МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ВОДНОГО ГОСПОДАРСТВА ТА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ
Факультет Економіки і підприємництва
Кафедра експлуатації гідромеліоративних систем
Контрольна робота
з дисципліни «Системи технологій в промисловості»
Зміст
I. Теоретична частина 3
Плазмові процеси. 3
Феросплави. 5
Особливості оформлення комплектів документів на процеси випробувань. 7
II. Практична частина 12
Розрахунок матеріального балансу технологічних процесів. 12
Визначення коефіцієнта використання матеріалів. 15
Визначення економічної ефективності технологічних процесів. 18
III. Список використаної літератури 20
I. Теоретична частина
1. Плазмові процеси. Плазмова металургія — витягання з руд, виплавка і обробка металів і сплавів в плазмових реакторах і плазмових печах, а також використання плазмового нагріву для інтенсифікації існуючих способів плавки. Плазмова металургія почала розвиватися в 50-х рр. 20 ст. у СРСР, Японії, США, НДР, ФРН і інших країнах.
Переробка руд (оксидів і ін.) здійснюється шляхом їх термічної дисоціації в плазмі; вони або подаються в плазмовий струмінь у вигляді порошку, або утворюють в суміші з електропровідним матеріалом, наприклад вуглецем, витратний електрод плазматрона. Для попередження зворотних реакцій застосовують відновники (вуглець, водень і ін.), різкий «гарт» газоподібних продуктів дисоціації на виході з плазмового реактора (Плазмохимія) або отримують проміжні продукти, наприклад хлориди. При обробці складних з'єднанні важливим завданням є розділення отримуваних продуктів.
Виплавка сталей і сплавів проводиться в плазмодугових печах (ПДП). Інертна атмосфера і відсутність звичайних для плавки електродуги джерел забруднення металу дають можливість отримувати із звичайної шихти з високим вмістом відходів чистий метал, наприклад особонизьковуглецеві неіржавіючі сталі високої якості. При частковій заміні аргону азотом в плазмоутворюючому газі або безпосередньо в атмосфері печі отримують легований азотом метал без застосування азотованих сплавів.
Переплавка металів і сплавів з метою підвищення їх чистоти або легування проводиться в ПДП з металевим водоохолоджуваним кристалізатором. Глибокому рафінуванню металу сприяють інертна або відновна проточна атмосфера, велика поверхня взаємодії металу з газовою фазою, обробка металу шлаком. Кристалізацією металу в таких ПДП можна управляти, роздільно регулюючи швидкість плавлення металу і тепловий потік на ванну. У промислових умовах здійснені (окремо і комплексно) різні варіанти процесу: рафінуюча переплавка в атмосфері інертних газів; поєднання переплавки з плазмоводневим розкислюванням металу або насиченням його азотом; плазмодугової переплавка з шлаком. Проведення процесу при підвищеному або нормальному тиску забезпечує запобігання втратам летючих легуючих елементів (хрому, марганцю і ін.), насичення сплаву азотом, а при зниженому тиску — глибшу дегазацію металу (наприклад, титану). Переплавку в ПДП застосовують для підвищення якості спеціальних легованих сталей, прецизійних і жароміцних сплавів, тугоплавких металів, для отримання австенітних сталей з підвищеним вмістом азоту, не досяжним при інших способах плавки, для зниження втрат летючих і легкоокислювальних елементів.
Застосування плазмодугового нагріву при індукційній плавці скорочує тривалість розплавлення шихти і істотно покращує рафінування металів завдяки перегріву шлаку дугою. Плазматрони можна використовувати як допоміжні джерела тепла в доменних і мартенівських печах, в термічних печах при обробці напівфабрикатів, а також при вирощуванні монокристалів.[1,3]
2. Феросплави.
Фероспла́ви — напівпродукти металургійного виробництва — сплави заліза з кремнієм, марганцем, хромом і іншими елементами, використовувані при виплавці сталі (для розкислювання і легування рідкого металу, скріплення шкідливих домішок, додання металу необхідної структури і властивостей), а також при отриманні інших феросплавів (т.з. передільні феросплави). До феросплавів умовно відносять деякі сплави, що містять залізо лише у вигляді домішок (наприклад, силікомарганець, силікокальцій) і, крім того, деякі метали і неметали в технічно чистому вигляді (металевий марганець, металевий хром, кристалічний кремній). Так звані комплексні феросплави містять декілька компонентів. Відновлення оксидів провідного елементу феросплавів (Mn, Cr і ін.) вуглецем у присутності заліза протікає при нижчій температурі, швидше, повніше і з меншими енергетичними витратами. Температура плавлення феросплавів, за рідкісним винятком, нижче за температуру плавлення чистого металу; це полегшує його розчинення при введенні в рідку сталь, приводить до зменшення чаду провідного елементу. Вартість елементу у феросплаві нижче, ніж в технічно чистому металі. Стандартний зміст компонентів у феросплаві обумовлено хімічним складом сировини, умовами виплавки феросплава і введення їх в рідку сталь.
Феросплавне виробництво — отримання феросплавів на спеціалізованих заводах чорної металургії. Найпоширеніший електротермічний (електропічний) спосіб отримання феросплавів (т.з. електроферосплавів); по вигляду відновника він розділяється на вуглевідновний, яким отримують вуглецеві феросплави (5–8% C) і всі крем'янисті сплави, і металотермічний (до нього умовно відносять і силікотермічний), яким отримують сплави з пониженим вмістом вуглецю (0,01–2,5% C). Вуглевідновним процесом (Карботермія), здійснюваним головним чином в рудотермічних печах потужністю 16,5–72 Мва, отримують феросиліцій, кристалічний кремній, силікоалюміній, силікокальций, феросилікокальций, силікомарганець, силікохром, вуглецевий феромарганець і ферохром, ферофосфор, комплексні сплави на крем'янистій основі, а також низькофосфористий марганцевий шлак; виробництво доменних феросплавів дуже мале за масштабами і постійно скорочується (бідний феросиліцій і феромарганець), оскільки вони більше забруднені домішками і стоять дорожче за електроферосплави. Низьковуглецеві (рафіновані) феросплави отримують в дугових (рафінувальних) електропечах потужністю 2,5–5,5 Мва металотермічним способом (Металотермія). силікотермічеським (Силікотермія) – низько- і безвуглецеві сплави марганцю і хрому, ферованадій (у шихту додають алюміній), феровольфрам (у шихту додають коксик), силікоцирконій, алюмінотермічеським (див. Алюмінотермія) – металевий хром, безвуглецевий ферохром, фероніобій, феробор, силікоцирконій, різні лігатури з рідкісними і рідкоземельними металами. Середневуглецевий ферохром отримують також в конвертерах з кисневим дуттям (з вуглецевого ферохрому). Для отримання азотвмісних (азотованих) сплавів марганцю, хрому і ванадію застосовують електропечі опору і індукційні печі.Позапічними алюмінотермічним способом виплавляють феротитан, металевий хром і ванадій, позапічним силікотермічним способом – феромолібден (у шихту додають алюміній).[2,5]
3. Особливості оформлення комплектів документів на процеси випробувань.
Сертифікація продукції - це процес випробувань товару навідповідність до стандартних вимог під час його реалізації. Визначення поняття "сертифікація продукції" було розробленоспеціальним комітетом з питань сертифікації продукції Міжнародноїорганізації зі стандартизації (ІСО). Сертифікація відповідності - дія третьої сторони, якоюдоводять, що забезпечується необхідна впевненість у тому, щопевним чином ідентифікована продукція, процес чи послугавідповідають конкретному стандарту чи іншому нормативномудокументу. Сертифікація грунтується на проведенні випробувань і оцінціумов виробництва продукції, що сертифікується, контролі завиконанням цих процедур і нагляді за якістю продукції з бокунезалежного органу. Сукупність усіх цих операцій дозволяєвстановити в нормативно-технічній документації (НТД) іконтролювати будь-які важливі для споживача характеристикипродукції. Тому сертифікація не тільки надійна гарантія строгоївідповідності їх до встановлених вимог, а й об'єктивна інформаціяпро таку відповідність. Крім цього, це ефективний засіб і стимулпідвищення якості продукції. Сертифікацію давно використовують у міжнародній економічнійспівпраці. Вона проводиться під контролем як уряду так і неурядових організацій. Уряд контролює такі проблеми, якзабезпечення якості, захист інтересів споживача, безпека і охороназдоров'я, охорона навколишнього середовища, підтримканаціонального виробництва продукції, якість товарів, якіпоставляють на експорт, захист від шахрайства і викривленоїінформації. Порядок проведення сертифікації відбувається так, щобзабезпечити достатню об'єктивність сертифікації, достовірністьрезультатів випробувань, забезпечити економічну взаємоприйнятністьяк для виробника, так і для споживача продукції. Роботи з сертифікації грунтуються на наступних принциповихположеннях: вибір критеріїв, за якими можна судити, що продукціявідповідає інтересам споживача, можливостям виробника; вибір системи сертифікації, що залежить від авторитету органуз сертифікації, який, у свою чергу, залежить від компетентностіoepqnm`ks і надійності обладнання, порядності виконавців; стабільності технологічного процесу виробництва продукції,використання системи управління якістю продукції, оцінки іконтролю за її діями; незалежності результатів випробувань і проведення робіт щодосертифікації, запевнення виробника в тому, що його виробивідповідають вимогам стандартів, не завжди приймаються на віру,тому споживач організовує перевірку, що вимагає матеріальних ітрудових затрат. З точки зору зовнішньої торгівлі і міжнароднихекономічних зв'язків лише незалежність результатів сертифікаційноїдіяльності має найоб'єктивніше значення. У випадку позитивних результатів сертифікаційних випробуваньвироби повинні мати клеймо, спеціальний знак або сертифікат. Виходячи з вимог законів України "Про захист правспоживачів", "Про охорону праці", торговельних інтересів Українина міжнародному ринку з 1993 p. здійснюють сертифікацію продукціїв Україні в рамках вимог створеної державної системи сертифікації-УкрСЕПРО. За правилами УкрСЕПРО в Україні здійснюють взаємопов'язанівиди діяльності, такі як: - сертифікація продукції (процесів, послуг); - сертифікація систем якості; - атестація виробництва; - акредитація випробувальних лабораторій; - акредитація органів з сертифікації продукції; - акредитація органів з сертифікації систем якості; - атестація аудиторів за видами діяльності. Загальне керівництво системою здійснює національний орган ізсертифікації (Держстандарт України). Обов'язковій сертифікації підлягають вироби, послуги іпроцеси, визначені директивними документами держави, їх переліквизначається і повинен відповідати обов'язковим вимогамнормативних документів, міжнародних і національних стандартівінших держав, що діють в Україні. Робота з сертифікації в Українібазується на 12 стандартах: - ДСТУ 3410 - 96 - Основні положення; - ДСТУ 3411 - 96 - Вимоги до органів сертифікації продукції іпорядок їх акредитації; - ДСТУ 3412 - 96 - Вимоги до випробувальних лабораторій іпорядок їх акредитації; - ДСТУ 3413 - 96 - Порядок проведення сертифікації продукції; - ДСТУ 3414-96-Атестація виробництва. Порядок здійснення; - ДСТУ 3415 - 96 - Реєстри системи; - ДСТУ 3416-96 - Порядок реєстрації об'єктів добровільноїсертифікації; - ДСТУ 3417-96 - Процедура визначення результатівсертифікації продукції, що імпортується; - ДСТУ 3418 - 96 - Вимоги до аудиторів і порядок їхатестації; - ДСТУ 3419 - 96 - Сертифікація систем якості. Порядокпроведення; - ДСТУ 3420 - 96 - Вимоги до органів сертифікації системякості та порядок їх акредитації; - ДСТУ 3498 -96 - Бланки документів. Форма та опис. Добровільну сертифікацію здійснюють на відповідність допоказників, що не занесені до обов'язкових, але можуть утвердитидовіру між продавцем і споживачем, підвищитиконкурентоспроможність продукції. Система передбачає такожсертифікацію імпортної продукції. Усі витрати на виконання робіт із сертифікації оплачують зарахунок виробника незалежно від прийнятих рішень. У загальномувигляді суму цих витрат обчислюють за формулою: B = Boc + Bзр + Ввп + Вся + де В - загальні витрати, грн.; Вос - вартість робіт,виконаних органом сертифікації, грн.; Взр - вартість зразків длявипробувань, грн.; Bвп — вартість лабораторних аналогів, грн.; Вся- вартість сертифікації систем якості, грн.; Втні - вартістьоднієї перевірки під час технагляду, грн.; Втр — видатки навідбір, ідентифікацію, упакування і транспортування зразків домісця випробувань, грн.; m - число перевірок щодо технаглядусистеми якості; n - число перевірок щодо технагляду; Втнсі -вартість однієї перевірки системи якості, грн. Сертифікованій продукції присвоюється сертифікат і видаєтьсясвідоцтво про визнання. Зразки свідоцтва про визнання ісертифікатів відповідності подано в додатках 2. Продукцію, яка пройшла сертифікаційні випробування,позначають національними знаками відповідності. Знак відповідностіпризначений для інформування споживачів про те, що продукціясертифікована згідно з правилами системи УкрСЕПРО. Підприємства іnpc`m3g`v3? мають право використовувати знак відповідності післяодержання зареєстрованого сертифіката відповідності на продукцію. В додатку 3 зображені національні знаки відповідності, якіінформують споживача, що: а) продукція пройшла випробування з усіхпоказників обов'язкових вимог до неї; б) продукція відповідає всімвимогам нормативних документів; в) продукція відповідає лишеокремим вимогам споживачів. Знак відповідності наносять на нез'ємну частину виробу або натару, упаковку, експлуатаційну та товаросупровідну документацію.Місце нанесення знака відповідності на продукцію (тару, упаковку,документацію) встановлює підприємство, що одержало право на йогозастосування. При неможливості нанесення знака відповідності на продукціюйого наносять на найменшу споживчу упаковку, в якій цю продукціюреалізують. Розміри знаків відповідності визначає підприємство, якеодержало право на його застосування через вибір базового розміру -Н. Співвідношення між розмірами стосовно базового розміру визначаєДСТУ 2296-93. Знак відповідності для сертифікованої послуги (процесу)проставляють у супровідній документації на цю послугу. Принеможливості нанести його в супровідну документацію він можепроставлятись виконавцем сертифікованої продукції у рекламнихматеріалах щодо цієї послуги. У цьому випадку таке використаннязнака відповідності обумовлюють у ліцензійній угоді між органомсертифікації і заявником. При анулюванні сертифіката заявник(підприємство) втрачає право використовувати і знак відповідності.[6]
II. Практична частина
Завдання №1
Розрахунок матеріального балансу технологічних процесів.
Скласти матеріальний баланс першого та другого технологічних процесів одержання клінкеру шляхом випалювання вапняку, мергелю та вугілля при надходженні повітря; за результатами розрахунків обґрунтувати раціональний процес.
В процесах випалювання клінкеру одержують додаткову продукцію – кисень. Загальну кількість початкової сировини і матеріалів, інші дані прийняти по таблиці 1.1 згідно варіанту (за двома останніми цифрами залікової книжки).
Розрахунки необхідно представити у формі таблиць матеріального балансу технологічних процесів з розділенням сировини і матеріалів на тверду, рідку та газову складові. Додатково визначити витрати сировини на одиницю основної продукції (матеріалоємність).
Дано: загальна початкова маса використаних матеріалів і сировини 6000 кг., в ній сухого вапняку, мергелю та вугілля відповідно 19%, 25% та 4%.
Вологість мінеральної сировини 25%, вологість повітря 61%. Маса використаного повітря невідома. В першому процесі одержано 1200 кг. клінкеру та 60% кисню, в другому 800 кг. клінкеру та 65% кисню.
Розв’язання:
Визначаємо всі вхідні початкові матеріали: в процесі переробки використовують вапняк, мергель, вугілля, повітря, які вміщують вологу (необхідно врахувати наявність вологи і показати її окремо).
Визначаємо маси вапняку, мергелю та вугілля в сухому стані за відносною кількістю від початкової маси всієї сировини:
Визначаємо загальну масу мінеральної сировини в сухому стані:
1140+1500+240 = 2880 кг
Розраховуємо загальну масу мінеральної сировини з водою.
Розраховуємо масу води, яка знаходиться в мінеральній сировині:
3840 - 2880 = 960 кг
6. Визначаємо із умов балансу кількість повітря, що використовується в процесі випалювання клінкеру:
6000-3840=2160 кг
7. Розраховуємо кількість вологи в повітрі за його вологістю:
8. Визначаємо кількість сухого повітря
2160-1317,6=842,4 кг
9. Визначаємо загальну кількість вологи (води), що була в матеріалах:
960+1317,6 = 2277,6 кг
10. Перевіряємо баланс вхідних матеріалів у твердій, рідкій та газовій формах (вапняк, мергель, вугілля, вода, повітря):
1140+1500+240+2277,6+842,4 = 6000 кг
11. Визначаємо кількість одержаного кисню в першому та другому процесах:
1ТП:
2ТП:
12. Розраховуємо загальну масу одержаної продукції в першому та другому процесах:
1ТП: 1200+3600 = 4800 кг
2ТП: 800+3900 = 4700 кг
13. Розраховуємо кількість виробничих витрат матеріалів в першому та другому технологічних процесах:
1ТП: 6000-4800 = 1200 кг
2ТП: 6000-4700 = 1300 кг
14. За результатами розрахунків складаємо таблиці матеріального балансу для першого та другого технологічних процесів, розраховуємо в таблицях кількість матеріалів у відносних одиницях (процентах):
Матеріальний баланс 1ТП
Сировина і матеріали
Продукція та втрати
Назва
Маса, кг
%
Назва
Маса, кг
%
Вапняк сухий
1140
19
Клінкер
1200
20
Мергель сухий
1500
25
Кисень
3600
60
Вугілля сухе
240
4
Втрати
1200
20
Повітря сухе
842,4
14,04
Вода
2277,6
37,96
Всього
6000
100
Всього
6000
100
Матеріальний баланс 2ТП
Сировина і матеріали
Продукція та втрати
Назва
Маса, кг
%
Назва
Маса, кг
%
Вапняк сухий
1140
19
Клінкер
800
13,3
Мергель сухий
1500
25
Кисень
3900
65
Вугілля сухе
240
4
Втрати
1300
21,7
Повітря сухе
842,4
14,04
Вода
2277,6
37,96
Всього
6000
100
Всього
6000
100
15. Визначаємо втрати мінеральної сировини на одиницю основної продукції:
1ТП:
2ТП:
16. Аналізуємо результати розрахунків і за кількістю відходів та питомою витратою мінеральних ресурсів визначаємо більш раціональний технологічний процес: за втратами – перший, за матеріалоємністю та виходом основної продукції – перший.
Визначення економічної ефективності технологічних процесів.
Дано: Річна програма машинобудівного підприємства складає 110шт; маса однієї деталі 5 кг.; вартість одного кілограму матеріалів 1,1 грн.; коефіцієнт використання матеріалу в 1ТП складає 0,65, в другому – 0,75; Заробітна плата наладчиків в першому ТП 8000 грн., в другому 5000 грн., вартість спеціальної технологічної оснастки відповідно 9000 грн. та 4000 грн.; норма штучного часу технологічних операцій в 1ТП – 51год., в 2ТП – 47год.; кількість технологічних операцій в 1ТП – 10 штук, в 2ТП – 8 штук; тарифна ставка виконання операцій відповідно 2грн./год. Та 3грн./год.; норма відрахувань на соціальні потреби 36%; накладні витрати поточного характеру для 1ТП – 40%, для 2ТП – 55%, коефіцієнт терміну використання оснастки в першому процесі дорівнює 0,81, в другому – 0,61.
Розв’язання:
Розраховуємо масу початкового матеріалу для виготовлення всієї партії деталей:
В 1ТП: М1=
В 2ТП: М2=
Визначаємо вартість матеріалу:
В 1ТП: m1=1,1*846,1=930,71 грн.;
В 2ТП: m2=1,1*733,3=806,6 грн.
Розраховуємо заробітну плату основних робітників, задіяних в технологічному процесі:
В 1ТП: З0=51*2*10=1020грн.;
В 2ТП: З0=47*3*8=1128грн.
Визначаємо величину нарахувань на заробітну плату:
В 1ТП: Н1=
В 2ТП: Н2=
Визначаємо заробітну плату основних робітників з нарахуваннями:
В 1ТП: З1=1020+367,2=1387,2 грн.;
В 2ТП: З2=1128+406,08=1534,08грн.
Визначаємо накладні витрати поточного характеру:
В 1ТП: В1=
В 2ТП: В2=
Розраховуємо поточні витрати на виготовлення заданої партії деталей:
В 1ТП: а1=930,71+1387,2+408=2725,91грн.;
В 2ТП: а2=806,6+1534,08+620,4=2961,08грн.;
Розраховуємо одноразові поточні витрати на створення технологічних ліній:
Для 1ТП: b1=8000+9000*0.81=13770грн.;
Для 2ТП: b2=5000+4000*0,61=5490грн.;
Визначаємо розмір критичної партії продукції двох технологічних процесів:
Nкр=
Будуємо графік порівняння собівартості виготовлення партій деталей за першим та другим технологічними процесами
S1=2,72591*110+13,77=313.6201 тис. грн.
S2=2,96108*110+5,49=331.2088 тис. грн.
Висновки за результатами розрахунків:
За річного випуску продукції менше 35 шт. економічно доцільно використовувавати другий варіант технологічного процесу, при річній програмі від 36 і більше доцільно прийняти перший варіант технологічного процесу, оскільки собівартість випуску продукції є меншою. При випуску продукції 35 шт. деталей процеси рівноцінні.
Визначаємо собівартість одної деталі в заданій партії:
1ТП:
2ТП:
Визначення коефіцієнта використання матеріалів.
Визначити коефіцієнт використання матеріалу при виготовленні деталей в однорядних штампах послідовної або комбінованої дій з металевої стрічки товщиною t і довжиною L. Вихідні дані прийняти за табл.
Дано: Визначити коефіцієнт використання матеріалу при виготовленні шайби з зовнішнім діаметром 20мм, і внутрішнім діаметром 8мм в однорядному штампі металевої стрічки товщиною 1,8мм і довжиною 1400мм. Намалювати схему розкладки деталей на стрічці.
Розв’язання:
Визначаємо – задана деталь шайба з зовнішнім діаметром 20мм, і внутрішнім діаметром 8мм, виготовляється із стрічки товщиною 1,8мм. Намалюємо ескіз даної деталі:
Виходячи з конфігурації деталі встановлюємо, що всі її елементи розміщенні в одній площині, тобто деталь відноситься до групи плоских деталей. Для її виготовлення необхідно здійснити дві операції:
1 – вирубування зовнішнього діаметру;
2 – прибивання круглого отвору.
Для штампування даної шайби доцільно використовувати штамп послідовної дії, у якому по ходу подачі стрічки послідовно виконуються дві операції: спочатку пробивається отвір Ø8мм, потім вирубується круглий контур. Обидві операції виконуються за один робочий хід повзуна преса.
Виходячи з конфігурації деталі та технології штампування намалюємо схему розкладки в стрічці. Перемички між контурами деталей передбачаємо(в=1,8мм), оскільки контури утворенні не прямими лініями. Наведена розкладка забезпечує видалення відходів і максимальне використання матеріалу.
Визначаємо крок подачі. Крок подачі дорівнює найбільшому розмірі деталі у напрямі подачі. Тобто К=D+в=20+1,8=21,8мм
Визначаємо найбільший розмір контуру деталі в напрямі ширини стрічки. Найбільший розмір шайби в напрямі ширини стрічки дорівнює її діаметру:
М=D=20мм
Виходячи з відомої товщини матеріалу (S-1.8мм) за даними таблиці визначаємо ширину кромки а=2,1мм.
Визначаємо потрібну ширину стрічки або штаби. Потрібна стрічка або штаба мінімальною шириною:
В=М+2*а=20+4,2=24,2мм≈25мм
Визначаємо кількість деталей, яку можна виготовити із стрічки довжиною L=1200мм. Якщо використовувати штамп з боковим отвором, то їх кількість дорівнює:
NД=
Обчислюємо площу однієї деталі:
FД=FМ-FК
FД=
Розраховуємо коефіцієнт використання матеріалу:
КВМ=
Висновок: при КВМ менше 60% використання матеріалу є нераціональним. Дані розрахунки показали що КВМ в даному виробництві дорівнює 48%. Отже дане використання матеріалу є нераціональним.