Технология изготовления отливки Опора из стали 35Л в объёмных одноразовых песчаных формах

Общезаводской базисный цех подготовки и хранения формовочных и шихтовых материалов предназначен для снабжения чугунолитейных цехов общей мощностью 60-80 тыс. т/год и рассчитан на прием и подготовку 60 тыс. т/год песка, 17 тыс. т/год глины, 70 тыс. т/год металлических шихтовых материалов, 2 тыс. т/год ферросплавов, 25 тыс. т/год кокса и прочих материалов. Все покупные материалы доставляются на склад железнодорожным транспортом, возвратный лом – автотранспортом. Отправка подготовленных формовочных материалов в литейные цехи предусмотрена пневмотранспортом, шихтовых материалов, кокса и известняка – автотранспортом в специальных контейнерах.В состав базисного цеха входит трехпролетное здание общей площадью 11500 м2, в котором размещены бункеры и закрома для хранения формовочных и шихтовых материалов и участки их подготовки, и здание для «точечной» разгрузки песка, кокса и известняка. Эти здания связаны транспортными галереями.Все пролеты оснащены магнито-грейферными мостовыми кранами грузоподъемностью 5/5 и 15/3 и магнитными кранами грузоподъемностью 20/5 т.Базисный склад формовочных материалов с отделением их подготовки предназначен для снабжения литейных цехов общей мощностью 180-200 тыс. т/год. Он состоит из двухпролетного здания площадью 4000 м2, силосного корпуса для хранения сухого песка и точечного разгрузочного устройства. Все материалы прибывают на склад железнодорожным транспортом, откуда в цехи-потребители подаются пневмотранспортом (порошкообразные материалы) и системой ленточных конвейеров (сухой песок). Разгрузочное устройство оснащено комплектом оборудования для механизированной разгрузки из вагонов сырого песка, в том числе и смерзшегося.Порошкообразные материалы (бентонит, уголь, крахмалит и др.) поступают либо в бумажных мешках, либо в вагонах-цементовозах, из которых материал разгружают непосредственно в бункеры.Склад формовочных и шихтовых материалов предназначен для снабжения литейного цеха мощностью 30-40 тыс. т/год. Он примыкает к пролетам цеха. Склад площадью 5200 м2 размещен в двух пролетах, к которым примыкает точечное разгрузочное устройство для песка.Все материалы доставляются на склад железнодорожным транспортом. Разгрузка сырого песка, подача его на склад, со склада на сушку, от сушил на склад сухого песка и сухого песка потребителям полностью механизирована с помощью систем ленточных конвейеров, элеваторов и пневмотранспорта.Хранение сухого песка на этом складе предусматривается в бункерах, расположенных в помещении склада. Порошкообразные материалы подаются потребителям пневмотранспортом.Для хранения шихты предусмотрены закрома, расположенные в отдельном пролете. Из вагонов шихту выгружают с помощью магнитной шайбы. Здесь же организовано хранение огнеупоров и участок подготовки футеровочных материалов, включающий щековую дробилку, размалывающие бегуны и смеситель для приготовления огнеупорных масс. Бадьи загружают мостовыми магнитными кранами.Склад формовочных и шихтовых материалов предназначен для снабжения чугунолитейного цеха мощностью 50 тыс. т/год. Он примыкает к пролетам цеха. Склад площадью 5200 м2 размещается в двух пролетах. Склад рассчитан на прием только обогащенного, полностью подготовленного песка.Обогащенный сухой песок поступает в вагонах-цистернах или в вагонах-хопперах. Из цистерн песок пневмотранспортом передается в силосные башни. Одновременно можно разгружать три вагона. Вагоны-хопперы разгружают в подземные приемные бункеры, откуда пневмотранспортом песок передается в силосы и затем направляется потребителям.Хранение кокса и известняка в отличие от предыдущего склада предусмотрено в подземных бункерах-хранилищах, куда эти материалы разгружаются непосредственно из полувагонов через открывающиеся люки. Из бункеров материалы выдаются передвижным лопастным питателем и далее системой пластинчатых конвейеров транспортируются в грохот для просеивания и в бункер; известняк направляется непосредственно в расходный бункер.Металлические шихтовые материалы поступают в пролет шириной 24 м и разгружаются в закрома с помощью магнитного крана.Все закрома разбиты на два блока, каждый из которых рассчитан на двухнедельное хранение всех компонентов шихты. В то время как полукозловым магнитным краном происходит набор и взвешивание шихты из одного блока закромов, все поступающие шихтовые материалы разгружаются мостовыми магнитными кранами во второй блок. Таким образом, обеспечивается независимая работа кранов при двухъярусном расположении.Новое решение хранения шихтовых материалов непосредственно в раздаточных емкостях, примененное на этом складе, сокращает число перегрузок, но удлиняет путь шихтовочного устройства и время набора шихты.Металлическая стружка, ферросплавы, огнеупоры и другие материалы поступают в таре, разгружаются и хранятся на площадке (рампе).Пролет обслуживают мостовые магнитные краны грузоподъемностью 10 т магнитными шайбами М-62Б.2.4 Мероприятия по безопасности жизнедеятельностиТехнологические операции, выполняемые в плавильных отделениях литейных цехов, характеризуются значительным выделением вредностей в виде пыли, газов, избыточной теплоты и шума. Большое количество пыли выделяется при навеске и загрузке шихты, выбивке и ремонте футеровки печей и ковшей. Угарный и сернистый газы выделяются при неполном сгорании топлива в плавильных печах, при остывании шлака и сгорании органических соединений, попадающих вместе с шихтой в печи для плавки или подогрева шихты.При производстве 1 т литья в литейных цехах выделяется 200-300 тыс. ккал теплоты, причем примерно половина ее приходится на плавильные отделения. Источниками тепловыделения в плавильных отделениях являются плавильные печи, печи для термовременной обработки и доводки сплава, подогрева шихты, стенды для сушки и подогрева ковшей и др. Теплоту выделяют расплавленные сплав и шлак при выпуске их из печей. Работа дуговых печей, загрузка шихты и ремонт набивной футеровки плавильных печей сопровождаются шумом.В условиях быстро возрастающей интенсификации литейного производства и связанного с этим увеличением вредных выделений на единицу объема цеха вопросы по охране труда, оздоровлению и защите окружающей среды на стадии проектирования решают путем выполнения следующих мероприятий:- размещения плавильных отделений в наиболее высоких пролетах с подветренной стороны здания, чтобы предупредить попадание дымовых газов и нагретого воздуха в другие отделения цеха;- высокоэффективной очистки от пыли и вредных составляющих всех отходящих газов от печей плавильных отделений;- применения наиболее совершенных технологических процессов и оборудования, обеспечивающих отсутствие или незначительное выделение в воздух рабочих помещений, в атмосферу и сточные воды вредных веществ в концентрациях, не превышающих санитарно-гигиенические нормы;- комплексной механизации и автоматизации процессов плавки и загрузки шихты;- устройства рациональной местной и общеобменной вентиляции и воздушного душирования в местах интенсивного теплового облучения;- наилучшего санитарно-бытового обслуживания рабочих на производстве.Плавильные отделения (вместе с заливочными) рекомендуется изолировать от других отделений цеха. Внутри плавильного отделения, как правило, выделяются в отдельные помещения участки навески шихты и колошниковые площадки. Воздуходувное и другое оборудование, генерирующее шум выше предельно допустимого уровня, размещают в изолированных помещениях. Пульты дистанционного и автоматического управления также выделяют в отдельные помещения, в которых благодаря приточной вентиляции создается повышенное давление, исключающее попадание в них пыли из цеха.Для исключения попадания в атмосферу газа и пыли применяют вагранки закрытого типа с дожиганием и очисткой отходящих газов, электродуговые печи с отсосом из-под свода и очисткой газов; подогрев шихты для индукционных печей. Рекомендуется также предусматривать отсос газов в момент загрузки шихты в индукционную печь на жидкий металл (болото).Применение грануляции шлака и водяного охлаждения плавильных печей уменьшает тепловыделение в плавильном отделении.Общеобменная вентиляция в плавильном отделении обеспечивается вытяжкой через шахты на крыше или установкой крышных вентиляторов над плавильными печами. Приток подогретого воздуха направляется к рабочим местам в виде воздушных душей. Количество приточного воздуха компенсирует заборы воздуха из помещения цеха на протекание технологических процессов по плавке сплава и вытяжку общеобменной и местной вентиляцией.Местные отсосы устанавливают над загрузочными отверстиями плавильных печей, желобами для металла и шлака, над копильниками и миксерами, лотками грануляции шлака, стендами для сушки и подогрева ковшей, устройствами для выпечной обработки сплава.Рабочие в плавильном отделении находятся под воздействием избыточной теплоты. Перегрев организма вызывает интенсивное испарение влаги с поверхности тела, обеднение организма водой и солями. Для восстановления водно-солевого баланса организма рабочих плавильных отделений обеспечивают подсоленной газированной водой из расчета 4-5 л на человека в смену. В плавильных отделениях предусматривают комнаты отдыха.Нормальные условия труда обеспечиваются применением технологических процессов, не связанных с выделением вредностей или с их герметизацией, использованием современного автоматического оборудования с низким уровнем шума, механизацией уборочных работ, решением вопросов уборки пыли, рациональной системы общеобменной приточно-вытяжной вентиляции, хорошего общего и местного освещения, созданием приятного для работающих производственного интерьера и т. п. При проектировании и выдаче проектантами-технологами заданий на разработку остальных частей проекта формовочно-заливочно-выбивных отделений должны быть предусмотрены мероприятия, направленные на облегчение и улучшение условий труда, выполнение правил техники безопасности, промсанитарии, взрыво- и пожаробезопасности.Специфическими условиями труда стержневых отделений, вредно отражающимися на здоровье рабочих, являются обильное тепловыделение на участках изготовления стержней по горячим ящикам, сушки и подсушки стержней; выделение газов при сушке стержней, изготовленных из смесей, содержащих органические связующие; выделение паров синтетических смол и катализаторов на участках изготовления стержней из ХТС; выделение кварцевой пыли во время работы пескодувных и пескострельных машин.Проектируя стержневое отделение, необходимо предусматривать мероприятия для безопасных и благоприятных санитарно-гигиенических условий труда:- принимая метод изготовления стержней по горячим ящикам, обеспечивать местную вытяжную вентиляцию для удаления вредных газов и паров на участке приготовления смеси и на стержневых машинах: скорость движения воздуха в рабочей зоне должна быть >1 м/с при объеме отсоса 3000 м3/ч на 1 м2 панели или 1 м2 зонта; проектируя транспортировку конвейером готовых стержней, полученных по горячим ящикам, предусматривать укрытия трассы конвейера достаточной длины, снабжая их местной отсасывающей вентиляцией;- принимая в качестве стержневого оборудования пескодувные и пескострельные машины, снабжать их системами местной вытяжной вентиляции;- принимая метод изготовления стержней по холодным ящикам, предусматривать меры, предупреждающие попадание токсичных смол и катализаторов на слизистые оболочки и кожу рабочих, обслуживающих технологические операции по приготовлению смесей и изготовлению стержней; предусматривать отсосы от мест засыпки и твердения смеси;- для сушки стержней выбирать способы с системой местных отсосов, исключающих выделение в рабочее помещение газов, пыли и большого количества теплоты;- принимать конструкции сушильных печей, оборудованных вентиляцией, обеспечивающей надежный отбор газов;- учитывая большое число грузопотоков с использованием разнообразного подъемно-транспортного оборудования, в стержневых отделениях необходимы проходы и проезды достаточной ширины;- при компоновке отделения принимать расстояния от стен и колонн до оборудования по принятым нормам;- на начальной стадии проектирования выделять организованные площади для размещения оборудования общеобменной вентиляции.С целью локализации помещений с повышенными выделениями пыли смесеприготовительные отделения рекомендуется изолировать от других помещений литейного цеха.При подаче в отделение сухих материалов пневмотранспортом над приемными бункерами устанавливают пылеосадители. Рекомендуется до подачи пневмотранспортом молотый уголь смешивать с молотым бентонитом (формовочной глиной). Места дробления и пересыпки отработанных смесей должны быть герметизированы укрытиями с местными отсосами. Рекомендуется предусматривать централизованную подачу в смесители всех компонентов формовочных и стержневых смесей с обеспечением герметичности и местах подачи транспортируемых материалов.Специфическими, вредно отражающимися на здоровье рабочих условиями труда в термообрубных отделениях литейных цехов следует считать обильное пылеобразование при очистке отливок; превышающий допустимые пределы шум при работе галтовочных очистных барабанов; перенапряжение рук и поясничной области, а также сотрясение во всем теле обрубщиков при удалении заливов рубильными молотками; травматизм от ударов кусочками металла, образующимися во время обрубки отливок; длительное тепловое облучение при термообработке отливок; воздействие вредных испарений при грунтовке отливок и др.При проектировании термообрубного отделения для создания здоровых условий труда необходимо следующее:- обеспечить максимальную механизацию и автоматизацию производственных процессов с применением технологических процессов, при которых исключаются шум, выделение пыли, теплоты и вредных испарений;- изолировать в отдельных помещениях или в индивидуальных укрытиях галтовочные барабаны, дробеметное оборудование и электрогидравлические установки;- оборудовать местными пылеотсосами галтовочные очистные барабаны, дробеметное очистное оборудование, стационарные и подвесные станки для зачистки отливок;- изолировать в отдельные камеры рабочие места обрубщиков с устройством местной вентиляции; применять воздушно-дуговую резку и специальные инструменты с высокоскоростными армированными кругами вместо рубильных молотков для удаления заливов и неровностей на крупных и средних отливках;- использовать термические печи, оборудованные мощной вентиляцией, обеспечивающей надежный отбор газов;- предусмотреть проходы и проезды достаточной ширины (устанавливаемые по нормам), так как термообрубные отделения имеют большое число грузопотоков с использованием разнообразных подъемно-транспортных средств;- назначать расстояния от стен и колонн до оборудования при компоновке отделения по принятым нормам.В целях взрыво- и пожаробезопасности при проектировании грунтовочного участка необходимо:- размещать его на верхнем этаже многоэтажных зданий и у наружной стены здания с оконными проемами, изолируя от других участков и служб противопожарными стенами;- размещать участок грунтовки так, чтобы на нем не было движения людей;- запрещать на грунтовочном участке производство каких-либо других (кроме мойки, грунтовки и сушки отливок) работ;- оборудовать грунтовочные камеры, ванны окунания отливок в грунт, посты ручного окрашивания и сушильные камеры местной вытяжной вентиляцией;- выбирать электрооборудование во взрывозащитном исполнении;- предусматривать кладовые для хранения запасов грунтов, растворителей и других материалов на суточную потребность и размещать их на участках приготовления противопригарных красок;- предусматривать тамбуры с гарантированным подпором воздуха;- устанавливать автоматические системы пожаротушения или сигнализации.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ результате выполненной работы была разработана технология изготовления отливки Опора из стали 35Л в объёмных одноразовых песчаных формах.В технологической части была рассмотрена технология изготовления отливок методом литья в песчано-глинистые сырые формы, проанализированы назначение, условия эксплуатации и технические требования на деталь «Опора». Также произведен выбор положения отливки в форме: горизонтальный и разработаны технологические указания для изготовления отливки, определено их количество в опоке и выполнен выбор размеров опок. Кроме того, выполнен подбор оборудования для изготовления форм и для изготовления стержней, выполнено проектирование и расчёт литниково-питающей системы, сделан выбор материалов и смесей для изготовления форм и стержней, разработана модельно-опочная оснастка и рассмотрен процесс плавки металла.В расчетной части была рассмотрена структура и режим работы цеха, установлены фонды времени отделений и выполнено проектирование основных отделений цеха: формовочного, плавильного, смесеприготовительного, стержневого, окончательной обработки, складов и вспомогательных помещений.В конце работы приведены мероприятия по безопасности жизнедеятельности в литейном цеху в процессе изготовления отливки Опора из стали 35Л в объёмных одноразовых песчаных формах.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1. Чумаченко Г.В., Топуз В.А. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Технология литейного производства». – Ростов н/Д, Издательский центр ДГТУ, 2012 – 18 с.2. Основы проектирования литейных цехов и заводов / Под ред. Б.В. Кнорре. – М.: Машиностроение, 1979. – 376 с.3. Проектирование машиностроительных цехов и заводов / Под ред. В.М. Шестопала. – М. Машиностроение, 1977. – 294 с.4. Логинов И. З. Проектирование литейных цехов. – Минск: Высш. Школа, 1975. – 320 с.5. Аксенов П. Н. Оборудование литейных цехов. – М. Машиностроение, 1977. – 294 с.6. Типаж технологического оборудования для литейного производства на 1981 – 1985 гг. – М.: ВНИИМаш, 1980. – 131 с. 7. Василевский, П.В. Технология стального литья: Инженерная монография / П.В. Василевский. – М.: Машиностроение, 1974. – 408 с.8. Технология литейного производства / Б.С. Чуркин [и др.]; УГППУ. – Екатеринбург, 2000. – 199 с.9. Сафронов, В.Я. Справочник по литейному оборудованию / В.Я. Сафронов. – М.: Машиностроение. – 1985. – 320 с.10. Болдин, А.Н. Литейные формовочные материалы. Формовочные, стержневые смеси и покрытия: Справочник / А.Н Болдин. Н.И. Давыдов, С.С. Жуковский и др. – М.: Машиностроение, 2006. – 507 с.11. Рекомендации по разработке литейной технологии на отливки из чугуна, стали и цветных сплавов / НИИцветмет экономики и информации. – М., 1980. – 140 с.12. Гуляев, Б.Б. Формовочные процессы / Б.Б. Гуляев, О.А. Корнюшкин, А.В. Кузин. – Л.: Машиностроение, 1987. – 264 с.13. Технология литейного производства. Формовочные и стержневые смеси: учеб. пособие для вузов / под ред. С.С. Жуковского, А.А. Болдина, А.И. Яковлева. – Брянск: Изд-во БГТУ, 2002. – 470 с.14. Литье по выплавляемым моделям / В.Н. Иванов, С.А. Казеннов, Б.С. Курчман и др.; под общ. ред. Я.И. Шкленника, В.А. Озерова. – 3- изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1984. – 408 с.15. Филиппенков, А.А. Стальные отливки / А.А Филиппенков. УрОРАН. – Екатеринбург, 2002. – 275 с.