Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов

..pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
14.74 Mб
Скачать

Для исследования сегрегации элементов от чушек и круглых заготовок отбирали стружку и подвергали хи­ мическому анализу. Схема отбора стружки от заготовок и чушек показана иа рис. 66. Результаты исследований приведены в табл. 22. На основании выполненных иссле­ довании установлено, что сегрегация олова по сечению

Рис. 66. Схема отбора проб для химического анализа

Рис. 67 Схема отбора проб для расширенного анализа заготовок

{1—13 — места отбора проб)

круглых заготовок горизонтального непрерывного литья не превышала 3,8%, в то время как в чушках, отлитых в изложницах, она почти в 2 раза выше. Затвердевание сплава со стороны дна и стенок изложницы приводило к обогащению верхней части чушек оловом, так как оно легче свинца.

В круглых заготовках центральная часть обеднена оловом. Это вызвано перемещением легкоплавкого оло-

142

 

 

 

 

 

Т а б л

и ц а 22

Распределение олова по сечению чушек и круглых заготовок

 

 

Содержание олова в местах отбора проб. %

 

Марка

 

литье в изложницы

горизонтальное непрерывное

сплава

 

 

 

 

литье

 

 

верх (В) | центр (Ц ) I

ПИЗ (/•/)

верх (В)

|центр (Ц )

низ (Я)

ПОС61

60,24

58,49

59,61

59,72

58,87

59,36

 

59,89

58,21

59,78

59,29

58,85

59,24

 

59,98

57,82

59,59

60,03

58,99

59,70

Среднее

60,06

58,17

59,66

59,55

58,90

59,40

ПОС50

49,89

48,27

49,52

49,50

48,83

49,17

 

49,65

48,43

49,23

46,26

48,78

49,41

 

50,18

48,28

49,33

49,31

48,90

49,25

Среднее

49,85

48,33

49,36

49,36

48,84

49,28

ПОС40

39,78

38,29

38,79

38,97

38,66

39,11

 

39,91

38,62

38,96

39,15

39,02

38,96

 

40,10

38,08

39,43

39,24

38,69

39,17

Среднее

39,91

38,33

39,06

39,12

38,79

39,08

ПОСЗО

30,18

28,33

29,51

29,34

28,86

29,76

 

29,93

28,24

29,73

29,28

28,79

29,87

 

30,28

28,19

29,36

29,16

29,09

30,39

Среднее

30,16

28,25 '

29,53

29,26

28,92

29,67

ПОС18

18,14

16,15

17,59

17,46

16,78

18,13

 

17,99

16,79

17,33

17,51

16,87

17,46

 

17,96

16,48

17,61

17,34

17,28

17,66

Среднее

17,96

16,44

17,49

17,44

16,91

17,75

143

ва от центра к периферии заготовки. Для более полного представления о характере распределения олова круг­ лые заготовки подвергались расширенному химическому

 

анализу (рис. 67). Вели­

 

чина области,

обедненной

 

оловом,

не

превышала

 

15% от площади попереч­

 

ного сечения

 

заготовки.

 

Распределение

сурьмы

 

по сечению и длине заго­

 

товок равномерное.

Для

 

определения влияния сег­

 

регации олова на качест­

 

во прессованных изделий

 

исследовали

прутки,

по­

 

лученные

прессованием

 

чушек и круглых загото­

 

вок. Схема расположения

 

очков в процессе прессо­

 

вания

показана

на

Рис. 6t*. Схема расположения очков при

рис. 68.

 

 

 

 

прессовании прутков

Наличие сегрегации в

 

заготовках привело к то­ му, что часть прутков не соответствовала по содержанию олова требованиям ГОСТ 1499—54. Количество таких прутков при прессовании чушек достигало 5%, а круг­ лых заготовок — не превышало 1%. Уменьшение сегре­ гации олова в круглых заготовках по сравнению с чуш­ ками привело к улучшению качества прессованных изде­ лий и свидетельствует о преимуществе горизонтального непрерывного литья легкоплавких сплавов по сравнению с литьем в изложницы.

Г л а ва IV

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТ ВНЕДРЕНИЯ СПОСОБА ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК ИЗ БРОНЗЫ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

До внедрения способа горизонтального непрерывного литья заготовки пз оловянной бронзы отливали в ко­ киль п на установках вакуумного всасывания. В связи с вводом в эксплуатацию комплекса горизонтальных ма­ шин участки кокильного литья и вакуумного всасывания полностью ликвидированы. В условиях одного и того же цеха сравнивали технико-экономические показатели раз­ личных способов литья (табл. 23).

 

 

 

 

Т а б л и ц а 23

Технико-экономические показатели литья заготовок различными

 

 

способами

 

 

 

 

С пособ Л И Т Ь Я

 

П о к а з а т е л и

к о к и л ь и

го р и зо н т ал ьн о е

 

 

 

ва к у у м н о е

неп реры вн ое

 

 

 

всасы вание

л и т ь е

Съем с 1 м2 площади

цеха, т/сутки

. 0 , 0 4 — 0 , 0 6

0 , 0 7

Производительность труда одного ра-

 

бочего, т /сутк и .......................................

 

3 , 8 — 4 , 0

4 , 2

Выход

годного от

жидкого метал-

99

ла, % ........................................................

 

7 5 — 8 5

Диапазон отливаемых заготовок, мм:

Не огранич.

по длине ............................................

 

4 0 0 — 1 0 0 0

по

диаметру ...................................

 

4 0 — 2 0 0

1 0 — 2 0 0

Брак,

% ......................................................

 

0 , 0 0 5

Отсутств.

Отклонение от размеров по овально-

 

сти и

конусности, м м ..........................

3 , 0

0 , 2 5

Возможность полной механизации

и

Есть

автоматизации........................................

 

Нет

Данные табл. 23 свидетельствуют о том, что съем продукции с 1 м2 площади цеха на горизонтальных ма­ шинах увеличился на 16,7—75% по сравнению с кокиль­ ным литьем и вакуумным всасыванием, выросла также производительность труда.

10—

546

145

Выход годного металла на горизонтальной машине на 14—24% выше, чем при литье в кокиль н па установ­ ках вакуумного всасывания.

В табл. 24 приведены данные по себестоимости при различных способах лптья. В этой и других таблицах данной главы, посвященных расчетам по себестоимости,

в

статью «зарплата» включены

расходы на

основную

и

дополнительную зарплату п

отчисления

соцстраху.

Расходы по содержанию оборудования включены в ста­ тью «цеховые н общезаводские расходы».

Из табл. 24 следует, что себестоимость при горизон­

тальном непрерывном литье значительно снизилась

за

счет уменьшения

литников, сплесков

п брака.

Практп-

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

24

Фактическая себестоимость I т бронзы при литье заготовок

 

 

 

для механической обработки

 

 

 

 

 

 

 

По старой

По новой

 

 

 

 

 

 

технологии

технологии

Эконо­

Наименование статей

 

 

■t-

 

мия (),

о х

 

 

перерас­

 

 

 

 

 

<у *

 

ход Н-),

 

 

 

 

в*

СО

3* .

СО

руб.

 

 

 

 

 

оisн

2 0

ОН

*>•

 

 

 

 

 

Xи

§g

ZO

 

 

 

 

 

 

и Р.

Xо

сJ О.

 

 

I. Сырье и основные материа­

 

 

 

 

 

 

лы ...........................................

 

 

 

1 1 0 5 8 7 3 , 8 5

1 0 7 6 8 4 7 , 2 1

— 2 6 , 6 4

II. Отходы, в том числе:

105

9 . 6 8

7 6

6 . 7 8

— 2 , 9 0

в озвратн ы е.........................

 

6 3

9 . 6 8

3 8

6 . 7 8

— 2 , 9 0

у г а р .......................................

 

 

 

4 2

 

3 8

 

 

 

И т о г о задано

за

вычетом

 

 

 

 

 

 

отходов ........................................

 

 

 

1 0 0 0

8 6 4 , 1 7

1 0 0 0

8 4 0 , 4 3

— 2 3 , 7 4

III. Вспомогательные

материа­

 

 

 

 

 

 

лы ........................................

по

переделу . .

0 , 4 2

0 , 8 6

+ 0 , 4 4

 

IV. Расходы

6 5 , 6 4

6 3 , 3 3

— 2 , 3 1

 

в том числе:

 

 

 

 

 

 

 

 

газ ........................................

 

 

 

 

3 , 7 4

 

4 , 3 4

+ 0 , 6 0

 

электроэнергия ....................

 

 

6 , 5 2

 

6 , 9 8

+ 0 , 4 6

 

зарплата ...............................

общезаводские

 

1 0 . 1 9

 

8 , 4 1

1 , 7 8

 

цеховые

и

 

 

 

 

1 , 5 9

 

расходы

..................................

 

 

 

4 5 . 1 9

 

4 3 , 6

 

Заводская

себестоимость . .

9 3 0 , 2 3

9 0 4 , 6 2

— 2 5 , 6 1

146

чески брак, связанный со способом литья, ликвидирован полностью, что позволило сэкономить дефицитные метал­ лы и устранить излишние затраты на передел (зарплату, электроэнергию).

Существенная экономия (1,78 руб.) достигнута за счет зарплаты и отчислений на социальное страхование. Штат основных рабочих состоял ранее из 40 человек ко­ кильщиков, стержеиыциков и разливщиков на установ­ ках вакуумного всасывания, а в настоящее время со­ стоит из 24 человек, обслуживающих шесть горизонталь­

ных машин и плавильную печь.

цеховых расходах

Одним из

главных элементов в

в настоящее

время является

расход

кристаллизаторов

(сменное оборудование). На

1 т заготовок приходилось

0,2 кристаллизатора, т. е.'через одни кристаллизатор от­ ливали более 5 т заготовок. В расчете на среднее сече­ ние заготовки диаметром 80 мм это составляет 120 м заготовок. Как видно, износостойкость кристаллизатора высокая. В денежном расчете расход кристаллизатора с дорном составил 2,96 руб. на тонну годного. Это на­ много меньше существовавших расходов на сменное обо­ рудование и материалы (кокнли, стержни, формовочные материалы, кристаллизаторы на установках вакуумного всасывания и т. д.), что и обусловило значительную (1,29 руб.) экономию по рассматриваемой статье.

Однако не по всем статьям достигнута экономия Полная механизация и автоматизация процесса при но­ вом способе потребовала эксплуатации дополнительных двигателей, трансформаторов, что увеличило расход электроэнергии. Увеличился также расход вспомогатель­ ных материалов за счет главным образом древесного уг­ ля. Для предохранения от окисления зеркало металла покрывают древесным углем. Всего только за счет элек­ троэнергии, газа и вспомогательных материалов себе­ стоимость выросла на 1,5 руб. Тем не менее, фактиче­ ская экономия на 1 т бронзы при переходе на способ го­ ризонтального непрерывного литья составила 25,61 руб.

Значительный интерес представляет рост производ­ ства заготовок, отливаемых на горизонтальных машинах в бронзово-латунном цехе (табл. 25). По мере усовер­ шенствования и освоения технологии непрерывного литья и оборудования горизонтальных машин, повыше­ ния квалификации работающего персонала и улучшения

10!

147

организации т'руда выпуск продукции постоянней ж 03" растал. При работе всего комплекса из шести гор-шша тальных машин ежегодное производство заготовок увех-

дичилось с 4584,1' f в 1966 г. до 12924,9 т в 1969 F.,,

в 1970 г. выпуск несколько уменьшился, а в 1971 г. опять достиг 12267,7 т.

Т а б л и ц а 25 '>

Объем производства сплошных и полы* заготовок на горизонтальных . машинах непрерывноголнтмг

 

Общий объем

Объем производство’

Производитель­

Годы

заготовок,

т

производ­

 

 

ность одной

 

ства, т

сплошных

полых

машины, т/год

 

 

 

1961

0,3

0,3

 

0,35

1962

17,0

17,0

1-7,0)

1963

33,0

33,0

33,0)

1964

557,8

557,8

93,0)

1965

907,6

700,1

207,5

151,3'-

1966

4584,1

4030,6

553,5

127,3)

1-967

10045,4

9439,5

605,9

1674,2:

1968

12687,0

12201,0

486,0

2114,5.

1969

12924,9

12758,1

166,8

2154,2'

1970

11423,5

11088,7

334,8

1903,9

1971

12267,7

11803,7

464,0

2044,6

В 1967 г. годовая производительность одной машины достигла в среднем 1674,2 т. Это превышает проектную' годовую мощность одной машины при условии отливки заготовок мелкого сечения, что соответствует сортаменту, завода.

Достигнутые результаты свидетельствуют о том, что технология и оборудование комплекса горизонтальных машин непрерывного литья можно считать полностью отработанными в промышленных условиях.

В 1971 г. на горизонтальных машинах отливали заго­ товки 31 типоразмера.

Объем производства заготовок различных сечений приведен в табл. 26.

Из приведенных данных видно, что на горизонталь­ ных машинах освоено литье 15 типоразмеров сплошных заготовок диаметром от 40 до 200 мм. Наибольший удель- lH-bHff зес занимают заготовки диаметром 40—90 мм —

65% от общего объема производства. Освоено литье 16 типоразмеров полых заготовок диаметром от 50 до 120 мм с толщиной стенки 15—35 мм.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 26

Объем производства заготовок различного сечения в 1971 г.

Сплошные заготовки

Полые заготовки

 

 

удельный вес

диаметр

 

 

удельный вес

диаметр,

выпуск,

от всего

 

 

от всего

объема

и толщина

выпуск,

т

объема

мм

т

производ­

стенки, мм

 

 

производ­

 

 

ства, %

 

 

 

ства, %

40

1967,2

i6,i

50X15

75,1

 

0,61

50

770,2

6,3

60X15

28,2

 

0,23

60

1085,0

8,9

70X20

53,0

 

0,43

70

1362,0

11,1

80X15

3,0

 

0,03

75

11,3

0,1

80X20

27,4

 

0,22

80

1206,3

9,8

90X17,5

5,3

 

0,04

90

1538,2

12,5

90X20

34,5

 

0,28

100

775,5

6,3

90X25

16,1

 

0,13

110

1225,5

10,0

100X30

3,8

 

0,04

120

479,7

3,9

110X20

9,8

 

0,08

130

5,9

0,05

110X22,5

10,6

 

0,09

140

220,8

1,8

110X25

73,3

 

0,60

150

974,2

7,9

110X30

104,2

 

0,85

180

175,3

1,4

120X25

2,0

 

0,02

200

4,6

0,05

120X35

18,7

 

0,15

И т о г о

11803,7

96,2

И т о г о

464,0

 

3,8

Следует отметить, что на горизонтальных машинах освоено литье заготовок с высокой точностью размеров ±0,5 мм. По требованию заказчика были отлиты сплош­ ные заготовки диаметром 36, 46, 51, 52, 74, 97, 118 мм и полые — 46,5X6,5; 70X22,5; 90X30; 117X47 мм.

В последние годы наметилась тенденция к изменению марочного состава бронзы, отливаемой на горизонталь­

ных машинах (табл. 27).

следует, что

с каждым

го­

Из данных табл. 27

дом сокращается объем

производства

бронзы

марки

Бр. ОЦС5-5-5, которая

заменяется

бронзой

марки

Бр. ОЦСЗ-12-5 с более низким содержанием олова.

гра­

Весьма интересным является анализ

стойкости

фитовых кристаллизаторов и графито-шамотных тиглей для металлоприемника. В табл. 28 приведены данные за

149

 

 

 

 

 

T :i б л

it ц а

27

 

Объем производства заготовок по маркам сплавов

 

 

 

Гр.ОЦС-5-5-5

1.'р.ОЦСЗ-Г2-5

Бр.ОЦСН

 

Годы

количест­

удельны!)

количест­

удельный

количест­

удельный

 

во, т

вес, %

во, т

вес, %

во, т

вес,

%

1 9 6 7

8 6 4 9 , 9

8 6 , 1

9 9 5 , 8

9 , 9

3 9 9 , 7

4 , 0

 

1 9 6 8

9 0 3 9 , 1

7 1 , 3

2 6 9 2 , 2

2 1 , 2

9 5 5 , 7

7 , 5

 

1 9 6 9

1 0 2 8 7 , 3

7 9 , 6

2 0 0 9 , 4

1 5 , 5

6 2 8 , 1

4 , 9

 

1 9 7 0

7 5 4 1 , 9

6 6 , 0

3 6 8 5 , 4

3 2 , 3

1 9 6 , 2

1 , 7

 

1971

7 6 5 4 , 4

6 2 , 4

4 5 0 0 , 0

3 6 , 7

1 1 3 , 3

0 , 9

 

последние годы, которые показывают, что в 1970 г. по сравнению с 1967 г. стойкость графитовых кристаллиза­ торов и графито-шамотных тиглей увеличилась пример­

 

 

 

но в 2 раза. Все это объяс­

 

Т

а б л и ц а 2 8

няется усовершенствовани­

 

Стойкость графитовых

ем технологии литья и рос­

 

кристаллизаторов

том квалификации обслужи­

и графито-шамотных тиглей

вающего персонала.

 

 

Количество бронзы (т).

 

Повышение

стойкости

 

отлнваемоП

через один

графитового кристаллизато­

Годы

 

 

ра

безусловно

связано с

 

т и г е л ь

к р и с т а л л и ­

увеличением средней

про­

 

за т о р

 

 

 

должительности

операции

 

 

 

литья.

 

 

1 9 6 7

9 , 3

4 , 2

 

Продолжительность

од­

1 9 6 8

1 1 , 6

5 , 7 5

 

ной операции литья, равной

1 9 6 9

1 6 , 2

5 , 8

1 9 7 0

1 6 , 0

9 , 8

времени горячей работы ма­

1971

1 6 , 3

9 , 8 5

шины от сборки

до смены

 

 

 

графитового кристаллизато­

 

 

 

ра,

определялась

по следу­

 

 

 

ющим формулам:

 

 

 

 

t =

Р_

 

 

 

 

 

 

Я

 

 

 

где t — время горячей работы машины для отливки каждого типоразмера заготовки, ч;

Р— объем производства заготовок каждого типо­ размера, т;

q— средняя производительность при литье заготов­ ки каждого типоразмера, т/ч.

150

Отсюда

где Т — средняя продолжительность одной операции литья, ч;

G— расход графитовых заготовок, шт.

Проведенный по этой_методике расчет показал, что в 1967 г. горячее время работы машин составляло 23395,4 ч, расход графита 2182 шт., средняя продолжи­ тельность одной операции литья 10,72 ч.

В 1971 г. эти показатели значительно улучшились, так как горячее время работы машин уже составило 30948 ч, расход графита — 1440 шт. и средняя продолжи­ тельность одной операции литья достигала 21,4 ч.

Продолжительность простоев машин (включая время на подготовку к разливке) определялась как разность -между календарным временем и горячими часами рабо­ ты. В 1967 г. простои составляли 27580,6 ч или 54,1% от календарного времени. Следовательно, фактический ко­ эффициент использования машин был 0,46.

В 1971 г. простои сократились и составили 20892 ч, что равнялось 40,3% рабочего времени. Следовательно, коэффициент использования машин стал равен 0,6.

С целью выявления основных причин простоев был проведен круглосуточный хронометраж работы машин. Результаты двухмесячных периодов хронометража при­ ведены в табл. 29.

Эти данные несколько отличаются от среднегодовых показателей, тем не менее видно, что основными причи­ нами простоя машин являются подготовка машин к ли­ тью (12,15—12,17%), отсутствие обслуживающего пер­ сонала (7,07—10,74%) и неисправность электропечи (9,82—15,5%). Следует отметить, что подготовка маши­ ны к литью является неизбежной операцией и по проекту должна была составлять 4 ч в сутки (16,7% календар­ ного времени работы), а фактически была 12,15—12,17%, или около 3 ч в сутки. Хронометраж показал, что име­ ются большие резервы наращивания производительности комплекса за счет снижения простоев из-за неисправно­ сти электропечи, отсутствия металла, укомплектования обслуживающего персонала, проведения профилактиче-

151