Проект термического цеха по производству сталей ЭП-817м, ВМС-2, ВМП-3, ВМС-5м, ЭП-288, ЭИ-878, 12X18H9T, 12X18H10T

Annotation.

This graduation project is devoted to a workshop for thermal treatment of large size parts made following types: EI-817, VMS-2, VML-3, VMS-5, EP-288, EI-878, 12H18M9T, 12H18M10T its annual output is projected at 7000 tonn.

Введение.

В соответствии с решениями Правительства России в настоящее время необходимо обеспечение дальнейшего экономического прогресса общества, ускорение научно-технического прогресса, повышение эффективности общественного производства для скорейшего выхода страны из кризиса. В настоящее время особое внимание уделяется необходимости оперативного развития машиностроительной области промышленности. Для этого необходимо разрабатывать и внедрять высокоэффективные методы повышения прочностных свойств, коррозионной стойкости, тепло и хладостойкости применяемых металлов и сплавов. Использование автоматизированных линий и машин, автоматических манипуляторов с программным управлением позволит исключить ручной малоквалифицированный труд, особенно в тяжелых и вредных условиях для человека.

Постоянное расширение сферы автоматизации является одной из главных особенностей промышленности на данный этап.

Особое внимание уделяется вопросам промышленной экологии и безопасности труда производства. При проектировании современной технологии, оборудования и конструкций необходимо научно обосновано подходить к разработке безопасности и безвредности работ.

В связи с развитием промышленности усилилось загрязнение окружающей среды, поэтому рациональное использование природных ресурсов – дело государственного значения.

Производственное задание.

Годовая производственная программа по выпуску продукции проектируемом термическом цехе составляет 7000 тонн.

Место расположения проектируемого термического цеха в – городе Москва. Главным источником тепловой энергии для проектируемого цеха является электроэнергия. К преимуществам электронагрева относятся: возможность регулирования в широких пределах процесса нагрева, выделение тепла без внесения в рабочее пространство топлива, и окислителя, что позволяет проводить процесс в весьма чистых и контролируемых атмосферах; отсутствие продуктов сгорания что предохраняет от загрязнения окружающую среду и уменьшает затраты на очистные установки.

Общие преимущества электротехнических устройств: транспортабельность, простота подачи электроэнергии, компактность конструкции, лучшие условия труда.

Недостатки электронагрева: большая стоимость электроэнергии по сравнению со стоимостью эквивалентного количества угля мазута и особого газа; сложность изготовления, комплектации и эксплуатации оборудования.

Электронагрев позволяет получить продукцию более высокого качества, электротермические процессы, улучшают и облегчают условия труда, повышают безопасность, обеспечивают комфорт.

С точки зрения характера производства проектируемый цех является крупносерийным. Детали изготовляются большими партиями, которые одновременно запускаются в производство.

Технические условия на изготовление выпускаемых изделий, на которых базируются технологические процессы термической обработки:

1. материалы для изготовления: ЭП–817м, ВМС–2, ВМП–3, ВМС–5м, ЭП–288, ЭИ–878, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т;

2. химический состав перечисленных сталей должен удовлетворять тем требованиям, которые перечислены в таблицах в металлургической части.

1. Спецификация деталей подвергаемых термической обработке.

№	наименование деталей	марка стали	масса, кг	габариты, мм	количество на годовую
программу
штук	кг
	фланец	ЭП-817	464	160062060	540	250560
	траверка	1070	1400700140	300	321000
	профиль	2.5	665800	15000	37500
	профиль	6.3	8701600	16000	100800
	лист	26.5	55001350	4800	127200
	лист	30.58	55601400	4000	122320
	шток	54.86	801400	7400	430290
	пруток	19.21	451550	10000	192100
	пруток	12.75	351700	3600	45900
	лента	6.3	1.53001760	8000	50400
Итого:	1852790

№	наименование деталей	марка стали	масса, кг	габариты, мм	количество на годовую
программу
штук	кг
	пластина	ВМС-2	28.2	55101400	3000	84600
	фланец	34.9	103001500	2400	83760
	пруток	8.76	301600	9000	78840
	пруток	9.84	351320	6500	63960
	пруток	19.74	451600	7400	146076
	лист	11.17	2.54801200	16000	178720
	лист	34.14	56001460	1100	37554
	лента	6.7	1.24001800	9600	64320
	лента	4.1	0.83601800	9600	39360
	полоса	2.45	1.21601700	15400	37730
Итого:	814920
	отливка	ВМЛ-3	20.18	26011090	12000	84600
	отливка	1.34	707035	19600	83760
	отливка	1.72	11010020	18400	78840
	отливка	11.1	16011080	15000	63960
	отливка	2.06	12011020	21000	146076
	отливка	2.68	1408030	20800	178720
	отливка	2.34	807550	21000	37554
	отливка	4.24	1509040	124000	64320
	отливка	13.18	21010080	6600	39360
	отливка	10.16	18012060	8000	37730
Итого:	835560
	пруток	ВМС-5	3.68	201500	12000	44160
	пруток	9.12	301650	5300	48336
	пруток	10.53	351400	6100	64223
	пруток	17.68	401800	2100	37128
	лист	32.12	54801700	4500	144540
	лист	59.1	85001990	2300	135930
	лист	42.26	10600900	4000	169040
	лист	31.59	45601800	3600	113724
	лист	14.34	4480950	2500	35850
	лист	39.58	65101650	3400	134877
Итого:	927513
	пруток	ЭП-288	22.32	451800	9000	200880
	пруток	18.61	401900	5500	102355
	пруток	9.37	301700	16000	149920
	пруток	4.96	30900	14000	69440
	полоса	2.26	2210690	16000	36160
	лист	70.28	88001400	24000	168672
	лист	14.89	2.54001900	10400	154856
	лист	81.2	81001300	1800	146160
	лист	23.96	44501700	10000	239600
	лист	32.15	55101600	13700	118955
Итого:	1386998

№	наименование деталей	марка стали	масса, кг	габариты, мм	количество на годовую
программу
штук	кг
	лист	ЭИ-878	4.78	1.5500800	8700	41586
	лист	15.26	2.54501700	1600	24416
	лист	33.54	47601400	1800	60372
	лист	30.29	3.66801560	2000	60580
	полоса	3.87	13001650	16660	25242
	полоса	3.87	13001650	16000	25242
	лента	1.65	11301600	16000	26400
	лента	2.96	1.11801840	12100	35816
	пруток	13.62	351800	4000	54480
	пруток	10.2	301800	2400	24480
Итого:	382652
	лист	12Х18Н9Т	6.34	2500800	4200	26628
	лист	15.48	2.56001300	1600	24768
	лист	13.42	25801450	1200	16104
	пруток	6.59	251700	5400	35586
	пруток	8.65	301650	2600	23946
	пруток	9.21	301550	1800	15570
	полоса	6.37	22401600	5000	31850
	лента	3.65	1.52001460	8700	37755
	лента	1.84	1.51001500	12000	22080
	лента	1.45	1.41001250	11000	15950
Итого:	244237
	профиль	12Х18Н10Т	3.26	4801250	5500	18480
	профиль	4.46	5.5741360	4200	18732
	пруток	4.49	201800	3400	15266
	пруток	14.87	361850	2100	31277
	полоса	6.94	2.52501400	4700	32618
	полоса	5.36	22801150	3000	16080
	полоса	9.72	2.53401450	3500	34020
	лист	11.65	1.56501500	3100	36115
	лист	11.67	1.57001400	3100	36177
	лист	19.48	26801800	1600	31168
Итого:	269883

Программа по выпуску составляет 6714553 кг.

1. Расчет годовой программы по запуску.

№	наименование деталей	марка стали	Годовая программа, т
по выпуску	по запуску
	фланец	ЭП-817	250.56	259
	траверка	321.00	331
	профиль	37.50	40
	профиль	100.80	105
	лист	127.20	132
	лист	122.32	127
	шток	403.29	412
	пруток	192.10	198
	пруток	45.90	49
	лента	50.40	54
№	наименование деталей	марка стали	Годовая программа, т
по выпуску	по запуску
	пластина	ВМС-2	84.60	88
	фланец	83.76	87
	пруток	78.94	82
	пруток	63.96	67
	пруток	146.076	150
	лист	178.72	183
	лист	37.554	40
	лента	64.32	68
	лента	39.36	32
	полоса	37.73	40
	отливка	ВМЛ-3	242.16	249
	отливка	26.264	29
	отливка	31.648	34
	отливка	166.50	170
	отливка	43.26	46
	отливка	55.744	59
	отливка	49.14	53
	отливка	52.576	57
	отливка	86.988	91
	отливка	81.28	85
	пруток	ВМС-5	44.16	47
	пруток	48.336	52
	пруток	64.233	68
	пруток	37.128	40
	лист	144.54	150
	лист	135.93	141
	лист	169.04	175
	лист	113.724	118
	лист	35.85	38
	лист	134.572	139
	пруток	ЭП-288	200.88	207
	пруток	102.355	107
	пруток	149.92	155
	пруток	69.44	73
	полоса	36.16	39
	лист	168.672	174
	лист	146.16	152
	лист	154.856	160
	лист	239.6	264
	лист	118.995	123
	лист	ЭИ-878	41.586	44
	лист	24.416	27
	лист	60.372	64
	лист	60.58	64
	полоса	25.242	28
	полоса	26.40	29
	лента	29.28	32
	лента	35.816	38
	пруток	54.48	58
	пруток	24.48	27

№	наименование деталей	марка стали	Годовая программа, т
по выпуску	по запуску
	лист	12Х18Н9Т	26.628	29
	лист	24.768	27
	лист	16.104	19
	пруток	35.586	38
	пруток	15.587	18
	пруток	23.946	27
	полоса	31.85	15
	лента	31.755	35
	лента	22.08	25
	лента	15.95	18
	профиль	12Х18Н10Т	18.48	21
	профиль	18.732	21
	пруток	15.266	18
	пруток	31.227	34
	полоса	32.618	35
	полоса	16.08	19
	полоса	34.02	37
	лист	36.115	39
	лист	36.177	39
	лист	31.168	34

Программа по запуску составляет 7000 тонн, из них:

ЭП-817 – 1709 т,

ВМС-2 – 837 т,

ВМЛ-3 – 873 т,

ВМС-5 – 968 т,

ЭП-288 – 1436 т,

ЭИ-878 – 411 т,

12Х18Н9Т – 271 т,

12Х18Н10Т – 297 т,

1. Требования к деталям после термической обработки.

марка стали	в, МПа	, %	, %	HRC	НВфотп, мм
ЭП-817	1250-1400	10	55	–	3.05-3.2
ВМС-2	1150-1400	9-10	45	33-41	3.05-3.27
ВМЛ-3	1220-1450	12	35	–	2.9-3.3
ВМС-5	1500-1700	15	50	43-46	–
ЭП-288	1100-1400	12	50	34-41	3.1-3.45
ЭИ-878	700-1000	–	55	–	–
12Х18Н9Т 12Х18Н10Т	520-550	–	55	–	–

Металлургическая часть.

Коррозионная сталь ЭП–817.

Сталь ЭП–817 (0614Н6Д2МБТ) относится к коррозионностойким мартенситостареющим сталям. Сталь ЭП-817 рекомендуется для изготовления нагруженных самолетных узлов (детали, изготовленные из штамповок, поковок, прессованных профилей), работающих при температурах от -70С до +300С в общеклиматических условиях в контакте с топливом. Сталь отличается повышенной стойкостью сварных соединений к коррозионному растрескиванию под напряжением, а также значительно более высокой вязкостью при низких температурах (до -70С).

1. Химический состав стали ЭП–817 (%).

C	Cr	Ni	Cu	Ti	Mo	Nb	Fe	Ca	Si	Mn
0.05-0.08	13.5-14.5	5.6-6.2	1.8-2.2	0.03-0.1	1.3-1.7	0.25-0.4	основа	<0>	0.7	<1>

Введение в сталь ~1.5 % Mo, тормозящего диффузионные процессы по границам зерен сдвигают начало выделения карбидной сетки в область более высоких температур, что вызывает разделение этих областей в зоне термического влияния в сварном соединении. Влияние молибдена на изменение предела прочности при старении стали ЭП–817 показано на рисунке 1.

1. Влияние температуры старения на временное сопротивление стали ЭП–817.

Для измельчения зерна и обеспечения высокой коррозионной стойкости перекрестных швов в сталь введено 0.25–0.4 % Nb. Легирование стали, ферритообразующими элементами Mo и Nb потребовало повышения содержания в ней никеля до ~ 6 % для подавления процесса образования  -феррита. При этом сталь по составу оказалась сдвинутой ближе к области сталей переходного класса, поэтому после закалки была введена операция обработки холодом.

1. Механические свойства стали при комнатной и повышенной температурах.

состояние материала	tC испыт.	0,2 МПа	в, Мпа	, %	, %
термически обработанный по режиму: отжиг при 650С, закалка с 1000С на воздухе, обработка холодом при -70С, =2.5 часа, обезводораживание 400С =3 часа, старение при 515С =1 час	20 300 350 400	1210-1240 910-1030 930-970 880-950	1310-1400 1100-1170 1070-1130 1030-1150	12-14 11-12 10-13 11-14	57-60 57-60 54-59 53-58

Исследования механических свойств при повышенных температурах показало, что сталь обладает достаточно высокими прочностными характеристиками при температурах до 300С. Для оценки хладостойкости стали в больших сечениях в условиях жесткого напряженного состояния определяли критический коэффициент интенсивности напряжений K_ic и ударную вязкость образцов с трещиной, в том числе при температурах -70С. Испытания K_ic проводились на образцах с толщиной 50 мм, что несколько превышает толщину деталей, изготовляемых из этой стали. Результаты показали высокую надежность стали.

1. Вязкость стали ЭП–817 при комнатной и низкой температурах.

состояние материала	tС испыт.	ан,	ат.у.,	К,
термически обработанный по режиму: отжиг 650С =6часов, закалка с 1000С в воде, обработка холодом –70С, =2.5 часа, обезводораживание 400С =3 часа, старение при 515С =1.5 часа.	20 -70	1.0-1.5 0.6-0.9	0.5-0.8 0.3-0.6	>5500 4000-4500

В процессе электрошлакового переплава сталь ЭП–817, как и другие высококачественные коррозионностойкие стали, насыщаются водородом, в том числе диффузионно-подвижным, что может привести к замедленному разрушению, снижению относительного сужения стали (см. рисунок 2).

1. Влияние водорода на величину относительного сужения и сопротивления замедленному разрушению при растяжению стали ЭП-817.

Присутствие водорода снижает также критический коэффициент интенсивности напряжений К, причем при одинаковом уровне прочности это снижение более резко для стали, состаренной при 425С по сравнению с перестаренной при 515С. Для удаления водорода их стали целесообразно применять отпуск при 400С после обработки холодом.

1. Влияние диффузионно-подвижного водорода на свойства стали ЭП-817.

состояние материала	место вырезки образцов	содержание водорода	0,2, МПа	в, МПа	, %	ак,	замедленное разрушение
н, МПа	время разгр, сутки
термически обработанный по режиму: отжиг при 650С, =6 часов, закалка с 1000С =2 часа в воде, обработка холодом при -70С, =2 часа, старение при 515С =2 часа	серце-вина	3.79	1400-1150	1300-1320	46-48	1.1-1.2	900 1100 1250	>5 >5 0.6-1.3
в поверхностных слоях	0.5	1150	1310-1340	62-65	1.1-1.2	1300 1700 1800 1900	>5 >5 >5 >5
Влияние обезводораживающего отпуска при 400С на свойства стали
 обезв. отпуска	содержание водорода	0,2, МПа	в, МПа	, %	ак,	замедленное разрушение
н, МПа	время разгр, сутки
без отпуска	4.1	1120	1130	40	1.4	900-1200	>5
15	3.1	1130	1320	47	1.2-1.5	900-1450	>5
30	1.85	1130	1320	60	1.4	1450-1900	>5
60	0.3	1120	1330	61	1.2-1.4	1800-1900	>5

Коррозионная сталь ВМС-2.

Малоуглеродистая сталь ВМС-2 (08Н15Н5Д2Т) относится к мартенситным, упрочняемая старением. Сталь ВМС-2 является хорошо свариваемой сталью и рекомендуется для изготовления деталей внутреннего набора и силовых элементов, работающих в комнатах с топливом при температурах до 300С.

Отсутствие в структуре деформированной стали - феррита способствует существенному повышению ударной вязкости и пластичности стали поперек волокна, особенно при выплавке ее методом электрошлакового переплава. После закалки с температуры растворения карбидов (Cr₂₃C₆) 950–1000C структура стали состоит из мартенсита и около 10% остаточного аустенита. Начало и конец мартенситного превращения соответствует температурам 130С и 30С.

1. Химический состав стали ВМС-2, в %.

C	Cr	Ni	Cu	Ti	Fe	Si	Mn	S	P
0.08	14.0-15.0	4.7-5.5	1.75-2.5	0.15-0.3	основа	0.7	1.0	0.025	0.03

Сочетание легирующих элементов Cr, Ni, Ti при относительно низком содержании углерода обеспечило коррозионную стойкость листовых материалов и исключило возможность образования феррита даже в тяжелых пановках, гарантировав при этом высокую вязкость. Легирование стали медью создает возможность упрочнения материала старением.

Преимуществом стали является простота ее термической обработки: нормализация при 950С =1.5 ч., отпуск при 350С =4 ч. и упрочнение готовых деталей в процессе старения при 510С, =2.5 ч. Термическую обработку необходимо осуществлять при строго регламентированных режимах с учетом и контролем фазового состава, в частности соотношения мартенсита и аустенита в структуре, от которого в значительной степени зависти ее предел прочности и ударная вязкость. Влияние содержания остаточного аустенита на механические свойства после старения показано на рисунке 3.

1. Влияние содержания остаточного аустенита закалочной стали ВМС-2 на механические свойства после старения.

Структура закаленной и состаренной стали должна быть максимально однородной (не допускается наличие карбидной сетки и -феррита). После закалки с температуры растворения карбидов (Cr₂₃C₆) 950–1000С структура стали состоит из мартенсита и около 10 % остаточного аустенита.

Основные факторы, оказывающие влияние на ударную вязкость стали – размер аустенитного зерна, количество остаточного аустенита и выделение охрупчивающих (карбидных) фаз по границам аустенитных зерен. Если содержание аустенита в закаленной стали близко к нулю, то при последующем старении происходит ее охрупчивание, а относительное удлинение и сужение сохраняются в пределах, удовлетворяющих требованиям технических условий. Сопротивление замедленному разрушению и коррозии под напряжением при этом уменьшается. Охрупчивание стали связано с ослаблением границ зерен, что может быть обусловлено выделением охрупчивающих фаз и сегрегацией легирующих элементов. Для уменьшения охрупчивания стали рекомендуется ее перестаривание при 515С, =2.5 часа. На свойства окончательно термичеки обработанной стали большое влияние оказывает количество остаточного аустенита. Низким содержанием углерода в твердом растворе, а также низкой (для сталей мартенситного класса) t_мн обусловлена свариваемость стали. Легирование стали медью создает возможность упрочнения мартенсита старением.

1. Механические свойства стали ВМС-2 при различных температурах.

состояние материала	tС испыт.	в, МПа	0,2, МПа	, %	, %
термически обработанный по режиму: закалка с 950С на воздухе, старение при 450С =1 час.	20 300 400	1250-1400 1100-1200 1050-1150	1110-1300 1000-1100 900-1000	6-12 5-7 5-7	50-60 50-60 50-60

Высокопрочная свариваемая сталь ВМЛ-3.

Сталь ВМЛ-3 (08Х14Н5М2ДЛ) применяется для изготовления массивных листосварных конструкций, которые можно использовать после сварки из термической обработки, а также для высоконагруженных деталей, работающих при температурах до 350С.

1. Химический состав стали ВМЛ-3 в %.

C	Cr	Ni	Mo	Cu	Nb	Fe	Si	Mn	S	P
0.08	13.0-14.5	4.5-5.5	1.5-2.0	1.2-1.75	<0>	основа	0.7	1.0	0.03	0.03

1. Механические свойства стали ВМЛ-3 по ОСТ.

состояние материала	в, МПа	0,2, МПа	, %	, %	HBdотп., мм
термически обработанный по режиму: гомогенизация 1110С, закалка с 970С на воздухе, старение при 460С =1 час.	1250	900	12	35	2.9-3.2

Сталь выплавляется в открытых, в вакуумных индукционных печах с основной футеровкой. Прибыли удаляют механической обработкой, пламенной или анодной резкой. Сталь хорошо сваривается аргонодуговой и ручной дуговой. После сварки может применяться без термической обработки.

Общая коррозионная стойкость основного материала удовлетворительная. Литые детали следует применять после обдувки металлическим песком с последующим пассивированием и применением дополнительной защиты по согласованию с ВИАМ.

Для стали ВМЛ-3 рекомендуется следующая термическая обработка:

• гомогенизация 111010С, охлаждение на воздухе;

• закалка при 97010С, охлаждение на воздухе, старение 46010С в течение часа.

Термическая обработка стали ведется согласно инструкциям ВИАМ. Нагрев отливок с 900С и выше должен проводится в защитной среде или под слоем эмали.

Хромоникельмолибденовая сталь ВМС-5.

Коррозионностойкая сталь ВМС-5 (1?15МАМЗ) применяется для изготовления силовых деталей, крепежных деталей, которые работают в атмосферных условиях и топливе при температурах 180–200С (термически обработанные на _в=1600100мПа), а также для изготовления деталей, кратковременно работают в атмосферных условиях и топливе при температурах до 550С.

1. Химический состав стали ВМС-5 в %.

C	Cr	Ni	Mo	N	Fe	Si	Mn	S	P
0.11-0.16	14.0-15.5	4.0-5.0	2.3-2.8	0.05-0.1	основа	0.7	1.0	0.02	0.03

1. Механические свойства стали при различных температурах испытания.

состояние материала	tС испыт.	в, МПа	0,2, МПа	, %	, %
термически обработанный по режиму: закалка с 1070С, обработка холодом - 70С, =2.5 часа, отпуск при 200С =2 часа.	20 200 -70	1500-1600 1400-1470 1700-1780	1100-1200 1050-1150 1300-1340	15-18 10-12 15-18	47-55 47-50 45-55

Для понижения содержания газов и неметаллических включений в поперечном направлении волокон листовой стали её необходимо подвергать электрошлаковому переплаву.

Для стали ВМС-5 рекомендуется следующая термическая обработка:

• закалка с 107010С в воде или в масле;

• обработка холодом при -70С в течение двух часов;

• отпуск при350С в течение 1-4 часов (_в=1500100(120) МПа).

Для предотвращения окисления поверхности готовые детали следует закаливать под слоем эмали или в среде аргона.

Для лучшей механической обрабатываемости стали рекомендуется термическая обработка согласно инструкциям ВИАМ. Детали особо ответственного назначения (_в=1500100(120) МПа) с толщиной от 15 мм, а также все детали с (_в=1600100 МПа), необходимо подвергать после механической обработки (перед закалкой) нагреву до 52010С и выдержке 8-20 часов в зависимости от толщины для удаления водорода.

Сталь хорошо сваривается автоматической, ручной аргонодуговой, ручной дуговой, контактной, электронно-лучевой сваркой. После сварки детали подвергаются упрочняющей термической обработке.

Для повышения коррозионной стойкости сварные соединения, работающие в атмосферных условиях следует защищать лакокрасочными покрытиями, не сварные могут применяться после пассивирования без защиты лакокрасочными покрытиями. Наиболее высокая коррозионная стойкость достигается после полирования и пассивирования.

Хромоникелевая сталь ЭП-288.

Сталь ЭП-288 (07Х16Н6) применяют как высокопрочный материал для изготовления металлоизделий, в том числе свариваемых, подвергающихся воздействию сред относительно малой агрессивности. Сталь ЭП-288 используют для нагруженных деталей, работающих длительное время при температурах до 400С и короткое время до 500С в комнате с топливом или в атмосферных условиях. Сталь применяют также для высоконагруженных деталей в криогенной технике, работающей при температуре до -253С.

1. Химический состав стали ЭП-288 в %.

C	Cr	Fe	Si	Ni	Mn	S	P
0.05-0.09	15.5-17.5	основа	0.8	5.0-8.0	0.8	0.02	0.035

Сталь ЭП-288 относится к аустенитно-мартенситному классу; после аустенизации при температуре 1000С и охлаждении в воде или на воздухе структура стали состоит из аустенита и 10-60 % мартенсита. Температура начала мартенситного превращения стали ЭП-288 для различных плавок в пределах химического состава изменяется на 30-70С. После выдержки предварительно закаленной или нормализированной стали при -70С в течение 2 часов количество мартенсита составляет 70-80 %; охлаждение до -196С не приводит к дальнейшему мартенситному превращению. Таким образом, мартенситное превращение в стали реализуется, во первых при охлаждении до комнатной температуре, и во вторых при изотермической выдержке при -70С. Кроме того, небольшое количество мартенсита при нагреве до комнатной температуры. Температура обратного  превращения в стали составляет примерно 500С. При медленном охлаждении после аустенизации в интервале 650-700С по границам аустенитных зерен выделяются карбиды Cr₂₃C₆, что существенно снижает пластичность и ударную вязкость. Относительное сочетание механических и коррозионных свойств обеспечивается в стали после закалки и отпуска при 200-400С.

По ГОСТам сталь может поставляться после контроля на склонность к межкристаллитной коррозии по методикам АМ и АМУ с продолжительностью испытаний в кипящем контрольном растворе соответственно 15 и 8 часов.

Оптимальная коррозионная стойкость достигается после закалки с температурой 1000-1050С в воде, обработки холодом при -70С, 2часа и спуска при 360-380С.

Сталь ЭП-288 применяют для изготовления деталей роторов, химических центробежных сепараторов, а также для крепежа, работающего в интервале температур от -60 до 350С.

Сталь ЭП-288 хорошо сваривается ручной и автоматической аргонодуговой, точечной и роликовой сваркой.

Хромомарганцевоникелевая сталь ЭИ-878.

Сталь ЭИ-878 (12Х17Г9АНИ) применяют для изделий, длительно работающих в атмосферных условиях, при повышенных температурах (до 400С). Сталь подвергается сварке; в сварных конструкциях, не подвергающихся термической обработке, ее применяют преимущественно в тонких сечениях. В тех случаях, когда возможна термическая обработка сварных изделий, допускается сварка больших толщин.

1. Химический состав стали ЭИ-878 в %.

C	Cr	Fe	Si	Ni	Mn	S	P	N
0.12	16.0-18.0	основа	0.8	3.5-4.5	8.0-10.5	0.02	0.035	0.15-0.25

Сталь ЭИ-878 принадлежит к аустенитному классу. При нагреве в интервале 550-850С по границам зерен аустенита выделяются частицы карбидов типа Cr₂₃C₆. Скорость выделения карбидной фазы в основном определяется содержанием углерода. Карбидная сетка является причиной появления склонности стали к межкристаллитной коррозии, снижению ударной вязкости.

По ГОСТам сталь ЭИ-878 не должна быть склонной к межкристаллитной коррозии при испытаниях по методикам АМ и АМУ с продолжительностью выдержки в контрольном растворе в течение 15 и 8 часов соответственно. Испытания стали на стойкость против межкристаллитной коррозии проводят после закалки без провоцирующего нагрева. Температуру закалки устанавливают соответствующей технической документацией.

Сталь намагнитится в закаленном состоянии. Сталь сваривается всеми видами сварки.

Сталь ЭИ-878 хорошо деформируется в горячем и холодном состоянии. Интервал горячей пластической деформации при ковке, шлифовке, гибке и т.д. 1160-850С с охлаждением на воздухе.

Термическая обработка стали заключается в закалке с 1050-1100С в воде. Для деталей с тонким сечением допускается охлаждение на воздухе.

1. Механические свойства стал при различных температурах.

tисп, С	в, МПа	0,2, МПа	5, %	, %	КСИ, Дж/м2
закалка с1075С в воде
-196	1300	840	23	21	180
-70	1110	590	55	67	320
20	750	370	46	68	340
300	780	390	68	–	–
400	600	230	39	–	–
500	520	190	44	–	–
600	420	180	37	–	–
700	330	130	40	–	–
800	230	120	44	–	–

Хромоникелевотитановые стали 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т.

Стали 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т применяют в качестве коррозионно-стойкого и жаропрочного материала. Стали используют в сварных конструкциях, работающих в контакте с азотной кислотой и другими средами окислительного характера; некоторыми органическими кислотами средних концентраций, органическими растворителями, атмосферных условиях и т.д. Их сталей 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т изготавливают емкостное, теплообменное, и реакционное оборудование. Стали используют для сварных конструкций в криогенной технике при температуре до -269С.

1. Химический состав сталей 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т в %.

C	Cr	Fe	Si	Ni	S	P	Ti
0.12	17.0-19.0	основа	0.08	9.0-11.0 (12X18H10T)	8.0-9.5 (12X18H9T)	0.02	0.035	5.С-0.8

В зависимости от соотношения хрома и никеля обе стали могут иметь при нагреве горячую пластическую деформацию или закалку либо чисто аустенитную, либо аустенитно-ферритную структуру. Сталь 12Х18Н9Т в силу меньшего содержания никеля в большей степени склонна к образованию двухфазной структуры. Кроме содержания основных легирующих элементов, необходимо учитывать присутствие в стали таких легирующих элементов как кремний, титан и алюминий, эффективно способствующих образованию -феррита. Образование -феррита в сталях снижает технологичность при горячей пластической деформации. При нагреве в интервале 1150-1200С и неблагоприятном соотношении феррито и аустенитообразующих элементов сталь 12Х18Н9Т может содержать до 30-40, а сталь 12Х18Н10Т до 20-25 % -феррита. Кроме названных структурных составляющих, обе стали содержат первичные карбонитриды титана, количество которых зависит от содержания в стали углерода и азота. При высокотемпературном нагреве карбонитриды титана имеют тенденцию к растворению, по дате при 1300С часть их остается нерастворенной. При нагреве в интервале 500-600С основной выделяющейся фазой является карбид Cr₂₃C₆.

Стали обладают достаточно высокой жаростойкостью при 600-800С. При 650С и выше наилучшая жаростойкость наблюдается при крупном зерне, что обеспечивается закалкой с температуры 1040-1100С. При более низких рабочих температурах рекомендуется применять мелкозернистый материал.

Стали 12Х18М10Т и 12Х18М9Т хорошо свариваются всеми видами ручной и автоматической сварки.

В холодном состоянии обе стали допускают высокие степени пластической деформации.

1. Механические свойства стали 12Х18Н9Т при различных температурах.

tисп, С	в, МПа	0,2, МПа	5, %	, %	КСИ, Дж/м2
закалка с1050С в воде
-253	1790	600	25	–	120
-196	1610	460	38	56	200
-70	1130	360	40	64	250
0	620	280	41	63	250
300	460	180	31	65	–
400	450	180	31	65	–
500	450	180	29	65	–
600	400	180	25	61	–
700	280	160	26	59	–
800	180	100	35	69	–

Технологическая часть.

Технология термической обработки сталей.

Технологический процесс термической обработки стали ЭП-817Ш.

1. Закалка: t=100010С, _выд=4 часа, охлаждение в воде при температуре 10-30С в течение 5 минут, далее на воздухе до комнатной температуры.

2. Обработка холодом: t=-70С, _выд=5 часов, выдержка на воздухе.

3. Отпуск: t=35010С, _выд=4 часа, охлаждение на воздухе.

4. Контроль: марки материала по выбитому шифру плавки технологического режима пооперационно; контроль микроструктуры в ЦЗЛ.

5. Обезводораживающий отпуск: t=40010С, _выд=20 часов, охлаждение на воздухе.

6. Старение: t=5155С, _выд=2 часа 30 минут, охлаждение на воздухе.

7. Зачистка сухим способом на шлифовальном станке, глубина зачистка до 0.2 мм.

8. Контроль: марки материала по выбитому шифру, технологического режима термообработки пооперационно, контроль твердости НВ_отр=3.05-3.2мм и механических свойств в ЦЗП _в=1250-1400 МПа, 10 %, 55 %.

Примечания:

1. При неудовлетворительной структуре все детали возвращаются на дополнительную термообработку, в связи с этим закалку детали разрешается проводить не более трех раз.

2. На деталях, поступающих на старение, не должно быть черновых поверхностей.

3. Загружать детали в холодильную камеру необходимо тогда, когда она охлаждена до температуры -50С. Для обеспечения упрочнения стали при обработке холодом не следует допускать нагрева деталей после закалки перед обработкой холодом в интервале температур 200-500С, а также длительного воздействия пониженных температур (0 - -40С). Время между закалкой и обработкой холодом не должно быть более трех суток.

4. Врем между обработкой холодом и старением не ограничено.

5. Контроль микроструктуры следует проводить после закалки, обработки холодом и отпуска на образцах, вырезанных из центральной части.

6. Правку детали можно осуществлять после закалки, обработки холодом, отпуска, а также после полного цикла термообработки.

Технологический процесс термической обработки стали ВМС-2.

1. Перестаривание t=51010С, _внд=2,5 часа, охлаждение на воздухе.

2. Зачистка сухим способом на шлифовальном станке, глубина 0.15 мм.

3. Контроль технологического режима пооперационно, контроль твердости НВ_отн=3.05-3.27 мм, HRC=33-41.

Примечания:

1. Партия деталей, поступающих на старение, обезжиривается.

2. Для более полного прогрева садку деталей разделять прокладками на пачки.

3. Детали, имеющие пониженную твердость, подвергать повторному старению по тому же режиму.

4. при заниженных значениях твердости, хотя бы на одной детали, всю партию проверять поштучно.

Технологический процесс термической обработки отливок из стали ВМП-3.

1. Покрытие отливок эмалью ЭВТ-100. Сушка при комнатной температуре до полного высыхания. Визуальный просмотр деталей на сплошность покрытия. При обнаружении дефекта (просвета, скола, пузырей и др.) детали подкрасить легкой кистью и подсушить.

2. Закалка I: t=111010С, _внд зависит от сечения детали (при S<20 мм _внд=1 час, S>20 мм _внд=2 часа), охлаждение на воздухе.

3. Покрытие отливок эмалью ЭВТ-101 (см. пункт 1).

4. Закалка II: t=111010С, _внд аналогично пункту 2, охлаждение на воздухе.

5. Старение: t=450-460С, _внд=2.5 часа.

6. Контроль: перед термообработкой контроль клейма номера плавки на отливках и образцах, и рентгеноконтроль отливок; контроль технологического режима термообработки пооперационно; контроль образцов свидетелей от каждой плавки в ИЗЛ: _в=1220-1450 МПа, 12 %, 35 %; контроль твердости отливок в объеме 3 % от каждой плавки: d_отп=3.3-2.9 мм.

Примечания:

1. Эмалированные детали укладывать на противень в один ряд, не допуская соприкосновения друг с другом. На дно противня должна быть положена бумага.

2. Отливки не должны иметь следов керамики, раковин, трешин.

3. _внд между закалкой II и старением не должно превышать 16 часов.

4. Перед термообработкой должна быть проведена пескоочистка. Пескоочистку производить электрокорундовым песком. Допускается обдувка стальным песком с последующей обязательной обдувкой корундовым песком. Опескоструенные отливки обдуть сжатым воздухом для удаления остатков песка и пыли.

5. При несоответствии механических свойств разрешается проводить достаривание или повторную термообработку отливок. Достраивание производить при температуре 50010С с выдержкой 1 час.

6. Разрыв между пескоочисткой и нанесением эмали не должен превышать 24 часа.

Технологический процесс термической обработки стали ВМС-5.

1. Обезводораживающий отпуск: t=52010С, _выд=8 часов, охлаждение на воздухе.

2. Покрытие отливок эмалью ЭВТ-100. Сушка при комнатной температуре до полного высыхания.

3. Закалка: t=107010С, _выд=4 минуты, охлаждение в масле при t=40-70С.

4. Контроль микроструктуры в ЦЗЛ; при получении положительных результатов производить дальнейшую термообработку деталей.

5. Промывка от масла в моечной машине. Промывочный раствор t=40-70С.

6. Обработка холодом: t=-70С, _выд=3 часа, нагрев на воздухе.

7. Отпуск: t=2005С, _выд=3 часа, охлаждение на воздухе.

8. Зачистка сухим способом на шлифовальном станке, с глубиной зачистки до 0.15 мм.

9. Контроль технического режима термообработки пооперационно, контроль твердости на приборе “Роквелл” HRC=43-46.

10. Механическая обработка (шлифовка).

11. Отпуск после шлифовки: t=18010C, _выд=3 часа, охлаждение на воздухе.

12. Контроль технологического режима термообработки.

Примечания:

1. Детали на термообработку поступают с образцом размером 83030 мм, для контроля микроструктуры после закалки.

2. После обезводораживающего отпуска необходимо проводить пескоочистку электрокорундом.

3. Эмалированные детали укладывать на противень в 1 ряд, не допуская соприкосновения друг с другом.

4. После механической обработки необходимо обезжирить детали.

Технологический процесс термической обработки стали ЭП-288.

1. Отжиг: t=78010С, _выд=2.5 часа, охлаждение на воздухе до комнатной температуры.

2. Обезводораживающий отпуск: t=49010С, _выд=15 часов, охлаждение на воздухе до комнатной температуры.

3. Отпуск: t=68010С, _выд=2.5 часа, охлаждение на воздухе до комнатной температуры.

4. Закалка: t=100010С, _выд=25 минут, охлаждение в воде.

5. Обработка холодом: t=-70С, _выд=3 часа, нагрев на воздухе.

6. Отпуск: t=325-400С, _выд=1 час, охлаждение на воздухе.

7. Правка: допускается поводка до 1 мм.

8. Зачистка сухим способом на шлифовальном станке, глубина до 0.5 мм.

9. Контроль технологического режима термической обработки пооперационно, контроль твердости на приборе “Бринель”; НВ_отн=3.45-3.1 мм.

10. Механическая обработка.

11. Контроль твердости 3% от партии на приборе “Роквелл”, НRC=34-41.

Примечания:

1. Перерыв между закалкой и обработкой холодом должен быть не более 48 часов.

2. Перед обработкой холодом детали не должны подвергаться нагреву в интервале температур 200-500С, а также действию температур 0-(-40)С.

3. Интервал между обработкой холодом и отпуском не ограничен.

4. Охлаждение деталей после обезводораживающего отпуска разрешается проводить в воде или осуществлять перенос деталей в печь на отпуск 680С без предварительного охлаждения.

Технологический процесс термической обработки стали ЭИ-878.

1. Закалка: t=100010С, _выд=7-9 минут, охлаждение в холодной воде.

2. Контроль технического режима термообработки.

Примечания:

1. Детали на термообработку поступают обезжиренными.

2. Детали на противень укладывать свободно, укладка пачками недопустима.

Технологический процесс термической обработки сталей 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т.

1. Закалка: t=100010С, _выд=7-9 минут, охлаждение в холодной воде. Время выдержки брать из расчета:

• сечения до 16 мм – 3минуты + 1 минута на 1 мм условной толщины.

• сечения свыше 16 мм – 1 минута на 1 мм условной толщины.

1. Контроль технологического режима.

Примечания:

1. Детали укладывать на противень только в один ряд.

Расчётно-конструкторская часть.

Выбор основного оборудования.

В проектируемом цехе термической обработки крупногабаритных деталей из коррозионностойких сталей для нагрева деталей под закалку, отжиг, отпуск, обезводораживающий отпуск, старение предлагается использовать электрические камерные печи типа СИЗ 11.22.7.

Электропечи типа СИЗ с металлическими нагревателями предназначены для нагрева изделий под закалку, а также для проведения других процессов, требующих нагрева изделий до температуры 1200 С. Камерные электропечи СИЗ делятся на низкотемпературные (до 800 С), среднетемпературные (до 1000 С) и высокотемпературные (до 1300 С).

Основными узлами камерных электропечей СИЗ являются кожух, футеровка, нагревательные элементы, дверца с механизмом подъёма и опускания, газоподвод. Кожух печей герметичный, сварен из листовой и профильной стали. Футерованы печи огнеупорными и теплоизоляционными материалами. Огнеупорная часть кладки выполнена из легковесных и ультралегковесных шамотных высокоглиназемийных кирпичей, теплоизоляция из ультралегковесных шамотных диамитовых кирпичей и перлитовых плит на керамической связке.

Подовая плита выполнена из жаропрочного стального литья, в целях безопасности соединена с кожухом печи стальной жаропрочной полосой.

Загрузка и выгрузка обрабатываемых деталей в печах СИЗ может быть механизирована, для чего в футеровке пода имеются специальные пазы для перемещения в них захватов механизмов загрузки – разгрузки.

Электропечь СИЗ 11.22.7 снабжена масленым баком и механизмом загрузки – разгрузки напольного использования.

Обрабатываемые изделия должны загружаться в печь в специальных поддонах. Без поддонов можно транспортировать изделия длиной до 1000 мм. Загрузку, разгрузку и передачу изделий в закалочный бак производит механизм, выполненный в виде напольной тележки с колонной. Тележка двигается по рельсам при помощи электромеханического привода. Колонна сбалансирована противовесами. Оконный проём во время открывания дверцы перекрывается пламенной завесой препятствующей поступлению в рабочее пространство воздуха. Устройство пламенной завесы состоит из трубчатой горелки интенционного смесителя, запальника, электромагнитного вентиля. Горючий газ в интенционный смеситель должен подаваться из сети или из газоприготовительной установки. Электромагнитный вентиль, установленный на магистрали подачи газа в горелку пламенной завесы, сбалансирован с механизмом подъёма или с механизмом открывания дверцы. Подача газа в трубчатую горелку включается только при полностью закрытом проёме печи.

Специальный фундамент для камерной электропечи СИЗ 11.22.7 не требуется, так как печь устанавливается непосредственно на полу цеха.

1. Термические параметры электропечи СНЗ  11.22.7/12.

№	Наименование	Единицы измерения	Числовая величина
	Установленная мощность печи	кВт	137±10%
	Мощность зон	1 зона	кВт	60
2 зона	кВт	75
	Напряжение питающей цепи	В	380
	Число фаз		3
	Частота тока	Гц	50
	Максимальная температура	?С	1250
	Рабочая температура	?С	1200
	Максимальный вес садки	кг	1100
	Время разгона для рабочей температуры	час	9
	Расход газа на пламенную завесу	м3/час	28
	Размеры рабочего пространства	Длина	мм	1000
Ширина	мм	650
Высота	мм	400
	Габаритные размеры	Длина	мм	2400
Ширина	мм	2135
Высота	мм	1200
	Общий вес печи	т	20

Для обработки деталей холодом предусмотрены камеры ускоренного охлаждения ВХУ-7. ВХУ-7, которые по сравнению с известными парокомпрессорными холодильными машинами обладают следующими преимуществами:

• высокая мобильность при выходе на заданную низкую температуру, которая в холодильной камере поддерживается автоматически;

• исключает пожаро- и взрывоопасных хладагентов – фреона и аммиака (хладагентом является сжатый воздух из промышленной магистрали);

• позволяет за короткое время получить в холодильной камере низкую температуру (-70 ?С);

• бесшумна в работе;

• малая занимаемая площадь и небольшая стоимость;

• комплектуется серийными промышленными изделиями.

1. Техническая характеристика камеры ускоренного охлаждения ВХУ-7

№	Наименование	Единицы измерения	Числовая величина
	Номинальное значение на входе турбодетандеров	кПа	500
	Предельное значение давления в камере	Избыточное	кПа	20
Разряженное	кПа	20
	Рабочая температура камеры	?С	-70
	Полный объём камеры	м3	7,1
	Габаритные размеры	Длина	мм	8000
Ширина	мм	2000
Высота	мм	2500
	Время выхода на рабочий режим	мин	15-25
№	Наименование	Единицы измерения	Числовая величина
	Максимальные габариты обрабатываемой детали	Длина	мм	1900
Ширина	мм	880
Высота	мм	150
	Вес камеры	кг	2100

Расчёт потребной мощности камерных печей

N_n = , кВт

где: с – Удельная теплоёмкость нагреваемых изделий, ;

G – общая масса изделий, нагреваемых в печи, кг;

, - начальная и конечная температура изделий, ?С;

? – коэффициент полезного действия печи;

? – расчётное время нагрева изделия, час.

Определяем потребляемую мощность камерной электропечи СНЗ 11.22.7/12.

N_n = = 128,5 кВт

N_n = 128,5 кВт, N_y = 137 кВт.

Потребляемая мощность аналогичных камерных печей определяется таким же образом.

Расчёт продолжительности времени нагрева изделий в выбранных печах.

Расчёт продолжительности времени нагрева изделий под закалку из стали ЭП – 817.

Находим среднюю температуру изделия.

Т_2н – начальная температура, К; Т_2н = 20 + 273 = 293 К.

Т_2к – конечная температура, К; Т_2к = 1000+273 = 1273 К.

Т_2ср =1070 К.

Находим коэффициент теплоотдачи.

?₂ - степень черноты поверхности изделия;

₁ – Степень черноты внутренней поверхности стенок печи.

₁ = 0,8; ₂ = 0,7;

_n - приведённая степень черноты.

_n = = 0,595

 = 1,05·5,67· _n·;

Т₁ – температура печи; Т₁ = Т_2к + 20 = 1293 К.

 = 1,05·5,67· 0,595· = 236 ;

Определяем критерий Bi

Bi = , где Х - характерный размер изделия

Bi = = 0,023

Изделие считается “тонким ” в тепловом отношении;

?_н =·[ln+2· (arctg - arctg)]

F = 2·(70·8 + 8·1600 + 70·1600) = 0,25 м²

?_н=·[ln+ +2·(arctg-arctg)]

Аналогично этому расчёту производятся расчёты ?_н остальных операций.

Расчёт количества основного оборудования.

Расчёт количества основного оборудования производится по следующей формуле.

П_Р =, где

П_Р – расчётное количество оборудования,

p_i – годовая программа по запуску характерная для данного типа изделий,;

p_ni – производительность оборудования по данному типу изделий,;

p_ni =

G – масса всех изделий, находящихся в печи;

?_ц – время цикла технологической операции;

Ф – годовой фонд времени работы оборудования;

?_в = 0,1 час;

m– число видов изделий, обрабатываемых на расчётном оборудовании.

Далее определим коэффициент загрузки данного вида оборудования:

k_з = , где

П_ф –фактически принятое количество оборудования.

Результаты расчётов сведены в таблицы.

1. Расчёт для деталей обрабатываемых в камерной электропечи СНЗ 11.22.7./12

№	Наименование детали	Марка стали	Масса садки, кг	pi кг/год	poi закалоч кг/час	Пф, шт.	Кз
	фланец	ЭП-817	928	259000	232	4	0,86
	траверса	ЭП-817	928	333000	232	4	0,86
	профиль	ЭП-817	928	40000	232	4	0,86
	профиль	ЭП-817	928	105000	232	4	0,86
	лист	ЭП-817	928	132000	232	4	0,86
	лист	ЭП-817	928	127000	232	4	0,86
	пруток	ЭП-817	928	412000	232	4	0,86
	пруток	ЭП-817	928	198000	232	4	0,86
	пруток	ЭП-817	928	49000	232	4	0,86
	лента	ЭП-817	928	54000	232	4	0,86
	отливки	ВМЛ-3	1009	249000	403,6	4	0,86
	отливки	ВМЛ-3	1009	29000	403,6	4	0,86
	отливки	ВМЛ-3	1009	34000	403,6	4	0,86
	отливки	ВМЛ-3	1009	17000	403,6	4	0,86
	отливки	ВМЛ-3	1009	46000	403,6	4	0,86
	отливки	ВМЛ-3	1009	59000	403,6	4	0,86
	отливки	ВМЛ-3	1009	53000	403,6	4	0,86
	отливки	ВМЛ-3	1009	67000	403,6	4	0,86
	отливки	ВМЛ-3	1009	91000	403,6	4	0,86
	отливки	ВМЛ-3	1009	85000	403,6	4	0,86
	пруток	ВМС-5	1030	47000	1545,6	4	0,86
	пруток	ВМС-5	1030	52000	1545,6	4	0,86
	пруток	ВМС-5	1030	68000	1545,6	4	0,86
	пруток	ВМС-5	1030	40000	1545,6	4	0,86
	лист	ВМС-5	1030	150000	1545,6	4	0,86
	лист	ВМС-5	1030	141000	1545,6	4	0,86
	лист	ВМС-5	1030	175000	1545,6	4	0,86
	лист	ВМС-5	1030	118000	1545,6	4	0,86
	лист	ВМС-5	1030	38000	1545,6	4	0,86
	лист	ВМС-5	1030	139000	1545,6	4	0,86
	пруток	ЭП-288	1004	207000	2391,4	4	0,86

№	Наименование детали	Марка стали	Масса садки, кг	pi кг/год	poi закалоч кг/час	Пф, шт.	Кз
	пруток	ЭП-288	1004	155000	2391,4	4	0,86
	пруток	ЭП-288	1004	107000	2391,4	4	0,86
	пруток	ЭП-288	1004	73000	2391,4	4	0,86
	полоса	ЭП-288	1004	39000	2391,4	4	0,86
	лист	ЭП-288	1004	174000	2391,4	4	0,86
	лист	ЭП-288	1004	152000	2391,4	4	0,86
	лист	ЭП-288	1004	160000	2391,4	4	0,86
	лист	ЭП-288	1004	246000	2391,4	4	0,86
	лист	ЭП-288	1004	123000	2391,4	4	0,86
	лист	ЭП-878	956	44000	5975	4	0,86
	лист	ЭП-878	956	27000	5975	4	0,86
	лист	ЭП-878	956	64000	5975	4	0,86
	лист	ЭП-878	956	64000	5975	4	0,86
	полоса	ЭП-878	956	28000	5975	4	0,86
	полоса	ЭП-878	956	29000	5975	4	0,86
	лента	ЭП-878	956	32000	5975	4	0,86
	лента	ЭП-878	956	38000	5975	4	0,86
	пруток	ЭП-878	956	58000	5975	4	0,86
	пруток	ЭП-878	956	27000	5975	4	0,86
	лист	12Х18Н9Т	951	29000	1902	4	0,86
	лист	12Х18Н9Т	951	27000	1902	4	0,86
	лист	12Х18Н9Т	951	19000	1902	4	0,86
	пруток	12Х18Н9Т	951	28000	1902	4	0,86
	пруток	12Х18Н9Т	951	18000	1902	4	0,86
	пруток	12Х18Н9Т	951	27000	1902	4	0,86
	полоса	12Х18Н9Т	951	35000	1902	4	0,86
	лента	12Х18Н9Т	951	35000	1902	4	0,86
	лента	12Х18Н9Т	951	25000	1902	4	0,86
	лента	12Х18Н9Т	951	18000	1902	4	0,86
	профиль	12х18Н10Т	1008	21000	2016	4	0,86
	профиль	12х18Н10Т	1008	21000	2016	4	0,86
	пруток	12х18Н10Т	1008	18000	2016	4	0,86
	пруток	12х18Н10Т	1008	34000	2016	4	0,86
	полоса	12х18Н10Т	1008	34000	2016	4	0,86
	полоса	12х18Н10Т	1008	19000	2016	4	0,86
	полоса	12х18Н10Т	1008	37000	2016	4	0,86
	лист	12х18Н10Т	1008	39000	2016	4	0,86
	лист	12х18Н10Т	1008	39000	2016	4	0,86
	лист	12х18Н10Т	1008	34000	2016	4	0,86

1. Для деталей обрабатываемых в камерной электропечи СНЗ 11.22.7 / 7

   №	наименование детали	марка стали	масса садки	po, кг./год.	poi старение	poi пере-старение	poi отжиг	Пф	kз
   	фланец	ЭП-817	928	259000	371,2			6	0,93
   	траверса	ЭП-817	928	333000	371,2			6	0,93
   	профиль	ЭП-817	928	40000	371,2			6	0,93
   	лист	ЭП-817	928	105000	371,2			6	0,93
   	профиль	ЭП-817	928	132000	371,2			6	0,93
   	лист	ЭП-817	928	127000	371,2			6	0,93
   	шток	ЭП-817	928	412000	371,2			6	0,93
   	пруток	ЭП-817	928	198000	371,2			6	0,93
   	пруток	ЭП-817	928	49000	371,2			6	0,93
   	лента	ЭП-817	928	54000	371,2			6	0,93
   	пластина	ВМС-2	987	88000	371,2	394,8		6	0,93
   	фланец	ВМС-2	987	87000	371,2	394,8		6	0,93
   	пруток	ВМС-2	987	82000	371,2	394,8		6	0,93
   	пруток	ВМС-2	987	67000	371,2	394,8		6	0,93
   	пруток	ВМС-2	987	150000	371,2	394,8		6	0,93
   	лист	ВМС-2	987	183000	371,2	394,8		6	0,93
   	лист	ВМС-2	987	40000	371,2	394,8		6	0,93
   	лента	ВМС-2	987	32000	371,2	394,8		6	0,93
   	полоса	ВМС-2	987	68000	371,2	394,8		6	0,93
   	лента	ВМС-2	987	40000	371,2	394,8		6	0,93
   	отливки	ВМЛ-3	1009	249000	403,6	394,8		6	0,93
   	отливки	ВМЛ-3	1009	29000	403,6	394,8		6	0,93
   	отливки	ВМЛ-3	1009	34000	403,6	394,8		6	0,93
   	отливки	ВМЛ-3	1009	170000	403,6	394,8		6	0,93
   	отливки	ВМЛ-3	1009	46000	403,6	394,8		6	0,93
   	отливки	ВМЛ-3	1009	59000	403,6	394,8		6	0,93
   	отливки	ВМЛ-3	1009	53000	403,6	394,8		6	0,93
   	отливки	ВМЛ-3	1009	57000	403,6	394,8		6	0,93
   	отливки	ВМЛ-3	1009	91000	403,6	394,8		6	0,93
   	отливки	ВМЛ-3	1009	85000	403,6	394,8		6	0,93
   	пруток	ЭП-288	1004	207000	403,6	401,8		6	0,93
   	пруток	ЭП-288	1004	107000	403,6	401,8		6	0,93
   	пруток	ЭП-288	1004	155000	403,6	401,8		6	0,93
   	пруток	ЭП-288	1004	73000	403,6	401,8		6	0,93
   	полоса	ЭП-288	1004	39000	403,6	401,8		6	0,93
   	лист	ЭП-288	1004	174000	403,6	401,8		6	0,93
   	лист	ЭП-288	1004	152000	403,6	401,8		6	0,93
   	лист	ЭП-288	1004	160000	403,6	401,8		6	0,93
   	лист	ЭП-288	1004	246000	403,6	401,8		6	0,93
   	лист	ЭП-288	1004	123000	403,6	401,8		6	0,93

4. Для деталей обрабатываемых в камерной электропечи СНЗ 11.22.7/4

№	наименование детали	марка стали	масса садки	po, кг/год	poi отпуск	poi отпуск	poi обезвод	Пф	kз
	фланец	ЭП-817	928	259000	232	232	46,4	14	0,97
	траверса	ЭП-817	928	333000	232		46,4	14	0,97
	профиль	ЭП-817	928	40000	232		46,4	14	0,97
	профиль	ЭП-817	928	105000	232		46,4	14	0,97
	лист	ЭП-817	928	132000	232		46,4	14	0,97
	лист	ЭП-817	928	127000	232		46,4	14	0,97
	шток	ЭП-817	928	412000	232		46,4	14	0,97
	пруток	ЭП-817	928	198000	232		46,4	14	0,97
	пруток	ЭП-817	928	49000	232		46,4	14	0,97
	лента	ЭП-817	928	54000	232		46,4	14	0,97
	пруток	ВМС-5	1030	47000	343,5	343,5	128,8	14	0,97
	пруток	ВМС-5	1030	68000	343,5		128,8	14	0,97
	пруток	ВМС-5	1030		343,5		128,8	14	0,97
	пруток	ВМС-5	1030	40000	343,5		128,8	14	0,97
	лист	ВМС-5	1030	150000	343,5		128,8	14	0,97
	лист	ВМС-5	1030	141000	343,5		128,8	14	0,97
	лист	ВМС-5	1030	175000	343,5		128,8	14	0,97
	лист	ВМС-5	1030	118000	343,5		128,8	14	0,97
	лист	ВМС-5	1030	38000	343,5		128,8	14	0,97
	лист	ВМС-5	1030	139000	343,5		128,8	14	0,97
	пруток	ЭП-288	1004	207000	401,8	401,8	67	14	0,97
	пруток	ЭП-288	1004	107000	401,8		67	14	0,97
	пруток	ЭП-288	1004	155000	401,8		67	14	0,97
	пруток	ЭП-288	1004	73000	401,8		67	14	0,97
	полоса	ЭП-288	1004	39000	401,8		67	14	0,97
	лист	ЭП-288	1004	174000	401,8		67	14	0,97
	лист	ЭП-288	1004	152000	401,8		67	14	0,97
	лист	ЭП-288	1004	160000	401,8		67	14	0,97
	лист	ЭП-288	1004	246000	401,8		67	14	0,97
	лист	ЭП-288	1004	123000	401,8		67		0,97

2. Для деталей подвергающихся обработке холодом в ВХУ-7

№	наименование детали	марка стали	масса садки	po, кг./год.	poi кг/час	Пф	kз
1	фланец	ЭП-817	464	259000	92,8	9
2	траверса	ЭП-817	464	333000	92,8	9
3	профиль	ЭП-817	464	40000	92,8	9
4	профиль	ЭП-817	464	105000	92,8	9
5	лист	ЭП-817	464	132000	92,8	9
6	лист	ЭП-817	464	127000	92,8	9
7	шток	ЭП-817	464	412000	92,8	9
8	пруток	ЭП-817	464	198000	92,8	9
9	пруток	ЭП-817	464	49000	92,8	9
10	лента	ЭП-817	464	54000	92,8	9
11	пруток	ВМС-5	478,4	47000	119,6	9
12	пруток	ВМС-5	478,4	52000	119,6	9
13	пруток	ВМС-5	478,4	68000	119,6	9
14	пруток	ВМС-5	478,4	40000	119,6	9
15	лист	ВМС-5	478,4	150000	119,6	9
16	лист	ВМС-5	478,4	141000	119,6	9
17	лист	ВМС-5	478,4	175000	119,6	9
18	лист	ВМС-5	478,4	118000	119,6	9
19	лист	ВМС-5	478,4	38000	119,6	9
20	лист	ВМС-5	478,4	139000	119,6	9
21	пруток	ЭП-288	446,4	207000	223,2	9
22	пруток	ЭП-288	446,4	107000	223,2	9
23	пруток	ЭП-288	446,4	155000	223,2	9
24	пруток	ЭП-288	446,4	73000	223,2	9
25	полоса	ЭП-288	446,4	39000	223,2	9
26	лист	ЭП-288	446,4	174000	223,2	9
27	лист	ЭП-288	446,4	152000	223,2	9
28	лист	ЭП-288	446,4	160000	223,2	9
29	лист	ЭП-288	446,4	246000	223,2	9
30	лист	ЭП-288	446,4	123000	223,2	9

Определяем средний коэффициент загрузки оборудования k_ср

k_ср =

k_ср = = 0,95;

Выбор дополнительного оборудования.

В качестве дополнительного оборудования выбираем:

1. Шлифовальный станок.

Определяем количество станков:

П_р =

р_ni производительность станка

р_ni =250 ^кг/_час

П_р = = 3,77

П_ф = 4 станка

k_з =

2. Моечную машину типа ММ-400К.

р_ni =250 кг/час

П_р = = 0,63

П_ф = 1 машина

k_з = 0,63

Выбор вспомогательного оборудования

Внутрицеховая и межцеховая транспортировка деталей осуществляется с помощью электрокар, которые в свою очередь разгружаются мостовым краном, который необходим и для монтажных работ.

Выбор контрольного оборудования.

Для замера твёрдости деталей выбираем прибор типа ТШ, принцип работы которого основан на вдавливании в испытываемый образец закалённого шарика под определённой нагрузкой и последующим замере d_отп.

p_i = 449040 ^изд/_год

p_ni =40 ^изд/_год

П_р = = 1,82

П_ф =2 прибора ТШ

k_з =0,91

2. Сводная ведомость оборудования

№	наименование оборудования	Nу кВт	kз	кол-во	стоимость, руб.
единицы	общая
Основное оборудование
1	камерная электропечь СНЗ 11.22.7 / 12	137	0,86	4	8100000	32400000
2	камерная электропечь СНЗ 11.22.7 / 7	175	0,93	6	8100000	48600000
3	камерная электропечь СНЗ 11.22.7 / 4	170	0,97	14	8100000	113400000
4	камера для обработки холодом ВХУ – 7	270	0,96	9	2350000	21150000
	итого	217710000
Дополнительное оборудование
1	шлифовальный станок	4,5	0,94	4	119000	476000
2	моечная машина	15	0,63	1	1246000	1246000
3	пескоструйная камера	2,2	0,78	2	305200	610400
	итого	2332400
Вспомогательное оборудование
1	мостовой кран	20	0,91	2	770000	1540000
2	электрокар	12	0,86	4	805000	3220000
	итого	4760000
Контрольное оборудование
1	пресс ТШ	0,5	0,91	2	280000	560000
	итого	224802400

Расчёт расхода вспомогательного материала.

1. Расход воды:

1. для закалки изделий норма расхода 8 м³ на 1 тонну закаливаемых изделий Q_в = 8·616,3 = 4930,4 м³.

2. для промывания в моечной машине, норма 0,2 м³ на 1 тонну изделий Q_в=0,2·968 = 193,6 м³.

3. для бытовых нужд, норма 75 литров на 1 человека в смену Q_в=0,075·262·112 = 2200,8 м³.

Общий расход воды: м³

2. Расход пара:

1. для моечной машины, норма 0,15тонн на 1 тонну изделий

Q_п = 0,15·968 = 145,2 т

1. годовая потребность пара на отопление

Q_п = , где

g_п – распад тепла на 1 м³ здания, ^ккал /_час

При наличии принудительной вентиляции g_п = 2535 ^ккал/_час на 1 м³

Н – количество часов в отопительном периоде

Н = 4320 ^час/_год; 540 ^ккал/_кг – среднее теплосодержание 1 кг пара.

V – внутренний объём здания цеха, см³;

V = 48· 96·11,45 =49464 м³

Q_п = = 11871,36 т

Общий расход пара:=12016,56 т

Расчёт расхода сжатого воздуха.

Для пескоструйной камеры.

Q_св = Q_q · Ф_q · К_з

К_з – коэффициент загрузки, К_з =0,78

Ф_q – годовой фонд времени работы оборудования, Ф_q =3830 часов

Q_q – расход воздуха одной установки, Q_q =166 ^м3 / _час

Q_св = 166 · 3830 · 0,78 = 49590,4 м³.

Расчёт энергии для освещения.

Q _э.о. = ^F·q·T·ho / _1000, кВт·ч

F – освещаемая площадь, м²; F_пр = 4608 м², F_быт =1008 м².

q – удельная величина, равная количеству Вт на 1 м² освещаемой площади, q_пр = 11 Вт; q_быт = 10 Вт.

Т – число часов горения света в году; Т = 4700 час

h_o – коэффициент одновременного горения света; h_{o пр.}= 0,8; h_{o быт}= 0,7.

Q _{пр э.о.} = = 178675,2 кВт·ч

Q _{быт э.о.}= =33163,2 кВт·ч

Q _э.о = 211838,4 кВт·ч

Расход электроэнергии для технологических цепей.

Q _т.ц. = , где

N_уст – устанавливаемая мощность оборудования;

К_з - коэффициент загрузки оборудования;

К_у - коэффициент использования мощности во времени, К_у = 0,9;

Ф_q - годовой фонд времени работы оборудования, Ф_q = 6180 часов;

Q _т.ц. = (137·4 + 175·6 + 170·14 + 210·9)·6180·0,95·0,9 = 32041570 кВт·ч

Расход электроэнергии на производственные нужды.

Q _э.с.= Ф_q· К_з·N_у

Ф_q = 6180 часов; К_{з ср} = 0.84;

Q _э.с.= 6180·(0,5·2·0,91 + 4,5·4·0,94 + 15·1·0,63 + 2,2·1·0,78 + 12·4·0,86 +20·2·0,91)

Q _э.с.= 659257,68 кВт·ч

Автоматизация и механизация производства.

Автоматизация производственных процессов – основное и решающее направление современного технического развития. Развивающаяся промышленность характеризуется непрерывным расширением сферы автоматизации.

В области термической обработки металлов в машиностроительной промышленности широко развиваются и внедряются автоматические линии и машины на базе комплексной механизации и автоматизации.

Автоматизацию в термических цехах осуществляют двумя путями:

• модернизация действующего оборудования и оснащение его современными техническими средствами автоматизации;

• проектирование нового автоматизированного оборудования.

Внедрение автоматизации приводит к значительному повышению производительности и качества продукции и снижению себестоимости, уменьшению производственной площади, повышению общей культуры производства.

Выбор САУ для спроектированного цеха.

Все системы автоматического управления делятся по структуре и функциональному признаку. По функциональному признаку все САУ делятся на 3 группы.

1 группа:

• системы автоматизации транспортных операций, разгрузочных, погрузочных работ и так далее – системы, предназначенные для координации работ механизмов, обеспечивающих выполнение жёсткой программы во времени “ САЖУ ”.

• системы регулирования параметров работы – системы автоматического регулирования “САР”.

2 группа:

• системы автоматической блокировки “ САБ ” и автоматической защиты “САЗ”. Эти системы предназначены для защиты обслуживающего персонала от травм, а так же для предотвращения нежелательных процессов при работе оборудования.

3 группа:

• системы автоматического контроля “ САК ”. Эти системы служат для автоматического наблюдения за работой оборудования, а также для контроля качества готовой продукции.

Блок-схемы выбранных САУ.

1. Блок-схема САЖУ разомкнутая система. Применяется для координации работ механизмов.

   Z₃

   
   

   z₁ z₂ z₃

   

х₀ (?) - жесткая программа изменения регулируемого параметра во времени.

y (?) – регулирующее воздействие

х (?) – регулируемый параметр

z₁, z₂, z₃ – внешнее воздействие на объект управления

1. Блок-схема САР – система автоматического регулирования. Эта система представляет собой совокупность отдельных элементов направленно возмущающих друг друга.

z₂ ..

объект управления

задающее устройство

z_n

z₁

х

у

?х

-х

х₁

регулятор

-1

главная обратная связь

1. Блок схема системы автоматической блокировки САБ.

Под блокировкой подразумевается взаимосвязь элементов схемы, которая обеспечивает либо требования последовательной работы элементов и как следствие этого последовательной работы механизмов, либо безопасность работы обслуживающего персонала.

Исключающая блокировка.

Это такой вид блокировки, при которой включение одного элемента схемы исключает возможность включения другого элемента схемы, сблокированного с первым.

х

а

(х)=?

логический элемент “не”

КА

A

1. Если кнопка А замкнута, то катушка Х обесточена

Х

КА 1.1.

Блокировка памяти.

Это такой вид блокировки, при которой кратковременное включение одного элемента схемы вызывает длительное включение другого элемента.

(х)=?

логический элемент “не”

х

а

КА

А

Если кнопка А замкнута, то катушка Х обесточена

Х

КА 1.1.

Блокировка памяти.

Это такой вид блокировки, при которой кратковременное включение одного элемента схемы вызывает длительное включение другого элемента.

KK 1.

KM 1.

SB₂

SB₁

KM 1.1.

КМ 1.1. – блокировка памяти.

1. Система автоматической защиты САЗ. САЗ имеет 4 вида систем:

1. предупредительная сигнализация,

2. аварийное отключение оборудования,

3. защита обслуживающего персонала,

4. противопожарная защита

Защита электродвигателя от перегрева и кратковременного замыкания:

• с помощью плавких предохранителей, тепловых реле. Такие схемы просты и надёжны в работе.

• схема защиты с реле максимального тока обладает многократностью действия. Эта схема обеспечивает защиту всех трёх фаз главной цепи и позволяет осуществить чёткую отстройку защиты от пусковых и тормозных токов без снижения быстрого действия. Время отключения при коротком замыкании 0,1  0,2 сек

• система отключения (аварийного) троллейных проводов. При обрыве любого из проводов возникает разность потенциалов, возбуждается промежуточное реле. Если сработает промежуточное реле, то разомкнётся его контакт в управляющей цепи и как следствие этого происходит обесточивание троллейных проводов.

• нулевая защита исключает возможность самопроизвольного включения механизмов, после временного прекращения подачи электроэнергии, либо после снижения напряжения ниже допустимого значения.

1. Сводная ведомость САУ.

№	наименование оборудования	вид САУ	назначение САУ	регистри-руемая величина	Кол-во	исполнительный элемент
1	камерная печь	САЖУ	координация работы механизма подъёма дверцы		1	магнитный пускатель
САР	стабилизация tС в рабочем пространстве печи	t	1	контактор
САЗ	защита эл. двигателя от короткого замыкания и перегрева	У	1	тепловое реле, плавкие предохрани-тели
САБ исключ.	координация вращения реверсивного двигателя		1	контактор
блоки-ровка памяти	для продления работы контактов кратковрем. действия		1	контактор
2	камера для обработки холодом	САЖУ	координация работы механизмов камеры		1	магнитный пускатель
САР	стабилизация tС в рабочем пространстве печи	t	1	контактор
САЗ	защита эл. двигателя от короткого замыкания и перегрева	У	1	тепловое реле, плавкие предохрани-тели

№	наименование оборудования	вид САУ	назначение САУ	регистри-руемая величина	кол-во	исполнительный элемент
3	шлифовальный станок	САЖУ	координация вращения наждачного круга		1	магнитный пускатель
САЗ	защита эл. двигателя от короткого замыкания и перегрева	У	1	тепловое реле, плавкие предохрани-тели
САБ блоки-ровка памяти	для продления работы контактов кратковрем. действия		1	контактор
4	пресс ТШ	САЖУ	координация работы механизмов		1	магнитный пускатель
САЗ	защита эл. двигателя от короткого замыкания и перегрева	У	1	тепловое реле, плавкие предохрани-тели
САБ исключ.	координация вращения реверсивного двигателя		1	контактор
блоки-ровка памяти	для продления работы контактов кратковрем. действия		1	контактор
5	мостовой кран	САЖУ	координация работы механизмов		3	магнитный пускатель
САЗ	защита эл. двигателя от короткого замыкания и перегрева	У	3	тепловое реле, плавкие предохрани-тели
САБ исключ.	координация вращения реверсивного двигателя		3	контактор
	защита при обрыве троллейных проводов		1	контактор

Разработка САЖУ приводами механизмов камерной печи.

B

х₁ х₂

х₃

x₄

х₄

A

C

D

Обозначения кинематической схемы механизмов загрузки и выгрузки из камерной печи, подъёма и опускания дверок.

х₁, х₂ – катушки магнитных пускателей электродвигателя, с помощью которых производится подъём и опускание дверки.

х_3, х₄ – катушки магнитных пускателя электродвигателя, с помощью которого производится загрузка и выгрузка изделий.

А, В – конечные выключатели, фиксирующие крайние нижнее и верхнее положения дверцы печи.

C, D – конечные выключатели, фиксирующие крайнее положение в печи извне её механизма разгрузки и загрузки.

Циклограмма работы механизмов камерной печи.

O+E+X₁-A-E+B-X₁+X₃-C+D-X₃+X₂-B+A-X₂+E+X₁-A-E+B-X₁+X₄-D+C-X₄+X₂- -B+A-X₂

Составляем математические модели для всех элементов (исполнительных­)

(х₁) = ?

(х₁) = (?+x₁)

(х₁) = (?+x₁)

(х₁) = ?· + x₁·

2⁰2¹ 2⁰2¹

k=1 k=1

Окончательный вид математических моделей для всех элементов:

(х₁) = (?+x₁)

(х₃) = ·р₁

(х₂) = ·p₂

(х₄) =

(х₂) =

(p₁) = (x₁+p₁)··p₃

(p₂) = (x₃+p₂)·

(p₃) = (b+p₃)·x₄·d

Далее составляем обобщённую математическую модель:

F(x₁;x₃;x₂;x₄;x₂;p₁;p₂;p₃) = (?+x₁) + ·р₁ + ·p₂ + ·p₂ + + + + (x₁+p₁)··p₃ + (x₃+p₂)· + (+p₃)·x₄·d

Проводим минимизацию обобщённой математической модели:

F(x₁;x₃;x₂;x₄;x₂;p₁;p₂;p₃) = (?+x₁) + ·р₁ + ·p₂ + ·p₂ + + + + (x₁+p₁)··p₃ + (x₃+p₂)· + (+p₃)·x₄·d

И по этой модели составляем электрическую схему:

KV1

SB₂

SB₁

4

3

2

1

FU

0

6

1

KV1.1

2

SB₃

KK1



KM1

SQ1.1

8

7

6

3

5

KM1.1

4

KK2

KM2

KA1.1

SQ2.1

KM1.2

12

11

10

9

5

KM3

SQ3.1

KA2.1

KM3.1

15

14

13

6

SQ2.2

KA1.2

KM4.1

17

16

7

KM4

KA2.2

KA1.3

SQ4.1

KM3.1

21

20

19

18

8

KM1.4

KA1

KM3.1

KM2.1

24

23

22

9

KA1.4

10

KA2

KM1.5

KM3.2

26

25

11

KA2.3

12

SQ2.3

KA3

KM4.2

SQ1.2

29

28

27

13

KA3.2

14

Описание работы электрической схемы.

Все электрические цепи, приведённые на схеме подразделяются на цепи защиты (1,2), цепи управления (3,8), цепи блокировки (9-14). Схема работает следующим образом: при нажатии на пусковую кнопку SB₁ подаётся напряжение на обмотку магнитного пускателя KM 1, при этом дверца начинает подниматься. Это движение продолжается до тех пор, пока не сработает конечный выключатель SQ 1. KM 1 обесточится и дверца остановится и начнётся выдвижение тележки из печи. KM 1.2 замкнётся и на обмотку магнитного пускателя KM 2 будет подаваться напряжение. Тележка будет двигаться до тех пор, пока не сработает конечный выключатель SQ 2.1 и KM 2 обесточится. Начнётся движение дверцы вниз и напряжение будет подаваться на KM 3. Движение дверцы закончится, когда сработает SQ 3.1. На этом заканчивается первый полуцикл, далее опять нажимается SB₃ и напряжение подаётся на KM 1, и дверца начинает двигаться вверх. Это продолжается до тех пор, пока не сработает SQ 1, KM 1 обесточится и дверца остановится. Начнётся движение тележки в рабочее пространство печи,KM 1.3 замкнётся, на KM 4 будет подаваться напряжение. Когда сработает SQ 4.1 и KM 4 обесточится и тележка остановится. Дверца начнёт опускаться, напряжение подаются на KM 3. Когда сработает SQ 3.1 дверца остановится. И на этом заканчивается полный цикл.

1. Обозначения элементов электрической схемы.

позиция	наименование	тип	место установки
FU	предохранитель цепей управления	ПР-1	шкаф управления
SB 1	кнопочный выключатель	ПКЕ-112	шкаф управления
SB 2	кнопочный выключатель	ПКЕ-112	объект управления
SB 3	кнопка пусковая	ПКЕ-112	шкаф управления
SQ 1	конечный выключатель	ВК-111	объект управления
SQ 2	конечный выключатель	ВК-111	объект управления
SQ 3	конечный выключатель	ВК-111	объект управления
SQ 4	конечный выключатель	ВК-111	объект управления
KM 1	магнитный пускатель	ПА-311	шкаф управления
KM 2	магнитный пускатель	ПА-311	шкаф управления
KM 3	магнитный пускатель	ПА-311	шкаф управления
KM 4	магнитный пускатель	ПА-311	шкаф управления
KA 1	промежуточное реле	РП-25	шкаф управления
KA 2	промежуточное реле	РП-25	шкаф управления
KA 3	промежуточное реле	РП-25	шкаф управления

Планировка и компоновка оборудования в цехе

Для проектируемого цеха выбираем одноэтажное здание в два пролёта. Ширина первого пролёта 24 метра, второго 18 метров. В цехе предусмотрено 2 пожарных пролёта, шириной 5 метров. Здание термического цеха имеет вид удлинённого прямоугольника с шагом колонн 6 метров. Исходя из размеров оборудования, выбирается длина цеха. Длина цеха составляет 96 метров. В каждом пролёте предусмотрены ворота 4х3 метра, в которых предусмотрена дверь для входа людей.

Стены здания изготавливаются из железобетонных панелей. Фундамент под колонну имеет квадратную форму. На этот фундамент заливают столбик – блок из бетона. На гидроизоляцию устанавливают панель стены. Размер фундамента колонн 600х400 мм. Окна здания изготавливаются с двойным остеклением. Ширина оконных пролётов 3,6 метра. После возведения стен начинают укладывать перекрытия. Крыша цеха изготавливается без утеплителя.

Всё оборудование в цехе располагается в соответствии с направлением грузопотока. Камерные печи располагаются в 2 ряда вдоль цеха на расстоянии 2 метров от стен. Холодильные камеры ВХУ-7 расположены также в два ряда на расстоянии 1,5 метра друг от друга. Так же предусмотрены места для складирования, контроля твёрдости и т. о.

Освещение в цехе искусственное и естественное. В цехе применяется принудительная вентиляция.

Бытовые помещения располагаются в пристройке к основному цеху. Здание служебных помещений двухэтажное. На первом этаже располагаются душевые, туалеты, гардеробные. На втором этаже также расположены вспомогательные службы. У входа в бытовые помещения предусмотрена тепловая завеса.

1. гардеробные: на каждого работающего в цехе приходится по одному шкафчику (0,25 м²)

мужской гардероб: S = 91,52 м²

женский гардероб: S = 10,4 м²

1. Душевые: 1 душ на 10 человек. Размер душевой кабины 0,90,9 м²

мужской душ: 7,83 м²

женский душ: 2,61 м²

1. Умывальники: 1 умывальник на 20 человек

мужской: S = 4,2 м²

женский: S = 2,1 м²

1. Туалеты: 1 кабинка на 10 человек

мужской: S = 2,16 м²

женский: S = 1,08 м²

Площадь бытовых помещений: 504 м².

Организационно-экономическая часть

Технико-экономическое обоснование дипломного проекта.

Одной из важнейших проблем нашего времени являются повышение качества и эффективности общественного производства на основе его интенсификации, планирования и управления. При этом вопросы организации, планирования и управления производством, осуществляющие целенаправленное воздействие на объект для обеспечения наиболее эффективного решения поставленных задач, оказывают существенное влияние на выполнение данной проблемы. Одним из условий технического прогресса в машиностроении является непрерывное совершенствование производства на основе применения новых технологических средств, технологий и методов организации производства. Оптимальные в конкретных производственных условиях технологические решения должны обеспечить высокое качество продукции и производительность труда, минимальные издержки производства.

Все эти направления нашли отражение в данном дипломном проекте.

1. Расчёт себестоимости термообработки единицы продукции.

   1. Расчёт прямых затрат на производство.

1. Стоимость вспомогательных материалов, используемые на технологические цели.

На термообработку 1 т. металла расходуется вспомогательных материалов для всех нужд на сумму 1000 руб. На годовую программу равную 7000 т., затраты на вспомогательные материалы составят:

1000000 · 7000 = 7000000 руб.

На технологические цели расходуется 70 % затрат от вспомогательных материалов:

0,7 · 7000000 = 4900000 руб.

2.1.2. Энергия для технологических целей

С_э.т. = Ц_э.т. · Q_э.т., где

Ц_э.т – стоимость 1 кВт электроэнергии,

Q_э.т. – годовой расход электроэнергии на технологические цели,

Ц_э.т - 0.450 ^руб./_кВт·ч.

Q_э.т. – 32041570 Квт.

С_э.т. = 0.450 · 32041570 = 14418706 руб.

2.1.3. Основная заработная плата производственных рабочих:

З_о^пр =1,25 · Ф_др · Р_сп · _ср, где

Ф_др – действительный годовой фонд времени работы рабочего, Ф_др=1800 ч.

Р_сп – списочное число производственных рабочих,

_ср – средняя тарифная ставка производственных рабочих

_ср = _i + (_i+1 - _i)·(Р_ср – Р_i), где

_i,_i+1 – часовая тарифная ставка ближайшего большего и ближайшего меньшего разрядов.

Р_i – ближайший меньший тарифный разряд

Р_ср – средний тарифный разряд

_ср = 5 ^руб/_час

Р_сп = , где

Р_яв – явочное число производственных рабочих,

k_нв – общий расчётный процент планируемых невыходов на работу по уважительной причине, k_нв = 5 %.

1. Ведомость производственных рабочих (явочное число)

№	профессия	вид оборудования	кол-во оборудования	кол-во рабочих в смену	кол-во смен	общее кол-во рабочих	раз-ряд
1	калильщик	СНЗ11.22.7/12	4	4	2	8	VI
2	отпускаль-щик	СНЗ11.22.7/7	6	3	2	6	IV
СНЗ11.22.7/4	14	7	3	21	V
3	термист	ВХУ-7	9	9	2	18	VI
	итого:			23		53

Р_сп = = 56 чел.

З_о^пр =1,25 · 1800 · 56 ·5 =630000 руб.

2.1.4 Дополнительная заработная плата производственных рабочих.

З_д^пр = ^{(kд · Зо)}/₁₀₀, где

k_д – процентное соотношение между основной и дополнительной заработной платой, k_д = 3%;

З_д^пр = (3 · 630000)/100 = 18900 руб.

2.1.5 отчисление на социальное страхование с заработной платы производственных рабочих.

О_с=, руб.

О_с = = 253071 руб.

1. Смета прямых затрат.

№	наименование затрат	сумма, руб.	% к итогу
1	Вспомогательные материалы для технологических целей	7000000	52
2	Энергия для технологических целей	5447067	41
3	Основная заработная плата производственных рабочих	630000	4,7
4	Дополнительная заработная плата производственных рабочих	18900	0,4
5	Отчисление на соц. страхование	253071	1,9
	Итого:	13349038	100

Расчёт расходов на содержание и эксплуатацию оборудования.

1. Энергия и топливо для производственных нужд.

1. Электроэнергия силовая

С_э.с. = Ц_э.с · Q_с, где

Ц_э.с – стоимость 1 кВт·ч силовой электроэнергии: Ц_э.с = 0.45 ^руб/_кВт·ч

Q_с –годовой расход силовой электроэнергии: Q_с = 659257,7 кВт·ч

С_э.с. = 0.45 · 659257,7 = 296666 руб.

2.2.1.2. Пар на производственные нужды.

С_п. = Ц_п · Q_п, где

Ц_п – стоимость 1 т. пара: Ц_п = 4.7 ^руб/_т.

Q_п – годовой расход пара: Q_п = 145,2 т

С_п. = 4.7 · 145,2 = 677 руб.

2.2.1.3. Сжатый воздух на производственные нужды.

С_с.в. = Ц_с.в. · Q_с.в., где

Ц_с.в.- стоимость 1 м³ сжатого воздуха: Ц_с.в. = 3.8 ^руб/_м3

Q_с.в.- годовой расход сжатого воздуха на производственные нужды:

Q_с.в.= 495908,4 м³

С_с.в. = 3.8 · 495908,4 = 1864616 руб.

2.2.1.4. Вода для производственных нужд.

С_в. = Ц_в. · Q_в., где

Ц_в.- стоимость 1 м³ воды: Ц_в. = 0.45 ^руб/_м3

Q_в.- годовой расход воды на производственные нужды:

Q_в.= 5124 м³

С_в. = 0.45 · 5124 = 2306 руб.

2.2.2. Основная и дополнительная заработная плата вспомогательных рабочих и отчисления на социальное страхование.

2.2.2.1 Основная заработная плата вспомогательных рабочих

З_о^пр =1,25 · Ф_др · Р_сп · _ср, где

Ф_др – действительный годовой фонд времени работы рабочего, Ф_др=1800 ч.

Р_сп – списочное число вспомогательных рабочих,

_ср – средняя тарифная ставка вспомогательных рабочих

_ср = 4.5 ^руб/_час

Р_сп = , где

Р_яв – явочное число вспомогательных рабочих,

k_нв – общий расчётный процент планируемых невыходов на работу по уважительной причине, k_нв = 5 %.

Ведомость вспомогательных рабочих (явочное число)

№	профессия	кол-во рабочих в смену	кол-во смен	общее кол-во рабочих	раз-ряд
1	подсобно-транспортные рабочие	4	2	8	IV
2	слесарь-ремонтник	2	3	6	IV
3	электрик	2	3	6	IV
4	крановщик	2	3	6	IV
5	распределитель работ	2	3	6	III
	итого:	12		36

Р_сп = = 38 чел.

З_о^в =1,25 · 1800 · 38 ·4.5 =384750 руб.

2.2.2.2 Дополнительная заработная плата вспомогательных рабочих.

З_д^в = ^{(kд · Зо)}/₁₀₀, где

k_д – процентное соотношение между основной и дополнительной заработной платой, k_д = 3%;

З_д^в = (3 · 384750)/100 = 11542.5 руб.

2.2.2.3 Отчисление на социальное страхование с заработной платы вспомогательных рабочих.

О_с=, руб.

О_с = = 150052.5 руб.

Итого: З_о^в + З_д^в + О_с =546345 руб.

2.2.3 Расходы на содержание и эксплуатацию транспорта, принимаются по норме 20 руб. на 1 т. грузопотока:

С_т = 20 · 7000 =140000 руб.

2.2.4 Эксплуатация оборудования.

Расходы на эту статью составляют 20 % от общих затрат на вспомогательные материалы:

С_э.об. = = 1400 руб.

2.2.5 Текущий ремонт оборудования и транспортных средств, принимается по норме 3 % от стоимости оборудования и транспортных средств.

С_{рем. об.} = 0,03·(Ц_об. + Ц_тр.), где

Ц_об. –стоимость оборудования: Ц_об. = 217710 руб.

Ц_тр – стоимость транспортных средств: Ц_тр = 4760 руб.

С_{рем. об.} = 0,03·(217710000 + 4760000) = 6674.1 руб.

2.2.6 Амортизация производственного оборудования и транспортных средств.

2.2.6.1 Амортизация производственного оборудования.

С_а.об.=Ц_об(^аоб/₁₀₀), где

Ц_об = 217710 руб.

а_об – норма амортизации: а_об = 11 %.

С_а.об. = 217710000·(¹¹/₁₀₀) = 23948.1 руб.

2.2.6.2 Амортизация транспортных средств.

С_а.тр.=Ц_тр(^атр/₁₀₀), где

Ц_тр = 4760 руб.

а_тр – норма амортизации: а_тр = 20 %.

С_а.тр. = 4760000·(²⁰/₁₀₀) = 952 руб.

Итого: С_{а.об.тр.}=24900.1 руб.

2.2.7 Возмещение износа малоценных и быстро изнашиваемых инструментов и приспособлений и расходы по их восстановлению.

Принимаются из расчёта 200 руб. в год на одного производственного рабочего.

С_в.изн =56 · 200 =11200 руб.

2.2.8 Прочие затраты:

Принимаются равными 5 % от суммы затрат статей 17

С_пр.з. = = 181046.5 руб.

1. Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования.

№	наименование затрат	сумма, руб.	% к итогу
1	Амортизация оборудования и транспортных средств	24900.1	0,59
2	Эксплуатация оборудования	3924479.6	91,5
3	Текущий ремонт оборудования, транспортных средств и дорогостоящего инструмента	6674.1	0,16
4	Внутризаводское перемещение грузов	140000	3,18
5	Износ малоценных и быстро изнашиваемых инструментов и приспособлений и расходы по их восстановлению.	11200	0,27
6	прочие расходы	181046.5	4,3
Итого:	4288300.3	100

2.3 Расчёт цеховых расходов

2.3.1 Содержание цехового персонала

2.3.1.1 Основная, дополнительная заработная плата и отчисление на соц. страхование инженерно-технического персонала.

З_о^итр =k_д · З_м.итр ·М_итр, где

k_д – коэффициент, учитывающий увеличение планового фонда зарплаты за счёт доплаты

k_д = 1,08.

З_м.итр – месячный фонд зарплаты

З_м.итр = 10000 руб.

М_итр – среднее число месяцев работы,

М_итр = 11,2 мес.

З_о^итр = 1,08 · 10000 · 11,2 = 201600 руб.

О_с^итр = 39 · ^Зоитр/₁₀₀, руб.

О_с^итр = 39 · ²⁰¹⁶⁰⁰/₁₀₀ = 78624 руб.

2.3.1.2 Заработная плата и отчисление на соц. страхование служащих.

З_о^сл =k_д · З_м.сл ·М_сл, где

k_д – коэффициент, учитывающий увеличение планового фонда зарплаты за счёт доплаты

k_д = 1,08.

З_м.сл – месячный фонд зарплаты

З_м.сл = 5000 руб.

М_сл – среднее число месяцев работы,

М_сл = 11,4 мес.

З_о^сл = 1,08 · 5000 · 11,4 = 102600 руб.

О_с^сл = 39 · ^Зосл/₁₀₀, руб.

О_с^сл = 39 · ¹⁰²⁶⁰⁰/₁₀₀ = 40014 руб.

2.3.1.3 Заработная плата и отчисление на соц. страхование обслуживающего персонала

З_о^моп =k_д · З_м.моп ·М_моп, где

k_д – коэффициент, учитывающий увеличение планового фонда зарплаты за счёт доплаты

k_д = 1,08.

З_м.моп – месячный фонд зарплаты

З_м.моп = 2500 руб.

М_моп – среднее число месяцев работы,

М_моп = 11,4 мес.

З_о^моп = 1,08 · 2500 · 11,4 = 51300 руб.

О_с^моп = 39 · ^Зомоп/₁₀₀, руб.

О_с^моп = 39 · ⁵¹³⁰⁰/₁₀₀ = 2007 руб.

Итого: Заработная плата и отчисление на соц. страхование аппарата управления цеха:

З + О = …

1. Энергия и топливо на хозяйственные и бытовые нужды.

2.3.2.1 Электроэнергия для освещения помещений.

С_э.о. = Ц_э.о. · Q_э.о., где

Ц_э.о. – стоимость 1кВт·ч световой электроэнергии

Ц_э.о. = 450 ^руб/_кВт·ч

Q_э.о. – годовой расход электроэнергии для освещения

Q_э.о. = 211838,4 кВт·ч

С_э.о. = 450 · 211.8 = 95327.2 руб.

1. Пар для отопления помещений.

С_п.о = Ц_п · Q_п.о, где

Ц_п – цена 1 м³ пара

Ц_п = 4.66 ^руб./_м3

Q_п.о – годовой расход пара для отопления помещений

Q_п.о = 11871,36 м³

С_п.о = 4.66 · 11871,36 = 55320.5 руб.

2.3.2.3 Вода на хозяйственные нужды.

С_в.х = Ц_в · Q_в.х., где

Ц_в – цена 1 т воды

Ц_в = 6.5 ^руб./_т

Q_в.х – годовой расход воды на хозяйственные нужды.

Q_в.х = 2200,8 т

С_в.х = 6.5 · 2200,8 = 14305.2 руб.

Стоимость вспомогательных материалов на хозяйственные нужды составляет около 10 % от общей суммы затрат на вспомогательные материалы

С_{всп.х.н.} = 0,1 · 700000 = 14305.2 руб.

Итого: по статье 2.3.2. С_э.т.х.н. = 819202.18 руб.

2.3.3. Текущий ремонт зданий, сооружений и инвентаря.

Затраты на текущий ремонт зданий, сооружений и инвентаря принимают равными 1 % от их первоначальной стоимости.

Стоимость зданий подсчитывается по показателям затрат на 1 м³ здания:

промышленные здания: 180 ^руб./_м3

бытовые помещения: 200 ^руб./_м3

С_зд = С_ц +С_быт, где

С_ц – стоимость производственного помещения цеха

С_ц = 48 · 96 · 11,45 · 180 = 9497088 руб.

С_зд. = 9497088 + 604800 = 10101888 руб.

Стоимость инвентаря принимается равной 5 % от стоимости зданий и оборудования.

С_инв = 0,05·(С_зд + С_об.), руб.

С_инв = 0,05·(10101888 + 217.71) = 10102105.7 руб.

С_рем = 0,01·(С_зд + С_инв), руб.

С_рем = 0,01·(10101888 + 61451.1) = 1016339.1 руб.

2.3.4 Амортизация зданий, сооружений и инвентаря цеха

2.3.4.1 Амортизация зданий

С_а.зд = С_зд ·^азд/₁₀₀, руб.

С_зд. = 10101888 руб.

а_зд. = действующая норма амортизации, 2,4 %

С_а.зд. = = 242445.31 руб.

2.3.4.2 Амортизация инвентаря цеха С_а.инв = С_инв·^аинв/₁₀₀ руб. С_инв = 10102105.71 руб.

а_инв. = действующая норма амортизации, 12,5 %

С_а.инв. = = 12627632.14 руб.

Итого по статье 2.3.4:

С_а = С_а.зд. + С_а.инв. = 242445.31 + 12627632.14 = 12870077.45 руб.

2.3.5 Расходы на охрану труда принимаются из расчёта 150 руб. в год на одного производственного рабочего

С_о.т. = 56 · 150 = 8400 руб.

2.3.6 Износ малоценного и быстро изнашивающего инвентаря цеха.

Принимают по норме 100 руб. в год на одного работающего в цеху

С_м.инв. =112 · 100 = 11200 руб.

2.3.7 Прочие расходы

Принимаются из расчёта 1,5 % от суммы затрат по статьям 2.3.12.3.6

С_пр. = 0,015

2.3.8 Цеховые расходы, %

k_цех = , где

С_цех – цеховые расходы

С_цех = 908518.97 руб.

З_о – основная зарплата производственных рабочих

З_о = 630000 руб.

С_об – расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

С_об = 4288300.31 руб.

k_цех = = 18,4 %

1. Смета цеховых расходов

№	наименование статей	сумма, руб.	№ к цеховым расходам
1	содержание аппарата управления цехом
2	содержание зданий, сооружений, инвентаря
3	текущий ремонт зданий, сооружений, инвентаря
4	амортизация зданий, сооружений, инвентаря
5	расходы на охрану труда
6	износ малоценного и быстро изнашивающегося инвентаря
7	прочие расходы
	итого:

1. Смета затрат на производство

Смета затрат на производство представляет собой общую сумму затрат в проектируемом цехе по экономическим элементам. Эта смета составляется на год вперёд путём выборок всех однородных по экономическому содержанию расходов из ранее произведённых расчётов прямых и косвенных затрат.

1. Смета затрат на производство цеха

№	наименование затрат по экономическим элементам	сумма, руб.	в % к итогу
1	вспомогательные материалы	7700000	41,7
2	энергия и топливо со стороны	7544403.70	40,6
3	заработная плата основная и дополнительная	1062278.1	5,8
4	отчисление на социальное страхование	404786.88	2,2
5	амортизация основных фондов	56852.98	0,3
6	прочие расходы	1772535.52	9,4
	итого:	18545858	100

1. Калькуляция цеховой себестоимости термической обработки 1 тонны продукции.

В результате калькуляция цеховой себестоимости термической обработки 1 тонны продукции получаем возможность сопоставить получаемые проектные значения по себестоимости с аналогичными показателями действующих производств. Это позволит судить о преимуществах заложенных в проекте, установить отклонение по отдельным статьям калькуляции и наметить дополнительные резервы.

1. Калькуляция цеховой себестоимости термической обработки 1 тонны продукции

№	наименование статей	сумма, руб.	% к итогу
1	материалы	1070
2	топливо и энергия на технологические нужды	778.15
3	основная заработная плата производственных рабочих	90
4	дополнительная заработная плата производственных рабочих	2.7
5	отчисление на социальное страхование с заработной платы производственных рабочих	36.15
6	износ специальных инструментов и приспособлений целевого назначения	16
7	расходы по содержанию и эксплуатации оборудования	612.61
8	цеховые расходы	129.79
9	итого цеховая себестоимость единицы продукции	2721	100

1. Технико-экономические показатели проектируемого цеха и их анализ

1. Технико-экономические показатели проектируемого цеха по изготовлению

№	наименование показателей	единица измерения	технико-экономические показатели
по диплому	по базе
Абсолютные показатели
1	Годовой выпуск продукции:
в натуральном выражении	т	7000	7000
в денежном выражении	тыс. руб.	18545,588	26813,000

№	наименование показателей	единица измерения	технико-экономические показатели
по диплому	по базе
2	общая стоимость основных производственных фондов цеха:	тыс. руб.	1241,463	1988,36
здания, сооружения	тыс. руб.	10113,12	12313,12
оборудование	тыс. руб.	2177,10	1976,00
транспортные средства	тыс. руб.	47,60	47,60
3	Общая внутренняя площадь цеха:	м3	5616	5950
производственная	м3	4608	4830
служебно-бытовых помещений	м3	1008	1120
4	Количество рабочих мест:	ед.	53	61
производственного оборудования	ед.	53	68
5	Численность промышленно-производственного персонала	чел.	112	123
в том числе: производственных рабочих	чел.	94	108
из них основных производственных рабочих	чел.	56	64
Относительные показатели
6	Выпуск продукции на одного производственного рабочего
в натуральном выражении	т/чел	74,5	68,4
в денежном выражении		197,296	190,000
7	Выпуск продукции на одного работающего
в натуральном выражении	т/чел	62,5	58,4
в денежном выражении		165,588	158,400
8	Фондоотдача	руб./руб.	1,49	1,05
9	Выпуск продукции на 1 м2 производственной площади		4,293	4,1
10	Общая площадь на единицу производственного оборудования	м2	130	165
11	Средняя загрузка оборудования	%	0,95	0,84
12	Фондовооружённость труда		110,93	105,00
13	Себестоимость продукции	тыс. руб.	1772,1	1952,6

1. Экономическая эффективность проекта цеха

Э_г = (С₁ – С₂) · А, где

С₁ – себестоимость обработки 1 тонны продукции в базовом варианте.

С₂ - себестоимость обработки 1 тонны продукции в проектируемом цеху.

С₁ = 3526 руб.

С₂ = 2721 руб.

Э_г = (3526 – 2721) · 7000 = 5635000 руб.

Вывод:

Проектируемый цех рассчитан на термическую обработку изделий с годовой программой 7000 тонн. Вследствие вышеупомянутого можно подтвердить целесообразность данного проекта, даже несмотря на то, что в новом проекте предусматриваются несколько большие затраты на приобретение нового оборудования. Однако в результате применения нового механизированного оборудования, за счёт выбора современного технологического процесса термообработки сталей, а так же внедрении новой автоматизированной техники, достигнуто снижение себестоимости 1 тонны продукции на 85000 рублей, что в итоге дало годовой экономический эффект около 6 млрд. рублей. Вследствие автоматизации и механизации удалось сократить количество основных технологических рабочих на 8 человек, а численность персонала цеха уменьшилась на 11 человек.

В новом проекте прирост выработки продукции на 1 рабочего увеличился на 4,6 %, загрузка оборудования возросла на 11 %, увеличилась фондоотдача на 4,4 ^руб./_руб.

1. Организация цехового технического контроля качества продукции.

В нашей стране уделяется большое внимание повышению качества продукции.

Качеством продукции является совокупность свойств изделий, обуславливающих его полную пригодность удовлетворять конкретные потребности в соответствии с его назначением.

В целях улучшения качества изделий и укрепления технологической дисциплины на производстве установлены высокие требования к выпускаемой продукции. Контроль качества неотъемлемая функция производственного персонала. Периодическую проверку качества проводит мастер для того, в правильности работы рабочего.

Наряду с производственным контролем, проводится ещё технический контроль. Его можно разделить на следующие виды:

• приёмочный контроль, который заключается в проверке поступающих материалов;

• инспекционный контроль, который заключается в проверке продукции, изготовленной на участке.

В проектируемом цехе производится выборочный контроль твёрдости изделий. Важнейшим условием успешной борьбы с браком является организация его учёта. При его выявлении оформляется специальная документация и делается памятка о количестве брака.

Испытание образцов на растяжение и ударную вязкость проводятся в центральной лаборатории, которая присылает заключение о соответствии образцов техническим требованиям.

Промышленная экология и безопасность производства.

Введение.

Промышленная экология и безопасность производства – это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, задачей которых является обеспечить безопасность человека в процессе его деятельности и свести к минимуму загрязнения окружающей среды.

В процессе трудовой деятельности каждый человек подвергается воздействию комплекса производственных факторов, которые оказывают вредное влияние на его работоспособность и состояние здоровья. Этот комплекс производственных факторов называется условиями труда. Реальные производственные условия характеризуются наличием некоторых опасных и вредных факторов. Опасным фактором называется такой фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному ухудшению здоровья. Вредным фактором называется такой фактор, воздействие которого на работающего приводит к заболеванию или снижению трудоспособности. Между опасными и вредными факторами зачастую нельзя провести четкой границы. Один и тот же фактор может привести к несчастному случаю.

Задачей исследования, которое проводится в этом разделе дипломного проекта, является выявление опасных и вредных факторов, которые встречаются в проектируемом цеху, их опасное влияние на человека и окружающую среду. Для этого проводится сравнительный анализ факторов, имеющих место в проектируемом цеху с предельно допустимыми значениями (ПДЗ).

Учитывая это, были проведены качественные и количественные анализы опасных и вредных факторов, которые встречаются в процессе работы, степень их воздействия на человека и окружающую среду, оценка опасности возникновения чрезвычайных ситуаций и меры защиты от этих факторов. Предложены мероприятия по предотвращению ЧС.

Общий анализ производственных факторов.

Проводим исследование условий труда с целью выявления опасных и вредных факторов, которые имеются в процессе работы.

1. Опасные и вредные факторы, влияющие на состояние человека и окружающей среды.

№	наименование операции	материал	вид оборудования	производственная среда	окружающая среда
	закалка	ЭП-817Ш ВМЛ-3 ВМС-5 ЭП-288 ЭИ-878 12Х18Н9Т 12Х18Н10Т	электрическая печь СМ.311.22.7/12	электроопасность, тепловое излучение	воздух + тепловое загрязнение
	отпуск	ЭП-817Ш ВМС-5 ЭП-288	электрическая печь СМ.311.22.7/4	тепловое излучение, ожоги при загрузке	воздух + тепловое загрязнение

№	наименование операции	материал	вид оборудования	производственная среда	окружающая среда
	промывка изделий	ВМС-5	моечная машина ММ-400К	шум, электроопасность	вода
	очистка от окалины	ВМЛ-3 ВМС-5	пескоструйная камера	вибрация, металлическая пыль и песок, электроопасность	воздух + песок, металлическая пыль
	обработка холодом	ВМС-5 ЭП-288	ВХУ-7	воздух	воздух
	разгрузочно-погрузочные работы	ЭП-288 ЭИ-848 ЭП-817Ш ВМС-2 ВМЛ-3 ВМС-5 12Х18Н9Т 12Х18Н10Т	мостовой кран, электрокар	шум	–
	измерение твердости	ЭП-288 ЭИ-848 ЭП-817Ш ВМС-2 ВМЛ-3 ВМС-5 12Х18Н9Т 12Х18Н10Т	пресс ТШ	воздух	–

В результате исследования выявлено, что в процессе работы присутствуют опасные и вредные факторы. Наличие этих факторов может привести к чрезвычайным ситуациям и несчастным случаям.

1. Количественный анализ вредных факторов и их влияние на производственную среду.

№	опасные факторы	операции	фактическое значение	ПДЗ, ПДК, ПДУ	вредные действия
	механические опасности	1; 2; 4; 6; 7	–	–	14 часов
	шум	3; 4; 6	f = 31.5 Гц L < 107 Дб f = 800 Гц L < 69 Дб	класс помещения “5” f = 31.5 Гц L < 107 Дб f = 1000 Гц L < 69 Дб	6 часов
	термоопасность	1; 2	tвозд. > 20C относительная влажность > 40 % температура окружающей поверхности > 35C Vв = 0.2 – 0.3 м/с	tвозд. > 17-23C относительная влажность 40-60 % температура окружающей поверхности  35C Vв = 0.2 – 0.3 м/с	6 часов

№	опасные факторы	операции	фактическое значение	ПДЗ, ПДК, ПДУ	вредные действия
	опасность поражения электрическим током	1; 2; 3; 6; 7	U = 380 В I  10 мА	U = 380 В I  10 мА	6 часов
	повышенная запыленность воздуха	4		класс опасности 3 класс опасности 4	5 часов
	производственная освещенность	7	в норме при соблюдении требований	фон – светлый контраст – средний освещенность 500, 600 лк разряд работ III, II	14 часов
	вибрация	4	f = 11 Гц L  115 Дб	локальная f = 8 Гц L  115 Дб	3 часа

Из таблицы видно, что не все фактические значения производственных факторов находятся в пределах допустимых значений. Для устранения всех вышеизложенных вредных факторов предусмотрены следующие мероприятия:

1. Опасность поражения электрическим током – всё оборудование должно быть заземлено, все работы должны проводиться только в специальной одежде и рукавицах, возле электрических печей должны быть постелены резиновые коврики.

2. Производственный шум и вибрация – все трущиеся механизмы должны быть хорошо смазаны, где необходимо должны быть установлены детали из неметаллических материалов. Ослабление шума от вытяжной вентиляции достигается плавностью движения воздушного потока, плавными переходами в местах изменения направления трубопровода.

3. Запыленность воздуха – для предотвращения распространения пыли шлифовальный станок оборудован защитообеспечивающим кожухом, работы в пескоструйной камере должны проводиться рабочими только в специальных средствах защиты.

Выброс вредных веществ в окружающую среду осуществляется через герметичную вентиляцию. Вентиляция снабжена фильтрами ФВГ-Т. Эффективность очистки – 92/98 % (фильтры устанавливаются на выходе).

Очищение воздуха рабочей зоны от пыли осуществляется вентиляционным и пылеулавливающим устройством – циклон.

Обеспечение устойчивой работы производства в условиях чрезвычайных ситуаций .

В проектируемом термическом цехе производство по пожарной опасности относится к категории “Г”, которая включает обработку несгораемых веществ в горячем состоянии. Основными причинами возникновения пожара являются:

• нарушение технологического режима;

• неисправность электрооборудования;

• плохая подготовка оборудования к ремонту;

• самовозгорание;

• конструкционные недостатки оборудования.

Стены проектируемого цеха изготавливаются из железобетонных плит. Внутри цеха стены окрашиваются огнеупорной краской. Перегородки изготавливаются из несгораемых веществ. В цехе предусмотрены: пожарный проезд шириной 5 метров, ворота, двери, которые открываются из помещения и обеспечивают пожарных средств к очагу пожара. Также предусмотрена сиринклерная система пожаротушения, датчики которой реагируют либо на повышение температуры, либо на повышение задымленности. Для тушения пожара используются такие индивидуальные средства: огнетушители, песок. Для тушения начинающихся пожаров применяются огнетушители марки Ю-5, который специально предназначены для тушения очагов пожаров всех видов горючих веществ и электроустановок. Пожарная безопасность обеспечивается согласно ГОСТ 12.1.007-76.

Меры по обеспечению экологической чистоты работы цеха.

1. Очистка воздуха перед выбросом в атмосферу проходит двух ступенчато. Поскольку металлическая пыль может быть крупной (больше 10 мкм) необходимо отделить от мелкой – первая степень очистки для этого можем применить циклоны – действие основано на принципе центробежной сепарации. Степень очистки до 90 %. Очищенный в циклоне воздух подаётся в ячейковые фильтры, представляющие собой каркасы с фильтрующими элементами, выполненными из набора металлических сеток. Степень очистки до 80 %. Концентрация в пределах 3-5 мг/м³ марка фильтра ФИАП.

2. Для очистки воздуха от паров и щелочи можно использовать волоконные и сетчатые туманоуловители. Принцип действия основан на осаждении капель смачивающей жидкости поверхности пор с последующим стеканием жидкости под действием силы тяжести.

3. Так как в проекте цеха много воды целесообразно использовать водооборотную систему с отстойниками и водонасосной станцией.

Литература.

1. Вишняков Д.Я., Ростовцев Г.Н., Неустроев А.А. “Оборудование механизация и автоматизация в термических цехах”. Металлургия 1964 г.

2. Рустем???????? Е.А. “Оборудование и проектирование термических цехов”. МАШГИЗ 1962 г.

3. Гумеев А.П. “Термическая обработка стали”. МАШГИЗ 1960 г.

4. Ульянин Е.А. “Коррозионностойкие стали и сплавы”. Металлургия 1991 г.

5. Иворнин А.М., Карасева А.А. “Экономика и организация производства”. Высшая школа 1982 г.

6. Под ред. Русака О.Н. “Справочная книга по охране труда в машиностроении”. Машиностроение 1989 г.

Содержание.