Снижение расхода металла на прибыли

При современной технологии литейного производства, несмотря на значительные успехи в изыскании эффективности методов улучшения работы прибылей, расход жидкого металла на фасонные отливки по сравнению с их весом ещё достаточно велик. Показатели эффективности расхода жидкого металла определяются выходом годного, который для стальных отливок составляет ~ 40 – 70 %. Это означает, что 25 – 55 % жидкого металла расходуется на прибыли и элементы литниковой системы.

На протяжении многих лет литейщики неуклонно стремятся повысить КВГ, так как повышение этого показателя неразрывно связано с решением основной проблемы производства отливок – экономии металла и получения высококачественной отливки, а также снижением материальных и энергетических затрат. К наиболее надежным способам увеличения КВГ относятся:

– сокращения веса прибылей за счёт придания им рациональной формы: закрытые, сферические и горизонтально-цилиндрические прибыли. Это повышает КВГ для стальных отливок до 61 – 68 %;

– использование в прибылях сверхатмосферного давления (КВГ порядка 70 – 78 %);

– экзотермический обогрев прибылей (КВГ 75 – 90 %);

– бесприбыльная отливка, которая имеет ограниченное применение.

Уменьшение расхода жидкого металла даёт экономический эффект по снижению себестоимости металла, угара и расхода электроэнергии на процессы плавки.

Рассмотрим способы питания отливок с применением прибылей с высоким температурным градиентом (экзотермический обогрев). Сущность этих способов питания состоит в том, что часть полости прибыли в литейной форме заполняют специальной металлотермической шихтой, состоящей из железоалюминиевого термита, ферросплавов и других материалов. При сгорании этой смеси образуется жидкая термитная сталь требуемого химического состава с температурой выше 2400 К, которая смешивается со сталью, поступающей в прибыли при заливке форм, перегревает её и используется для питания отливки.

Высокий перегрев жидкого металла в прибыли (температурный градиент 400 – 500 К) обеспечивает эффективное питание отливки при минимальном его расходе.

Основным преимуществом этих способов питания отливок являются:

– снижение трудоёмкости операций отделения прибылей от отливок и связанных с ними расхода материалов и потерь металла;

– повышение качества металла подприбыльной зоны отливок вследствие дораскисления и микролегирования жидкой стали в форме алюминием;

– рациональное использование железной окалины, являющейся технологическим отходом металлургического производства.

Применение данных прибылей на Украине (Полтавский турбомеханический завод) позволило значительно сократить расход жидкой стали на производство отливок и уменьшить затраты на отрезку прибылей (таблица).

Расход жидкой стали и металлотермической шихты на

прибыли отливок корпусов паровой арматуры из стали 25ЛП

Масса отливки, кг	Расход жидкой стали на прибыль, кг	Расход метал­лотерми­ческой шихты, кг	Выход годного литья при использовании прибыли, %
обычной	с высоким темпера­турным градиентом
обыч­ную	с высоким темпера­турным градиентом
			3,0 4,5 6,0	66,0 62,0 62,3	86,3 86,3 88,5

Основным технологическим параметром прибылей с высоким температурным градиентом является масса металлотермической шихты в питающем утеплителе. С учётом того, что эти прибыли применяют в основном взамен обычных закрытых и открытых прибылей, рассчитываемых по известным методикам и освоенных в производстве, расчёт прибылей с высоким температурным градиентом базируется на данных о массе обычных прибылей.

Продолжительность затвердевания обычной закрытой прибыли массой т_о.п. можно определить по формуле

. (6.1)

Продолжительность затвердевания прибыли с высоким температурным градиентом при расходе жидкой стали т_ж.с.

(6.2)

Исходя из условия эквивалентности продолжительности затвердевания обычной прибыли с высоки температурным градиентом одинакового назначения, из выражений (6.1) и (6.2) можно составить следующее выражение:

(6.3)

.

Формула для расчёта количества металлотермической шихты в питающих утеплителях прибылей с высоким температурным градиентом

(6.4)

Экспериментально установлено, что получение плотных отливок обеспечивается при т_ж.с. = (0,10 – 0,15) т_{о.п .}. В случае когда т_ж.с. = 0,15 т_о, формула принимает вид

. (6.5)

Размеры питающих отверстий и каналов для прибылей устанавливают исходя из условия, что диаметр вписанной в сечение отверстия (канала) окружности должен быть равен его длине. При этом необходимо стремиться к минимальной длине питающего отверстия (канала).

Для инженерных расчётов разработана диаграмма, позволяющая определить необходимое количество металлотермической шихты в прибыли с высоким температурным градиентом при т_ж.с. = 0, 15 т _{о. п.} .

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. На какие основные направления делят виды использования энергии на предприятиях?

2. Что понимают под энергопотреблением предприятия?

3. В чём определяется расход энергии?

4. Что относят к энергии на технологические цели?

5. Какими факторами в литейном производстве определяется уровень потерь?

6. Как программы компьютерного моделирования позволяют экономить расходные материалы и энергию?

7. Перечислите недостатки связующего ЭТС.

8. Какие связующие позволяют исключить недостаткиЭТС?

9. Почему применение плавленого кварца при изготовлении оболочковых форм приводит с снижению энергозатрат?

10. Каким образом необходимо организовать работу производственных участков?

11.Каким образом применение новых технологических процессов с использованием ХТС позволяет экономить материальные и энергетические затраты?

12. Перечислите способы повышения КВГ за счёт улучшения работы прибылей.

13. Перечислите основные преимущества новых способов питания отливки.

14. Как устанавливают размеры питающих отверстий для прибылей с высоким температурным градиентом?

Дата добавления: 2015-08-13