Разработка технологии изготовления изложницы

Содержание.

                                    стр

1.Введение………………………………………………………………………………………………………………….3

2. Выбор положения отливки в форме и плоскости разъема………………………………….4

3. Определение припусков на механическую обработку……………………………………….5

4. Выбор формовочной и стержневых смесей. Изготовление стержней и форм….6

5.Расчет прибыли………………………………………………………………………………………………………10

6. Выбор подвода металла и расчет литниковой системы……………………………………..12

7. Расчет массы груза………………………………………………………………………………………14

8. Расчет шихты и выбор плавильного агрегата……………………………………………………….15

9. Виды и причины разрушений…………………………………………………………………………………18

10. Техника безопасности и экология………………………………………………………………………..20

11.Список литературы…………………….……………………………………………………………………………21

 

 

 

1.Введение.

 В качестве заданной  детали была взята изложница.

Изложница — форма заполняемая  расплавленным металлом для получения  слитка.

Одной из главных задач  развития черной металлургии является повышение качества выплавляемой стали,чугуна и готового проката, и снижение себестоимости. Одной из статей снижения себестоимости является эксплуатация сменного оборудования с минимальным расходным коэффициентом. Повышение качественных и экономических показателей металлургического производства частично зависит от качества и стоимости сталеразливочного оборудования в частности изложниц. Усилиями коллективов научно-исследовательских институтов и заводских лабораторий определяются пути совершенствования качества и повышения срока службы изложниц, однако ряд вопросов все еще является проблематичным и недостаточно решенным. Особого внимания заслуживают следующие направления:

• улучшение качества чугуна применяемого для производства изложниц;
• повышение термостойкости рабочей поверхности изложниц;
• уход за парком эксплуатируемых изложниц (чистка, смазка, ремонт и т.д.);
• поиск методов эксплуатации изложниц для повышения их стойкости.

Учитывая, что сокращение расхода изложниц и повышения  их стойкости является  резервом в сокращении затрат на производство стали, следует больше внимания уделять  качеству изготовления и эксплуатации изложниц.

Расход изложниц зависит  от большого числа факторов, среди  которых: условия выплавки чугуна и  его химический состав, технология отливки изложниц, температура и  сортамент разливаемой стали, условия  эксплуатации изложниц и др.

Проблемы повышения качества изложниц и их эксплуатации сохраняются  актуальными и на ближайшее будущее.

Вопросу определения оптимальной  толщины стенок изложниц посвящено  множество исследований. Это объясняется  стремлением создать условия  для получения максимальной стойкости  изложниц и наиболее быстрое затвердевание  слитков, так как качество литого металла в наибольшей степени  зависит от химической однородности, которая обусловлена ликвацией  примесей, и при прочих равных условиях, значительно зависит от скорости затвердевания металла в изложнице. До недавнего времени считалось, что чем больше толщина стенок изложницы, тем больше скорость затвердевания  слитков. Однако исследования последних  лет убедительно доказывают, что  увеличение толщины стенок изложницы  целесообразней лишь до некоторой величины, дальнейшее же увеличение ее на возрастание  скорости затвердевания слитков  влияет незначительно.

В то же время аккумулирующая способность изложниц почти полностью исчерпывается задолго до окончания затвердевания слитков. Так, например, за 60 минут кристаллизации аккумулирующая способность толстостенной изложницы т.е. способность поглощать теплоту, выделяемую слитком при охлаждении, исчерпывается на 91 %, в это время доля излучаемого тепла такой изложницей составляет 10 %; в тонкостенной изложнице за 60 минут аккумулирующая способность исчерпывается на 100 %, однако доля излучаемого тепла, воспринимаемой этой изложницей от охлаждаемого металла, будет большей, чем для толстостенной изложницы.

В тонкостенной изложнице  получаются меньшие температурные  перепады между внутренней и наружной поверхностью, чем в толстостенной, что способствует повышению стойкости  тонкостенных изложниц.

Увеличение толщины стенок изложницы приводит к увеличению их веса, вследствие чего расход изложниц на единицу стали в слитках  возрастет. При этом также возможно уменьшение стойкости изложниц, так  как с увеличением толщины  стенок перепад температур между  внутренней и наружной поверхностью возрастает как при затвердевании  в ней слитка, так и при охлаждении ее. Увеличение перепада температур приводит к повышению термических напряжений, что способствует образованию трещин на рабочей поверхности изложниц.

Чрезмерное увеличение высоты слитков, при неизменной ширине, отрицательно влияет на их качество. Так например, значительное увеличение высоты слитков, разливаемых сверху, способствует увеличению разбрызгивания стали при наполнении изложниц, что, в свою очередь, приводит к увеличению количества плен и подкорковых  пузырей на поверхности слитков. Увеличение высоты слитков спокойной  стали вызывает также ухудшение  внутреннего строения слитков вследствие развития усадочной рыхлости. При  увеличении высоты слитков спокойной  стали, разливаемой сифонным способом, увеличивается продолжительность  наполнения изложниц, вследствие чего усиливается охлаждение открытой поверхности  металла, поднимающегося в изложнице  при разливке, что приводит к образованию  на ней твердой окисленной "корочки" и к заворотам ее.

Изложницы на металлургических заводах отливают из доменного чугуна в специализированных цехах, на машиностроительных заводах - из ваграночного чугуна. Получение  качественного жидкого чугуна для  отлива изложниц, обеспечивающего высокую  их стойкость, является весьма важной задачей.

Практика металлургического  производства показывает, что для  изложниц успешно используют различные  чугуны. Между тем, в настоящее  время нет единого мнения о  том, какие марки чугуна целесообразно  использовать в том или ином случае. В совокупности с экономическими соображениями в черной металлургии  предпочтение отдают передельному чугуну первой плавки, который непосредственно  из доменного цеха направляют в литейный. Безусловно, отсутствие дополнительного  переплава чугуна обеспечивает весьма существенное снижение себестоимости  изложниц. Более сложным является вопрос о регламентации формы  графита в изложнице, поскольку  этот параметр обеспечивает вариабельность свойств чугуна в весьма широких  пределах. Поэтому при выборе материала  изложницы во внимание принимают  характер дефектов (трещин), возникающих  в стенках изложниц в процессе эксплуатации в совокупности с показателем  стойкости изложницы по основным дефектам.

 

2.Выбор положения отливки в  форме и плоскости разъема.

Положение формы при заливке и выбор  плоскости разъема формы существенно  влияют на качество отливки и экономичность  процесса. При этом учитывают возможность  расположения наиболее ответственных  поверхностей внизу при заливке  и возможность направленного  затвердевания отливки и питания  массивных ответственных узлов  ее.

Принятая плоскость разъема  формы определяет совпадение положения  формы при заливке и формовке, возможность расположения всей отливки  или наиболее ответственных ее частей в одной полуформе, минимальное  число стержней, минимальную протяженность  швов, удобство процессов сборки формы  и т. д.

 

Одновременное удовлетворение всех этих требований на практике оказывается невозможно, поэтому технологу приходится выбирать такие из них, которые обеспечивают получение качественной отливки  с наибольшей экономией.

При данной конфигурации отливки, с учетом, что габаритные размеры изложницы большие, её стоит  изготовить в двух полуформах, с применением рамок, для того чтобы увеличить высоту. Плоскость разъема следует выбрать горизонтально верхнему основанию отливки. Характерной особенностью технологий изготовления изложниц является вертикальное расположение отливки в форме при заливке. Подвод жидкого металла в полость формы можно осуществить сифоном, ступенчатым способом (в два-четыре яруса), или  сверху (дождевой литниковой системой).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Определение припусков на механическую  обработку.

Припуски на механическую обработку назначаем только на обрабатываемые плоскости с учетом общего допуска  элемента поверхности, вида окончательной  механической обработки и ряда припуска на отливку по ГОСТ 26645 - 85.

При литье чугуна СЧИ в  сухие песчано-глинистые формы  с наибольшим габаритным размером отливки 1560 мм принимаем степень точности - 13 (табл.11). –

При степени точности поверхности  определяем ряд припуска - 6 (табл. 14). –

При литье чугуна СЧИ в  сухие песчано-глинистые формы  с наибольшим габаритным размером отливки 1560 мм принимаем класс размерном  точности - 13 (табл.9).

При литье чугуна СЧИ в  сухие песчано-глинистые формы  с  массой 8200кг принимаем класс точности массы отливки- 13 (табл.9).

По отношению наименьшего  размера элемента отливки к наибольшему  равному (0.456), при литье в разовые  формы определяем степень коробления элементов отливки - 6 (табл. 10). –

По  номинальной массе  отливки выбирают допуск массы –не  более 12%(табл. 4).

Точность отливки 13-0-0-13 по ГОСТ 26645-85

По номинальному размеру  и классу размерном точности определяем допуск размеров отливки – 18 мм (табл. 1).

По номинальному размеру  и степени коробления элементов  отливки выбирают допуск формы и  расположения элементов отливки  –5мм (табл. 2). –

Па основании допуска  размеров отливки и допуска формы  и расположения поверхности определяем общий допуск элемента отливки –  20 мм (табл. 16). По общему допуску, виду окончательной механической обработки и ряду припусков определяем общий припуск на сторону – 17.5 мм. Для оформления внутренних полостей, наружных углублений и выступов отливки применяются стержни. Установка и фиксация стержней в форме осуществляется при помощи знаков, которые выбирают по ГОСТ 3212 - 92 в зависимости от размеров сечения знаков или диаметра, длины стержня и положения в форме. Формовочные уклоны на знаках предназначены для облегчения сборки формы. Между поверхностью формы и знаковой частью стержня необходимо предусмотреть нанесение зазоров, которые необходимы для правильной установки стержня в форму. Они зависят от наибольшей высоты знаков и длины стержня (ГОСТ 3212-92).

1 )по ГОСТ 3212-92 получаем  длину нижнего вертикального стержневого знака для стержня2 l=210

Для стержня 1 (горизонтальный) l=75

2. Уклон на нижнюю часть  знака стержня  ; на нижнюю часть стержня ;

3)Боковой нижний зазор  между формой и стержнем - 0.8 мм.

 

4. Выбор формовочной и  стержневых смесей. Изготовление  стержней и форм.

Изложница-это крупная  отливка. Масса изложниц 80кг-200т и  более. Выполняют их в парных опоках. При этом вся отливка будет  находиться в нижней полуформе и  рамках. Кроме прибыли и литниковой системы.

Основная часть изложниц отливается в сухие формы или  формы с подсушкой. Изложницы  массой до 1.0т иногда отливают в сырые  формы. Большинство предприятий  для изготовления форм применяют  облицовочные и наполнительные смеси. В качестве облицовочных для мелких и средних изложниц (массой до 20т) могут применяться ЖСС или  пластичные самотвердеющие смеси (ПСС).

К смесям для центровых  стержней предъявляются повышенные требования по термостойкости, прочности  и газопроницаемости. Для мелких стержней изложниц массой до 1т иногда применяют жидкостекольные смеси, отверждаемые продувкой . Центровые стержни изложниц массой до 20т изготавливают главным образом из ЖСС, более крупные стержни - из песчано-глинистой сести с добавкой шамота.

Более высокое качество поверхности  изложниц получают при использовании  формовочных красок на основе тонкодисперсных  углеродосодержащих материалов: графита, молотого кокса, древесного угля и других. Для особо крупных изложниц применяют цирконовую краску.

Наиболее широко при изготовлении форм для изложниц применяют пескометы.

Характерной особенностью такого рода технологических агрегата является высокая степень их автоматизации, универсальность, маневренность, а также высокая производительность.

В ГОСТ 19200-92 дефекты разделяют на следующие группы:

•дефекты по несоответствию размеров (недолив, разностенность, перекос, коробление);

•несплошность металла отливки (горячие трещины, холодные трещины, газовая пористость, усадочная раковина, усадочная пористость и др.);

•несоответствие металла отливок требованиям (состав, ликвация, отбел);

•наличие включений (металлических, неметаллических и др.).

Так же к изложницам предъявляют следующие технические требования:

1.Внутренняя поверхность изложниц должна быть геометрически правильной без искривлений, выступов, плен и раковин, гладкой и чистой.

2. Отклонения внутренних размеров между противоположными гранями и по длине диагоналей поперечного сечения изложниц не должны превышать  +(-)1,0%.

3. Прямолинейность внутренней поверхности проверить метровой линейкой. Величина прогиба между линейкой и поверхностью не более 3 мм на погонный метр.

4.Трещины на отливке не допускаются.

5. На внутренней поверхности (кроме углов граней) допускается удаление и заварка дефектов (кроме трещин) при общей площади заварки не более 100 на каждый квадратный  метр поверхности при глубине вырубки дефектов не более 15% от толщины стенки. Места заварки зачищаются заподлицо с основной поверхностью