Литейный цех

 

Свойства формовочной смеси:

 

Зерновой состав песка	Содержание глины, %	Влажность, %	Газопроницаемость, %	Предел прочности, 105 Па
				При сжатии сырых образцов	При растяжении сухих образцов
02	10-12	4-5	80-120	0,4-0,6	–

Процесс приготовления формовочных  смесей включает следующие операции: перемешивание ранее подготовленных составляющих смеси, все компоненты должны смешаться до равномерного состояния. Смешивание происходит в бегунах. Сначала перемешиваются все сухие составляющие, потом вводится вода. Время перемешивания: 1 ¸ 2 мин. Так как наша смесь содержит глину, то следующая операция – вылеживание, чтобы усвоить влагу. Время вылеживания: 2 ¸ 6 часов. Последняя операция – аэрация (разрыхление), смесь должна насытиться воздухом, получается равномерная плотность смеси. После этого смесь в бункера над формовочными машинами.

Разработка  технологии изготовления стержней.

Стержень изготавливается пескодувным  способом из холодно-твердеющей смеси  ввиду своих размеров.

Для его изготовления применяется  универсальная пескодувная машина Р1670 фирмы «Саттер», оборудованная шнековым смесителем.

Состав применяемой стержневой смеси и ее свойства приведены  в таблице..

 

Песок кварцевый 1К02	Смола БС-40		Катализатор H3PO4(60-85% р-р)
100%	1,9-2%		0,6-1,0%
Живучесть		Прочность при сжатии, 105 Па
		1 час		24 часа
2-5 мин		6-13		45-60

 

Приготовление смеси осуществляется в шнековых смесителях, расположенных  над пескодувными машинами. Сначала  смешиваются песок со смолой, затем  в смесь вводится катализатор. Подготовка песка осуществляется так же, как  для формовочной смеси.

Дозирование смеси осуществляется с помощью объемного дозатора. .

Стержневые ящики изготавливаются  из силумина. Это позволяет изготовить ящик с меньшими затратами труда, обеспечить долговечность, получить легкую модельную оснастку.

3.4 Изготовление модельного комплекта

     В условиях серийного производства используем металлические модели. Их преимущества: долговечность, большая точность и более гладкая рабочая поверхность.

Их используют при машинной формовке.

     Выбираем алюминиевые  модели (АК5М2), так как они  прочны, дешевы, хорошо обрабатываются, имеют относительной пластичность.

    Процесс изготовления: вычерчивание  чертежа металлической модели, изготовление  деревянной модели для получения  металлической заготовки модели, литьё металлической заготовки модели, её механическая обработка, монтаж металлической модели на модельной плите, контроль и приёмка металлической модельной оснастки.[1]

3.5. Разработка технологии выплавки сплава.

1.  Выбор плавильного агрегата.

Для выплавки  высокопрочного чугуна в нашем случае выбираем марки АВВ Индукционная среднечастотная плавильная установка, состоящая из двух печей типа IFM 3 вместимостью 3 тонны (одна из печей резервная) и источника питания системы TWIN – POWER 4250кВт/250 Гц.

   Тигельная индукционная печь состоит из металлического кожуха, в котором установлен тигель, закрывающийся крышкой. При плавке шихта загружается в тигель, который установлен в индукторе, связанном с магнитопроводами и системой водяного охлаждения.

Электропечь работает по принципу трансформатора, у которого первичной обмоткой является водоохлаждаемая катушка-индуктор, вторичной обмоткой и одновременно нагрузкой  находящийся в тигле металл. Нагрев и расплав металла происходит за счет протекающих в нем токов, которые возникают под действием электромагнитного поля, создаваемого индуктором. При этом возникают также электродинамические силы, которые создают интенсивное перемещение металла, обеспечивающее равномерность температуры и однородность расплавленного металла.

 

     Выбор шихтовых материалов и расчет шихты

Химический состав в % материала  СЧ20  ГОСТ 1412-85

 

Содержание основных элементов, %			Примеси, % не более
C	Si	Mn	Р	S
3,3-3,5	1,4-2,4	0,7-1,0	0,2	0,15

 

Выбор исходных шихтовых материалов и расчет шихты.

Расчет шихты для выплавки чугуна СЧ 20

1. Состав чугуна (по ГОСТ 1412-85) , %:

                            

                           

                         

                         

                                                         

Расчет  шихтовых материалов.

 

Перечень исходных шихтовых материалов и их химический состав приведены  в таблице.

Таблица –   Исходные шихтовые материалы                                                                                

Шихтовые материалы	Содержание, %	Легирующие элементы			Примеси
		C	Si	Mn	P	S
Нижний предел		3,3	1,4	0,7
Верхней предел		3,5	2,4	1	0,2	0,15
Возврат	27	3,4	1,9	0,85	0,15	0,1
Чугунный лом	x	3,35	2,15	0,7	0,35	0,12
ПЛ 1       ГОСТ 805-80	y	3,60	0,46	0,4	0,08	0,01
ФС 45    ГОСТ 1415-70	z		41,0	0,6	0,05	0,03
ФМн 76   ГОСТ 4755-91	n	7,0	6,0	78,5	0,05	0,02
Угар элементов, %.		10		10
Ссумма	101,36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решив эту систему уравнению  находим процентную содержанию компонентов.

Результаты расчета.

 

x = 45,11,

y = 28,05,

z = 0,85,

n= 0,35.

Таблица – Шихтовые материалы  на 100 кг шихты                                                              

	C	Si	Mn	Р	S	Fe	всего
средний химический состав, % (мас.доля)	3,40	1,90	0,85	0,15	0,10	93,60	100,00
Масса компонента на 100 кг шихты, кг.	3,40	1,90	0,85	0,15	0,10	93,60	100,00
Угар, % (мас.доля).	10,00	0,00	10,00	0,00	0,00	1,00
Угар, кг.	0,34	0,00	0,09	0,00	0,00	0,94	1,36
Расчетный состав шихты, кг	3,74	1,90	0,94	0,15	0,10	94,54	101,36
Содержание в цеховом возврате [27 %(мас.доля)], кг	0,92	0,51	0,23	0,04	0,03	25,27	27,00
Содержание в свежих металлах, [73 %(мас.доля)], кг	2,82	1,39	0,71	0,11	0,07	69,26	74,36
Сумма.	3,74	1,90	0,94	0,15	0,10	94,54	101,36

 

Согласно полученным результатам, оптимальный состав шихты состоит  из пяти компонентов, %:

1.Чугунный лом x = 45,11 %

2.Возврата собственного производства a = 27 %

3.Передельный чугун ПЛ1  y = 28,05 %

4.Ферросилиций ФС45 z = 0,85 %

5.Ферромарганец ФMn n = 0,35 %

3. Описание технологии плавки.

Основные периоды плавки:

1. Загрузка шихты
2. Плавление
3. Доводка металла
4. Выпуск металла.
1. Загрузка шихты.

    Загрузку шихты производят  так , чтобы шихта была плотно  упакована. В  нижнюю часть тигля загружают мелкие куски и более тугоплавкие. Наиболее крупные куски располагаются у стенок. Шихту лучше подогревать. Загрузка ведётся при выключенной печи.

2. Плавление

     Высокая производительность  печей и эффективное использование электроэнергии достигается при плавке на «болоте», когда после каждого выпуска жидкого металла в печи оставляют 30 – 40% расплава и в него загружают соответствующее количество твёрдой шихты.

     При плавке в IFM 3 садка шихты в огнеупорном тигле помещается в индуктор, в котором протекает переменный ток. Переменный ток возбуждает в садке шихты вихревые токи, которые разогревают и плавят металл.

    Надёжная эксплуатация  индукционных печей в значительной  степени зависит  от стойкости  футеровки  тигля, которая испытывает термические, химические и механические  воздействия. Для изготовления тиглей применяем кислую сухую массу из молотых кварцитов (более 97% SiO₂). Для спекания футеровки добавляем 1,5 – 2.0 % борной кислоты.

     Преимущества индукционной плавки:

• Расширение возможности получения высококачественных чугунов
• Обеспечение точного химического состава
• Повышение однородности чугуна благодаря электродинамическому перемешиванию
• Обеспечение оптимальных условий модифицирования
• Использование более дешевых шихтовых материалов
• Отсутствие контакта металла с теплоносителем
• Возможность регулирования температуры и выдержки расплава
• Простота  введения различных добавок
• Низкий угар элементов
• Уменьшение вредных выбросов  в атмосферу.

    Недостатки:

• Затруднённый переход от одной марки чугуна к другой, т.к. неизвестно количество оставшегося металла
• Затруднено начало работы печи
• Реакции взаимодействия металла с футеровкой , шлаком , атмосферой приводят к изменению химического состава.  (прохождение этих реакций интенсифицируется  при электромагнитном перемешивании металла).[5]