Зарубежные литейные цехи

Категория:
Литейные цеха


Зарубежные литейные цехи

Двухэтажный литейный цех фирмы «Рено» (Франция) для изготовления отливок из ковкого чугуна и стали автотракторной промышленности приведен на рис. 1. В торце цеха расположен отдельно стоящий склад шихты и формовочных материалов.

На втором этаже сосредоточены процессы и установки более чистые и менее шумные, а также конторы и бытовые устройства. В нижнем этаже расположены смесеприготовительные отделения, выбивка, дробеметная очистка, термическая обработка и различные

вспомогательные установки и помещения, бытовые помещения. Крайний пролет одноэтажный, предназначен для производства единичных отливок, обслуживается краном.

В плавильном отделении установлены индукционные печи. Восемь печей емкостью 4 т предназначены для плавки чугуна и стали, две печи емкостью 1,5 т — для плавки специальных марок стали.

Крупносерийные отливки формуются на двух автоматических линиях, оборудованных четырехпозиционными автоматами, мелкие серии — на встряхивающих формовочных машинах с программным управлением. Каждая формовочная линия при двухсменной работе цеха выпускает 70 т отливок в сутки, обслуживается своей смесеприготовительной системой с автоматическим контролем качества смеси.

Рис. 1. Двухэтажный цех ковкого и стального литья фирмы «Рено» (Франция): 1 — склад свежего песка; 2 — шихтовый двор; 3 — плавильное отделение; 4 — плавильные печи; 5 — изготовление форм для отливок из ковкого чугуна; 6 — изготовление форм для стального литья; 7 — мостовые краны; 8 — стержневое отделение; 9 — обрубка; 10 — исправление литья; 11 — промежуточный склад литья; 12 — окрасочный конвейер; 13 — бытовые помещения; 14 — ремонтная мастерская; 15 — лаборатория формовочных материалов; 16 — печи для специальных сталей; 17 — генераторы; 18 — компрессорная и котельная; 19 — смесеприготовительное отделение; 20 — склад деревянных моделей; 21 — формовка единичных отливок; 22 — выбивка; 23 — дробеметная очистка; 24 — печи для термообработки; 25 — обрезка литников; 26 — экспедиция

Отжиг отливок производится в термических печах с газовым нагревом радиационными трубами и защитной атмосферой из азота. Цех рассчитан на выпуск 70 т/сутки отливок при двухсменной работе.

Новый чугунолитейный цех фирмы «Дженерал Моторс Корпорейшн» (США) представлен на рис. 2. Цех построен и запущен в эксплуатацию в 1966 г., он занимает площадь 41 340 м2 и предназначен для производства коленчатых валов из перлитного чугуна с шаровидным графитом, деталей передачи из перлитного ковкого чугуна и ряда деталей из ферритного чугуна с шаровидным графитом. Цех работает в две смены, но запроектирован на трехсменный параллельный режим работы. В третью смену предусмотрена работа только плавильного и формовочного отделений с частичной их остановкой для планово-предупредительного ремонта.

Мощность цеха 200 000 т/год, общее количество работающих 1000 человек, выпуск отливок на 1 м2 площади цеха 5 т/год, а на одного работающего — 200 т.

В плавильном отделении установлены одна водоохлаждаемая вагранка с подогревом дутья до 540°С производительностью 55 т/ч с канальным миксером емкостью 60 т и четыре тигельные печи промышленной частоты на 33 т металла каждая, предусмотрена установка пятой такой же печи. Вагранка диаметром 2900 мм с водоох-лаждаемыми медными фурмами работает непрерывно в течение недели на производство перлитного чугуна с шаровидным графитом. Ферритный чугун с шаровидным графитом и перлитный ковкий чугун выплавляются в тигельных печах. Модифицирование магнием производится в трехтонных ковшах. Загрузкой плавильных агрегатов, плавкой и разливкой металла управляет оператор с пульта.

В отделение шихтовки металлическая шихта для вагранки подается на автодрезине, а собственные возвраты — подвесным транспортом. Шихтовые материалы загружаются в пятитонную бадью магнитной шайбой мостового крана грузоподъемностью 10 тс в количествах, заранее заданных на специальном щите. Шихта для индукционных печей подается в бадьях по монорельсу к пяти пунктам, на каждом из которых установлены автоматические весы с электронными датчиками. Лом, переплавляемый в индукционных печах, предварительно сушат. В плавильном отделении предусмотрена аварийная система в случае прекращения подачи электроэнергии или охлаждающей воды для плавильных агрегатов.

Формовочное отделение оборудовано двумя литейными тележеч-ными конвейерами длиной по 375 м. На каждом конвейере установлены по две безударные встряхивающие формовочные машины с гидравлическим прессованием до 16 кГс/см2. Производительность каждого конвейера 270 форм/ч. Формовочные автоматы заключены в изолированные кабины с отсосом запыленного воздуха и поглощением шума.

Простановка стержней и сборка форм производится на конвейере. Период охлаждения залитых форм строго контролируется. Данные по каждой форме поступают в счетно-решающее устройство, которое учитывает результаты лабораторного анализа металла, условия охлаждения форм и дает соответствующие сигналы на выбивной участок. Здесь в зависимости от сигнала формы с годными отливками поступают на главную выбивную решетку, а забракованные — на вспомогательную. Выбивные участки заключены в звуко- и пы-леизолирующие кабины. Выбитые отливки подвесным конвейером доставляются в очистные отделения. Отработанная смесь ленточными транспортерами подается в смесеприготовительное отделение.

В цехе используются только стержни, полученные по горячим ящикам, и оболочковые. Формовочные материалы, в том числе кварцевый песок, глина, бентонит, молотый уголь и другие добавки, поставляются по железной дороге и хранятся в восьми железобетонных силосах. К смесеприготовительным установкам формовочные материалы доставляются системой ленточных транспортеров, элеваторов и пневмотранспортом. Каждый литейный конвейер обслуживает отдельная смесеприготовительная установка производительностью 250 т смеси в час, оборудованная смесителем барабанного типа.

В термоочистное отделение отливки доставляются охладительными подвесными конвейерами толкающего типа в специальных контейнерах с открывающимся дном.

Отжиг на ковкий чугун производится в двух печах непрерывного действия с контролируемой атмосферой и автоматически регулируемой температурой отдельных зон от 650 до 1000 °С, длина печей 38 м. Закалка отливок производится в туннеле с регулируемым воздушным дутьем. Для отпуска отливок из ковкого чугуна установлены две конвейерные печи непрерывного действия.

Особое внимание уделено вентиляции: общая длина труб вентиляционной системы цеха составляет около 10 км. Естественная аэрация отсутствует, цех выполнен без фонарей, окон и открытых проемов. Приточная система обеспечивает восьмикратный обмен воздуха в час. Наружный воздух предварительно пропускается через 23 промывателя, где он очищается от пыли и охлаждается и только потом распределяется по цеху. В зимнее время наружный воздух подогревается. Вытяжная система вентиляции обеспечивает отсос запыленного воздуха от всего пылеобразующего оборудования в цехе. Отсасываемый запыленный воздух очищается от пыли в 14 мокрых пылеуловителях на крыше цеха. Очищенный воздух, выбрасываемый в атмосферу, содержит пыли менее 1,25 г/и3. Ваграночные газы отсасываются ниже завалочного окна, дожигаются, очищаются в мокром скруббере и выбрасываются в атмосферу с содержанием пыли ниже 2 г/м3.

Цех освещается более чем 10 000 ртутных и люминесцентных ламп, обеспечивающих освещенность на уровне дневного света. Потолки и стены всего здания окрашены в белый цвет и только нижняя часть стен на уровне 2 м от пола — в коричневый. Оборудование и трубопроводы окрашены в разные цвета.

Самый большой в мире литейный цех по производству отливок из чугуна с шаровидным графитом построила американская фирма «Шевроле» (рис. 8.9). Мощность цеха 350 000 т/год при двухсменной восьмичасовой работе с пятидневной рабочей неделей. Цех общей площадью 93 000 м2 размещен на промышленной площадке 80 га, по которой проложено 4,3 км железнодорожных путей и 3,3 км бетонных дорог. При проектной мощности цеха общее количество работающих составляет 1750 человек.

В плавильном отделении установлены четыре водоохлаждаемых вагранки горячего дутья диаметром 2600 мм, производительностью каждая 40 т/ч, две электродуговые печи емкостью по 22 т и две индукционные печи полезной емкостью 40 т. Плавка ведется дуплекс-процессом вагранка+электропечь. Одна пара вагранок работает с двумя дуговыми печами, производительность которых при перегреве жидкого чугуна составляет по 40 т/ч. Металл в дуговые печи подается по желобу, шлак отбирается на желобе. Вторая пара вагранок работает совместно с канальными индукционными печами.

Рис. 3. План чугунолитейного цеха фирмы «Шевроле» (США): 1 — емкости для связующих; 2 — емкости для угля; 3 — силосы для формовочных материалов; 4 — стержневое отделение; 5 — ремонтная мастерская № 3; 8 — формовочно-заливочное отделение; 7 — площадь для пятой формовочной линии; 8 — плавильное отделение; 9 — склад шихтовых материалов; 10 — ремонтная мастерская N° 2; 11 — печь для термообработки отливок; 12 — очистное отделение; 13 — участок контроля качества отливок; 14 — материальный склад; 15 — модельная мастерская; 16 — основная ремонтная мастерская № 1; 17 — гараж; 18 — контора

Каждая индукционная установка состоит из двух печных корпусов, питаемых от одного источника энергии. Общая производительность плавильных агрегатов 610 000 т/год при выходе годного 0,55%. Остановка вагранок для проведения ремонтных работ производится один раз в неделю.

Шихтовые материалы размещаются в крытом складе, расположенном между плавильным и очистным отделениями, оснащенным закромами емкостью 2250 т, обеспечивающими двухсменную работу плавильного отделения. Шихтовка и загрузка вагранок автоматическая.

Химический анализ металла контролируется по 17 элементам скоростным методом с помощью вакуум-спектрометра. Результаты анализа сообщаются в цех через электронно-вычислительные машины.

Формовочное отделение запроектировано на выпуск 1080 форм/ч к оборудовано четырьмя формовочными линиями, каждая с самостоятельным технологическим оборудованием и транспортными системами, идентичными по производительности, размерам, оборудованию и последовательности операций. На линиях все операции выполняются по автоматическому циклу за исключением простановки стержней, заливки форм и удаления литников, осуществляемыми вручную. Такая линия производительностью 270 форм/ч показана на рис. 4. Каждая линия оборудована тележечным конвейером длиной 504 м из 275 тележек, перекрытых плитами для опок 1270Х X 810X375/300 мм. Вес залитой формы 3,6 т.

Рис. 4. Формовочно-заливочно-выбивная линия цеха фирмы «Шевроле»: 1 — ленточный транспортер распределения отработанной смеси; 2 — элеватор отработанной смеси; 3 — магнитный сепаратор на ленте возврата отработанной смеси и барабанное сито; 4 — бункер над формовочными машинами; 5 — формовочный агрегат нижних полуформ; 6 — устройство для установки нижних полуформ на конвейере; 7 — участок простановки стержней; 8 — наклонный желоб избыточной формовочной смеси; 9 — формовочный агрегат верхних полуформ; 10 —. устройство для сборки форм; II — тележечный литейный конвейер; 12 — заливочный ковш; 13 — заливочная зона; 14 — зона охлаждения форм; 15 — агрегат выбивки верхних полуформ; 16 — ленточные транспортеры просыпи формовочной смеси; 17 — выбивная решетка; 18 — вибрационный конвейер для горячих отливок; 19 — ленточные транспортеры формовочной смеси; 20 — бегуны; 21 — охладители отработанной смеси; 22 — питатели, подающие смесь в охладители; 23 — бункер отработанной смеси

Охладительная зона конвейера проходит в подвальном помещении в два яруса, что сокращает площади цеха на 19%. На линии стоят два прессовых автомата с безударным встряхиванием для верхних и нижних полуформ.

Формы заливаются из ковшей емкостью 1600 кг, скорость перемещения которых во время заливки синхронизирована со скоростью движения литейного конвейера. Через 8 мин после заливки, достаточных для затвердевания металла, формы транспортируются литейным конвейером в подвальное помещение, где они охлаждаются. Время охлаждения 52 мин, но в случае необходимости его можно увеличить. Из подвала литейный конвейер выходит на первый этаж и доставляет остывшие формы на участки выбивки верхних и затем нижних полуформ. Верхние опоки снимаются с форм, смесь из них выдавливается, а опоки возвращаются к соответствующей формовочной машине. Нижние опоки кантуются, отливки из них вываливаются на решетку, оставшаяся смесь выдавливается, опоки вновь кантуются и направляются к своей машине. Охлажденные литники в бадьях подвесным конвейером отправляются в закрома шихтового склада. Отливки из выбивной решетки вибрационным лотковым питателем выдаются в бадьи подвесного охладительного транспортера с приводными и неприводными участками. Время охлаждения отливок в бадьях 40—170 мин.

Мощность стержневого отделения 20 т стержней/ч, в том числе 45% по весу составляют оболочковые стержни, 45 — цельные стержни, изготовляемые в горячих ящиках, и 10% —песчано-масляные. Отделение оборудовано пятью смесителями и 45 стержневыми машинами.

Стержневые машины размещены в шесть рядов по ширине отделения. Каждый ряд обслуживается уборочным транспортером. Готовые стержни ставят, снимают и комплектуют на подвесных конвейерах с приводными и неприводными участками. Каждая подвеска на конвейере закодирована и может быть направлена на склад или к формовочной линии. При необходимости любая подвеска конвейерного участка может быть автоматически вызвана на любую формовочную линию.

Свежие пески поступают в железнодорожных гондолах, разгружаются в бункера и хранятся в силосах. За две смены цех потребляет в среднем 145 т свежих песков. После охлаждения отливки последовательно подвергаются дробеметной очистке, обрубке, зачистке и контролю. В очистном отделении установлены четыре дробе-метных агрегата непрерывного действия.

Контроль качества отливок построен на принципе ответственности каждого отделения за качество выполняемой им работы. В то же время каждый элемент технологического процесса производства отливок контролируется инспекцией по качеству. Общий штат службы контроля качества и приемки отливок в двух сменах составляет около 50 человек.

Здание литейного цеха одноэтажное, без окон, построено из стальных конструкций с наружным заполнением из готовых бетонных панелей и из гофрированного стального листа. Приточно-вы-тяжная вентиляция обеспечивает в производственных отделениях 32-кратный обмен воздуха в час, при этом подача свежего воздуха достигает 13 млн. м3/ч. Запыленные места имеют местный отсос. Воздух, выбрасываемый в атмосферу, очищается. Из всей площади цеха производственная занимает 56 тыс. м2.

Современные литейные цехи представляют собой специализированные предприятия с высокомеханизированным и автоматизированным оборудованием, технологическими процессами, выделяющие пыль, газы и тепло. Труд рабочих в таких цехах усложняется, доля умственного труда повышается и, как следствие, психическая нагрузка на работающих возрастает.

Поэтому при проектировании литейных цехов особо важное место занимают вопросы повышения условий труда рабочих.

В связи с этим представляет интерес решение проблем вентиляции, освещения и борьбы с шумом в зарубежных литейных цехах и прежде всего в новых цехах США.

В литейных цехах США создается небольшое положительное давление. Приточная вентиляция подает в цех больше воздуха, чем отсасывает вытяжная. Это превышение, например, во вновь строящемся литейном цехе фирмы «Форд» составляет около 14%. Свежий воздух очищается и в зависимости от времени года подогревается или охлаждается.

По мнению американских специалистов, ликвидация окон в современных литейных цехах вытекает из необходимости улучшения контроля чистоты окружающей среды в цехе, дает возможность контролировать воздушный поток и стабилизировать требуемое давление в цехе и тем самым способствует улучшению санитарно-ги-гиенических условий труда. Помимо этого, отсутствие фонарей позволяет эффективно располагать на крыше многочисленные вентиляционные установки.

Ликвидация окон не оказывает ощутимого влияния на повышение стоимости освещения цехов. Считается, что окна с точки зрения естественного освещения цехов не имеют существенного значения. Освещенность основных производственных отделений в современных литейных цехах США находится на уровне освещения административных помещений и составляет 1100 лк. На вновь строящемся литейном заводе Форда освещенность основных производственных пролетов цеха запроектирована в 1400 лк. Такая освещенность не может быть вообще обеспечена за счет только естественного освещения. Кроме того, в крупных литейных цехах с шириной здания 240 м и более без световых фонарей, где работа организована в две, а иногда и в три смены, эффект естественного освещения по существу сводится на нет. Несмотря на относительно высокие первоначальные затраты, в современных литейных цехах США предпочтение отдают лампам с натриевым кварцем, с ртутными парами, ртутным лампам с регулировкой цвета освещения. Как правило, предусматривается аварийное, иногда двойное аварийное освещение. Например, в литейном цехе фирмы «Крайслер» основное освещение обеспечивается ртутными лампами, а двойное аварийное освещение — люминесцентными с питанием от батарей.

Борьба с шумом в литейных цехах ведется двумя направлениями: путем создания бесшумного оборудования и изоляцией его. Оборудование с высоким уровнем шума размещается на отдельных участках, которые тщательно изолируют звукозадерживающими преградами. В США в 1969 г. издан специальный закон, который запрещает работать в помещении более 8 ч при уровне шума 90 дб. Уровень шума на рабочих местах при умственной деятельности не должен превышать 50 дб, при обычной конторской работе — 70 дб.

Распределение капитальных вложений на строительный комплекс зданий литейных цехов показывает, что затраты на вентиляцию и освещение в США составляют 50% всех капитальных вложений строительного комплекса, а остальные 50% идут на архитектурно-строительную часть и фундаменты под оборудование.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум