hб – расстояние от поверхности зеркала электролита до верхнего края борта ванны, мм. hб = 100 мм.
hвн = 400+150+ 30+ 250 = 830 мм
3.2.9.4 Подбор стационарного оборудования
Подбор стандартного оборудования производится на основании произведённых расчётов по ГОСТ 23738-85. Внутренние габариты ванн электрохимических процессов принимаются равными 2000х630х1000 мм.
Размеры стандартного оборудования представлены в таблице 3.3
3.2.9.5 Объём электролита стандартных ванн определяется по формуле
Vэл = lвн ст ∙ wвн ст ∙hэл, (3.12)
где lвн ст – внутренняя стандартная длинна ванны, дм;
wвн ст – внутренняя стандартная ширина ванны, дм;
hэл – высота столба электролита, дм.
Для всех процессов
Vэл = 20 ∙6,3 ∙8,5= 1070 л
3.2.4.6 Наружная длина ванн больше внутренней длины на ширину размеров профиля ребер жесткости, привариваемого к верхним кромкам ванн.
hнар= hвн + 50 ∙2, (3.13)
3.2.4.7 Наружная ширина ванн зависит от наличия бортовых отсосов. Если бортовых отсосов нет, то наружная ширина больше только на ширину профиля ребер жесткости
wнар = wвн + 100 (3.14)
Для ванн с односторонним бортотсосом
wнар = wвн + 300 (3.15)
Для ванн с двусторонним бортотсосом
wнар = wвн + 500 (3.16)
Результаты расчета стандартного оборудования сводятся в таблицу 3.3.
Таблица 3.3 Ведомость стандартного оборудования
Наименова
ние
оборудования
|
Коли
чество единиц
|
Объем электро
лита, л
|
Внутренние размеры ванн, мм
|
Наружные размеры ванн, мм
|
длина
|
ширина
|
высота
|
длина
|
шири
на
|
Ванна химического обезжиривания
|
1
|
1070
|
2000
|
630
|
11000
|
2100
|
1130
|
Ванна горячей промывки
|
1
|
1070
|
2000
|
630
|
11000
|
2100
|
930
|
Ванна элекро
химического
обезжиривания
|
1
|
1070
|
2000
|
630
|
11000
|
2100
|
1130
|
Ванна каскадной горячей и холодной
промывки
|
2
|
2000
|
2000
|
2000
|
1000
|
2100
|
1300
|
Ванна травления
|
1
|
2000
|
2000
|
1000
|
1000
|
2100
|
1500
|
Наименова
ние
оборудования
|
Коли
чество единиц
|
Объем электро
лита, л
|
Внутренние размеры ванн, мм
|
Наружные размеры ванн, мм
|
длина
|
ширина
|
высота
|
длина
|
ширина
|
Ванна каскадной холодной промывки
|
1
|
2000
|
2000
|
1000
|
1000
|
2100
|
1100
|
Ванна активирова
ния
|
1
|
1070
|
2000
|
630
|
1000
|
2100
|
1130
|
Ванна холодной промывки
|
2
|
1070
|
2000
|
630
|
1000
|
2100
|
730
|
Ванна улавливания
|
2
|
1070
|
2000
|
630
|
1000
|
2100
|
730
|
Ванна никелирова
ния
|
1
|
1070
|
2000
|
630
|
1000
|
2100
|
1130
|
Ванна покрытия сплавом олово-висмут
|
1
|
1070
|
2000
|
630
|
1000
|
2100
|
1130
|
Ванна
сушки
|
1
|
-
|
2000
|
630
|
1000
|
2100
|
1130
|
Ванна снятия брака никелирования
|
1
|
60
|
400
|
320
|
500
|
500
|
420
|
Ванна снятия брака сплава
|
1
|
60
|
400
|
320
|
500
|
500
|
420
|
4. Расчётно-экономическая часть
4.1 Определение загрузки и тока для ванн электрохимических процессов, выбор источников тока
4.1.1 Расчёт поверхности и тока для ванн производится по формуле
Sy = (S1 + S2) ∙ у, (4.1)
где S1 – рабочая поверхность, т.е. поверхность деталей на подвеске, дм2;
S2 – нерабочая поверхность, т.е. поверхность изолированной части подвески, дм2. S2 = 0,03S1;
у – количество подвесок в ванне.
Sy= (7, 56+7, 56·0, 03) ·8= 62, 29 дм2.
4.1.2Ток на ванне рассчитывается по формуле
Yy = Dк ∙ Sy, (4.2)
где Dк – максимально допустимая плотность тока для данного процесса,
А/ дм2;
Для электрохимического обезжиривания
Yy= 62, 29 ∙ 10 = 623 А;
Для никелирования
Yy= 62, 29 ∙2 = 125 А;
Для нанесения сплава олово-висмут
Yy= 62, 29 ∙3 = 187 А.
В соответствии с рассчитанной силой тока и напряжением на ванне выбираются выпрямители для питания ванн, технические характеристики которых представлены в таблице 4.1
Таблица 4.1
Потребитель постоянного тока
|
Поверх
ность одновре
менной загруз
ки, дм2
|
Плот
ность тока, А/дм2
|
Сила тока
на единицу оборудова
ния
|
Нап
ря
же
ние,в
|
Источник постоянного
тока
|
наименование
|
Количет
во
|
рас
чёт
ная
|
при
ня
тая
|
|
наименование
|
тип
|
сила тока, А
|
КПД,
%
|
Ванна электро
химического
обезжирива
ния
|
1
|
7,56
|
10
|
623
|
800
|
12
|
Вы
пря
ми
тель
|
ТВ1-800 12Т-0
|
800
|
92
|
Ванна никелирова
ния
|
1
|
7,56
|
2
|
125
|
800
|
12
|
ТЕ1 -800
12Т-0
|
800
|
92
|
Ванна покрытия сплавом олово-висмут
|
1
|
7,56
|
3
|
187
|
800
|
12
|
ТЕ1 -800
12Т-0
|
800
|
92
|
4.2 Расчёт общего расхода электроэнергии на участке
4.2.1 Суточный расход технологической энергии на участке определяется по формуле
 (4.3)
где Z – число часов работы оборудования в сутки, ч;
Nнагрев – мощность сушильной ванны;
ΣNэл дв – суммарная мощность электродвигателей, кВт;
ΣI – суммарная сила токов на ваннах, А;
Nкач – мощность устройства для качания штанг, кВт;
U – среднее рабочее напряжение на ваннах, В;
η0 – КПД выпрямителя;
K1 –коэффициент загрузки оборудования (K1 = Kз);
K2 – коэффициент загрузки источника тока, равный отношению потреблённого для электролиза тока к току, указанному в паспорте выпрямителя.
Wсут = 16 · (3, 6 + 2, 36+ ) · 0, 85 · 0, 39 = 85, 52 кВт·ч
4.2.2 Годовой расход технологической электроэнергии на участке определяется по формуле
 (4.4)
где T – число рабочих суток в году. T = 260.
Wгод =85, 52 · 260 = 22235 кВт∙ч
4.3 Расчёт расхода анодов
4.3.1 Расчёт анодов на пуск участка, т.е. на первоначальную загрузку оборудования производится по формуле
 кг (4.5)
где Qп – расход анодов на пуск участка, кг;
l – длинна анодов, м. Принимается равной высоте столба электролита, т.е. около 80% высоты ванны;
b – суммарная ширина анодов, м. Составляет 60% длинны ванны;
c – толщина анодов, м. c= 0, 01 м;
ρ – плотность металла анодов, кг/м3;
n1 – количество анодных штанг в ванне;
n2 – количество ванн.
Qп Ni = 0, 8 ·1 ·0, 6 · 2· 0, 01 · 8900 · 3 ·2 = 513 кг;
Qп Sn = 0, 8 · 1 · 0, 6 · 2· 0, 01 · 7280 · 3 ·2 = 420 кг;
Qп сталь= 0,8 · 1 · 0,6 · 2· 0,01 · 7800 · 3 ·2 = 450 кг.
4.3.2 Расчет анодов на выполнение программы
Расход растворимых анодов на выполнение годовой программы рассчитывается по формуле
Qгод = N ∙ Pгод ∙ a ∙10-3, (4.6)
где  - годовой расход растворимых анодов, кг;
 – норма расхода растворимых анодов,  ;
Pгод – производственная годовая программа с учетом брака, допускающего переделку, м2;
а – толщина покрытия, мкм.
Qгод Ni = 9, 4 · 18360 · 3 · 10-3 = 517, 75 кг
Qгод Sn = 7, 7 · 18360 · 6 · 10-3 = 848, 23 кг
Расход нерастворимых анодов выражают в процентах от первоначального расхода анодов, т.е. расхода анодов на пуск участка.
Расход стальных нерастворимых анодов в ванне электрохимического обезжиривания составляет 100%.
Результаты расчётов расхода анодов представлены в таблице 4.2
Таблица 4.2 Ведомость расхода анодов
Операция
|
Материал,
марка,
ГОСТ
|
Толщина покрытия, мкм
|
Норма расхода на 1 мкм, г/м2
|
Годовая программа с учётом процента брака
|
Расход анодов, кг
|
|
На выпол
нение
Прог
раммы
|
На первона
чальную
загрузку
|
Электро
химическое
обезжири
вание
|
Сталь12
Х18Н9Т
ГОСТ 7350-77
|
-
|
-
|
18360
|
450
|
450
|
Никели
рование
|
НПА1 ГОСТ 2132-75
|
3
|
9,4
|
18360
|
518
|
513
|
Покрытие сплавом
олово-
висмут
|
О1
ГОСТ 860-75
|
6
|
7,7
|
18360
|
849
|
420
|
4.4 Расчёт расхода химикатов
4.4.1 Расчёт расхода химикатов на пуск участка производится по формуле
  , (4.7)
где Qп – расход химикатов на пуск участка, кг;
C – рецептурное содержание компонента, г/л;
V – объём ванны, л;
n – количество однотипных ванн;
K – массовая доля основного вещества в химикате.
4.4.2 Годовой расход химикатов определяется по формуле
Qгод = N · Pгод · 10-3; (4.8)
где Qгод – годовой расход химикатов, кг;
N – норма расхода химиката на покрытие 1м2 , г;
Pгод – годовая программа с учётом % брака, м2.
Годовой расход химикатов для ванны снятия брака определяется исходя из её сменяемости (2-4 раза в год).
Результаты расчёта расхода химикатов предоставлены в таблице 4.3
Таблица 4.3 Ведомость расхода химикатов
Операция
|
Компо
ненты,
входя
щие в
состав раство
ров
|
ГОСТ, ТУ, ОСТ
|
Концентрация, г/л
|
Расход компо
нента на 1м2, г
|
Годовая програм
ма, м2
|
Объём
ванны, л
|
Расход химикатов, кг
|
|
|
|
на пуск
|
на про
грам
му
|
Химичес
кое обезжиривание
|
МЛ-51
|
ОСТ 38.10738-80
|
30-50
|
40
|
18360
|
1260
|
60,8
|
735
|
Электро
химичес
кое обезжири
вание
|
Na2CO3
|
ГОСТ 5100-73
|
25 -30
|
12
|
32
|
221
|
Na3PO4
|
ГОСТ 9337-70
|
25 -30
|
20
|
32
|
368
|
Синтанол ДС10
|
ТУ 6-14-577-77
|
1-2
|
1
|
2,7
|
19
|
Травление
|
NaNO3
|
ГОСТ 828-77
|
600- 800
|
160
|
1000
|
963
|
2938
|
H2SO4
|
ГОСТ 4204-77
|
500- 900
|
100
|
963
|
1836
|
Активирование
|
H2SO4
|
ГОСТ 4207-77
|
50 -100
|
35
|
1260
|
53,5
|
643
|
Операция
|
Компо
ненты,
входя
щие в
состав
раство
ров
|
ГОСТ, ТУ, ОСТ
|
Концен
трация, г/л
|
Расход
компо
нента на 1м2, г
|
Годовая програм
ма, м2
|
Объём
ванн, л
|
Расход химикатов, кг
|
на пуск
|
на пуск
|
Никелирование
|
NiSO4
|
ГОСТ
4465-74
|
60- 80
|
70
|
18360
|
1260
|
374,5
|
1286
|
NaCl
|
ГОСТ 4233-77
|
0,5
|
4
|
64
|
74
|
H3BO3
|
ГОСТ 9656-75
|
30- 40
|
8
|
43
|
147
|
Покрытие сплавом олово- висмут
|
SnSO4
|
ТУ 6-09-1502-75
|
45 - 50
|
40
|
53,5
|
734,4
|
Bi2(SO4)3
|
ТУ 6-03-1971-54
|
1,5 -2
|
0,4
|
2,67
|
7,34
|
H2SO4
|
ГОСТ 4207-77
|
100
|
70
|
107
|
1285,2
|
NaCl
|
ГОСТ 4233-77
|
0,1 - 1
|
0,5
|
1,07
|
9,18
|
Форма
лин
|
ГОСТ 1685-89
|
5
|
5
|
14,5
|
91,8
|
ДДДМ
|
ГОСТ
|
5- 10
|
5
|
10,7
|
55,08
|
Снятие Брака (никелирования)
|
H2SO4
|
ГОСТ 4207-77
|
100
|
-
|
-
|
60
|
6
|
32,4
|
Нитробензойная кислота
|
ГОСТ 1581-34
|
40- 75
|
-
|
15
|
3,6
|
Снятие Брака
(покрытия сплавом)
|
NaOH
|
ГОСТ 2263-19
|
120
|
-
|
0,72
|
360
|
4.5 Расчет расхода пара
4.5.1 Расчет расхода пара на разогрев ванны производится по формуле
 , (4.9)
где  - расход пара на разогрев ванны, кг;
 - норма расхода пара на разогрев 100 л электролита в течение 1 часа, кг;
 - объем ванны, л;
 - время разогрева ванны, = 1 час;
 - количество ванн.
4.5.2 Расчет расхода пара на поддержание температуры производится по формуле
 , (4.10)
где  - расход пара на разогрев ванны, кг;
 - норма расхода пара на поддержание рабочей температуры в течение 1 часа, кг;
 - время работы ванны.
4.5.3 Суточная потребность в паре определяется по формуле
 , (4.12)
где  - суточная потребность в паре, т.
4.5.4 Годовой расход пара рассчитывается по формуле
 , (4.13)
где Т – число рабочих суток в году (260 суток).
Результаты расчета расхода пара представлены в таблице 4.4
Таблица 4.4 Ведомость расхода пара
Оборудова
ние
|
Коли
чество
|
Объем ванны, л
|
Количество пара на разогрев, кг
|
Количество пара на поддержа
ние t, кг
|
Число часов работы
|
Расход пара
|
|
|
|
суточный, т
|
годо
вой,т
|
Ванна химического обезжиривания
|
1
|
1070
|
169
|
418
|
16
|
0,587
|
153
|
Ванна горячей промывки
|
1
|
1070
|
169
|
1189
|
16
|
1,36
|
354
|
Оборудова
ние
|
Коли
чество
|
Объем ванны, л
|
Количество пара на разог
рев, кг
|
Количество пара на поддержа
ние t, кг
|
Число часов рабо
ты
|
Расход пара
|
суточный, т
|
суточный, т
|
Ванна электрохи
мического обезжири
вания
|
1
|
1070
|
91
|
134
|
16
|
0,225
|
59
|
Ванна каскадной промывки
|
2
|
1000
|
316
|
2224
|
16
|
2,54
|
661
|
Итого:
|
|
|
|
|
|
5,342
|
1389
|
4.6 Расчёт расхода воды
4.6.1 При промывке способом погружения удельный расход воды определяется по формулам
Для одноступенчатой промывки
Поделитесь с Вашими друзьями: |
