Учебное пособие для студентов специальности 250340 «Машины и технология литейного производства»

Расчет плавильных отделений следует начинать с расчета баланса металла – потребного количества жидкого металла и шихты для обеспечения годового производства отливок. Пример такого расчета приведен в таблице 9 для цеха, производящего в год 40 тыс. отливок.

На годовую программу потребность составляет:

жидкого металла: 29240+15950+17020=62210 т;

металлозавалки (шихты): 30800+17000+18000=65800 т.
Таблица 9 – Баланс металла в цехе мощностью 40000 т/год

Статьи баланса	Участки цеха (№ конвейеров)
	тяжелое литье		конвейер №1		конвейер №2
	т/год	%	т/год	%	т/год	%
Годные отливки Литники, прибыли Сливы и сплески Брак (общий)	20000 7084 1540 616	65 23 5 2	10000 4420 1020 510	60 26 6 3	10000 5220 1080 720	56 29 6 4
Итого жидкого металла Угар (невозвратные потери)	29240 1540	95 5	15950 850	95 5	17020 900	95 5
Всего металлозавалка (округленно)	30800	100	17000	100	18000	100

Плавильные отделения в чугунолитейных цехах. Типы плавильных печей в чугунолитейных цехах выбираются в зависимости от вида чугуна. Так, в цехах серого чугуна могут применяться вагранки коксовые, газовые или коксогазовые (с холодным или горячим дутьем), электрические индукционные, тигельные и дуговые печи. Возможно также применение дуплекс-процесса, например коксовая (газовая) вагранка – индукционная тигельная или канальная электрическая печь, дуговая печь – индукционная печь, индукционная тигельная печь – индукционная канальная печь и т.д.

Современные ваграночные установки должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) Плавка должна вестись с минимальным расходом кокса, не превышающим 12% от металлозавалки;

2) В отходящих газах содержание пыли не должно превышать 0,15 г/м³, окиси углерода 0,1%;

3) Температура выплавленного чугуна должна быть не ниже 1400…1420С;

4) Трудоемкие операции по взвешиванию, транспортировке и загрузке шихты должны быть автоматизированы;

5) Тепло отходящих газов (физическое и химическое) следует использовать для подогрева дутья и бытовых нужд в цехе.

Производительность одновременно работающих вагранок определяется количеством необходимого металла для годовой производительности цеха. В цехах крупного, тяжелого и особого тяжелого литья при определении производительности вагранок учитывается также наибольшая масса отливок. Требуемое количество металла должно накапливаться не более 2 ч в цехах особо тяжелого и уникального литья, не более 1 ч в цехах среднего и крупного литья.

Производительность вагранок определяется диаметром шахты в плавильном поясе:

Удельная производительность (на 1 м² сечения шахты) колеблется от 8 до 12 т/ч·м².

Необходимое количество вагранок рассчитывается по следующим формулам
,

, (3)

где q – производительность вагранки, т/ч;

Q – годовое количество жидкого металла, т;

Ф_Д – годовой действительный фонд времени работы

вагранки, ч;

n – количество одновременно работающих вагранок;

N_В – количество вагранок, которое необходимо установить

в цехе;

металла (обычно К_Н=1,2).

Количество электрических печей, которое необходимо установить в цехе, может быть рассчитано по формуле
, (4)

где Q_Г – годовое количество шихты по балансу металла, т;

Е_П – емкость печи, т;

 - продолжительность одной плавки, ч;

К_Н – коэффициент неравномерности (обычно К_Н=1,2).

Характеристики индукционных электрических печей для плавки чугуна приведены в таблице10.

Плавильные отделения в сталелитейных цехах. В сталелитейных цехах, кроме плавильных агрегатов, предусматривают установки для специальной обработки жидкого металла, например для вакуумирования, рафинирования, дегазации и т.п. Для выплавки стали обычно устанавливают электрические дуговые или индукционные печи. Их параметры представлены в таблице 11. В цехах, производящих отливки ответственного назначения или с особыми свойствами, применяют дуплекс-процесс: шихту расплавляют в основной дуговой печи, где производят обессеривание и дефосфорацию, затем жидкий металл доводят по составу и температуре в кислой индукционной или дуговой печи.
Таблица 10 – Основные характеристики индукционных электрических

печей для плавки чугуна