Проект ливарного цеху високоміцного чавуну річною продуктивністю 7200 т придатного литва з підвищенням ефективності технології ковшового модифікування чавуну з компактною формою графіту
Loading...
Date
2021-12-23
Authors
Дюдін, Єгор Миколайович
Diudin, Yehor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
Представлена магістерська робота присвячена проекту ливарного цеху високоміцного чавуну річною продуктивністю 7 200т придатного литва з підвищенням ефективності технології ковшового модифікування чавуну з компактною формою графіту. Робота має 5 частин, пояснювальної записки та 12 аркушів графічної частини.
В загальній частині обґрунтовано вибір місця розташування ливарного цеху. Розраховано виробничу програму ливарного цеху, фондів часу роботи обладнання, робітників та основних відділень цеху, а також шихту та баланс металу на 1 т придатного литва. Розроблено план ливарного цеху, визначено площі допоміжних відділень, складів та підібрано необхідне обладнання. Обґрунтовано тему магістерської роботи, поставлена мета та задачі.
В технологічній частині розраховано ливниково-живильну систему та розроблено технологічний процес виготовлення виливка – "Маточина". Розроблено технологічні креслення модельного комплекту верху, низу, стержневого ящика та форми в зборі.
В науковій частині проведено аналіз технологій ковшового модифікування високоміцного чавуну. Показано, що найбільш перспективним та економічним способом ковшового модифікування є «сендвіч-процес», який забезпечує необхідний час заливки, уникає спливання модифікатора у процесі заповнення ковша та отримання стабільного структурного стану виливків.
Порівняльним аналізом факторів, які впливають на ефективність технології ковшового модифікування високоміцного чавуну виявлено, що значну роль на ці процеси відіграє хімічний склад модифікуючих лігатур а також тривалість збереження сфероїдизуючого ефекту.
Встановлено залежності ступеня сфероїдизації графіту від кількості залишкового магнію в чавуні при ковшовому модифікуванні лігатурами Ni-Mg та ФСМг7. Показано, що для забезпечення кулястої форми графіту, мінімальний вміст залишкового магнію становить ≥82%. Для чавуну модифікованого Ni-Mg-лігатурою залишкова масова частка магнію має бути більшою 0,045%, при використанні ФСМг7≥0,038 %.
Показано, що використання модифікатору ФСМг7 менш впливає на погіршення форми графіту в чавуні в порівнянні з Ni-Mg-лігатурою, що обумовлює отримання кулястого графіту в виливках при більш тривалому часі витримки модифікованого чавуну, а саме тривалість модифікуючої дії ФСМг7 у 1,3…1,8 раз більша, ніж Ni-Mg-лігатури
Побудовано залежності степеню сфероїдизації графіту та вмісту залишкового магнію від часу витримки в ковші модифікованого чавуну Ni-Mg та ФСМг7 лігатурами. Встановлено, що швидкість видалення магнію з чавуну на початку витримки при ковшовому модифікуванні з використанням модифікатора ФСМг7 у 2,5…4,5 рази нижча в порівнянні з Ni-Mg-лігатурою.
В енергетичній частині проведено розрахунки потреби ливарного цеху в технологічній, силовій та освітлювальній електроенергії, а також розраховано річну потребу у воді, стисненого повітря пари та палива.
В економічній частині розраховано основні техніко-економічних показників ливарного цеху та заробітної плати, а також, собівартість 1 т. рідкого та придатного литва. The presented master's thesis is devoted to the project of the foundry of high-strength cast iron with an annual capacity of 7,200 tons of suitable casting with increasing the efficiency of the technology of ladle modification of cast iron with a compact form of graphite. The work has 5 parts, an explanatory note and 12 sheets of graphic part.
In the general part the choice of the location of the foundry is substantiated. The production program of the foundry, working time of equipment, workers and main departments of the shop, as well as the charge and balance of metal per 1 ton of suitable casting is calculated. The plan of the foundry shop was developed, the areas of auxiliary departments, warehouses were determined and the necessary equipment was selected. The topic of the master's thesis is substantiated, the purpose and tasks are set.
In the technological part the foundry-feeding system is calculated and the technological process of casting production - "Hub" is developed. Technological drawings of the model set of top, bottom, rod box and form assembly were developed.
In the scientific part the analysis of technologies of bucket modification of high-strength cast iron is carried out. It is shown that the most promising and economical method of bucket modification is the "sandwich process", which provides the necessary time of pouring, avoids the modifier popping up in the process of filling the bucket and obtaining a stable structural state of castings.
Comparative analysis of factors influencing the efficiency of the technology of ladle modification of high-strength cast iron revealed that a significant role in these processes is played by the chemical composition of the modifying ligatures and the duration of the spheroidizing effect.The dependences of the degree of spheroidization of graphite on the amount of residual magnesium in cast iron during bucket modification with Ni-Mg and FSMg7 ligatures were established. It is shown that to ensure the spherical shape of graphite, the minimum residual magnesium content is ≥82%. For Ni-Mg ligature-modified cast iron, the residual mass fraction of magnesium should be greater than 0.045%, using FSMg7≥0.038%.
It is shown that the use of the modifier FSMg7 has less effect on the deterioration of the shape of graphite in cast iron compared to Ni-Mg-ligature, which leads to spherical graphite in castings with longer exposure time of modified cast iron, namely the duration of the modifying action of FSMg7 in 1.3… 1 , 8 times larger than Ni-Mg ligatures
The dependences of the degree of spheroidization of graphite and the content of residual magnesium on the holding time in the ladle of modified cast iron Ni-Mg and FSMg7 ligatures are constructed. It was found that the rate of removal of magnesium from cast iron at the beginning of exposure in bucket modification using the modifier FSMg7 is 2.5… 4.5 times lower compared to Ni-Mg ligature.
In the energy part, the needs of the foundry for technological, power and lighting electricity were calculated, as well as the annual demand for water, compressed air, steam and fuel was calculated.
In the economic part, the main technical and economic indicators of the foundry and wages, as well as the cost of 1 ton of liquid and suitable casting are calculated.
Description
Keywords
високомійний чавун, кулястий графіт, модифікування, металографічні дослідження, high-strength cast iron, spherical graphite, modification, metallographic research
Citation
Дюдін, Є. М. Проект ливарного цеху високоміцного чавуну річною продуктивністю 7200 т придатного литва з підвищенням ефективності технології ковшового модифікування чавуну з компактною формою графіту : кваліфікаційна магістерська робота : спец. 131 «Прикладна механіка» / наук. кер. О. В. Кузик ; Центральноукраїн. нац. техн. ун-т. - Кропивницький : ЦНТУ, 2021. – 125 с.