Расчет материального баланса

Изделие – тигель. Масса изделия составляет 25 г. Годовой выпуск продукции – 24000 деталей в год. Масса 24000 изделий равна 600 кг.

Составим таблицу пооперационных потерь и отходов и определим прямое (S*) и полное (S) пооперационное извлечение:

Прямое извлечение: S*=100 - б/п - в/п,

где б /п – безвозвратные потери,

в/п – возвратные потери.

Полное извлечение: S=100 - б/п

№ операции	б/п	в/п	η*	η
1. Мокрый размол	0,002		0,998	0,998
2. Сушка	0,001		0,999	0,999
3. Просев смеси	0,0005	0,001	0,9925	0,9995
4. Приготовление шликера	0,004		0,996	0,996
5. Формование детали	0,0008	0,015	0,9842	0,9992
6. Отгонка связки	0.001		0,999	0,999
7. Механическая обработка	0,003		0,997	0,997
8. Спекание	0,009		0,991	0,991
9. ОТК	0,01		0,99	0,99

Полное извлечение:

S= η₁∙ η₂∙ η₃∙ η₄∙ η₅∙ η₆∙ η₇∙ η₈∙ η₉∙ η₁₀∙100%=96,91%

Операция 9 - ОТК
Приход	Расход
Материал	Кол-во, T	В т.ч. Al₂O₃, кг	Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг
ЦМ 332	606,00	602,36	ЦМ 332	600,00	596,40
			б/п	6,00	5,96
Итого	606,00	602,36	Итого	606,00	602,36
Операция 8 - Спекание
Приход	Расход
Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг	Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг
ЦМ 332	611,45	607,79	ЦМ 332	606,00	602,36
			б/п	5,45	5,42
Итого	611,45	607,79	Итого	611,45	607,79
Операция 7 – Механическая обработка
Приход	Расход
Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг	Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг
ЦМ 332	613,29	609,61	ЦМ 332	611,45	607,79
			б/п	1,83	1,82
Итого	613,29	609,61	Итого	613,29	609,61
Операция 6 – Отгонка связки
Приход	Расход
Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг	Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг
ЦМ 332	613,90	610,22	ЦМ 332	613,29	609,61
			б/п	0,61	0,61
Итого	613,90	610,22	Итого	613,90	610,22
Операция 5 – Формование детали
Приход	Расход
Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг	Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг
ЦМ 332	614,39	610,71	ЦМ 332	613,90	610,22
			б/п	0,49	0,49
			в/п	9,21	9,15
Итого	614,39	610,71	Итого	614,39	610,71

Операция 4 – Приготовление шликера
Приход	Расход
Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг	Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг
ЦМ 332	616,85	613,15	ЦМ 332	614,39	610,71
в/п с 5	9,21	9,15	б/п	2,46	2,44
Итого	626,06	622,30	Итого	626,06	622,30
Операция 3 – Просев смеси
Приход	Расход
Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг	Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг
ЦМ 332	617,16	613,46	ЦМ 332	616,85	613,15
			б/п	0,31	0,31
			в/п	4,32	4,29
Итого	617,16	613,46	Итого	617,16	613,46
Операция 2 - Сушка
Приход	Расход
Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг	Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг
ЦМ 332	617,78	614,07	ЦМ 332	617,16	613,46
			б/п	0,62	0,61
Итого	617,78	614,07	Итого	617,78	614,07
Операция 1 – Мокрый размол
Приход	Расход
Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг	Материал	Кол-во, кг	В т.ч. Al₂O₃, кг
ЦМ 332	619,01	615,30	ЦМ 332	617,78	614,07
			б/п	1,24	1,23
в/п с 3	4,32	4,29	в/п с 3	3,97	3,95
Итого	623,33	619,59	Итого	623,33	619,59

На операцию «Мокрый размол» необходимо подать:

Al₂O₃ – 619,59 (кг);

MgO – 3, 74 (кг)

На операцию приготовление шликера подается:

Парафин – 33, 08 (кг);

Воск – 6, 9 (кг);

Олеиновая кислота – 9, 175 (кг).

Проверка правильности расчета материального баланса:

Выход составляет: S* = (600/619,59) ∙100 = 96,83%.

Ошибка расчетов составляет: Δ= S - S* = 96,91 – 96,83 = 0,07% < 0,5% . Следовательно, расчет выполнен правильно. Из расчетов видно, что для получения 600 кг изделий из материала

ЦМ-332 в год необходимо подать на операцию мокрый размол 623,33 кг смеси ЦМ-332.

ОПИСАНИЕ СПЕЦАГРЕГАТА

Электропечь сопротивления камерная

Электропечь сопротивления камерная СНО 1000/12-ВП-В-М1

Назначение установки: электропечь сопротивления камерная лабораторная

СНО 1000/12-ВП-В-М1 предназначена для термообработки изделий, не выделяющих агрессивные компоненты в воздушной среде до температуры 1250°С.

Техническая характеристика:

Максимальная температура - 1250°С

Номинальная температура – 1200 °С

Номинальная мощность – 63 кВт

Напряжение питающей сети - 380 В

Число фаз - 3

Частота – 50 Гц

Среда в рабочем пространстве – воздух

Размеры нагревательной камеры:

ширина – 800 мм

высота – 1600 мм

длина – 800 мм

Объем – 1024 л.

Габаритные размеры:

ширина – 2000 мм

высота – 2850 мм

длина – 2200 мм

Масса – 2600 кг

расчет материального баланса - student2.ru

Рис.7 Электропечь сопротивления камерная:

1 – камера нагрева; 2 – шкаф управления; 3 – вытяжное устройство; 4 – нагревательные

элементы; 5 – футеровка

Устройство и принцип работы:

Электропечь состоит из:

1) Камера нагрева

2) Шкаф управления

3) Вытяжное устройство

4) Тележка (выкаткой под) с съёмной ручкой

5) Нагревательные элементы

6) Футеровка

Нагревательная камера включает в себя кожух и футеровку. Сварной кожух изготовлен из листовой стали. Футеровка выполнена из огнеупорного кирпича и муллито-кремнеземистого волокна.

В нагревательной камере, тележке и на двери установлены нагреватели из сплава сопротивления (фехраль). Нагреватели выполнены в виде спиралей и смонтированы на керамических трубках.

Футеровка печи состоит из шамотно-волокнистых плит и огнеупорного кирпича.

Спиральные нагреватели, расположенные на тележке, закрываются карбидно-кремниевыми плитами. Питание на нагреватели подаётся при помощи подвижных контактов, которые входят в неподвижные контакты внутри камеры при вкатывании тележки в камеру печи.

Описание печи-аналога

Для повышения производительности производства и улучшения качества выпускаемых изделий можно заменить камерную электропечь сопротивления модели СНО 1000/12-ВП-В-М1 на электропечь сопротивления ТК-40-1650.

Применение:

Печь предназначена для всех видов термической обработки материалов и изделий, связанных с воздействием температуры до 1650 ˚С в окислительной среде. Может быть использована для спекания ферритов, резисторов, пьезокерамики, обжига высококачественных огнеупоров, варки оптических стекол, глазурей, эмалей, отжига монокристаллов и т.д.

Технические характеристики:

Максимальная рабочая температура - 1650°С

1. Объем камеры полезный – 40 л.

2. Номинальная мощность – 63 кВт

3. Размеры камеры, рабочие, мм:
ширина – 360
глубина – 460
высота – 380

4. Напряжение питания – 220 В
5. Частота переменного тока – 50 Гц
6. Потребляемая мощность – 11 кВт
7. Тип нагревателей – ДМ-250/400
8. Количество нагревателей – 6
9. Схема коммутации и сопротивления нагревателей – последовательно.
10. Максимальная разница температур по камере при температуре 1650 ˚С : +-5˚С

Описание конструкции.

Электропечь состоит из :

1)Камера нагрева

2)Шкаф управления

3)Вытяжное устройство

4)Тележка ( выкатной под ) с съёмной ручкой

5)Нагревательные элементы

6)Футеровка

Нагревательная камера включает в себя кожух и футеровку. Сварной кожух изготовлен из листовой стали.
Футеровка – двойная: внутренний слой из волокнистых поликристаллических плит типа VALOX, внешний – из шамотно-волокнистых плит.
Футеровка печи требует регулярного осмотра. Появление трещин на внутренней поверхности стен, свода и пода – закономерное явление. Замена футеровки требуется только если обнаружено появление больших проломов, существенно снижающих характеристики печи и затрудняющих проведение обжига. Материал футеровки очень хрупок. Нельзя допускать ударов по футеровке, двери должны закрываться плавно, «без захлопываний». Материал футеровки не влагостоек. Нельзя устанавливать и хранить печь вне помещений. Длительное воздействие воды приводит к разрыхлению футеровки. Еще более губительным является воздействие низких температур – для полного разрушения футеровки достаточно однократного пребывания печи в течение трех часов при температуре ниже 0˚С.
Футеровка из данного типа материалов не подвергается воздействию кислородсодержащей и восстановительной атмосфер до температуры 1050˚С, инертна к воде и водяному пару, маслам, щелочам и кислотам кроме сильных щелочей, фосфорной и плавиковой кислот.
Негигроскопична, имеет хорошие электроизоляционные свойства, не смачивается жидким алюминием, магнием, цинком и их сплавами. Однако футеровка разрушается под воздействием газообразных сульфатов, хлоридов, фторидов, оксида свинца, оксида ванадия, серы.
Электрическая часть.
Нагреватели – силицид-молибденовые типа ДМ-250/400
После проведения первых четырех обжигов необходимо перетянуть все силовые контакты, начиная от щита и кончая контактами нагревателей. Проверять состояние контактов и подтягивать их необходимо ежемесячно. Термопреобразователь подключается к блоку управления в соответствии с инструкцией по эксплуатации блока управления.

Преимущества

- прочная конструкция печи, предназначенная для эксплуатации в тяжелых условиях; стабильная подвеска дверей;

- расположение нагревательных элементов обеспечивает равномерное распределение температуры во внутреннем пространстве печи;

- механизм закрывания дверей обеспечивает их хорошую герметизацию;

- высококачественные изоляционные материалы дают возможность быстрого повышения температуры до требуемого значения, а также низкое потребление электроэнергии;

- вентиляция печи, предотвращающая образование пара при обжиге (ограничение коррозии) и значительно снижающая температуру корпуса;

- расположение нагревательных элементов на всех стенках и дне тележки; идеальное распределение температуры;

- независимый граничный блок для защиты печи от разрушения;

- высокоточное программируемое регулирование температуры;

- полупроводниковое реле (плавная и бесшумная работа, минимальные помехи для работы иных устройств);

- высокое качество заводского изготовления, техническое оснащение и безопасность эксплуатации.

Замена камерной электропечи сопротивления модели СНО 1000/12-ВП-В-М1 на электропечь сопротивления ТК-40-1650 дает возможность повысить качество и стабильность свойств выпускаемых изделий, так как расположение нагревательных элементов в пространстве печи и программируемый нагрев обеспечивают равномерное распределение температуры и скорости нагрева детали; максимальная рабочая температура в 1650⁰С увеличивает срок службы огнеупора, т. к. максимальная температура отгонки составляет 1160⁰С и дает возможность, при желании совместить стадию спекания при 1300⁰С и придать изделию достаточную механическую прочность, а также сократить время спекания; мощная вентиляция печи, предотвращающая образование пара при обжиге (ограничение коррозии) и значительно снижающая температуру корпуса; автоматизированный выкатной под облегчает работу персонала и обеспечивают максимальную герметизацию, автоматическая система нагрева по заданной программе не требует контроля.

Вывод:

1. Приведены описание изделия, состав материала, характеристики его компонентов и применение.

2. Спроектирован производственный участок по изготовлению высокотемпературных изоляторов из материала ЦМ-332 производительностью 12000 штук в год.

3. Приведена технологическая схема производства изделий и подробно описаны все технологические операции в производстве сопел с указанием технологических режимов на каждом переделе.

4. Рассмотрен спецагрегат с подробным описанием и предложена его замена на аналог.

5. Рассчитан материальный баланс.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Либенсон Г.А., Лопатин В.Ю., Комарницкий Г.В. Процессы порошковой

металлургии. Т.1, Производство металлических порошков. – М.: МИСиС, 2001. –

368 с.

2. Либенсон Г.А., Лопатин В.Ю., Комарницкий Г.В. Процессы порошковой

металлургии. Т.2. Формование и спекание. – М.: МИСиС, 2002.

3. Кипарисов С.С, Падалко О.В. Оборудование предприятий порошковой

металлургии. – М.: Металлургия, 1988. – 488 с.

4. Панов В.С, Чувилин А.М. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и

изделий из них. – М.: МИСиС, 2001. – 428 с.