Для виливки виливниць найчастіше використовують чавуни, середній хімічний склад яких наведено нижче.

Таблиця 1.3 - Хімічний склад чавуну

Елементи	У доменній печі,%	У вагранки,%
З	4,1 - 4,4	3,6 - 3,8
Si	0,5 - 1,2	1,7 - 2,2
Mn	0,5 - 0,9	0,7 - 1,1
S	0,025 - 0,040	0,08 - 0,10
P	до 0,12	до 0,12

Залежно від умов експлуатації і типорозмірів виливниць складу чавуну може змінюватися в межах, зазначених у технічних умовах. Вплив основних елементів на службові властивості виливниць найбільш повно проаналізовані в роботі [6].
Більшість ливарних цехів відливають виливниці в сухі разові піщано-глинисті форми. При литві в разових формах забезпечується більш рівномірна макро - і мікроструктура чавуну в стінках виливниці і менша разностенность. При формуванні виливниці зазвичай застосовують чисту модель. У даному випадку модель і ящик для центрального стрижня суміщені (рис. 1.5).
Опочня оснащення складається з нижньої (піддона) і середньої опок і кокильного верху. Піддон сталевий має стругану поверхню фланців. Він забезпечений центруючими штирями, а для видалення газів з стрижня постійно з'єднаний з піддоном. Піддон є базою при набиванні форми і стрижня.
Перед початком виготовлення форми на піддони кладуть сталеву стругану протяжну рамку товщиною 80 - 100 мм і центрують по штирів. Потім по штирями встановлюють середню опоку, яка являє собою зварену коробку без роз'ємів з отворами для виходу газів. Висота середньої опоки дорівнює висоті чистої моделі. Скріплення середньої опоки з протяжною рамкою здійснюється чотирма кованими скобами або клиновий затягуванням. В одному з кутів середньої опоки у вертикальному положенні встановлюють модель стояка, нижній кінець якого знаходитися приблизно на 60 мм вище протяжної рамки [2].
Для набивання форми і стрижня застосовують єдину формувальну суміш, яка надходить рівномірно з рухомих транспортерів. Суміш ущільнюють пневматичними трамбівками, пескометом або заливкою ЖСС. У процесі набивання на відповідних рівнях встановлюють моделі живильників. Після закінчення набивання середньої опоки приступають до ущільнення основного стрижня з тієї ж формувальної суміші. Для зміцнення стержня в процесі його набивання укладають жорсткі рамки з дроту діаметром 6 мм. Зазвичай ставлять 6 - 7 рамок рівномірно по висоті.
Після закінчення набивання форм і стрижня середню частину форми знімають разом з протяжною рамкою і видаляють чисту модель. Останню операцію проводять у строго вертикальному напрямку, щоб моделлю не зруйнувати стрижень. Потім приступають до набивання нижньої опоки (піддона) і обробці всієї форми. Щільність набивки по твердоміри повинна бути для форм 80 - 85 од. і для основного стрижня 80 - 90 од. [2].
Форми і стрижні забарвлюють пульверизатором, товщина шару фарби 2 - 3 мм. Після фарбування середню частину форми (кожух) ставлять на піддон таким чином, щоб вийшла щілину для проходу газів при сушінні. Досягається це за допомогою спеціальних підкладок. Підготовлений комплект підсушують: тривалість сушіння в середньому становить 8 годин. Глибина підсушеного шару формувальної суміші для форм і стрижнів повинна бути не менше 50 - 60 мм.
Просушені форми збирають у заливальному кесоні або на конвеєрі. Кожух форм встановлюють на піддоні по штирів. Кріплення кожуха з піддоном здійснюють скобами. Живильник і литниковая хід продувають стисненим повітрям. Поверхня верхньої опоки (кокиля), стикається з відливанням, покривають фарбою щільністю 1,05 - 1,1 кг / м ^3. Потім верхню опоку (кокіль) встановлюють на середню опоку і кріплять скобами. У верхній частині форми набивають ливникову воронку для заливки чавуну і випоровши для виходу газів. Для підвищення міцності виливниць при зборі форм встановлюють бандажі в нижню, а для деяких типорозмірів і у верхню частину форми. Заливання здійснюють за допомогою поворотного або стопорного ковша при використанні чавуну доменної плавки.
Така технологія виготовлення форм виливниць характерна в основному для спеціалізованих цехів.
Малопотужні ливарні цехи, відчуваючи брак формувальних площ і сушильних коштів, тому виливниці відливають у полупостоянних формах. Перевага цього методу є те, що в одній формі можна отримувати до 50 виливків.
Основними недоліками полупостоянних форм є важкі умови праці формувальників, пов'язані з ремонтом гарячих форм, а також нерівномірність остигання залитої виливниці, так як теплопровідність полупостоянной форми (кожуха) і стрижня різна. Це призводить до появи різнорідних структур у стінках виливниць через впливів ребер і фланців полупостоянной опоки на швидкість кристалізації металу. При цьому неможливо також витримати точні розміри виливниці, особливо товщину стінок. Зазначені недоліки полупостоянних форм показують, що застосовувати цей метод, особливо для відливання великих виливниць, недоцільно.
Є досвід [7] з лиття чавунних виливниць кокілях з обмазкою. Оснащення складається з піддону, двох боковин (кожухів) і верху. Наявність достатньо великого шару обмазки (20 - 25 мм) на внутрішній поверхні окремих частин кокильном форми уповільнює охолоджування виливниць, що сприятливо впливає на їх стійкість.
Основними умовами, що забезпечують високу економічну ефективність централізованого виробництва виливниць, слід відзначити:
- Потокове конвеєрне виробництво, що дозволяє механізувати й автоматизувати процеси заливки, сушіння та охолодження форм; виключити багато транспортні операції;
- Застосування пескометной формування і рідких самотвердіючих сумішей, що забезпечує механізацію і підвищення продуктивності формовки;
- Використання уніфікованої технологічної модельно-опочною оснащення, що дозволяє механізувати допоміжні операції;
- Можливість заміни чавуну ваграночний плавки рідким передільного чавуну, що подаються безпосередньо з доменної печі;
- Створення нового спеціального обладнання для механізації та автоматизації всіх трудомістких і допоміжних операцій. Крім того в спеціалізованих цехах з виробництва виливниць істотно поліпшуються санітарно-гігієнічні умови праці.
1.3. Класифікація експлуатаційних дефектів виливниць
У результаті наукових досліджень [7 - 10] з'явилися нові резерви підвищення стійкості виливниць, особливо проти утворення тріщин. Обнадійливі результати отримані при експлуатації виливниць (у тому числі і великих) з чавуну, модифікованого магнієм [7,8]. Застосування високотемпературних датчиків [9] розширює можливості дослідження температурних напружень і розробки принципів конструювання виливниць. Проте за рахунок підвищення тріщиностійкості виливниць не можна повністю вирішити проблему зниження їх витрат. За даними роботи [10] 45 - 55% виливниць виходить з ладу в результаті утворення сітки розпалу і її відколів на робочій поверхні, причому частка цих виливниць безперервно зростає.
Відповідно до класифікації А.А. Горшкова [11] тріщини бувають першого, другого і третього роду. Причиною утворення тріщин першого роду є термічні напруги, що розвиваються внаслідок великого перепаду температур між внутрішньою і зовнішньою поверхнями виливниць. Але більш певні уявлення з цього питання складаються при аналізі роботи [4], де показано, що температура внутрішньої і зовнішньої поверхні істотно залежить від початкової температури виливниці (до заливки сталі). Так, при початковій температурі 80, 100 і 130 ^о С максимальна температура внутрішньої поверхні на ½ висоти виливниці дорівнює 915, 940 і 960 ^о С, а зовнішньої 600, 620 і 635 ^о С, відповідно. Підвищення температури внутрішньої поверхні на 45 ^о С тягне за собою збільшення перепаду всього лише на 10 ^о С. Отже, посилення температурного режиму роботи виливниць не створює особливої ​​небезпеки для утворення тріщин першого роду.
Причиною утворення тріщин другого роду є напруги, що розвиваються внаслідок перепаду температур між осьової зоною стінки виливниці та внутрішньою поверхнею. Після видалення злитку температура глибинних шарів вище поверхневих на 40 - 60 ^о С. У зв'язку з цим на внутрішній поверхні виникають розтягуючі напруги, що призводять до тріщин другого роду [2].
Сформовані умови високотемпературного режиму експлуатації виливниць найбільшою мірою впливають на знос її внутрішньої поверхні. Підвищення температури внутрішньої поверхні виливниць збільшує інтенсивність утворення сітки розпалу і вигаров.
Представляється доцільним для характеристики експлуатаційних дефектів на робочій поверхні виливниць користуватися наступними визначеннями:
- Сітка розпалу - тріщини, що утворюються в різних напрямках на поверхні виливниці при багаторазовому її використанні (рис. 1.6, а);
- Вигар - поглиблення з окисленої поверхнею, що утворюється внаслідок викришування осередків сітки розпалу (рис. 1.6, б);
- Зрив робочого шару - поглиблення з окисленої зернистою поверхнею, що утворюється при вилученні з виливниці приварившегося зливка (рис. 1.6, в);
- Розмив стінки, дна - поглиблення, що утворюється на робочій поверхні виливниці в результаті прямого впливу струменя разливаемой сталі (рис. 1.6, г).

1.4. Вимоги до матеріалу виливниць
В якості головного критерію, що визначає придатність матеріалу для виливниць, вважають [9] здатність його протистояти впливу напружень. Після ряду уточнень формула для оцінки придатності матеріалу виливниць пропонується в такому вигляді [12]:
; (1.3)
де:
- Здатність матеріалу протистояти впливу напружень;
- Коефіцієнт теплопровідності;
- Межа міцності на розтяг;
а - коефіцієнт лінійного розширення;
Е - модуль пружності;
- Відносне подовження;
S - температурний фактор, що враховує зменшення границі текучості при збільшенні температури і виражається у вигляді тангенса кута нахилу кривої межа текучості - температура.
У роботі [12] на підставі дисперсійного аналізу стійкості виливниць прийшли до висновку, що основними властивостями чавуну, визначальними стійкість виливниць (С) є: циклічна в'язкість (Q), температуропровідність (D), модуль пружності (Е) і коефіцієнт теплового розширення ( ), Що виражається наступною статистичної залежністю: С = 147,68 (QD (E )) + 40,46
Стійкість виливниць зростає із збільшенням перших двох складових і зі зменшенням других. Порівняння цих двох функціональних залежностей, що включають багато найважливіші властивості матеріалів, свідчить про суттєве розбіжності думок про питання вибору чавуну для виливниць. У деяких роботах [12] першорядна важливість віддається хімічним складом чавуну. В інших [9] дослідженнях вказується на необгрунтованість цього висновку. В даний час досить чітко встановлений зв'язок між службовими властивостями виливниць і макро-і мікроструктурою чавуну [2]. Завдяки великій пластичності чавуну з кулястим графітом, знижується ймовірність появи наскрізних тріщин, а менша схильність його до зростання сприяє уповільненню освіти сітки розпалу.
Це положення підтверджується спеціальним експериментом [13]. Виливниці відливали по стрижнях, полграні яких по вертикалі покривали (досвідчений ділянка) хромо-графітової фарбою. У поверхневому шарі чавуну на звичайному ділянці була перліто-феритного структура з крупними включеннями графіту (рис. 1.7, а), а на дослідному ділянці спостерігалося багато карбідів хрому в перлітною основі і незначна кількість дрібного графіту (рис. 1.7, б).
Тріщини сітки розпалу на ділянці, збагаченому хромом, розвивалися значно повільніше (рис. 1.8), ніж на звичайному. У даному випадку підвищення ростоустойчівості чавуну в робочому шарі позитивно позначилося на разгароустойчівості виливниць [2].
Основне значення для зростання чавуну в поверхневому шарі виливниць має процес окислення. Каналами для проникнення окисних агрегатів є графітові включення: чим більше їх кількість і величина, тим інтенсивніше йдуть процеси окислення і зростання. Графітові включення є не тільки каналами для проходження окисних агрегатів в чавун, але і концентраторами напружень. Від графітових включень беруть свій початок тріщини [2]. Як вже зазначалося, ізложниці з феррито-перлітного чавуну гірше протистоять утворенню сітки розпалу, ніж з перлітного; хоча перлітний чавун володіє зниженою пластичністю в порівнянні з феритних.
Окислювальні процеси в фериті протікають значно швидше, ніж у перліті. При випробуванні зразків перліто-феритного чавуну на разгароустойчівость встановлено, що прикордонне окислення фериту спостерігається після 10 - 20 циклів, в першу чергу навколо графіту. При збільшенні числа циклів окислення просувається від графітових включень в глиб матриці в основному по феритних полях, огинаючи перлітним ділянки, і тільки при значному числі циклів (150 - 200) може проходити по перліту [15].
Виливниці з чавуну з перлітною структурою краще протистоять утворенню сітки розпалу, ніж з перлітним-феритної. З іншого боку, разгароустойчівость чавуну з дрібними включеннями графіту, отриманого авторами в поверхневому шарі виливниць при дослідженні стрижнів з матеріалів з високою теплоаккумулирующей здатністю, вище перліто-феритного.
Отже, для уповільнення розвитку сітки розпалу на робочій поверхні виливниць необхідно підвищувати пластичність (в умовах помірного окислення), або підвищувати ростоустойчівость, навіть на шкоду пластичності [2].
Представляє інтерес досвід роботи металургійного комбінату «Запоріжсталь» [16] у якому показано важливе значення змочуваності й адгезії. Виливниці з ваграночного чавуну, використовувані для розливання високолегованих сталей, володіли більшою схильністю до приварювання злитків. Після заміни ваграночного чавуну доменним стійкість виливниць різко підвищилася, але сітка розпалу розвивається більш інтенсивно. Це пояснюється наявністю в доменному чавуні великої кількості великих включень графіту, що сприяє зменшенню змочуваності поверхні виливниць сталлю, але, в той же час, призводить інтенсифікації процесів окислення і зростання чавуну в поверхневому шарі.
Виконаний аналіз дослідження з цього питання дозволяє зробити висновок, що при оцінці придатності матеріалу для виливниць необов'язково і недоцільно брати до уваги будь-то строго певний фактор (температура, хімічний склад, макроструктура і т.д.) характеристики виливниці, а тільки кілька найважливіших з них . Принциповий підхід до вибору матеріалу обов'язково повинен базуватися на аналізі умов роботи виливниць і превалюючих причин їх відбраковування. Якщо дотримуватися такого принципу, то деякі характеристики, визнані найважливішими, можуть бути віднесені до розряду другорядних без шкоди для стійкості виливниць [2].
1.5. Способи підвищення стійкості виливниць
Численні дослідження в галузі підвищення стійкості виливниць присвячені, головним чином, питань пов'язаних з утворенням наскрізних тріщин [14 - 17]. Шляхи запобігання цих дефектів визначені досить чітко. Проте за рахунок підвищення тріщиностійкості виливниць не можна повністю вирішити проблему зниження їх витрат.
Характерними причинами бракування виливниць на більшості вітчизняних заводів в даний час є приварювання злитків, сітка розпалу і вигари [13].
Так за даними роботи [14] слід розрізнити два види приварювання:
1) приварювання на ранніх етапах експлуатації, що виникає в результаті зсуву струменя, підвищеної температури разливаемой сталі і високої початкової температури виливниць;
2) пізніше приварювання, «заклинювання злитку», що відбувається в результаті проникнення рідкої сталі в тріщини сітки розпалу.
Підвищення температуроустойчивости робочої поверхні виливниць може бути досягнуто двома шляхами: створенням захисних покриттів на робочій поверхні і поліпшенням якості чавуну в процесі виливки виливниць. Використання захисних покриттів у вигляді намазок, екранів і вставок вимагає значних матеріальних витрат. Тому на вітчизняних заводах захисні екрани, покриття не знайшли широкого застосування. Більш перспективними є способи поліпшення якості чавуну виливниць в процесі їх відливання.
Поширеним способом поліпшення структури і властивостей чавуну є модифікування.
В якості модифікаторів були випробувані феротитан, титанові губки, феррованадий, гранульований феросиліцій, чавунна стружка та ін [7]. Виробничі випробування дослідних партій показали, що модифікування титаном, що сприяє укрупнення графіту, ефективно для уповільнення процесу утворення наскрізних тріщин.
Слід зазначити, що при добавці титану (у вигляді губок) в ківш і особливо в ливникову чашу досягнуто більший ефект, ніж при введенні його в вагранку (при однаковому залишковому змісті титану в чавуні 0,05%). Титан більшою мірою ефективний як модифікатор і меншою як легуючий елемент.
Подрібнення евтектичного зерна і графіту під впливом феррованадия і гранульованого феросиліцію негативно позначається на тріщиностійкості виливниць, однак розвиток розпалу сповільнюється. В умовах інтенсивної експлуатації при розливанні високолегованих сталей стійкість виливниць з чавуну, модифікованого гранульованим ферросилицием, підвищилася в порівнянні зі звичайними на 42% [3].
Таким чином, для підвищення термостійкості поверхні виливниць без шкоди для тріщиностійкості необхідно подрібнювати структуру чавуну тільки в робочому шарі [15].
Серед відомих способів поліпшення структури в робочому шарі виливків найбільш підходящим для виливниць є поверхове модифікування і легування. В якості легуючих компонентів у складі активних фарб для стрижнів виливниць випробувані телур, ферохром і різні сполуки на основі бору. При виборі цих компонентів передбачалося підвищити ростоустойчівость окаліностойкость чавуну в робочому шарі виливниць. У структурі повепхностного шару спостерігалося подрібнення і утворення окремих включень карбідів. Активні складові фарб у даному випадку відіграють роль і модифікаторів, і легуючих елементів. Заміна частини графіту в робочому шарі карбідами підвищує термостійкість в результаті уповільнення окислення, що розвивається по графітових включень. Розкладання карбідів в процесі охолодження виливка у формі і при експлуатації сприяє ущільненню чавуну [16].
У цьому аспекті представляє інтерес наступний експеримент [2].
Виливницю відливали по стрижні, який після коксо-графітової фарби покривали шаром ферохрому. Після 10 наливів з неї висвердлювали кернові проби. У структурі поверхневого шару ще зберігалися карбіди хрому (рис. 1-9). Однак на одній ділянці, там, де відсутні карбіди, уже добре помітно окислення. На ділянці з перлітним-карбідної структурою чавун практично не окислен, тобто карбіди хрому сповільнюють процес окислення чавуну.
Поверхневе модифікування і легування істотно впливає на формування структури чавуну в поверхневому шарі виливниць, і сприяє підвищенню стійкості на 14 - 33%. За даними досліджень [17] більш технологічним є модифікування борною кислотою. Товщина поліпшеного шару при використанні борної кислоти коливається в межах 5 - 10 мм. У виливницях з доменного чавуну в цьому шарі графіт розташовується у вигляді окремих включень, а при звичайних умовах кристалізації - у вигляді мало ізольованих колоній (рис. 1.10). Більша подрібнення графітових включень спостерігається в ваграночном чавуні (рис. 1.11).
Поверхневе модифікування і легування ефективно для уповільнення процесу розвитку сітки розпалу і для підвищення стійкості виливниць проти заклинювання злитків. Стійкість промислової партії виливниць з поліпшеною структурою робочого шару на 11 -14% вище, ніж у звичайних.
Виливниці з металокерамічним робочим шаром товщиною 1,5 - 2 мм (рис. 1.12) добре протистоять раннього приварювання [15]. При експлуатації досвідчених 6-и тонних виливниць на Дніпропетровському заводі ім. Петровського при розливанні рейкової сталі, випадків приварювання не спостерігалося.
У той же час 75% звичайних виливниць вийшли з ладу в результаті приварювання злитків. Середня стійкість 30 досвідчених виливниць виявилася на 48% вище стійкості контрольних. Випробування виливниць з металокерамічним робочим шаром в умовах інтенсивного розвитку сітки розпалу не дало позитивних результатів внаслідок низької термостійкості цього шару.
Для запобігання приварювання зливків з високолегованих сталей виявилося ефективним створення захисної плівки з оксидів алюмінію на робочій поверхні виливниць [5].

2. ТЕОРЕТИЧНІ І ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ СТІЙКОСТІ виливниць В УМОВАХ ЇХ ЕКСПЛУАТАЦІЇ НА КДГМК «КРИВОРІЖСТАЛЬ»
2.1. Характеристика прийнятих на КДГМК «Криворіжсталь» виливниць та аналіз їх стійкості
Для розливання киплячій і напівспокійної стали зверху і сифоном застосовуються розширені донизу наскрізні виливниці типу КС - 8п, (рис. 2.1), розрахункова маса злитка:
спокійної сталі - 8,9 т;
киплячої сталі - 8,6 т;
розрахункова маса виливниці - 8,6 т.
І МКС - 12,5 т (рис. 2.2):
загальна маса зливка - 12,9 т;
розрахункова маса виливниці - 13,1 т.
Для розливання спокійної сталі застосовуються виливниці розширені догори, глуходонні з прибутковими надставками типу С - 9 (рис. 2.3):
розрахункова маса зливка - 9,1 т;
маса прибутковою надставки - 1,25 т;
загальна маса зливка - 8,4 т;
маса виливниці - 10,8 т;
і виливниць типу МС - 12 (рис. 2.4):
розрахункова маса зливка - 10,5 т;
маса прибутковою надставки - 2,4 т;
загальна маса зливка - 12,5 т;
маса виливниці - 12,5 т;
Виливниці розширені донизу типу КС - 8п для розливання спокійної сталі змінюють з теплоізоляційними плитами.
Перші - для розливання зверху, другі для розливання зверху і сифоном [20].
Типи виливниць і спосіб розливання сталі на КДГМК «Криворіжсталь» наведені в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 - Типи виливниць і спосіб розливання сталі на комбінаті «Криворіжсталь»
Витратний коефіцієнт виливниць на 1 тонну сталі на комбінаті «Криворіжсталь» складає: КС - 8п - 11кг / т сталі, що МКС - 12,5 - 12,7 кг / т сталі, С - 9 - 30 кг / т сталі, МС - 12 - 22кг / т сталі.
У таблиці 2.2 наведено кількість виведених з експлуатації виливниць за видами дефектів за 2001 і 2002 рік, а також стійкість виливниць.
Виливниці виходять з експлуатації в результаті утворення поздовжніх і поперечних тріщин, розпалу внутрішньої поверхні, механічних пошкоджень. Вивчення причин руйнування виливниць і аналіз промислових даних, показує, що перераховані причини характерні для всіх заводів. Різниця полягає лише в переважному впливі тих чи інших факторів, що пов'язано з конкретними умовами на кожному підприємстві. На стійкість виливниць впливає велика кількість чинників, основними з яких є:
1. Фізичні та механічні властивості чавуну.
2. Хімічний склад чавуну.
3. Макро і мікроструктура чавуну.
4. Технологія виготовлення виливниць.
5. Умови експлуатації виливниць.
6. Конструкція виливниць.
7. Марка сталі розливається у виливниці.
Як правило, виливниці виходять з ладу в результаті руйнування внутрішньої поверхні, що пов'язано з появою дрібних тріщин, розмивів і опіків, утворення наскрізних і глибоких тріщин на стінках.
Важливою причиною руйнування виливниць є нерівномірний прогрів стінок. У період розливання сталі, різниця температури внутрішніх і зовнішніх шарів виливниці досягає 650-800 ^о С. У результаті в стінках виливниці виникає високе напруження, що приводить до утворення тріщин [19].
Багаторазове циклічне повторення нагріву і охолодження призводить до повного руйнування виливниць.
Утворюються при експлуатації тріщини можна класифікувати наступним чином [2].
1. Тріщини першого роду - утворюються на робочій поверхні при односторонньому нагріванні, в перші хвилини після зіткнення виливниці з рідким металом.
2. Тріщини другого роду - виникають на робочій стороні виливниці, у вигляді волосовин, які при тривалій експлуатації виливниць, збільшуються і проходять через всю стінку (рис. 2.5).
3. Тріщини третього роду - з'являються на внутрішній поверхні виливниці після значного числа наливів. Це так звана сітка розпалу (рис. 2.6).
Всі ці тріщини є результатом впливу високих температур, окислення складових домішок чавуну, що призводить до його зростання, в результаті чого виникають внутрішні напруження.
Істотний вплив на стійкість виливниць як вказувалося раніше, надають: конструкція виливниці, структура і властивості матеріалу, з якого вони виготовлені, тривалість періоду між роздяганням виливниць (тривалість перебування металу в виливницях) і розливанням сталі, а також умови наповнення виливниць. Розрізняють внутрішні напруги першого роду зональні, що виникають між стінками зонами перетину і різними частинами виливниці, другого роду - які виникають всередині зерна або між сусідніми зернами. І третього роду - виникають всередині кристалічної решітки. Всі ці напруги в кінцевому підсумку викликають пружну деформацію, яка призводить до спотворення кристалічної решітки і коли ці напруги перевершують переділи міцності чавуну, в изложнице утворюються тріщини [13].
Під дією рухається рідкої сталі в разі прямого попадання струменя на стінку відбувається розмив внутрішньої поверхні виливниці (рис. 2.7). Циркуляційні потоки в рідкій сталі викликають нерівномірне нагрівання робочої поверхні виливниць залежать від способу розливання. При сифонної розливанні зона інтенсивної циркуляції розташовується в нижній частині виливниці. Інтенсивна циркуляція затримує утворення зазору в нижній частині виливниці, гальмує усадку сталі і сприяє більш високому нагріванню внутрішніх стінок виливниці, що сприяє появі найбільш ранній стадії сітки розпалу.
При розливанні зверху зона інтенсивної циркуляції стали переміщається послідовно знизу вгору, тепло, що поглинається стінкою виливниці, розподіляється рівномірно по висоті, що призводить до більш пізнього і рівномірному появи сітки розпалу по висоті виливниці.
Максимальне ферростатіческое тиск у цьому випадку сприймається більш міцної скоринкою злитка, що утворюється значно раніше, ніж при сифонної розливанні. При розливанні зверху так само можливі опіки (оплавлення) на стінках виливниці, якщо струмінь металу, що заливається в момент запису або при відкритті (закритті) шибера, частково потрапляла на стінку виливниці (рис. 2.8).
Неточна центровка струменя часто призводить до приварюванні злитка до изложнице, в деяких випадках настільки міцною, що злитки практично неможливо витягнути і тому виливницю доводиться розбивати. Для боротьби з приварили і полоненими розливання сталі зверху слід починати плавним, але досить швидким відкриттям шибера до отримання повної струменя, що забезпечує підйом металу у виливниці зі швидкістю 0,6 - 0,7 м / хв.
Перехід від розливання пригальмований струменем на максимальну швидкість наповнення має відбуватися не ривками, а дуже плавно, тому що температура поверхні піддону в цей період досягає свого максимального значення. Крім раціонального режиму розливання необхідно застосовувати спеціальні матеріали мастила перешкоджають приварювання злитка до изложнице і загальмувати поява сітки розпалу.
Аналіз наведених даних (табл. 2.2) показує, що з причини сітки розпалу і вигаров виходить з ладу виливниць типу КС-8п - 80,6%, МКС - 12,5 т - 77,9%, С-9 - 51,5% , МС-12 - 31,8%. Унаслідок приварювання злитку, розмиву дна, стін виходить з ладу виливниць типу КС-8п - 1,4%, МКС - 0,7%, С-9 - 18%, МС-12 - 17,1%. Що викликано поряд з недостатньою міцністю чавуну через відсутність його модифікування як в об'ємі, так і в поверхневому робочому шарі в цеху виробництва виливниць, так і експлуатаційним напругою пов'язаним з температурою виливниці і температурою разливаемой стали, часом витримки металу у виливниці, напругами викликаними гальмуванням усадки злитку у виливниці. Так відомо [28,29], що чим вище ливарне напруга тим більше значення одержують експлуатаційні, особливо на перших 10 - 15 наливу, тому на перших наливу необхідно прагнути по можливості не допускати під розливку виливниці з температурою нижче 50 ^о С.

2.2. Підготовка виливниць до розливання
Якість поверхні злитка в значній мірі залежить від стану внутрішньої поверхні виливниці. Незадовільно очищені і змащені виливниці, служать причиною виникнення підкіркових міхурів і місцевих тріщин, на поверхні злитків, що крім цього зменшує стійкість виливниць [20].
Якісна та продуктивна підготовка виливниць, чистка та змащування їх може бути досягнута тільки шляхом комплексної механізації цих робіт, які виконуються в спеціальних відділеннях, куди виливниці надходять після їх охолодження.
На «Криворіжсталі» в цеху підготовки складів чистку виливниць роблять у спеціальному відділенні, де поєднані дві операції - чищення і мастило. Виливниці з відділення роздягання злитків подаються на шляху відстою для їх охолодження на повітрі. Після охолодження до необхідної температури (90 - 120 ^о С) виливниці надходять у відділення чищення. У відділенні чищення встановлений рейковий штовхач 1 (рис. 2.9), за допомогою якого проводиться пересування візків з виливницями. Привід 2 рейкового штовхача електричний.
Машина чищення змонтована на пересувній візку 3. На візку встановлені механізм пересування 4 і механізм підйому штанги 5. Штанга 6 виконана у вигляді зубчастої рейки, у нижній частині якої закріплені металеві щітки 7. Щітки являють собою дві металеві пластини, між якими закріплені мірні обрізки сталевого канату. Чистка виливниць проводиться шляхом пересування штанги у вертикальній площині по внутрішній поверхні виливниці.
Шар металу, що утворився на верхньому торці виливниці в результаті патьоку шиберного затвора при переїзді сталеразливочного ковша з виливниці на виливницю, видаляється у відділенні підготовки складів за допомогою кранів спеціальним скребком.
Виливниці, після «аварійних плавок» (патьок металу між плитами, розливання холодних плавок з пропаленням, не криє шибер і т.д.) з залитими торцями викладають на спеціальному майданчику для видалення охолодей за допомогою вогневої різання. Виливниці зі шлаковими поясами піддаються чищенню у відділенні підготовки складів на стаціонарному ерше. Стаціонарний йорж представляє собою металеву плиту, вага якої дорівнює вазі виливниці, в якій встановлено квадратний стрижень. Висота стрижня відповідає висоті виливниці. На стрижні встановлено три металеві щітки. Очищення виливниць на стаціонарному ерше проводиться за допомогою електромостових крана.
Після очищення виливниць проводиться їх мастило. Відділення мастила складається з рейкової штовхача, аналогічного як у відділенні чищення, пересувного візка і ємності з розчином для фарбування. Візок складається з механізму її пересування і механізму підйому штанги. Штанга виконана у вигляді труби, усередині якої розташовані трубопроводи подачі розчину і стислого повітря. У нижній частині штанги трубопровід з'єднаний з форсункою, яка забезпечує рівномірне покриття внутрішньої поверхні виливниці мастильними матеріалами.
На комбінаті «Криворіжсталь» мастило виливниць виробляють розчином на основі дістенсіліманітового концентрату або вапна.
Склад сумішей:
1. Дістенсіліманітовий концентрат 100%. Вода понад 100% до щільності розчину 1,18 - 1,22 г / см ^3.
2. Вапно 100%. Вода понад 100% до щільності розчину 1,05 - 1,12 г / см ^3.
Дістенсіліманітовий концентрат має наступні співвідношення інгредієнтів у%:

Таблиця 2.3 Хімічний склад дістенсіліманітового концентрату

Товщина покриття складає - 1,1-1,4 мм, при цьому наносяться покриття розташовуються рівним шаром по всій поверхні виливниць без будь-яких напливів і пропусків. Температура 90 - 120 ^о С виливниць забезпечує швидке висихання покриття і видалення з нього вологи, яка під час розливання сталі може викликати подкіпаніе металу біля стінок виливниць, що призводить до погіршення якості поверхні злитка і зниження стійкості робочого шару виливниці особливо тих у яких вже є сітка розпалу.
Рівний шар якісної мастила покликаний зменшити тепловий удар в перший момент зіткнення рідкого металу та виливниці, згладити поверхневі нерівності на робочій поверхні виливниці, попередити потрапляння металу в поглиблення сітки розпалу, що загальмує подальше її окислення і при цьому буде служити отриманню більш рівної й гладкої поверхні виливниць .
Так що проводяться на комбінаті дослідження [30] з нанесення металевого алюмінію показала, що нанесення на внутрішню поверхню металевого алюмінію за допомогою металізації виключає добавки сполучних речовин (водний розчин рідкого скла, вода, кремнезоль, сірчанокислий магній тощо), а тим самим виключається джерело газовиділення і додаткових неметалічних включень. Крім того, такий метод дозволяє підвищити стійкість робочої поверхні виливниць за рахунок алітірованія чавуну [2].

2.3. Вплив часу перебування металу у виливниці на її стійкість
Як показали дослідження в роботі [21], затримка роздягання злитку викликає термічну втому через збільшення чавуну і його зростання, що призводить до зміни структури матеріалу виливниці до більш ранній появі сітки розпалу з відповідним зниженням її стійкості. Значне підвищення стійкості виливниць може бути досягнуто шляхом зниження максимальних температур, що досягаються в тілі виливниць та скорочення часу перебування виливниці при максимальних температурах. Цим способом не можна усунути переродження структури чавуну виливниці, але воно може бути загальмовано з підвищенням її стійкості.
Пор даними роботи [22] між стійкістю виливниць і часом перебування в ній злитку існує залежність:
; (2.1)
де:
А - число наливів (циклів),
А _∞ - 20 - мінімальне число наливів (при скільки завгодно тривалому перебуванні злитку у виливниці),
К - коефіцієнт рівний ≈ 5000,
S - тривалість перебування злитку у виливниці, хв.
Відповідно до вищевказаної залежністю отриманої шляхом підвищення тривалості перебування злитка в изложнице S скорочує допустиму кількість наливів.
Результати експлуатації виливниць та аналіз їх стійкості на комбінаті «Криворіжсталь» показує (табл. 2.2), що у виливниці, що працює тільки з киплячою і напівспокійної сталлю, сітка розпалу розвивається значно повільніше, ніж у виливницях працюють зі спокійною сталлю, що можна пояснити двома причинами : перша - це наскрізна виливниць має менші ливарні напруги ніж глуходонних, і друга - час витримки злитків менше, що підвищує стійкість наскрізних виливниць. Згідно технологічної інструкції з розливанні сталі [23] час витримки металу в глуходонних виливницях для спокійної сталі складає 50 - 110 хвилин, для киплячій і напівспокійної (наскрізні виливниці) складає 30 хвилин.
З таблиці 2.2 видно, що стійкість виливниць типу С - 9 і МС - 12, для спокійних марок сталі в 2 рази менше ніж виливниць типу КС - 8п і МКС - 12,5, для киплячих і напівспокійних марок сталі.
У 2002 році було досягнуто збільшення стійкості виливниць типу КС - 8п і МКС - 12,5 на комбінаті «Криворіжсталь» у порівнянні з 2001 роком. Ці результати були досягнуті завдяки введенню в 2002 році нового регламентованого графіка № 2 (рис. 2.10) доставки зливків з підвищеним тепломісткості з сталеплавильних в обтискні цехи комбінату [24]. Сутність цього регламентованого графіка полягає в тому, що для напівспокійних марок сталі зменшили час відстою плавки в розливному відділенні сталеплавильних цехів комбінату з 30 хвилин до 10 хвилин, отже, зменшився час знаходження злитків у виливницях до стріпперованія. На 20 хвилин, що як видно з таблиці 2-2 призвело до підвищення стійкості виливниць КС - 8п на 12% і МКС - 12,5 на 4%.
У роботі [31] був переглянутий і скорочений графік перебування гарячих злитків у виливницях. За старим графіком час перебування гарячого злитка в изложнице становило 3,5 - 4 години. Шляхом теоретичних розрахунків і тривалого спостереження за пересуванням гарячих складів було встановлено, що для зливків масою в 3,5 тонни час витримки гарячих злитків у виливницях без шкоди для якості злитка можна скоротити на 1 годину, тобто до 2 год 30 хв - 2 год 40 хв.
У результаті температура гарячого посаду підвищилася з 715 до 810 ^о С. При роботі за новим графіком протягом року відзначене поліпшення показників: зниження чаду металу в колодязях Блумінга на 0,3%, підвищення продуктивності колодязів на 0,6%, скорочення витрати палива на 4%, підвищення стійкості виливниць на 2 - 4 наливу, прискорення оборотності складів на 8%, збільшення пропускної здатності розливного прольоту на 12%.
2.4. Вплив коефіцієнта оборотності виливниць
на їх стійкість
Однією з основних експлуатаційних характеристик стійкості виливниць є коефіцієнт оборотності виливниць, який характеризує температурний режим експлуатації виливниць.
Фактичний коефіцієнт оборотності виливниць залежить від цілого ряду факторів, основними з яких є:
1. Маси і конструкції виливниці;
2. Способу охолодження виливниць;
3. Теплофізичних властивостей чавуну виливниці;
4. Температури разливаемой сталі;
5. Тривалості від розливання сталі;
6. Відстань між стоять поруч виливницями;
7. Температури навколишнього повітря;
8. Кількості типів застосовуваних виливниць, планування виробництва по сортаменту продукції і, відповідно до цього за типами виливниць;
9. Забезпеченості змінним обладнанням, у тому числі: сталерозливних візками, виливницями;
10. Пропускної спроможності ділянок, у тому числі залізничних шляхів для охолодження складів з виливницями [25].
Технологічна інструкція цеху підготовки складів (ТІ 228 ПС - 06 - 2000 п.3.5.1) регламентує для створення оптимальних умов експлуатації виливниць наступний коефіцієнт за типами виливниць:
- Для розширених донизу 1,3 - 1,4;
- Для розширених догори 1,0 - 1,1.
З аналізу графіка оборотності виливниць типу КС - 8п і МКС - 12,5 т (рис. 2.11) випливає, що при збільшенні коефіцієнта оборотності виливниць більше 1,4 або його зниження до 0,9 суттєво зменшується стійкість виливниць типу МКС - 12,5 т. Це пов'язано насамперед з великим розміром виливниці та її вагою. Йде нерівномірний прогрів стінок виливниці, виникають великі внутрішні напруги [15], що різко знижує стійкість виливниці типу МКС - 12,5 т. Виходячи з аналізу графіка видно, що стійкість виливниць типу КС - 8п при збільшенні коефіцієнта оборотності виливниць більше 1,4 або його зниження до 0,9 призводить до зменшення стійкості виливниць, але в меншому ступені в порівнянні з виливницями типу МКС - 12,5 т. Це пов'язано насамперед з її меншими розмірами і масою. Прогрів виливниці відбувається швидше і рівномірніше, що і покращує стійкість виливниці типу КС - 8п. Необхідна кількість виливниць для підтримки оптимального коефіцієнта оборотності в залежності від виробництва на комбінаті «Криворіжсталь» визначається за номограммам (рис. 2.12, 2.13). Так, необхідну кількість виливниць типу КС - 8п у відділенні підготовки складів № 3 для виробництва сталі, разливаемой в ці виливниці в кількості 50 ковшів на добу при коефіцієнті оборотності виливниць 1,3 складе 780 шт.
Суттєвим недоліком у роботі металургійних заводів довгий час був факт відсутності або недостатньої обліку стійкості виливниць через складність їх обліку без комп'ютерної техніки. Наявність такого обліку в даний час (з наявністю комп'ютерної техніки) дає можливість ліквідувати передчасну відвантаження виливниць в шлюб, оперативно вживати заходів до усунення причин передчасного виходу виливниць з ладу і головне виконувати аналіз стійкості виливниць (визначати головні фактори надає вплив на їх стійкість). В даний час на комбінаті «Криворіжсталь» облік стійкості виливниць ведеться в цеху підготовки складів із застосуванням комп'ютерної техніки. Він має таку структуру.
У цеху виробництва виливниць на кожну відлиту і прийняту виливницю працівниками ВТК виливниць виписується паспорт (рис. 2.14). Паспорт включає в себе наступні дані:
1. Тип виливниці
2. Номер виливниці
3. Вага виливниці
4. Дата заливки
5. Дата приймання
6. Хімічний склад чавуну
7. Геометричні розміри
А так само є таблиця з обліку стійкості виливниці, яка включає в себе:
1. Дата введення виливниці в експлуатацію
2. Кількість наливів
3. Дата виходу з експлуатації
4. Причина виходу з експлуатації
Паспорти на виливниці разом з виливницями передаються з цеху виливниць на склад злитків ЦПС, де вони зберігаються до моменту відвантаження виливниць у відділення підготовки складів [18].
При відвантаженні виливниць у двори підготовки складів паспорти на них передаються у відділення підготовки складів.
У паспорті зазначається дата введення виливниці в експлуатацію, тобто дата подання виливниці під перший налив.
Облік введення і виведення виливниць з експлуатації в цеху підготовки складів виробляють у тій зміні, яка готує склад з виливницями до розливання плавок [18]. Нові виливниці при введенні в роботу маркуються вапном на 2-х гранях з попереднім записом у журнал обліку введення в експлуатацію нового змінного обладнання з позначкою їх введення, номер виливниці, номер візки, на яку встановлено виливниць. При відбракування та вилучення з експлуатації робиться відмітка в журналі обліку виливниць. Відбраковування виливниць проводиться в цеху комісійно, з передачею інформації в обчислювальний центр щодня.
Оператор ЕОМ на підставі даних наборка складів вводить номери виливниць в базу даних комп'ютера.
Щодня ведеться роздруківка працюючого парку виливниць (табл. 2.4) яка включає в себе:
1. Кількість виливниць
2. Тип виливниць
3. Номери виливниць
4. Дату введення
5. Дату останньої оборотності
6. кількість наливів
7. Коефіцієнт оборотності на кожну виливницю
Після виведення ізложниці з експлуатації, на неї складається акт, у якому робиться відмітка причини відбракування, ці дані заносяться в ЕОМ. Аналіз причин виводу виливниць з ладу робиться лабораторією технічного управління комбінату.
Роздрук за відбракованих изложницам включає в себе:
1. Аналіз відбракованих виливниць по оборотності (табл. 2.5)
2. Аналіз відбракованих виливниць за видами дефектів і кількості наливів (табл. 2.6)
3. Узагальнений аналіз відбракованих виливниць за групами дефектів (табл. 2.7) [18].
2.5. Вплив технології розливання сталі на стійкість
виливниць і піддонів
Відомо, що разливочні прольоти сталеплавильних цехів є вузьким місцем у сталеплавильному виробництві в плані його збільшення. Щоб своєчасно розлити всю виплавленої сталі, багато заводів змушені застосовувати двухстопорную розливку і розливання через стакан збільшеного діаметра. Ці чинники роблять негативний вплив на стійкість виливниць і піддонів: швидкісна розливання збільшує тепловий удар, що сприймається изложницей і піддоном; двухстопорная розливання викликає необхідність щільного розташування виливниць на піддоні, що ускладнює центрування струменя, в результаті чого відбувається «розмивання» стінки виливниці і піддону і передчасний виведення їх з експлуатації і крім того, погіршуються умови кристалізації зливків, що знижує їх якість [26]. Дослідженнями в роботі [26] було встановлено, що жорсткість в плані дотримання температурного режиму при випуску і розливанні сталі дає можливість не тільки варіювати швидкість розливання в потрібних межах без шкоди для якості злитка, але підвищити при цьому стійкість виливниць. Так, прискорена розливання дозволяє знизити приблизно на 10% температуру випускається металу що, при дотриманні інструкції при розливанні (повільне відкриття стопора, центрування струменя і ін), призводить до збільшення стійкості виливниць [27].
Метал не можна перегрівати, а також розливати з надмірно високою швидкістю, так як виливниць і піддон сприймають велику теплове навантаження. У результаті цього зростає небезпека утворення тріщин у виливниці, особливо при перших наливу [32].
Крім того, перегрітий метал при порушенні центрування та організації струменя призводить до оплавлення внутрішніх граней виливниці, що в свою чергу обумовлює застрявання злитку, і надалі механічне пошкодження при добуванні злитка, що негативно позначається на його якість.
Разливка холодного металу і аварійних плавок (з некроющім стопором) так само чинить негативний вплив на стійкість виливниць. Наприклад, при сифонної розливанні такий метал змушені розливати зверху, що приводить до розмивання дна виливниць і виводить її з ладу.
Щоб усунути розмивання низу і граней виливниці, необхідно при розливанні зверху струмінь суворо центрувати по осі виливниць, а при розливанні сифоном забезпечити правильну (по центру) установку стаканчика, щоб не було перекосу [32].
При застосуванні двухстопорной розливання сталі (мартенівський цех, ємність ковша 300т), одночасно наповнюються сталлю два виливниці через дві склянки в ковші. При розливанні сталі у виливниці, розширені догори, отвори в донної частини закривають вкладишами, які оберігають виливницю від розмивання струменем сталі в донної частини і від приварювання злитків [1]. Вкладиші для цієї мети виготовляють литими або кованими у вигляді підкладок, що прикривають дно виливниць. У процесі розливання через 2 стопора, дуже складно забезпечити центрування струменя металу одночасно в двох виливницях, хоча відомо, що правильне центрування струменя при розливанні зменшує приварювання злитків, сприяє поліпшенню їх якості і підвищує термін служби виливниць [1].
Одним з недоліків розливання сталі з ковшів великої ємності вважається велика швидкість витікання струменя сталі з ковша, яка призводить до розбризкування сталі при наповненні виливниць, що веде до запороченності низу злитків пленой. Швидкість витоку струменя стали найбільшою мірою залежить від рівня металу в ковші, що видно із залежності:
(2.2)
де:
Н ₁ - висота рівня стали в ковші над сталерозливних склянкою;
Н ₂ - висота сталеразливочного склянки над рівнем стали у виливниці;
R - коефіцієнт опору руху струменя сталі.
Внаслідок великої швидкості витікання струменя сталі відбувається сильне розбризкування її на початку наповнення виливниць, приварювання злитків до изложницам і піддонів, збільшується знос піддонів [1].
Розбризкування сталі при наповненні виливниць утворюються внаслідок неправильної організації струменя, що випливає з ковша (через погану промивання склянки киснем), або внаслідок недостатнього плавного регулювання швидкості наповнення виливниць стопорним механізмом. Розбризкування сталі і сплески її при наповненні виливниць викликають утворення вад на поверхні злитків, полон і інших дефектів [26].

3 ОРГАНІЗАЦІЙНА І ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА
У роботі був досліджений регламентований графік доставки гарячого метал на нагрівальні колодязі блюмінга.
Суть полягає в тому, щоб підвищити температуру посаду гарячих злитків. Виходячи з цього метал витримується 25-30 хвилин, а не 45 хвилин як раніше. Скорочення часу на 15-20 хвилин сприяє зниженню розпалу робочої поверхні виливниці і збільшує термін їх експлуатації. Це в свою чергу знижує витратний коефіцієнт виливниць, а отже витрати по переділу, тобто знижується собівартість виробництва сталі.

Таблиця 3.1 Показники виливниць типу КС - 8п і МКС 12,5 т

Витратний коефіцієнт виливниці типу КС-8П на 1 т виплавленої сталі склав в 2001 р.

кг / т сталі (3.1)
де:
Q _изл - вага виливниці типу КС - 8п;
Q _сл - вага зливка, т;
n - середня стійкість в наливу.
Таблиця 3.2 - Абсолютні і відносні зміни стійкості виливниць типу КС - 8п і МКС 12,5 т

Витратний коефіцієнт виливниці типу МКС-12, 5т на 1 т виплавленої сталі склав в 2001 р.

кг / т сталі

Витратний коефіцієнт виливниці типу КС-8П на 1 тн виплавленої сталі склав в 2002 р

кг / т сталі

Витратний коефіцієнт виливниці типу МКС-12, 5т на 1 тн виплавленої сталі склав в 2002 р.

кг / т сталі

До впровадження нової технології прискореної доставки зливків в колодязі блюмінга, витрати на виробництво сталі у виливниці типу КС-8П склали:
(3.2)
де:
Q _рік - кількість розлитої стали у виливниці типу КС - 8п, т;
К - витратний коефіцієнт виливниць типу КС - 8п, т;
С - собівартість 1т виливниці, грн.
Після впровадження нового регламентованого графіка прискореної доставки зливків в колодязі блюмінга, що відображає суть нової технології, витрати на виробництво сталі у виливниці типу КС-8П склали:

Економічний ефект після впровадження нового регламентованого графіка прискореної доставки зливків в колодязі блюмінга у виливниці типу КС-8П склав:

До впровадження нової технології прискореної доставки зливків в колодязі блюмінга, витрати на виробництво сталі у виливниці типу МКС-12, 5т склали:
(3.3)
де: Q _рік - кількість розлитої стали у виливниці типу МКС - 12,5;
К ^'- витратний коефіцієнт виливниць типу МКС - 12,5;
С - собівартість 1т виливниці, грн.
Після впровадження нового регламентованого графіка прискореної доставки зливків в колодязі блюмінга, що відображає суть нової технології, витрати на виробництво сталі у виливниці типу МКС-12, 5т склали:

Економічний ефект після впровадження нового регламентованого графіка прискореної доставки зливків в колодязі блюмінга у виливниці типу МКС-12, 5т склав:

Загальний економічний ефект становить:

Таблиця 3.3 - Вплив підвищення стійкості виливниць типу КС - 8п і МКС - 12,5 т на загальний обсяг витрат розлитої стали цими виливниці
З наведеної вище таблиці 3-3 слід, що запроваджений регламентований графік доставки зливків з підвищеним тепломісткості на нагрівальні колодязі Блумінг зменшує витратний коефіцієнт виливниць типу КС - 8п на 1,3 кг / т виплавленої сталі і витратний коефіцієнт виливниць типу МКС - 12,5 т на 0,5 кг / т сталі, що виплавляється, тим самим знижуючи витрати на відлиту сталь в ці виливниці в сумі 2889467 грн.
У результаті впровадження регламентованого графіка доставки зливків з підвищеним тепломісткості на нагрівальні колодязі Блумінг, змінилися і техніко-економічні показники цеху підготовки складів (див. табл. 3.4).
Таблиця 3.4
Техніко-економічні показники цеху підготовки складів

4 ОХОРОНА ПРАЦІ
Охорона праці - це система правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів та способів, спрямованих на збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці.

4.1 Вибір і характеристика будівельного майданчика цеху

підготовки складів

Майданчик підприємства в пропонованій роботі передбачається добре освітленій, рівною з деяким ухилом, що забезпечує потік зливних і стічних вод, а також добре провітрюваній. По відношенню до житлового району пропонується розташування з підвісною сторони. Між підприємствами і житловим районом передбачається санітарно-захисна зона, ширина якої регламентується санітарними нормами від характеристики виробництва.
Розташування будівель і споруд передбачає раціональні потоки вантажів і людей. Санітарно-побутові приміщення пропонується розташовувати поблизу від основних потоків трудящих. Відстань від робочих місць до будівлі побутових приміщень передбачається не більше 300 м і пропонується поєднати з основною будівлею цеху, тунелем або відкритої галерей. Відстань від робочих місць до пункту прийому їжі в проекті застосовується не більше 300 м при обідній перерві не 30 хв і 600 м при перерві на обід на 1 годину.
Санітарно-захисну зону пропонується озеленювати листяними породами дерев, листя яких служить бар'єром, що захищає від пилу, диму, газів, шуму, вітрів і екранує теплове випромінювання при пожежі. Між санітарно-захисною зоною і житловим Растона передбачена смуга деревно-кустарних насаджень 20 - 50 м.
Обсяг продуктивного приміщення передбачає не менше 15 м ³, висота не менше 3,2 м за наявності шкідливих виділень з урахуванням вилучення їх з робочої зони. Висота галереї і естакад не менше 1,5 м, ухил сходів не більше 40%. Усі майданчики розташовані на висоті більше 0,6 м від поверхні підлоги, за винятком розливних майданчиків, огороджені поручнями.
Підлоги робочих площадок передбачаються рівними, без порогів і виступів, не слизькі викладені з міцних зносостійких матеріалів, зручні для прибирання. На ділянках з великими тепловими виділеннями підлога вкрита чавунними і сталевими плитами.
При розташуванні входів в будівлю цеху, передбачається безпечний перехід до робочих місць. Прорізи у будинку для подачі залізничних складів обладнані воротами. Площа прорізів приймається від 20 до 30% площі поперечних стін.
Надійність будівлі забезпечується систематичним спостереженням за його станом і своєчасним ремонтом.
Відповідно СНіП-11-92-76 в ЦПС передбачені побутові та допоміжні приміщення:
- Вбиральні з розрахунку 0,2 на працюючого, всього на 688 працюючих 137,6;
- Душові з розрахунку 1 душова сітка на 3-їх робочих;
- Підприємство громадського харчування;
- Кімната прийому їжі з розрахунку 1 м ² на кожного відвідувача;
- Червоний куточок площею 134 м ²;
- Комора площею 80 м ².
4.2. Основні шкідливості і небезпеки цеху підготовки складів
Дія електричного струму на організм людини, внаслідок зіткнення з відкритими струмопровідними частинами або з обладнанням, випадково опинилися під напругою, може викликати різні електричні травми і електричний удар. На результат впливу струмом впливають так само індивідуальні особливості організму, фізичний і психічний стан. При деяких захворюваннях небезпека ураження збільшується. У умови гарячого цеху тяжкість ураження збільшується, тому що при перегріві організму знижується його опір.
Забруднення повітря впливає на організм людини. Всі забруднюючі повітря речовини у виробництві зустрічаються у вигляді сировини, проміжних і робочих продуктів, готової продукції, випадкових домішок, допоміжних речовин і відходів. Токсичними є гази, які утворюються при металургійних процесах і потрапляють в організм через шкіру, причому не пошкоджену. Таким газом є окис вуглецю. Це газ без диму, запаху і смаку. Дія на організм складається у витісненні кисню з крові з утворенням карбооксігемоглобіна, результатом цього є удушшя. Перші ознаки отруєння: головний біль, запаморочення, нудота, блювота, загальна слабкість, у важких випадках втрата свідомості. Загазованість на робочих місцях визначається за вмістом СО в повітрі.
Вплив пилу на організм людини залежить від її складу, походження і дисперсності. Навіть не токсична пил може зробити шкідливий вплив на організм, зруйнує шкіру, очі, вуха. Проникаючи в легені пил може викликати специфічні профзахворювання.
Ще одним виробничим фактором, що робить часом вирішальний вплив на організм людини, є тепловиділення. Тепловий вплив на організм може бути причиною швидкого стомлення, зниження працездатності, ослаблення опірності організму до шкідливих впливів, різних захворювань, теплового виснаження, теплового удару.

4.3. Заходи щодо усунення шкідливих і небезпечних факторів
в цеху підготовки складів
Робітники в ЦПС піддаються впливам теплового випромінювання. Завдання зниження надлишкового тепла у виробничих приміщеннях вирішується комплексно, за допомогою низки технічних і санітарно-гігієнічних заходів: вентиляцією приміщень, застосування захисних екранів теплоізоляційного захисту. В якості засобів індивідуального захисту від теплового випромінювання застосовувати спецодяг з грубововняної тканини і теплоізолюючого матеріалу і шкіри.
Захист від дотику до струмоведучих частин електроустановок ізоляція, огорожі, недоступне розташування струмоведучих частин, використання дистанційних управлінь, блокування та попереджувальної сигналізації. Для захисту від дотику до деталей обладнання, випадково опинилися під напругою, передбачається заземлення цього обладнання.
Удосконалення технічних процесів і конструкції обладнання, при якому виключено або різко зменшилися шкідливі виділення в навколишнє середовище призводять до зниження забруднення повітря.
Для захисту від шуму застосовуються протишумні подушки. Органи дихання захищаються різними родами респіраторами. Для захисту ніг - спец. взуття.
Для зниження травматизму у цеху виконуються наступні заходи:
- Реконструйовано освітлення складів злитків № 2, 3;
- Проводиться установка механізованої майданчики для огляду виливниць у відділенні підготовки складів № 2;
- Обладнаний майданчик для огляду виливниць у відділенні змазування виливниць № 2;
- На в'їздах у воротах проведена установка майданчиків для обслуговування світлофора;
Щодо приведення у відповідність до вимог норм техніки безпеки та охорони праці на обладнанні, машинах і механізмів;
- Проведена встановлення огородження на металорізальних верстатах;
- Замінені тролеї кранів № 12, 14, 27, 29, 30 на гнучкий кабель.
Для скорочення важкої фізичної праці відділенням підготовки складів № 2 обладнано електроталями. У відділенні № 3 встановлена ​​рамка для вивантаження вогнетривів.
У цеху площею 90 х 20 м із середнім виділенням пилу, кіптяви і диму мінімальне освітлення, за нормою становить 50 ЛК.
Освітлення здійснюється світильниками прямого світла, напруга в освітлювальній мережі 220Вт. Потужність застосовуваних електричних ламп становить 750 Вт. Визначити потужність освітлювальної установки і число ламп, необхідних для створення загального рівномірного освітлення. Розрахунок проводиться методом Ватт.
Потужність освітлювальної установки цеху за методом Ват здійснюється за формулою: