Производство отливок в литейных цехах

Исходные данные

|Наименование |Производительност|Концентрация |Температура |Степень |

|процесса для |ь |пыли |газа, |очистки |

|очистки |м3/г |г/м3 |єС | |

|газовых | | | | |

|выбросов | | | | |

|Литейные цеха |38000, песчаные |12 |43 |99,5 |

| |формы | | | |

Введение

1. Литейные цеха входят, как в состав машиностроительных предприятий,

так и в состав отдельных литейно-металлургических производств.

В результате процесса разливки металла в формы, в атмосферу выделяются

твердофазные загрязнения, содержащие оксиды: металлов, алюминия, кремния и

ряда других элементов.

Газовые выбросы формируются за счет общественной вентиляции в цехе, а

затем централизовано подаются на очистку.

2. В литейном производстве для процесса используется жидкий металл,

соединения которого относятся ко II или III группе токсичности.

Формировочные силикаты, содержащие материалы с содержанием SiO2>70 по

своему действию на организм относятся к III группе токсичности. Таким

образом, промежуточные и исходные материалы, по своей токсичности относятся

ко II-III группам.

3. При осуществлении процесса разлива металла в атмосферу выделяется

пыль, содержащая оксиды металла, оксиды кремния, сажевые частицы и

газообразные вещества в виде оксидов серы, азота, углерода.

|Вредная примесь |Класс опасности |ПДК, мг/м3 |

|Оксид железа |4 |6 |

|Пыль с содержанием SiO2>70% |3 |1 |

|Углеродная пыль с примесью SiO2 от 10 |4 |2 |

|до 70% | | |

|Металл (чугун) |4 |6 |

|Оксид углерода |4 |20 |

Характеристика технологии изготовления отливок в литейных цехах.

Задачей литейного производства является изготовление из металлов

металлических сплавов изделий-отливок, имеющих разнообразные очертания и

предназначенных для использования в различных целях.

Отливки после механической обработки составляют почти половину массы

деталей всех машин, механизмов, приборов и аппаратов выпускаемых разными

отраслями машино и приборостроения. Литьем изготовляют также отдельные

части строительных сооружений, транспортных устройств и т.п.

Сущность литейного производства сводится к получению жидкого, т.е.

нагретого выше tє плавления, сплава нужного состава и необходимого качества

и заливки его в заранее приготовленную форму. При охлаждении же

затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в

которую он был залит. В процессе кристаллизации и охлаждения сплава

формируются основные механические и эксплуатационные свойства отливки,

определяемые макро- и микро структур сплава, его плотностью, наличием и

расположением в нем не металлических включений, развитием в отливке

внутренних напряжений, вызванных неодновременным охлаждением ее частей и

др.

Литейная технология может быть реализована различными способами. Весь

цикл изготовления отливки состоит из ряда основных и вспомогательных

операций, осуществляемых как параллельно, так и последовательно в различных

отделения литейного цеха. Модели, стержневые ящики и другую оснастку

изготовляют, как правило, в модельных цехах.

Литейная разовая песчаная форма в большинстве случаев состоит из двух

полуформ: верхней и нижней, которые получают уплотнением формовочной смеси

вокруг соответствующих частей (верхней и нижней) деревянной или

металлической модели в специальных металлических рамках-опоках. Модель

отличается от отливки размерами, наличием формовочных уклонов, облегчающих

извлечение модели из формы, и знаковых частей, предназначенных для

установки стержня, образующего внутреннюю полость (отверстие) в отливке.

Стержень изготовляют из смеси, например песка, отдельные зерна которого

скрепляются при сушке или химическом отверждении специальными крепителями

(связующими).

В верхней полуформе с помощью соответствующих моделей выполняется

воронка и система каналов, по которым из ковша поступает литейный сплав в

полость формы, и дополнительные полости – прибыли.

После уплотнения смеси модели собственно отливки, литниковой системы и

прибылей извлекают из полуформ. Затем в нижнюю полуформу устанавливают

стержень и накрывают верхней полуформой. Необходимая точность соединения

обеспечивается штырями и втулками в опоках. Перед заливкой сплава во

избежание поднятия верхней полуформы жидким расплавом опоки скрепляют друг

с другом специальными скобками или на верхнюю опоку устанавливают груз.

В разовых песчаных формах производят ~ 80% всего объема выпуска

отливок. Однако точность и чистота их поверхности, условия труда, технико-

экономические показатели не всегда удовлетворяют требованиям современного

производства.

В связи с этим все более широкое применение находят специальные

способы литья: по выплавляемым (выжигаемым) моделям, под давлением,

центробежным способом, вакуумным всасыванием и т.д. Отливки различных

размеров, сложности и назначения из сплавов, существенно отличающихся по

своим свойствам, нельзя изготовлять одинаковыми способами.

В связи с этим получили распространение разнообразные технологические

процессы, отличающиеся приемами.

Технологический процесс получения отливок в розовой песчаной форме

Характеристика сырья, используемого в литейном производстве.

Формовочные материалы:

К формовочным материалам относятся все материалы применяемые для

изготовления разовых литейных форм и стержней. Различают исходные

формовочные материалы и формовочные смеси.

Основными исходными материалами для большинства разовых форм являются

песок и глина, вспомогательными – связующие добавки:

1) противопригарные;

2) увеличивающие газопроницаемость, податливость, текучесть и

пластичность смеси;

3) уменьшающие прилипаемость смесей.

Формовочные смеси приготавливают из исходных формовочных материалов и

из смесей, ранее уже находившихся в употреблении (отработанные формовочные

смеси). Исходные формовочные материалы завод получает из вне.

В зависимости от назначения смеси разделяют на формовочные смеси,

стержневые смеси и вспомогательные смеси.

Правильный выбор формовочных смесей в литейном производстве имеет

очень большое значение, т.к. формовочные смеси влияют на качество

получаемых отливок.

К числу формовочных песков относят пески, образованные зернами

тугоплавких, прочных и твердых минералов. На практике, главным образом,

применяются пески образованные зернами кварца.

Кварц обладает высокой огнеупорностью (1713 єС), прочностью и

твердостью (по шкале Мооса - 7). Кварц является одной из форм существования

кремнезема (SiO2). Благодаря тугоплавкости, высоким механическим качеством,

низкой химической активности, а также в следствии низкой стоимости,

кварцевые пески широко применяют как основу формовочных и стержневых

смесей.

Природные кварцевые пески не бывают свободными от загрязняющих

примесей; зерен полевого шпата, частиц слюды и других минералов. Полевой

шпат и слюда содержат окислы щелочных и щелочно-земельных металлов. Эти

минералы менее тугоплавки, чем кварц и способны вместе с кварцем и окислами

залитого Me образовывать сложные легкоплавкие силикаты (например: типа n

SiO2 m FeO p Na2O).

В природных кварцевых песках часто содержится глина. Если эта глина

обладает высокими качествами, то такая примесь может рассматриваться как

полезная.

Глина является связующим материалом в формовочных и стержневых смесях.

Обволакивая зерна песка, она связывает их и таким образом придает смеси

необходимые прочность и одновременно пластичность. Минералогический состав

глины различный, в общем виде его можно записать: m Al2O3 ? n SiO2 ? aH2O.

Основным компонентом глины является каолинит Al2O3 ?2H2O ? 2SiO2. В

природных формовочных песках содержание глины колеблется в пределах 2-50%.

С помощью глины как связывающего материала нельзя обеспечить высокие физико-

механические свойства стержней, которые выполняют внутренние полости в

отливках. Поэтому для приготовления стержневых смесей используют самые

разнообразные связующие – масляные и растительные масла и их заменители:

декстрин, сульфоритно-дрожжевая бражка, жидкое стекло, синтетические смолы

и др.

Из противопригарных материалов чаще всего используют графит, циркон,

пылевидный кварц и порошок каменного угля. Противопригарные добавки вводят

в смеси для уменьшения образования пригара на отливках.

Для увеличения податливости и газопроницаемости стержней в стержневые

смеси вводят древесные опилки.

Литейные сплавы.

В большинстве случаев отливки изготовляют из металлических сплавов, а

не из чистых металлов. Это объясняется тем, что эксплуатационные и

особенно литейные свойства многих чистых металлов хуже чем сплавов.

Металлическими сплавами называются системы, состоящие (металлов или

неметаллов). Так основой стали является железо. Кроме железа в стали также

содержаться неметаллические (углерод, сера, фосфор) и металлические

(марганец, хром и др.) примеси. Примеси делятся на легирующие

(специальные), постоянные (неизбежные) и случайные. Легирующие примеси

вводятся в сплав преднамеренно, чтобы придать ему необходимые

эксплуатационные или технологические свойства. Например для повышения

прочности и твердости чугуна и стали в них добавляют марганец, хром,

ванадий. Для повышения жидкотекучести чугуна при художественном литье в

него добавляют фосфор. Постоянными называются примеси, наличие которых,

обусловлено технологией получения сплава. Например, в чугуне постоянной

примесью является сера, переходящая в чугун из кокса. Случайной примесью в

сером ваграночном чугуне может быть например медь, пришедшая из лома шихты.

Металлы и сплавы, применяемые в промышленности делятся на 2 группы –

черные и цветные. Черными металлами называется железо и сплавы на его

основе. Цветными – все остальные металлы и сплавы.

Характеристика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

В литейном производстве на 1 т. отливок образуется от 1 до 3 т.

отходов, включающих отработанную и неиспользованную смесь, шлаки, пыль,

газы. Хотя основная часть отходов – это отработанные смеси и шлаки,

наибольшую опасность представляют именно пыль и газы, в связи с трудностью

их улавливания, обезвреживания и удаления. А их количество при производстве

1 т. отливок из стали или чугуна примерно составляет: пыли – 50 кг.,

углеводородов – 1 кг., оксида углерода (II) – 250 кг., оксида серы (II) –

1,5-2 кг., кроме того выделяется ряд других вредных газов, таких как фенол,

формальдегид, ацетон, бензол и др., общее количество которых хотя и

невелико, однако представляет опасность из-за их токсичности.

В газах, удаляемых от литейного оборудования и выбрасываемых в

атмосферу, содержатся пыль, состоящая в основном из мелкодисперсных

частичек, содержание свободного оксида кремния в которых достигает 60%.

Поэтому среди населения, прилегающих к заводу территорий, появляется

возможность возникновения пылевых профессиональных заболеваний.

Эффективность очистки пылегазовых выбросов.

Обеспыливание выбрасываемого из литейного цеха воздуха производится с

помощью различного типа пылеосадительных устройств, различных по принципу

действия и эффективности. К ним относятся пылеосадительные камеры, аппараты

сухой инерционной и мокрой очистки, тканевые и электрические фильтры.

Применение пылеочистителей дает возможность не только добиться очистки

Страницы: 1, 2