Технологические процессы плавки и состав отделения

Определив массу выплавляемых в цехе сплавов выбирают и рассчитывают количество основного и вспомогательного оборудования, материалы, топливо и другие источники энергии. Для выполнения всех этих работ определяют номенклатуру основных и вспомогательных операций, выполняемых в плавильном отделении. Перечень выполняемых операций может быть различным в зависимости от вида сплава и объема производства.

(слайд 4)

Обычно плавильное отделение состоит из 2-х основных участков: набора и взвешивания шихты (шихтовый пролет) и плавки, а так же вспомогательных участков: по ремонту футеровки, сушки и подогрева ковшей, уборки отходов, лабораторий, КИП, пультов управления и др.

В ЛЦ для плавки применяют электрические и топливные печи.

В аграночная плавка характерна непрерывностью процесса плавки, возможностью работы любом режиме работы от нескольких часов до нескольких суток непрерывно, простотой ремонта и обслуживания. Подогрев дутья, водяное охлаждение кожуха, отсутствие футеровки в зоне плавления позволяет вести процесс с кислыми, нейтральными или основными шлаками и получать чугун высокой температурой 1500-1550 ºС, с низким содержанием S и P. (слад 5)

(слайд 6)

(слайд 7)

(слайд 8)

1- вагранка, 2 – система очистки ваграночных газов от пыли, 3- система дожигания и утилизации тепла, 4 - система подогрева дутья, 5 - система набора и взвешивания шихтовых материалов, 6 – копильник, 7 – устройство для грануляции шлака, 8 – центральный пульт управления.

Наибольшее распространение в цехах находит электрическая плавка. Индукционная плавка чугуна и цветных сплавов обеспечивает получение металла высокого качества с минимальным содержанием газов и вредных примесей. Процесс обычно ведут с «болотом», что позволяет снизить угар и повысить КПД использования эл. энергии. Но в индукционных печах шлак всегда холодный, поэтому металлургические возможности индукционных печей ограничены, а шихта контролируется с особой тщательностью от вредных примесей.

При плавке в дуговых печах широкие металлургические возможности, активнее горячие шлаки, которые позволяют успешно проводить рафинирование металла.

(слайд 9)

(слайд 10)

1 – печь, 2 – трансформатор, 3 – щит управления, 4 – маслонапорная установка, 5 – система мокрой газоочистки, 6установка набора шихты, 7 – стенд для подогрева шихты.

(слайд 11)

В ряде случаев более экономичен процесс с использованием дуплекс процесса, который позволяет непрерывно выдавать металл на конвейер и получать сплавы различных марок.

(слайд 12)

(слайд 13)

(слайд 14)

Расчет числа и производительности плавильного оборудования

Число одновременно работающих плавильных агрегатов рассчитывают по данным баланса металла и по выше приведенным формулам. В зависимости от числа технологических потоков, возможности непрерывной заливки форм на конвейере.

При плавке в индукционных печах с «болотом» отбор металла возможен не чаще 20 мин. из каждой печи (т.е. три ковша емкостью, равной 1/3 ее среднечасовой производительности). При заданной производительности плавильного отделения (слайд 15)

т/час

И известной массе отбираемой порции жидкого металла – минимальное число индукционных печей:

где	Q' – среднечасовая производительность плавильного отделения, т/час;
	M – масса отбираемой порции жидкого металла их индукционной печи, т;
	Pmin – минимальное необходимое количество индукционных печей для выполнения производственной программы, шт.

Производительность вагранок и других печей непрерывного действия, а также индукционных печей, работающих с «болотом», как правило, определяют по потребности в металле (т/час) (слайд 16):

где	B2 – потребление сплава цехом, т/год;
	kн – коэффициент неравномерности потребления металла;
	– расчетное число одновременно работающих печей, шт.

При изменении металлоемкости литейных форм потребность в жидком металле может превышать расчетную на 20-40%, поэтому учет величины коэффициента неравномерности не дает уверенной работы плавильного отделения. Для обеспечения жидким металлом формовочных отделений в эти периоды времени обычно предусматривают установку подогреваемых миксеров жидкого металла и накопителей форм на участках заливки. Набор жидкого металла в миксеры или заливку форм на накопителях осуществляют в периоды простоев или пониженной производительности формовочных отделений.

Емкость миксера, равная 1-2 часовой производительности плавильного агрегата, достаточна для компенсации максимальной потребности в жидком металле при безостановочной работе формовочных линий в течение 2-10 час.

Когда плавка ведется монопроцессом в дуговых печах периодического действия с выдачей на заливку одновременно всего металла, расчет плавильного оборудования начинают с определения оптимальной емкости печи для каждого технологического потока. В конвейерных цехах емкость печи обуславливается равномерным снабжением литейного конвейера сплавом относительно небольшими порциями, которые могут быть разлиты до остывания сплава. Емкость печи в этих случаях определяют по формуле (слайд 17):

где	tц – продолжительность разливки одной плавки, час;

Типоразмеры плавильных печей по расчетной производительности выбирают по табл. 8 (стр. 36-39 Кнорре).