.6 Розрахунок витрати електроенергії, води, повітря, газу на технологічні цілі (Основні дані для проектування енергетичної частини проекту).

Для розробки енергетичної частини проекту необхідні початкові дані по окремих видах енергії: електричної, стисненого повітря, води, пари, палива.

4.2.6.1. Розрахунок витрати електроенергії

Електроенергія в ливарних цехах витрачається на технологічні цілі, силові установки і освітлення. Електроенергія для технологічних потреб витрачається на плавку металу, термообробку виливків (у термічних печах може використовуватися замість електроенергії і інше паливо – газ, мазут), на стрижньовій дільниці електроенергія може використовуватися для нагріву стрижньових ящиків при виготовленні стрижнів по оснащенню, що нагрівається ( для нагріву стрижньових ящиків може також використовуватися газ), і для сушки стрижнів в сушилах (частіше використовується газ) Силова електроенергія витрачається на електропривод встановленого устаткування.

Загальна витрата електроенергії по цеху складає [6]

W = k(W_T + W_c ) ; (4.37)

де W_T — річна витрата електроенергії на технологічні потреби, кВт-год;

W_c — річна витрата електроенергії на електропривод силових установок, кВт-год;

k— коефіцієнт втрати електроенергії в мережі (k=1,05).

Річна потреба електроенергії розраховується на основі встановленої потужності устаткування і річної кількості його роботи.

Укрупнені розрахунки витрати електроенергії на технологічні потреби ведуться за питомими нормами витрати електроенергії на 1 тонну придатного литва за формулою

W_т = ∑P_т · Q_пр; (4.38)

де Р_т— питома витрата технологічної електроенергії на 1 т придатного литва, кВт∙год;

Q_пр — річний випуск придатних виливків, т

Норми витрати електроенергії на технологічні потреби приведені в [6] (таблиці 6.1 і 6.2) У таблиці 6.3 дана питома потужність силового устаткування на 1 тонну придатного литва.

Витрата електроенергії на силові установки розраховується аналогічно електроенергії на технологічні потреби за формулою [6]

W_с = ∑P_с · Q_пр,, (4.39)

де Р_с— питома витрата технологічної електроенергії на 1 т придатного литва, кВт-год;

Q_пр — річний випуск придатних виливків, т

Розрахунок електроенергії на освітлення проводиться окремо за формулою

W_о = 0,001∙q∙ S ∙Т_До,, (4.40)

де Wo — річна витрата освітлювальної електроенергії, кВт-год;

q—середня витрата електроенергії за 1 годину на 1м² площі (для виробничих відділень ливарного цеху q=15-18 Bт., складських приміщень —q=8-10Вт і побутових приміщень q=8Вт)

S- освітлювана площа,м² Т_До — число годин річного освітлювального навантаження. Річна кількість годин, при якій використовується освітлення,складає при однозмінній роботі — 650—850, двозмінній 2300—2500 і тризмінній — 4600—4800.

Таблиця 4. 18- Витрата електроенергії на плавку (по цеху)

Види печей в цехах	Питома витрата на 1 т придатного литва, квт·год
Сталеливарні цехи: дугові електропечі прямої дії (з кислим футеруванням)
ДСП-3	650-700
ДСП-6	700-750
ДСП-12	700-750
ДСП-25	700-750

Витрата палива на термообробку литва для штовхальних печей опору – 450-500 квт.год/т придатного литва

Таблиця 4.19- Встановлена потужність електродвигунів технологічного і

підйомно-транспортного устаткування (без урахування двигунів

санітарно-технічного устаткування і електропечей для плавки і

термообробки)

Цехи	Випуск цеху, т/рік	Встановлена потужність устаткування кВт на 1 тонну придатного литва на рік	Змінність роботи цехів
Сталеливарні цехи	45000—65000	0,07—0,08	3
Сталеливарні цехи	45000—65000	0,10—0,12	2

Великі показники для цехів з меншим масштабом виробництва або з більшим ступенем механізації виробництва

4.2.6.2. Розрахунок витрати стисненого повітря

У ливарному цеху на стисненому повітрі працюють формувальні, піскодувні і піскострільні машини, пневматичні підйомники, пневмоинструмент, дробоструйні камери і інше устаткування. Витрата повітря визначається для кожної одиниці устаткування за паспортними даними залежно від режиму роботи цеху.

Витрата повітря на одиницю устаткування розраховується за формулою [6]

Q_пов = k·q ·T_Д, (4.41)

де Q_пов— витрата повітря на одиницю устаткування, нм³;

q— середньогодинна витрата повітря, нм3;

Т_Д— річний фонд часу роботи устаткування, годин;

k — коефіцієнт використання стисненого повітря (для механізованих

цехів ( 0,8—0,85).

Річна потреба в стисненому повітрі рівна сумі витрат всіх одиниць устаткування, що працюють на стисненому повітрі [6]

Q_пов=l,5 k∑ q_пов∙T_д, (4.44)

де 1,5 — коефіцієнт, що враховує втрати повітря при витоку в нещільних з'єднаннях, а також виконання непередбачених робіт.

Укрупнений розрахунок витрати повітря ведеться на 1 т придатного литва (табл. 6.4 [2]) за формулою [6]

Q_пов= 1,5∙ q₁∙Q_пр, (4.42)

де q₁— витрата стисненого повітря на 1 т придатного литва, нм³;

Q_пр — випуск придатних виливків, т/рік.

1,5- коефіцієнт, що враховує втрати повітря при витоку у нещільних з'єднаннях, а також виконання непередбачених робіт.

Таблиця 4.20 - Витрата стисненого повітря в ливарних цехах

4

Цехи	Витрата стисненого повітря на 1 тону придатного литва, нм3
Ливарні цехи сірого чавуну Ливарні цехи ковкого чавуну Чавуноливарні цехи оболонкового литва Сталеливарні цехи Ливарні цехи точного сталевого литва Цехи алюмінієвого литва	900—1100 750—850 300—400 750—850 l700-1800 750—850
Примітка. Стиснене повітря в ливарних цехах застосовується з тиском 5—7 атм.

.2.6.3. Розрахунок витрати води

Вода в ливарних цехах використовується для охолоджування виливків, гасіння залишків вибивки вагранок, грануляції шлаку, охолоджування плавильних агрегатів, зволоження формувальної і стрижньової суміші, гідроочищення виливків і ін. Витрата води на охолоджування устаткування визначається по вигляду устаткування, його кількості і часу роботи.

Витрата води для приготування формувальних сумішей визначається за формулою [6]

(4.43)

де V_в — витрата води на рік, м³; у— відсоток вологи в суміші; Р_ну — річна витрата неущільненої суміші, м³; Витрата води на охолоджування мартенівських печей складає для печей ємкістю 35-70 т — 100-150 м³/годин, для печей ємкістю 90 т— 150—200 м³/год. При використанні випарного охолоджування води витрата води знижується приблизно в 10 разів. Витрата води на гасіння вибивки вагранки 0,5—1,0 м³ витрата води на побутові потреби приймається на підставі «Санітарних норм проектування промислових підприємств» в наступних кількостях : на господарсько-питні потреби — 45 л на 1 люд./зміну; б) душеві— 500 л на 1 сітку/год (тривалість дії душевих установок приймається 45 мін після кожної зміни); у) умивальники — 200 л на 1 кран/год; г) поливання підлоги цеху —3 л на 1 м²/доба. Загальна витрата води складається з витрати води на технологічні і побутові потреби. Укрупнений розрахунок витрати води на технологічні потреби ливарного цеху ведеться на 1 т придатного литва згідно табл. 9.4[2]

Таблиця 4.21.- Витрати води на технологічні потреби

Цехи	Витрата виробничої води на 1 тонну придатного литва	Характеристика плавильного агрегата
1	2	3
Ливарні цехи сірого чавуну	8—10	Вагранка з охолоджуванням плавильного поясу
Ливарні цехи кувального чавуну	14—15	Дуплекс-процес вагранка+дугова електрична піч з охолоджуванням плавильного поясу вагранки

Продовження таблиці 4.21

1	2	3
Чавуноливарні цехи оболонкового литва	9—10	Вагранка з охолоджуванням плавильного поясу
Сталеливарні цехи	13—-14	Дугові електропечі
Ливарні цехи точного сталевого литва	300—350	Електропечі промислової частоти типу ІСТ 04
	150-200	Електропечі промислової частоти типу ІЧТ-1 або ІСТ 016
Ливарні цехи алюмінієвого литва	35—-40	Індукційні печі промислової частоти

витрата води на 1 тонну придатного литва, q1 = 0,2-0,5 м³ для електрогідравлічних установок моделі 36141А (для решти моделей дивись дані устаткування [7]). Примітка. 1. У таблиці приведена загальна потреба води для технологічних потреб без урахування повторного її застосування після охолоджування і освітлення. Витрата первинної води уточнюється проектом.

2. У таблиці не враховується витрата води для побутових і сантехнічних потреб.

4.2.6.4. Розрахунок витрати палива

Паливо у вигляді газу, мазуту, коксу, вугілля в ливарних цехах використовується для плавки металу, опалювання сушильних, і термічних печей, підігріву і сушки ковшів і інших цілей

Витрата палива визначається по годинній витраті установки. Загальна витрата залежить від вигляду і кількості установок і часу річної роботи їх.

Укрупнені розрахунки ведуться по питомих нормах витрати палива (коксу, газу, мазуту, кисню, ацетилену) на 1 т рідкого металу і 1 т придатного литва згідно [5] с.229 витрата газу калорійністю 7500 ккал складає:

для барабанного сушила при сушці песка- 125 м³/т, при сушці глини 235 м³/т, сушінні стрижнів (у вертикальній печі) – 106-110 м³/год, сушці ковшів в екранній сушарці на 1 пальник 80 м³/год, відпалі литва в термічній дворядній печі – 600 м³/год.

Витрата газу визначається по годинній витраті його, кількості установок, і часу річної роботи їх.

Укрупнений розрахунок витрати газу ведеться на 1 т придатного литва (табл. 6.4) за формулою [6]

Q_г= q _г' ∙ Q_пр (4.47)

де Q_пр — випуск придатних виливків, т/год.

q_г' — витрата газу 1 т придатного литва, нм³;

Згідно даним [13] сумарна витрата природного газу при виробництві сталевих

виливків складає 140-170 кгуп/т (кг умовного палива на 1т придатного литва). При визначенні потреби в природному газі приймають, що 1м³ природного газу дорівнює 1,17 кгуп

Згідно даним таблиці 6.9 [6] витрата кисню і ацетилену в ливарних цехах для різання приливків і заварки дефектів в сталеливарних цехах складає на 1 тонну придатного литва : Кисень 3,0-4,0 нм³ /т, ацетилен 1,5- 2,0 нм³ /т

Пара в ливарних цехах застосовується для опалювання і вентиляції приміщень. Витрату пари визначають з розрахунку відшкодування теплових втрат будівлі, які складають 15—20 ккал/год на 1 м³ будівлі .

4.2.7 Заходи з охорони навколишнього середовища

При проектуванні ливарних цехів приділяється виключно велика увага створенню нормальних санітарно-гігієнічних умов праці. При будівництві ливарних цехів 30—40 % всіх капітальних витрат (ця частка витрат надалі зростатиме) йде на установки і пристрої, що забезпечують нормальні умови праці. До них відносяться припливно-витяжні агрегати, установки для кондиціонування повітря, споруди для очищення шламових вод, штучне освітлення ртутними і люмінесцентними лампами і так далі.

Експлуатаційні витрати на обслуговування вентиляційних установок сучасного цеху також великі. Наприклад, в чавуноливарному цеху середньої потужності постійно викидається з цеху відсмоктуючу вентиляцією приблизно 30 млн. м³/год відпрацьованого повітря і таку ж кількість повітря подають в цех кондиціонуючі установки. Потрібна кількість електроенергії всіх вентиляційних систем в ливарному цеху середньої потужності складає понад 26 Мвт. Температура повітря в цеху взимку повинна бути близько 16 °С (при зовнішній — 30°С) і влітку близько 28 °С (при зовнішній +24 °С).

Багато сучасних ливарних цехів складається з двох поверхів. На другому поверсі, як правило, розміщується основне технологічне устаткування — плавильні агрегати, ливарні автоматичні лінії, індивідуальні (для кожної лінії) сумішоприготувальні установки, стрижньові машини. На першому поверсі розташована вибивка виливків, переробка і транспортування відпрацьованих формувальних сумішей і просипів від формувальних машин. Висота першого поверху звичайна 7—8 м, а другого — 10—11 м.

Таким чином, найбільша кількість пилу зосереджена на першому поверсі, де найменше число тих, що працюють.

Всі пилообразуючі місця ретельно вкривають кожухами і парасольками. Парасольки, розташовані на другому поверсі, мають нижній або бічний відсмоктуючи й трубопровід, що опускається на перший поверх. По нижньому поверху уздовж колон цеху прокладають магістральні вентиляційні колектори великого перетину з численними відведеннями до захисних кожухів. Могутні вентилятори всмоктують запилене повітря, яке, пройшовши через мокрі пилоочисні установки, поступає у вихлопні труби заввишки 40—45 м, встановлені, як правило, в центральній частині будівлі цеху.

Притока повітря здійснюється кондиціонерами, які подають в робочу зону цеху влітку очищене, зволожене і охолоджене повітря, а взимку тепле. Кондиціонери встановлюють як з боків будівлі, так і на даху, що дозволяє найкоротшим шляхом подати повітря до робочих місць. Ступінь вентиляції будівель зазвичай оцінюють кратністю обміну повітря. Під кратністю обміну розуміють відношення кількості повітря, що подається вентиляційною установкою в 1годину в дане приміщення, до його об'єму.

Кратність обміну повітря непостійна для різних зон цеху. Так, в нижній частині другого поверху заввишки 2—2,5 м (зона А), де найбільше число тих, що працюють, кратність повітрообміну 20—30, а в зоні Б, де майже немає тих, що працюють, 2—5. Така вентиляція цеху забезпечується з найменшими витратами. [8]

Джерела пило- і газовиділень в ливарних цехах

Знепилювання ливарних цехів — надзвичайно складна науково-технічна проблема, обумовлена особливостями виробничих процесів і фізико-хімічною характеристикою пилу. Для багатьох ливарних процесів неминуче виділення у великих кількостях пилу і газів. Попередженню утворення пилу в ливарних цехах заважають також її специфічні особливості, до яких відносяться: велика абразивність частинок; наявність дрібнодисперсних фракцій (потрібне багатоступінчате очищення); висока температура газів, що викидаються, і погана змочуваність пилу. У зв'язку з цим необхідна висока надійність пиловловлюючих пристроїв.

Крім засобів пиловловлювання необхідно удосконалювати як сам технологічний процес, так і окремі агрегати, щоб не допускати надходження пилу в навколишнє середовище, вести дослідження по застосуванню нових технологічних матеріалів, переробка яких не супроводжувалася б значним пило- і газовиділенням.

До основних процесів ливарного виробництва, що виділяють найбільшу кількість газів і пилу, відносяться: плавка у вагранці, дугових і індукційних печах, заливка металу, вибивка виливків, підготовка вхідних формувальних матеріалів, особливо відпрацьованих сумішей, і очищення виливків. Інтенсивність пило- і газовиділень залежить від продуктивності і конструкції агрегату, режиму роботи, технологічного процесу і так далі

Одні і ті ж агрегати можуть виділяти різну кількість пилу і газів залежно від періоду робочого процесу. Наприклад, при плавці металу в електропечі найбільше пило- і газовиділення буде в період продування металу киснем. Інтенсивність пиловиділення електропіччю залежить також від складу шихти і ступеня її забрудненості. Для вибору методів очищення промислових викидів необхідно знати фізико-хімічні властивості пилу і газів.

Пил, що виділяється плавильними агрегатами, складається з частинок матеріалів, використовуваних в процесі плавки чавуну і сталі, до яких відносяться оксиди металів, коксовий пил, пил флюсів і добавок. Отже, пил, що виділяється, полідисперсна, оскільки складається з частинок різних розмірів і щільності.

Пил, що виділяється при переробці відпрацьованих формувальних сумішей, в основному складається з оксидів кремнію SiO₂ і рідше SіO.

Процентний зміст пилу залежно від розмірів її частинок різний. Майже 60 % пилу в газах, що відходять від електропечей, складається з частинок розміром менше 6 мкм; він надзвичайно важко уловлюється фільтрами. Дрібнодісперсний кремнеземний пил шкідливий для здоров'я, оскільки в дихальних органах людини він не розчиняється і погано віддаляється, що викликає важке захворювання — селікоз. При вдиханні викидів, до складу яких входять метали- таких, як оксиди заліза і марганцю, у людини виникають захворювання слизистої оболонки верхніх дихальних шляхів.

При плавці і розливанні металу у форми виділяється значна кількість оксидів вуглецю, який, як відомо, надзвичайно шкідливий для людини. [8]

У даному підрозділі необхідно дати докладний опис заходів щодо охорони навколишнього середовища на проектованій дільниці.

4.2.8 Вибір способу чищення. Техніка чищення газів

При виборі очисного пристрою враховують фізико-хімічні властивості шкідливих речовин, що виділяються: склад, розмір частинок, їх щільність, кількість, температуру і інтенсивність тих, газів, що виділяються, і гранично допустимі концентрації їх після очищення, можливості розміщення очисного пристрою в цеху і ін.

При плавці металу виділяються гази і пил з температурою до 900 °С. Пил, що виділяється, містить частинки різних розмірів (від декількох мікрометрів до декількох міліметрів). По своєму складу цей пил вельми різноманітний, тобто містить частинки оксидів різних металів, частинки графіту, флюсів і так далі Одночасне виділення пилу і газів ускладнює вибір способу очищення. Наприклад, мокрий спосіб, вживаний для уловлювання пилу, непридатний для очищення від оксиду вуглецю. Каталітичне допалювання— ефективний спосіб звільнення від окислу вуглецю, але за наявності пилу в газах неефективний, оскільки каталізатори в цьому випадку швидко забруднюються. Пониження температури газів після очищення їх від пилу за допомогою води знижує стійкість каталізатора.

При використанні як очищувачів матерчатих фільтрів і електрофільтрів потрібне попереднє охолоджування газів до Т < 280 °С. Проте температура газів після охолоджування не повинна доходити до температури точки роси щоб уникнути утворення конденсату, залипання матеріалу, що фільтрується, і зниження ефекту очищення.

При виборі способу очищення від пилу необхідно також враховувати агресивність і вибухонебезпеку газових компонентів. Наприклад, при промивці водою газів, що містять сірчисті з'єднання, утворюються кислоти. Отже, в цьому випадку повинні бути застосовані кислототривкі матеріали. За наявності в газах вибухонебезпечних компонентів, що очищаються, не можна допускати застосування очищувачів, в яких можуть утворитися іскри, оскільки останні можуть викликати вибух.

Для очищення пило- і газовиділень використовують в основному два способи — сухий або мокрий. У ливарних цехах найбільшого поширення набув мокрий спосіб очищення. [9]

У даному підрозділі необхідно обґрунтувати вибір способу очищення і дати опис і принцип дії вживаного пилеочисного пристрою

4.3 Основи архітектурно-будівельної частини проекту. Основні об'ємно-компонувальні, будівельні і санітарно-гігієнічні рішення проектів відділень

Матеріал, що приведений у цьому підрозділі необхідний при розробці планування дільниці

Взаєморозташування основних виробничих відділень ливарного цеху визначається компоновкою, при розробці якої необхідно забезпечити:

- найменшу протяжність основних виробничих вантажопотоків; шихти, рідкого металу, стрижнів, формувальних. стрижньових і оборотних сумішей, при цьому в першу чергу з технологічних міркувань необхідно прагнути до найбільш коротких вантажопотоків рідкого металу, стрижньових сумішей і готових стрижнів;

- зручні зв'язки із заводським транспортом, енергетичними і санітарно-технічними комунікаціями.

Компонувальні рішення значною мірою зумовлюють організацію і механізацію підйомно-транспортних робіт, оскільки від того, як розташовані одні відділення і ділянки цеху щодо інших, залежить довжина шляхів пореміщения, наявність (або відсутність) їх перетинів і перевантажень вантажів. При їх розробці необхідно: по-перше, розташовувати відділення і робочі місця відповідно до ходу технологічного процесу, а саме: склад формувальних матеріалів -склад шихтових матеріалів - плавильне відділення - заливальне формувально-вибивне відділення - сумішоприготувальне відділення - очисне відділення - склад литва; по-друге, прагнути розміщати всі виробничі відділення в одній будівлі. Дотримання цих вимог створює оптимальні умови для ефективної роботи внутрішньоцехового транспорту (найкоротші відстані транспортування, відсутність перетинів вантажопотоків), а також забезпечує найменшу будівельну вартість.

При розробці планування відділення, при розміщенні устаткування на стадії проектування слід враховувати відстані, що допускаються, від виступаючих частин устаткування до стін або колон будівлі. Ці відстані рекомендуються: для устаткування габаритом до 1500 мм - не менше 800 мм; для устаткування габаритом до 4000 мм - не менше 1000 мм і для крупного устаткування - не менше 1200 мм.

Розміри і конфігурація будівлі ливарного цеху повинні забезпечувати зручне розміщення в нім всіх відділень і дільниць виробництва, а також санітарно-гігієнічні умови праці. З урахуванням цих вимог найбільш прийнятними для ливарних цехів є двоповерхові будівлі у вигляді витягнутих прямокутників шириною 72 і 96 м з трьома-чотирма 24-метровими прогонами, до яких примикають поперечні одноповерхові торцеві прогони. На другому поверсі розташовують всі основні виробничі відділення цеху (заливальне, формувальне, вибивне, сумішоприготувальне, стрижньове і термоочисне), а на першому в подовжніх прольотах - установки припливної і витяжної вентиляції, трансформаторні підстанції, побутові служби і склади, а також транспортні системи відпрацьованої суміші, літників і виливків.

У торцевих (поперечних) одноповерхових, прогонах розміщують склади шихтових і формувальних матеріалів, а також плавильне відділення.

Ливарні цехи серійного виробництва невеликої потужності, масового виробництва і одиничного виробництва розміщують в одноповерхових будівлях прямокутної форми з прохідними тунелями для розташування системи прибирання відпрацьованої суміші. Якщо ливарні цехи входять до складу блоку цехів, то виробництво стрижнів вноситься до окремої будівлі (стрижньовий корпус), а склад формувальних матеріалів виконується загальним для всього блоку. Що стосується очисних і термообрубних відділень, - те вони можуть розміщуватися як при ливарних цехах, так і в окремих самостійних будівлях, що розташовуються з боку вибивки форм із значним розривом від ливарного цеху. Таке розташування термообрубного корпусу покращує санітарно-гігієнічні умови роботи в ливарних цехах, а також, дає можливість найбільш простим і надійним способом організовувати автоматичну вибивку виливків з форм, їх охолоджування і передачу в термообрубний корпус без зайвих перевантажень. Взаємне розташування корпусів блоку приймається з урахуванням забезпечення найбільш коротких і прямих шляхів руху виливків від їх заливки до зачистки і контролю.

Допоміжні відділення рекомендуються на кожен ливарний цех єдиними незалежно від того, що цей цех може з'явитися блоком окремих спеціалізованих цехів. У ремонтних майстернях передбачений виключно поточний ремонт устаткування, капітальний ремонт і виготовлення запасних частин майстерні не виконують. Цехові лабораторії обладнуються засобами контролю і дефектоскопії відповідно до потреб поточного виробництва.

Режим роботи в ливарних цехах, відділеннях рекомендується наступний; у цехах, відділеннях конвеєрного литва з локалізованими зонами заливки і вибивки проектується паралельний двозмінний режим; у цехах стаціонарного литва з нелокалізованими тепловиділеннями, наприклад, при виготовленні крупних виливків, коли форми заливаються на місці збірки, режим проектується ступінчастий тризмінний. [7]

ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Абрамов Г. Справочник молодого литейщика. -М.: В.шк., 1991. - 319с,

2. Аксенов П. Оборудование литейных цехов. - М.: Машиностроение.1977.-510с.

3. Васильев В., Васильев А. Справочник литейщика: Пособие для формовщиков, заливщиков, модельщиков, мастеров, технологов, нормировщиков.- Донецк: Донбасс, 1983. - 142с

4. Гини Э.И., Зарубин А.М., Рыбкин В.А. Технология литейного производства. Спецвиды литья. – М.: Изд.центр Академия, 2007. – 352 с.

5. Иванов, А.А. Проектирование новых и реконструкция действующих литейных цехов . – ГОУ ВПО «Гос. ун-т цвет. Металлов и золота». - Красноярск: – 2006. – 32 с.

6. Иванов В. Словарь-справочник по литейному производству. - М.: Машиностроение, 1990. - 384с.

7. Кулаков, Б.А., Знаменский Л.Г., Ивочкина О.В. Проектирование и реконструкция литейных цехов: Учебное пособие.-Челябинск: ЮУрГУ, 2006

8. Лапин В. Охрана труда в литейном производстве: Уч. пособие для проф.- тех. училищ. - М.: Машиностроение, 1990. - 128с.

9. Логинов И.З. Проектирование литейных цехов. - Минск: В.шк., 1975.- 315с.

10. Матвеенко И.В. Оборудование литейных цехов Ч.1.- М.: МГИУ, 2006.–172с.

11. Матвеенко И.В. Оборудование литейных цехов Ч.2.- М.: МГИУ,2009.-308 с.

12. Матвеенко И., Тарский В. Оборудование литейных цехов. Уч. для уч-ся ср. спец. уч. заведений. - М.: Машиностроение. - 1985. - 400с.

13. Матюхов В. Техника безопасности в литейном производстве. - М.: В.шк., 1980. - 94с.

14. Маслов А. Экономика, организация, планирование литейного производства. -М.: Машиностроение, 1985. -288с.

15.Методические указания к курсовому проектированию по предмету «Оборудование литейных цехов».-Днепропетровск: Центральный учебно-методический кабинет по работе с кадрами,1991

16. Методичні вказівки з виконання курсового проекту з дисципліни «Обладнання ливарних цехів», Дружківка, ДТ ДДМА, 2012.-79с.

17. Миляев А.Ф. Проектирование новых и реконструкция действующих литейных цехов. ]/ А.Ф. Миляев // Учебное пособие. – Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова. – 2001. – 410 с.

18. Непомнящий, В.Н. Проектирование литейных цехов/ В.Н. Непомнящий, Т.Н. Тюнева // Метод. указания к практик. занятиям для студентов специальности 110400 «Литейное производство черных и цветных металлов». – Красноярск: – 2002. – 40 с.

19. Основы проектирования литейных цехов и заводов: Учебниk для вузов по спец. «Машины и технология лит. производства» и «Литейное производство черных и цветных металлов»/ под ред. Б.В.Кнорре. - М.: Машиностроение, 1979. - 376с

20. Сафронов В.Я. Справочник по литейному оборудованию.- М.: Машино-строение. – 1985.-320 с.

21. Титов Н., Степанов Ю. Технология литейного производства. - М.: Машиностроение, 1978. - 432с. .

22. Структура та правила оформлення пояснювальних записок дипломних і курсових проектов. –Дружківка: ДТ ДДМА, 2009.-21с.

М

Додаток

Зразок оформлення титульного листа

іністерство освіти і науки України

Дружківський технікум ДДМА

Циклова комісія спецдисциплін спеціальності 5.05040201

«Ливарне виробництво чорних і кольорових металів і сплавів»