Задание1
1.Опишитесущностьпроизводствасталивмартеновскихпечах.Укажитеосновныедостоинстваинедостаткиэтогоспособа.
Сущностьмартеновскогопроцессасостоитвпереработкечугунаиметаллическоголоманападуотражательнойпечи.Вмартеновскомпроцессевотличиеотконвертерногонедостаточнотеплахимическихреакцийифизическоготеплашихтовыхматериалов.Дляплавлениетвердыхшихтовыхматериалов,дляпокрытиязначительныхтепловыхпотерьинагревасталидонеобходимыхтемпературвпечьподводитьсядополнительноетепло,получаемоепутемсжиганияврабочемпространстветопливавструевоздуха,нагретогодовысокихтемператур.
Дляобеспечениямаксимальногоиспользованияподаваемоговпечьтоплива(мазутилипредварительноподогретыегазы)необходимо,чтобыпроцессгорениятопливазаканчивалсяполностьюврабочемпространстве.Всвязисэтимвпечьвоздухподаетсявколичестве,превышающемтеоретическинеобходимое.Этосоздаетватмосферепечиизбытоккислорода.Здесьтакжеприсутствуеткислород,образующийсяврезультатеразложенияпривысокихтемпературахуглекислогогазаиводы.
Такимобразом,газоваяатмосферапечиимеетокислительныйхарактер,т.е.внейсодержитсяизбыточноеколичествокислорода.Благодаряэтомуметаллвмартеновскойпечивтечениевсейплавкиподвергаетсяпрямомуиликосвенномувоздействиюокислительнойатмосферы.
Дляинтенсификациигорениятопливаврабочемпространствечастьвоздухаидущегонагорение,можетзаменятьсякислородом.Газообразныйкислородможеттакжеподаватьсянепосредственновванну(аналогичнопродувкеметаллавконвертере).
Врезультатеэтогововремяплавкипроисходитокислениежелезаидругихэлементов,содержащихсявшихте.ОбразующиесяприэтомоксидыметалловFeO,Fe2O3,MnO,CaO,P2O5,SiO2идр.Вместесчастицамипостепенноразрушаемойфутеровки,примесями,вносимымишихтой,образуютшлак.Шлаклегчеметалла,поэтомуонпокрываетметаллвовсепериодыплавки.
Шихтовыематериалыосновногомартеновскогопроцессасостоят,какипридругихсталеплавильныхпроцессах,изметаллическойчасти(чугун,металлическийлом,раскислители,легирующие)инеметаллическойчасти(железнаяруда,мартеновскийагломерат,известняк,известь,боксит).
Чугунможетприменятсявжидкомвидеиливчушках.Соотношениеколичествачугунаистальноголомавшихтеможетбытьразличнымвзависимостиотпроцесса,выплавляемыхмароксталииэкономическихусловий.
Похарактерушихтовыхматериаловосновноймартеновскийпроцессделитьсянанесколькоразновидностей,наибольшеераспространениеизкоторыхполучилискрап-рудныйискрап-процессы.
Прискрап-рудномпроцессеосновнуюмассуметаллическойшихты(от55до75%)составляетжидкийчугун.Этотпроцессширокоприменяетсяназаводахсполнымметаллургическимциклом.
Прискрап-процессеосновнуюмассуметаллическоймассышихты(от55до75%)составляетметаллическийлом.Чугун(25-45%),какправило,применяетсявтвердомвиде.Такимпроцессомработаютзаводы,накоторыхнетдоменногопроизводства.
Преимуществомартеновскогоспособа:легкополучаютсялегированныестали(сдобавками,придающимисталямтеилииныеспециальныесвойства)-передокончаниемплавкидобавляютнеобходимыеметаллыилисплавы.
Недостаткимартеновскогоспособа:1)онменееэкономичен,чемкислородно-конверторный,2)стальполучаетсяхудшегокачества.
2.Опишитепоследовательностьизготовленияформыметодомручнойформовки.
Ручнаяформовка являетсястарейшимспособомпроизводстваотливок.Онаширокоприменяетсявусловияхмелкосерийногоилииндивидуальногопроизводства,присозданииуникальныхотливок.Использованиедляформсовременныхматериаловпозволяетполучатьвысококачественныеотливкипрактическилюбойстепенисложности.Необходимоучитывать,чтосозданиемоделииподготовкакручнойформовке–дорогостоящаяоперация.Встоимостиотливкиприручнойформовкезаметнуючастьсоставляетстоимостьмодели.Длясокращениярасходов,улучшениякачестваподготовкимоделивнастоящеевремяширокоприменяютспециализированныесистемыавтоматизированногопроектирования.
Совокупностьтехнологическихоперацийпоизготовлениюлитейныхформистержней,способныхвыдержатьвоздействиерасплавленногометаллаисообщитьемусвоиочертания,называется формовкой. Основнымиоперациямиручнойформовкиявляютсянаполнениеопокиформовочнойсмесью,уплотнениеее,извлечениемоделиисборкаформы.Формовкавопокахотличаетсябольшимразнообразиемприемов,позволяющихобеспечитьминимальныезатратытрудаирасходыпризаданнойсерийностиотливок.Формовкурабочейполостилитейнойформывыполняютспомощьюмодельногокомплекта.
Неразъемныемоделипростыидешевывизготовленииипоэтомудостаточноширокоиспользуютсянапрактике.Прииспользованиинеразъемныхмоделейобеспечиваетсяболеевысокаяпроизводительность,улучшаютсяусловиятруда,повышаетсяразмернаяточностьформит.п.Процессизготовлениялитейнойформыприэтомобъединяетопределеннуюсовокупностьопераций,котораярассмотренаниже.
Дляформовкинижнейполуформымодельотливкииопокуустанавливаютнаподмодельную(подопочную)плитутак,чтобырасстояниемеждустенкойопокиимодельюбылонеменее25-30мм.
Модельприпыливаютликоподиемилисеребристымграфитом,чтобыпредотвратитьприлипаниекнейформовочнойсмеси.
Модельпокрываютслоемпросеиваемойчерезситооблицовочнойсмеситолщиной15-20ммдлямелкихотливоки30-40ммдлякрупныхотливок.
Оставшийсяобъемопокизаполняютнаполнительнойсмесьювнесколькоприемовслоямитолщиной50-70мм
Уплотнениезасыпаннойформовочнойсмесиручнойнабойкой,аверхнийслойбашмакомтрамбовки.Излишексмесиочищаютлинейкойвровеньскромкамиопок,образуяповерхность,называемуюконтрландом,инакалываютнанейвентиляционныеканалы,недоходящиедоповерхностимоделина10-15мм.
Готовуюнижнююполуформувместесзаформованнойвнеймодельюповорачиваютна180градусов.
Нанижнююполуформупоцентрирующимштырямустанавливаютверхнююопоку.
Плоскостьразъемаприсыпаютмелкимразъединительнымпескомсцельюпредотвращенияслипанияформовочнойсмесинижнейиверхнейполуформ.
Вверхнейопокеустанавливаютмоделиэлементовлитниковойсистемы(коллектора,стоякаивыпора).
Вверхнююопокузасыпаютслойпросеяннойоблицовочнойсмесистакимрасчетом,чтобыонзакрылповерхностьмодели
Весьобъемверхнейопокизаполняютнаполнительнойформовочнойсмесью.
Уплотнениезасыпаннойформовочнойсмесиручнойнабойкой,аверхнийслой-башмакомтрамбовки.
Излишексмесиочищаютлинейкойвровеньскромкамиопокинакалываютнанейвентиляционныеканалы,недоходящиедоповерхностимоделина10-15мм.
Прорезаютлитниковуючашуиизвлекаютмодельстоякаивыпора.
Готовуюверхнююполуформуснимают,поворачиваютплоскостьюразъемавверхиосматривают.
Специальнымподъемникомизвлекаютмодельизнижнейполуформы,предварительнослегкарасталкиваяеедляоблегченияпроцессаизвлечения.
Специальныминструментомпрорезаютканалыпитателейлитниковойсистемы,соединяющейстоякиполостьлитейнойформы.
Производятконтрольныйосмотрповерхностиформыиплоскостиразъема,исправлениеповрежденныхместспециальныминструментом(гладилками,ланцетамиит.п.)иочисткуполостиформыотостатковсмеси
Производятсборкуполуформпоцентрирующимштырямиустанавливаютгруз
Изложитесущностьспособалитьявоболочковыхформахиприведитепоясняющиеэскизы.Укажитедостоинства,недостаткииобластипримененияэтогоспособалитья.
Способлитьявоболочковыеформы основаннаполученииразовыхполуформистержнейввидеоболочектолщиной6-10мм.Ихизготавливаютпутемотверждениянаметаллическойоснасткеслоясмеси,вкоторойсвязующеевеществопринагревевначалерасплавляется,азатемзатвердевает(необратимо),придаваяоболочкевысокуюпрочность.
Технологиялитьявоболочковыеформывключаетрядопераций,выполнениекоторыхприлитьеданнымспособомимеетярковыраженныеособенности.Книмотносятся:приготовлениеспециальнойпесчано-смолянойсмеси;формированиенамодельнойоснасткетонкостенныхоболочковыхформистержней;сборкаформиихподготовкакзаливке.Дляприготовленияоболочковыхформвыпускаютспециальноесвязующее,представляющеесобойсмесифенолформальдегиднойсмолыскатализаторомотверждениясмолы,вводимымвколичестве7-8%.
Воболочковыеформыполучаютотливкипрактическиизлюбыхпромышленныхсплавовмассойдо200-300кг.Преимуществалитьявоболочковыеформыпосравнениюслитьемвпесчано-глинистыеразовыеформызаключаютсявследующем:
уменьшениепараметровшероховатостиповерхностиисущественноеулучшениевнешнеготоварноговидаотливок;
возможностьполученияотливокстонкимисложнымрельефом,атакжетолстостенныхотливокслитымиканаламималыхсечений;
уменьшениетрудоемкостирядаоперацийтехнологическогопроцесса(приготовлениесмеси,изготовлениеформы,очисткаотливокипр.);
сокращениев8-10разиболееобъемапереработкиитранспортированияформовочныхматериалов;
уменьшениеметаллоемкостиформовочногооборудования.
Крометого,длялитьявоболочковыеформыхарактернаменьшаяжесткостьоболочки,чтоследуетрассматриватькакдостоинствометодавсравнениисметодамилитьявкокиль.
Основныенедостаткиметодалитьявоболочковыеформы:
- относительновысокаястоимостьсмоляногосвязующего;
- сложностьмодельнойистержневойоснастки;
- повышенноевыделениевредныххимическихвеществвходетермическогоразложениясмоляногосвязующего;
- недостаточнаяпрочностьоболочекприполучениитяжелыхотливок;
- склонностькпоявлениюнекоторыхспецифическихвидовдефектов,сопровождающихнизкуюгазопроницаемостьлитейнойформы.
Задание2