МГЕО "Наш дім - Манява" » Каталог статей » Ливарне виробництво

Ливарне виробництво

28.06.2017 / Коментарів: 0 / Категорія: / Добавив: Гість

Історична довідка
     Племена, що населяли територію України майже 4…3 тис. років до н. е. виготовляли металеві вироби. Розвиток бронзоливарної справи припадає на 2…1 тисячоліття до н. е. В 3...1 столітті до н. е. в Північному Причорномор’ї виникає найбільший у Східній Євразії центр бронзоливарного виробництва. В 6...9 столітті н. е. східні слов’яни досягли високого рівня ливарного ремесла. В період Київської Русі, незважаючи на несприятливі умови, ливарство отримало широке розповсюдження і нову техніку. У самостійну галузь ливарне виробництво відокремилось у 18...19 століттях. Після революції в першу п’ятирічку будують нові ливарні цехи і заводи-гіганти, здійснюється механізація і автоматизація виробництва. В 1990 році в Україні нараховувалось 1350 ливарних цехів і дільниць. В 90-і роки ХХ сторіччя виробництво литва в Україні скоротилось на 21,6%, але до 2015 р. це виробництво повинно відновитися.
 
Способи виготовлення виливків
      Першим етапом виготовлення виливок є створення моделі майбутньої деталі. Для цього використовують деревину: бук, березу, клен, сосну, ялицю і інші, а також метал, пластмаси, парафін, стеарин тощо. Перевага дерев’яних моделей – низька ціна, простота виготовлення, невелика маса при великих розмірах. Але вони мають деякі суттєві недоліки: зміна розмірів при зміні вологості, недовговічність. Металеві моделі мають більшу довготривалість, високу точність та чисту робочу поверхність.
      Пластмаси використовують в якості випалювальних моделей, парафін і стеарин – для витопних моделей.
       Модель, яку треба відлити, розміщується в опоки, куди подається формувальна суміш, яка поступово твердне, перетворюючись у форму. Звичайна форма складається з двох половинок. Після виймання моделі із форми всередину порожнини, що утворюється внаслідок складання половинок, заливається рідинний метал або стоп декількох металів.
      Форми для отримання виливок можуть виготовлятись з різних матеріалів: суміші піску з глиною, графіту, металу, суміші маршаліту та етилсилікату, суміші кварцового піску і термореактивних фенольних смол, кераміки та металокераміки, шамоту та з гіпсу з додаванням металевого порошку. Для виключення пригоряння на внутрішню частину форми наносять кам’яновугільний пил, тальк і графіт; для надання кольору виливку – такі барвники, як маршаліт, магнезит і цирконій.
     Лиття у піщано-глиняні форми – найбільш універсальний та розповсюджений спосіб виготовлення заготівок. Він використовується в одинарному, серійному і масовому виробництві. Цим способом звичайно виготовляють великі та середньогабаритні заготівки простої та складної форми в одинарному та дрібносерійному виробництві.
      Лиття може здійснюватись під високим або низьким тисками, а також вакуумним способом. Технологічні процеси лиття під тиском дозволяють усувати дефекти лиття та отримання високоміцних заготівок. Крім цього, прискорюється процес лиття і його механізацію.
    Лиття заготівок під високим тиском здійснюють у спеціальних металевих формах, що мають задану герметичність порожнин. Лиття під низьким тиском може використовуватись як в металевих, так і в земляних (піщано-глиняних) формах. Для створення тиску застосовують компресори або поршневі насоси, які за допомогою рідинних або повітряних трубопроводів здійснюють тиск на поверхню розчиненого металу в плавильному пристрої (піч, тигель), внаслідок чого метал або стоп заповнює форму
       Лиття вакуумним способом полягає в тому, що метал заповнює форму для лиття завдяки розрідженню, яке створюється в ній вакуумним насосом.
       Форми з графіту виготовляють для отримання заготівок з жароміцних чавунів, сталей, молібденових, вольфрамових, кобальтових стопів з високою температурною плавлення.
      Металеві форми (кокілі) найчастіше застосовують для багаторазового використання при виготовленні нескладних за конструкцією виливок з чавуну, сталі, кольорових металів. Основні переваги цього способу виготовлення виливків: можливість багатократного використання ливарної форми; висока точність форми і розмірів, якісна поверхня отриманих заготівок, висока продуктивність і добрі умови праці, відсутність необхідності в модельному опочному спорядженні та формувальних сумішах. До недоліків цього способу виготовлення виливок належить: висока вартість спорядження, неможливість виготовлення тонкостінних виливків через підвищену швидкість їх охолодження та виливків зі значною масою.
       Керамічні та металокерамічні форми застосовують для виготовлення заготівок ковальського, пресового та різального інструменту, лопатей турбін, арматури високого тиску з легованих сталей, стопів нікелю та титану масою від 0,2 до 10000 кГ.
        Останнім часом все частіше застосовують одноразові форми, що тверднуть у спорядженні (на моделі, у формі). Спільним для них є використання синтетичних зв’язувальних матеріалів, які за відповідних умов безповоротно тверднуть. Виливки, отримані в цих формах, відзначаються великою точністю розмірів, якістю поверхонь, малими припусками на обробку різанням. Технологічні процеси легко механізуються та автоматизуються. Недоліками цього способу є токсичність зв’язувальних матеріалів.
      Існують також багато інших способів лиття: відцентрове, штампуванням виливків з рідкого металу, лиття в форми з виплавними і випалювальними моделями, виготовлення виливків електрошлаковим переплавом, лиття витискуванням і наморожуванням, безперервне і напівбезперервне лиття. Кожний спосіб лиття вибирається в залежності від видів виготовлених заготівок, металу або сплавів, техніко-економічних розрахунків.
 
Вплив ливарного виробництва на довкілля та заходи по його зменшенню
       В ливарному виробництві на одну тонну виливків утворюється від 1 до 3 тонн відходів, які містять відпрацьовану та невикористану суміш, шлаки, пил, гази. Хоча основна частина відходів припадає на відпрацьовані суміші і шлаки, але для навколишнього середовища найбільшу небезпеку мають пил та гази у зв’язку з тим, що їх важко вловлювати та відводити. А їх кількість на 1 т виливків сталі або чавуну дорівнює: пилу – 50; оксиду сірки – 1,5…2; вуглекислого газу – 250; вуглеводів – 1 кг.
      Крім того, виділяються шкідливі гази, такі як фенол, формальдегід, фурфурол, ацетон, бензол та інші, загальна кількість яких хоча і невелика, але вони небезпечніші за токсичність.
      В газах, які відводяться з ливарного виробництва та викидаються в атмосферу, пил складається в основному з дрібнодисперсних часток, а вміст вільного діоксиду кремнію доходить до 80%. Тому існує можливість виникнення серед населення, яке живе поблизу заводу, професійних захворювань.
     Перше місце за викидами забруднюючих речовин займають дільниці ливарних цехів, які пов’язані із складуванням, переробкою та використанням шихтових та формових матеріалів. Тут використовують різноманітні бункери, транспортуючі пристрої, сушильні та випалювальні апарати.
    На дільниці розвантаження сипучих матеріалів (коксу, вапняку, піску і ін.) в приймальні ванни виділяється у середньому 2…2,5 кг/год пилу на одиницю працюючого обладнання.
     З сушильних апаратів виділяється 2…0,5 кг/год оксиду вуглецю; 0,10…0,15 кг/год окису сірки, до 0,2 кг/год оксиду азоту та інші речовини (акромін, формальдегід). Запиленість газів, які відводяться від сушильних апаратів сягає 10…15 г/м3. При приготуванні 1 кг формувальної суміші холодного твердіння у повітря потрапляє до 7,5 г різних вуглеводів.
      При очищенні та вибивці виливків залежно від приладів виділяється пил з 1 м2 площі решітки 45–60 кг/год, оксиду вуглецю –
45–60 кг/год, аміаку – до 3 кг/год. При механічному очищенні виливків абразивними інструментами інтенсивність пиловиділення 1…2,5 кг/год.
    Джерелом забруднення стічних вод у ливарних цехах, головним чином, служать установки гідравлічної та електрогідравлічної очистки литва, вологої очистки повітря, гідрогенерації відпрацьованих формотворних сумішей. Велике економічне значення для народного господарства має утилізація стічних вод (СВ). Кількість СВ можна значно зменшити шляхом здійснення зворотнього водопостачання. У випадку скиду СВ у природні водойми вони обов’язково повинні очищатись за допомогою не тільки механічного, але і біологічного методів.
     Використання пилоочисних споруд дає можливість не тільки домогтися очистки газів від пилу, але й повторно використовувати раніше викинутий пил. Ефективна система сухої і вологої очистки газів у рукавних фільтрах з уловлюванням Fe2O3 і подальшою його транспортацією.
     З токсичних газів перше місце займає оксид вуглецю. Головний спосіб зменшення кількості його при потраплянні в навколишнє середовище, – допалювання до діоксиду вуглецю.
     Тверді відходи ливарного виробництва, що потрапляють у відвали, являють собою, в основному, відпрацьовані ливарні піски і глини. Невелику частину (менше 10%) займають металеві відходи, кераміка, деревина, сміття та інші. Головним напрямком зменшення кількості твердих відходів треба вважати регенерацію відпрацьованих ливарних пісків та глин.
   Для оздоровлення умов праці на підприємствах в сумішоприготувальних відділеннях ставлять магнітні сепаратори для виведення з відпрацьованої суміші металу, зволоження відпрацьованої суміші, що значно знижує запиленість повітря на робочих місцях.
    Застосування синтетичних смол для виготовлення форм, що усуває операцію сушіння, пов’язано з виділенням оксиду вуглецю і тепловим забрудненням цехів і навколишнього середовища.
   Покриття формовибивних решіток накатними кожухами значно знижує пилоутворення.
    Плавка в електричних плавильних агрегатах, безківшеве розливання металу, автоматизація інших технологічних процесів значно зменшує теплове-, пилове- і інше забруднення робочих приміщень і навколишнього середовища.
     Відпрацьовані суміші ливарного виробництва треба регенерувати. Якщо немає такої можливості, то необхідно їх використовувати в інших галузях народного господарства: піски, як баластний матеріал для вирівнювання рельєфу; дрібні фракції формових сумішей для виробництва цегли, стінових блоків: дрібну фракцію шлаку – як добрива.
     Відпрацьовані суміші, які містять шкідливі речовини, при неможливості їх регенерації і нейтралізації, повинні бути захоронені за санітарними правилами. Велике тепловиділення при плавці сплавів і охолоджуванні виливків треба використовувати для теплопостачання цих виробництв.


Коментарі (0)

Коментувати

Додавати коментарі можуть тільки зареєстровані користувачі.
[ Регистрация | Вход ]
Молодіжна громадсько-екологічна організація "Наш дім - Манява"© 2003-2017/ All right reseved / Design by VWStudio /