О
3.5 Расчет ТЭК
По технологическому маршруту изготовляем изделие в количестве 1000 кг. годного. Для этого производим запуск металла с учетом отходов производства на всех переделах (операциях). Отходы производства подразделяются по видам:
- безвозвратные. К ним относятся угар, окалина, стружка от пил, шлам травильного производства.
- геометрические отходы. Это возвратные отходы, которые вновь идут в литейные цеха. К ним относятся концы от прокатанных изделий, темплеты, пресс остатки, литники и донники.
Расчет начинаем производить с определения процентов запуска металла на 1 тонну годного с учетом процентов отходов на операциях ТМ.
Определяем количество металла в процентах после нагрева
100% - 2% = 98%
Определяем количество металла в процентах после резки на части
98% - 0.5% = 97.5%
Определяем количество металла в процентах после нагрева
97.5% - 2% = 95.5%
Определяем количество металла в процентах после обрезки концов
95.5% - 5.1% = 90.4%
Определяем количество металла в процентах после вырезки темплетов
90.4% - 0.3% = 90.1%
Определяем количество металла в процентах после доработки поверхности
90.1% - 0.5% = 89.6%
Определяем количество металла в процентах после обрезки концов
геометрические: 89.6% - 2.3% = 87.3%
безвозвратные: 87.3% - 0.3% = 87%
Определяем количество металла в процентах после резки на части
87% - 0.3% = 86.7%
Определяем количество металла в процентах после зачистки заусенцев
86.7% - 0.2% = 86.5%
86.5% – выход годного
По выходу годного определяем запуск металла на изготовление 1 тонны годных изделий. И дальнейший расчет будем производить пользуясь инженерной методикой расчета и математической пропорции.
1000 кг. - 86.5%
х - 100%
х = 1000 кг. · 100% = 1156 кг.
86.5%
2.1) Определяем количество металла на безвозвратные отходы при нагреве
1156 кг. – 100%
х - 2%
х = 1156 кг. · 2% = 23.1 кг.
100%
Определяем количество металла после нагрева
1156 кг. – 23.1 кг. = 1132.9 кг.
Определяем количество металла на безвозвратные отходы при резке на части
1132.9 кг. – 98%
х - 0.5%
х = 1132.9 кг. · 0.5% = 5.8 кг.
98%
Определяем количество металла после резки на части
1132.9 кг. – 5.8 кг. = 1127.1 кг.
Определяем количество металла на безвозвратные отходы при нагреве
1127.1 кг. – 95.5%
х - 2%
х = 1127.1 кг. ·2% = 23.6 кг.
95.5%
Определяем количество металла после нагрева
1127.1 кг. – 23.6 кг. = 1103.5 кг.
Определяем количество металла на геометрические отходы при обрезке концов
1103.5 кг. – 90.4%
х - 5.1%
х = 1103.5 кг. · 5.1% = 62.2 кг.
90.4%
Определяем количество металла после обрезки концов
1103.5 кг. – 62.2 кг. = 1041.3 кг.
Определяем количество металла на геометрические отходы при вырезке темплетов
1041.3 кг. – 90.1%
х - 0.3%
х = 1041.3 кг. · 0.3% = 3.5 кг.
90.1%
Определяем количество металла после вырезки темплетов
1041.3 кг. – 3.5 кг. = 1037.8 кг.
Определяем количество металла на безвозвратные отходы при доработке поверхности
1037.8 кг. – 89.6%
х - 0.5%
х = 1037.8 кг. · 0.5% = 5.8 кг.
89.6%
Определяем количество металла после доработки поверхности
1037.8 кг – 5.8 кг. = 1032 кг.
Определяем количество металла на геометрические отходы при обрезке концов
1032 кг. – 87.3%
х - 2.3%
х = 1032 кг. · 2.3% = 27.2 кг.
87.3%
Определяем количество металла после обрезки концов
1032 кг. – 27.2 кг. = 1004.8 кг.
Определяем количество металла на безвозвратные отходы при доработке поверхности
1004. 8 кг. – 87%
х - 0.3%
х = 1004.8 кг. · 0.3% = 3.5 кг
87%
Определяем количество металла после доработки поверхности
1004.8 кг. – 3.5 кг. = 1001. 3 кг.
Определяем количество металла на безвозвратные отходы при резке на части
1001.3 кг. – 86.7%
х - 0.3%
х = 1001.3 кг. · 0.3% = 3.5 кг.
86.7%
Определяем количество металла после резки на части
1001.3 кг. – 3.5 кг. = 997.8 кг.
Определяем количество металла на безвозвратные отходы при зачистке заусенцев
997.8 кг. – 86.5%
х - 0.2%
х = 997.8 кг. · 0.2% = 2.3 кг.
86.5%
Определяем количество металла после зачистки заусенцев
997.8 кг. – 2.3 кг. = 995.5 кг.
Проверка.
Складываем процентное содержание безвозвратных отходов
2% + 0.5% + 2% + 0.5% + 0.3% + 0.3% + 0.2% = 5.8%
Складываем процентное содержание геометрических отходов
5.1% + 0.3% + 2.3% = 7.7%
Складываем все отходы плюс В.Г.
5.8% + 7.7% + 86.5% = 100%
Складываем безвозвратные отходы
23.1 кг. + 5.8 кг. + 23.6 кг. + 5.8 кг. + 3.5 кг. + 3.5 кг. + 2.3 кг. = 67.6 кг.
Складываем геометрические отходы
62.2 кг. + 3.5 кг. + 27.2 кг. = 92.9 кг
Складываем все отходы + 1000 кг.
67.6 кг. + 92.9 кг. + 1000 кг. = 1160.5 кг
3.6 Выбор технологического процесса
Пруток из сплава Вт22 габаритными размерами ø48х1173 мм имеет плотность 4.58 г/см3
. Для его изготовления выбираем следующую последовательность операций:
Исходным материалом для производства прутков служат кованые прутки габаритными размерами ø130*1061.
Мастер участка организует транспортировку и взвешивание поступивших заготовок в специально оборудованное для проведения входного контроля место.
Для этого заготовки электромостовым краном, при помощи чалочных приспособлений подаются на весы. После взвешивания рабочий, с помощью электромостового крана, укладывает заготовки в специальные стеллажи для хранения металла грузоподъемностью 5 тонн.
В производство запускается заготовка, прошедшая входной контроль.
После получения задания на нагрев заготовок прокатчики формируют садки на загрузочном столе перед печами с помощью электромостового крана. Заготовки загружают в рабочее пространство печи симметрично оси печи. Нагрев заготовок производят при температуре 1100°С.. Общее время нагрева заготовок в печи 15 мин.
После окончания нагрева заготовок, они передаются по транспортному рольгангу к стану 450.
После прокатки на стане 450 раскаты по рольгангу подаются к пресс-ножницам усилием 980 кН, где производится резка на части.
Охлаждение раскатов производится на холодильнике до температуры не более 6000
С по поверхности.
Нагрев проводится в электро-камерной печи, нагрев ведется ступенчато с выдержкой не менее 2 часов при температуре 9500
С.
Прокатка прутков на чистовой размер производится на стане 450.
Обрезка концов производится на пресс-ножницах усилием 250 т.с.
Вырезка темплетов также проводится на пресс-н ожницах усилием 250 т.с.
Клеймение, после остывания, горячекатаные прутки с торца идентифицируются порядковым номером с помощью ударного клейма.
После клеймения проводится контроль качества поверхности и геометрических размеров.
Доработка поверхности 10% проводится на бор. машинке.
Обрезка концов проводится на аброзивно-отрезном станке.
Резка на части также проводится на аброзивно-отрезном станке.
После резки на части проводится зачистка заусенцев. Операция проводится на прутках и темплетах.
Затем проводится повторный контроль качества поверхности и геометрических размеров.
Клеймение, после повторного контроля, горячекатаные прутки с торца идентифицируются порядковым номером с помощью ударного клейма.
Маркировка производится клеймом с высотой знака не менее 6 мм. Маркировка должна быть точной и быстронаходимой, удовлетворять требованиям стандарта СТП № 190173-75.
Контроль на соответствие сплаву проводится с помощью стилоскопа.
После маркировки производится взвешивание на напольных весах, сдаточные операции.
Контрольные операции выполняются мерительным инструментом.
Транспортные операции производим на кранах, тележках.
3.7 Расчет размеров слитка
Для того, чтобы заказать металл производственном отделе, необходимо знать размеры слитка под прокатку для Прутка из сплава ВТ22
Из ранее производственных расчетов, вес заготовки составляет 66.2 кг., с плотностью сплава 4,58 г/см3
3.7.1 Масса слитка определяется по формуле Qсл
=V*p
3.7.2 Объём слитка можно определить используя две формулы
V=Qзаг
/pV=S*L
3.7.3 Определяем площадь поперечного сечения слитка по формуле S=πD2
/4 и подставляем эту формулу во вторую формулу объёма
V= πD2
/4*L
3.7.4 С целью исключения двойной бочкообразности длина слитка принимается;
L = 2D; и подставляем это значение L в формулу п.3.7.3.
V= πD2
/4*2Dсократив получаем V=πD3
/2
Вместо V подставляем первую формулу из п. 3.7.2.
D =
3.7.6 Определяем длину слитка.
Подставляем значение в п. 3.7.4.
L = 2D = 2*215мм. = 430 мм.
В производственный отдел заказываем слитки размерами: Ø 215 x 430 мм.
3.8. Выбор режима работы и расчет действительного фонда времени основного оборудования
Для основного оборудования принимаем непрерывный график работы 3/1. Время работы в смену 7 часов, перерывы на обед 1час, в сутки 3 смены по 8 часов. Трёхсменный график работы принимается в связи с тем, что простои основного оборудования прокатного цеха экономически не выгодны, а остановки печей не желательны.
Составляем таблицу действительного фонда времени основного оборудования;
Таблица N°6 Определение действительного фонда времени основного оборудования.
№ п/п |
Обозначение |
Наименование |
Дни |
Часы
|
1 |
Тк
|
Календарный фона1
|
365 |
8760 |
2 |
Тоб
|
Обеденные перерывы |
46 |
1095 |
3 |
Тппр
|
Простои на ППР |
7 |
168 |
4 |
Тн
|
Номинальный фонд |
312 |
7497 |
5 |
Tmex
|
Технологические простои |
6 |
150 |
6 |
Тд
|
Действительный фонд |
306 |
7347 |
Определяем календарный фонд времена Тк
= 365*24 = 8760, ч.
Определяем количество обеденных перерывов
Тоб
= Тк
*3 = 365*3 = 1098ч. 1095/24 = 46 дн.
Простои, из практики на планово-предупредительный ремонт принимается 0,02 от календарного времени:
Тппр
= 0,02*365 = 7 дней. 7*24 = 168 ч.
Определяем номинальный фонд времена
Тн
= Тк
-Тоб
-Тппр
= 365-46-7 = 312 дней. 312*24 = 7497 ч.
На технологические простои рекомендуется взять не более 0,02 номинального времени.
Ттех
= 0,02*Тн
= 0,02*7497= 150 ч. 150/24 = 6 дней.
Определяем действительный фонд времени
Тд
= Тн
- Ттех
= 7497-150 = 7347 ч. 7347/24 = 306 дн.
3.9 Расчет количества основного оборудования
На основании построенной циклограммы можно определить время работы оборудования, норму Выработки, норму бремени на программу и количества основного оборудования.
Время цикла на изготовление одной заготовки по циклограмме равно 55 секунд.
Определяем время работы оборудования в смену:
tc
м
=Тсм
-tп.з
,
где tc
м
- полное время смены в мин.
tn
.з
. - подготовительно заключительное время, 30 мин.
Тc
м
=(7*60)-30 = 420-30=390 мин.
Определяем норму выработки в смену:
Nв
= tc
м
/Tц
= 390*60/55= 425шт.
Определяем норму времени на одну заготовку:
Nt
= Tcm
/Nв
= 390/425 = 0.9 мин.
Определяем норму времени на всю программу
Nп
= Пшт
*Nt
= 68610*0.9=61749мин. =2572.8часа.
Определяю количество прокатных станов:
no
= Nn
/Tдейств
= 2572.8/7347 = 0,35
принимаем 1 прокатный стан, п =1
Определяем коэффициент загрузки оборудования:
Ко
= по
/п = 0,35 /1*100% = 35%
4. Выбор режима работы и расчёт действительного фонда времени вспомогательного оборудования
Для вспомогательного оборудования принимается непрерывный график работы 3/1. Время работы в смену 7 часов, перерывы на обед 1 час, в сутки 3 смены по 8 часов. Трёхсменный график работы принимается в связи с тем, что простои основного оборудования прокатного цеха экономически не выгодны, а остановки печей не желательны, производим аналогичный расчёт вспомогательного оборудования
Таблица №7 Определение действительного фонда времени вспомогательного оборудования.
№
п/п
|
Обознач- ение |
Наименование |
Дни |
Часы |
1 |
Тк
|
Календарный фонд |
365 |
8760 |
2 |
Тоб
|
Обеденные перерывы |
49 |
1095 |
3 |
Тппр
|
Простои на ППР |
3 |
88 |
4 |
Тн
|
Номинальный фонд бремени |
316 |
7577 |
В |
Ттех
|
Технологические простои |
6 |
152 |
6 |
Тд
|
Действительный фонд |
309 |
7425 |
Определяем календарный фонд времени:
Тк
= 365*24 = 8760 ч.
Определяем время на обеденные перерывы:
Тоб
= Тк
*3 = 365*3 = 1095ч. 1095/24 = 49 дн.
Определяем время на ППР, из практики принимается 0,01;
Тппр
= О.О1Тк
= 0,01*365 = 3 дн, 3*24 = 88 ч.
Определяем номинальный фонд времени:
Тн
= Тк
- Тоб
- Тппр
= 365-46-4 = 316 дн. 316*24 =7577 ч.
Технологические простои, из практики рекомендуется взять 0,02 от Тн:
Tmex
= 0,02*Тн
= 0,02*7577 = 152 ч. 152/24ч = 6 дн.
Определяем действительный фонд:
Тд
= Тн
- Tmex
= 7577-152 =7425 ч. 7432/24ч = 309 дн.
4.1 Расчет количества печей
При расчёте печи нагрева рассчитываем следующее:
1. Нагрев производится в индукционной печи с габаритными размерами рабочего пространства ø215*1400мм.
2. Время нагрева по ТЭК 15 минут
3. Масса нагреваемой заготовки 66,2 кг.
4. Размер нагреваемого слитка ø215х430мм.
Определяем количество слитков в ряду
nряд
=L/lсл
=1400/430 = 3 шт.
Определяем количество рядов
nсл
= 1
Определяем количество одновременно загруженных заготовок в печь
nзаг
=nсл
*nряд
=3*1 =3 шт.
Определяем количество металла в одной садке
Mc
=nзаг
*Qзаг
=3*66.2=198.6 кг.
Определяем количество садок на всю программу
Сn
=П/ Mc
Сn
=4000000/198.6=20141 садка
Определяем общее время нагрева металла на годовую программу
tобщ
= Сn
,*τ,
где τ-время нагрева одной садки в часах из ТЭК
tобщ
=20141*0.25=5035 часов
Определяем количество нагревательных печей
Nn
= tобщ
/Тдейств
Nn
=5035/7425=0.68
Принимаем 1 печь n=1
Определяем коэффициент загрузки печей
Кзаг
= Nn
/ n*100%
Кзаг
=0.68/1*100%= 68%
4.2 Экологичность производства
Экологический паспорт промышленного предприятия — это комплексный документ, содержащий характеристику взаимоотношений предприятия с окружающей средой. Целью составления экологического паспорта является:
-переход от изучения следствий (состояния окружающей среды) к детальному дифференцированному анализу причин (ситуация по каждому предприятию в отдельности и группам родственных предприятий);
-переход от рассмотрения общего объема выбросов к удельным показателям, относимым к единице производимой продукции и сопоставляемым с наилучшими показателями, достигнутыми в мире.
В соответствии с этим экологический паспорт должен содержать общие сведения о предприятии, используемом сырье, технологических схемах выработки основных видов продукции, схемах очистки сточных вод и выбросов в воздух , их характеристиках после очистки. данные о твердых и других отходах, а также сведения о наличии в мире технологий, обеспечивающих достижение наилучших удельных показателей по охране природы. Кроме того, в нем перечисляются планируемые мероприятия, направленные на снижение нагрузки на окружающую среду, с указанием сроков, объемов затрат, удельных и общих объемов выбросов вредных веществ до и после каждого мероприятия.
Экологический паспорт, разрабатываемый предприятием за счет собственных средств, включает:
-титульный лист,
-общие сведения о предприятии и его реквизиты.
Сточные воды промышленных предприятий.
Примерно 20% воды промышленного предприятия расходуется безвозвратно, а остальная часть возвращается в водоемы в той или иной степени загрязненной.
Сточные воды любого промышленного предприятия бывают трех видов:
бытовые, поверхностные и производственные. Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в технологических процессах. Их количество, состав и концентрация содержащихся в них примесей определяются типом предприятия, его мощностью, Видами используемых технологических процессов.
Основными примесями сточных вод, используемых для охлаждения технологического оборудования, поковок, гидросбива металлической окалины и обработки помещения, являются частицы пыли, окалины и масла.
Загрязнения литосферы промышленными предприятиями.
Огромное количество промышленных и бытовых отходов, попадая в почву, существенно изменяют химический состав и качество почвы, самоочищение которой не происходит или происходит очень медленно.
Сильное загрязнение почвы тяжелыми металлами в совокупности с очагами сернистых загрязнений приводит к возникновению техногенных пустынь, так как при взаимодействии железа с серой образуется сернистое железо, являющееся сильным ядом. В результате в почве уничтожается микрофлора, что приводит к потере плодородия и нарушению единства геохимической среды и живых организмов.
Машиностроительные предприятия в основном образуют отходы от следующих производств:
- кузнечнопрессового и проката (концы, обрезки, обдирочная стружка, опилка окалины и др);
-литья (литники, сплески, шлаки и съемы, сор и Эр.);
-механической обработки (Высечки, обрезки, стружки, опилки и др.).
4.3 Мероприятия по защите окружающей среды
Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов в условиях быстрого разбития промышленности, становится одной из важнейших общегосударственных задач.
Большой вред окружающей среде приносят продукты горения, выбрасываемые дымовыми трубами предприятий без соответствующей очистки сточные промышленные воды, загрязняющие водоемы и губительно действующие на водные организмы, а также промышленная пыль.
Основным средством, позволяющим значительно уменьшить сброс сточных вод в водоемы, является их повторное использование в системе оборотного водоснабжения.
В борьбе с пылью и газами используют пылеулавливающие вентиляции в местах пылеобразования с очисткой воздуха через систему фильтров.
Организация работ по охране окружающей среды осуществляется в соответствии с требованиями СУОС (Р075 1017-2).
При зачистке металла на участке приёмки продукции в воздух рабочей зоны выделяются следующие вредные вещества (согласно ГН 2.2.5.1313-03):
Карбид кремния - ПДК р.з-6,0 кг/м3
;
Титан - ПДК р.з-10 кг/м3
;
Контроль качества воздуха рабочей зоны осуществляется аккредитованной лабораторией (цех № 39).
Сбор, накопление, учет и утилизация отходов осуществляется в соответствии с СТП 02-223 (таблица).
Наименование omхoдов, код по ФККО |
Класс опасности |
Объем образования |
Способ утилизации |
Съем, пыль под 3120000001014 |
4 |
1кг. в смену |
Свалка МПУ ГУЖКХ |
Обработанные абразивные круги, лом обратных кругов код 31404302011995 |
5 |
140 шт. в месяц |
Передаются сортопрокатным организациям |
Отработанные |
5 |
20 шт. в месяц |
Свалка МПУ |
лепестковые круги, шкурка код 31404303011995 |
12 кг. в месяц |
ГУЖКХ |
Отработанная бумага, код 9120050001005 |
5 |
10 кг на 1 тн. годного |
Свалка МПУ ГУЖКХ |
В конце каждой смены производится влажная уборка с помощью веника или волосяной щётки и совка.
Из практических данных образование пыли незначительное, при теоретическом расчете — 1 кг. в смену (при расчете была взята напряженная работа - зачистка каждого листа 10 партий размером 5*1000*2000мм).
Собранная в срок пыль во влажном состоянии собирается в специальную тару. Тара должна иметь маркировку:
слово «отходы», класс точности К. По мере заполнения тары стропальщик перегружает отходы в самосвальный автотранспорт, которым отходы доставляются В цех №41 (СТП 02-223).
Отработанные абразивные круги накапливаются и вывозятся.
Заключение
В ходе курсового проекта был спроектирован участок цеха по производству листов габаритными размерами ø1000*2000*30 из сплава ВТ1-0 производительностью 6000 тонн в год.
При выполнении курсового проекта были представлены обоснования технических решений, технические требования к изделию, характеристика сплава, описание технологического процесса производства, технологическая схема процесса, характеристика оборудования, выбор типа производства, циклограмма, техника безопасности, охрана труда, мероприятия по защите окружающей среды, мероприятия по пожарной безопасности, экологичность производства.
Рассчитаны масса одного изделия т = 58.3 кг, масса заготовки Qсл
= 86 кг, масса всех отходов Qom
= 7.9 кг, коэффициент использования металла КИМ = 77%.
Для спроектированного участка приняли 1 стан для сортовой прокатки и 1 нагревательную печь.
Библиографический список
1. Корнилов И.И. Состояние и перспективы применения титана и его сплавов в народном хозяйстве. Новый конструкционный материал титан. -М.: Наука, 1972.
2. Павлов И.М. Общие условия обработки давлением титана и его сплавов. Титан и его сплавы. -М.: Издательство АН СССР, 1958
3. Каганович И.Н. Особенности технологии производства полуфабрикатов из титана и его сплавов. Титановые сплавы для новой техники. -М.: Наука, 1968.
4. Аношкин Н.Ф., Ерманок M.3. Полуфабрикаты из титановых сплавов. -М.: Металлургия, 1979.