Применение технологии вакуумной сушки поверхности холоднокатаной полосы для очистки от смазочно-охлаждающих жидкостей в условиях стана 2500 ЛПЦ-5 ОАО «ММК»

РЕФЕРАТ

Дипломный проект включает в себя 6 разделов, пояснительная записка содержит 92 страницы, включая 20 таблиц и 16 рисунков.

Темой дипломного проекта является: «Применение технологии вакуумной сушки поверхности холоднокатаной полосы для очистки от смазочно-охлаждающих жидкостей в условиях стана 2500 ЛПЦ-5 ОАО «ММК».

С целью разработки эффективной технологии производства и повышения качества прокатываемого металла в условиях ЛПЦ-5 в дипломном проекте проведен анализ действующей технологии производства, отдельно рассмотрены некоторые, интересующие нас технологические операции, предложено их совершенствование, посредством замены прокатной эмульсии. После модернизации технологии производства ожидается снижение дефектов «пятна эмульсии», «царапина», «порез».

В дипломном проекте произведен анализ опасных и вредных производственных факторов, предложены конкретные инженерные решения, направленные на обеспечение безопасности труда и охрану окружающей среды.

При анализе технико-экономических показателей производства был выполнен расчет прибыли и рентабельности, производственная программа предприятия, количество рабочего и руководящего персонала. Внедрение мероприятий по предложенной в проекте методике принесет снижение себестоимости продукции за счет сокращения затрат на обслуживание и энергозатрат, а также увеличение выхода годного за счет сокращения дефектов поверхности холоднокатаного листа.

СОДЕРЖАНИЕ

[0.1] РЕФЕРАТ [0.2] ВВЕДЕНИЕ [0.3] 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА [0.4] ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ НА СТАНЕ 2500 ЛПЦ-5 ОАО «ММК» [0.5] 1.1 Краткая характеристика ЛПЦ-5 [0.6] 1.2 Сортамент выпускаемой продукции цеха [0.7] 1.3 Анализ технологии производства холоднокатаного листа [0.8] 1.3.1 Удаление окалины [0.9] 1.3.2 Холодная прокатка [0.10] 1.3.3 Отделка полосы [0.11] Выводы по главе [0.12] 2 АНАЛИЗ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕТСВА ПОВЕРХНОСТИ ХОЛОДНОКАТАНОГО ПРОКАТА НА СТАНЕ 2500 ОАО «ММК» [0.13] 2.1Анализ дефектов холоднокатаного проката на стане 2500 [0.14] 2.2 Применение технологических смазок и охлаждающих жидкостей при холодной прокатке [0.15] 2.3 Методы решения проблемы очистки поверхности от СОЖ [0.16] 2.4Совершенствование технологического процесса производства широкого листа на стане 2500 холодной прокатки [0.17] 2.4.1 Преимущества системы«VacuRoll» [0.18] 2.4.2 Устройство и принцип работы [0.19] 2.4.3 Технические характеристики системы «VacuRoll» [0.20] Выводы по главе [0.21] 3. АВТОМАТИЗАЦИЯ [0.22] 3.1 Функции и структура АСУ ТП стана 2500 [0.23] 3.2 Управление эмульсией [0.24] Выводы по главе [0.25] 4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ [0.26] 4.1Анализ условий труда в ЛПЦ–5 [0.27] 4.1.1 Освещенность [0.28] 4.1.2 Производственный шум [0.29] 4.1.3 Производственные вибрации [0.30] 4.2. Обеспечение безопасности труда [0.31] 4.2.1 Безопасность оборудования [0.32] 4.2.2 Электробезопасность [0.33] 4.3 Охрана окружающей среды [0.34] 4.3.1 Охрана водного бассейна [0.35] 4.3.2 Система очистки смазочно-охлаждающей жидкости [0.36] 4.3.2 Охрана атмосферы [0.37] 4.3.3. Твердые отходы. [0.38] 4.4 Чрезвычайные ситуации [0.39] 4.4.1. Пожарная безопасность [0.40] 4.4.2 Взрывобезопасность [0.41] 4.4.3.Ликвидация возможных аварий в системе промышленного водоснабжения [0.42] Выводы по главе [0.43] 6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ [0.44] 6.1 Управление, организация производства и труда персонала [0.45] 6.1.1 Особенности организации производства на ЛПЦ-5. Графики сменности [0.46] 6.1.2 Обоснование штата и системы оплаты труда персонала [0.47] 6.1.3 Расчет годового фонда заработной платы персонала [0.48] 6.2 Оценка экономической эффективности принятых решений [0.49] 6.2.2 Расчет производственной программы [0.50] 6.2.3 Расчет сметы капитальных затрат на обновление агрегата [0.51] 6.2.4 Расчет изменения текущих затрат [0.52] 6.2.5 Расчет точки безубыточности [0.53] 6.2.6 Расчетэкономической эффективности принятых решений [0.54] 6.2.7 Расчет основных технико-экономических показателей работы цеха [0.55] Выводы по главе [0.56] ЗАКЛЮЧЕНИЕ [0.57] СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Современный цех для производства холоднокатаной листовой стали представляют собой большой и сложный комплекс агрегатов и механизмов, обеспечивающих выполнение непрерывного технологического процесса.

В связи с быстрым развитием автомобильной и пищевой промышленности, производства машин и приборов бытового назначения, сварных труб и гнутых профилей растут требования к качеству поверхности холоднокатаного листа. Поэтому технологическая реконструкция цехов остается важнейшей стратегической задачей для комбината. В дальнейшем уровень технологии и новые производства будут определять положение ОАО «ММК» на отечественном и мировом рынках.

В последние десять — двадцать лет в металлургической промышленности наметились определенные тенденции развития производства, обеспечение которых выдвигает ряд новых требований. В первую очередь необходимо отметить преимущественный рост производства листового проката. Этот рост непосредственно связан с изменением структуры потребления металлопроката, прежде всего в машиностроении. Значительно увеличивается потребление специальных сталей в виде холоднокатаного листа и ленты.

Одновременно с увеличением объема производства существенно повысились требования к качеству готовой продукции. Современные высокопроизводительные агрегаты в машиностроении рассчитаны на использование металла, обладающего строго постоянными свойствами и бездефектной поверхностью.

Рост объема производства и повышение требований к качеству листа вызвали необходимость пуска новых непрерывных скоростных прокатных станов. Системы технологической смазки и охлаждения этих станов характеризуются не только большой мощностью и значительным объемом используемых жидкостей, но и гибкостью в управлении, универсальностью, совершенством средств очистки.

Важнейшей задачей развития прокатного производства на ближайшие годы является его реконструкция на основе новейших достижений науки и техники. Металлургия и машиностроение являются основой развития народного хозяйства, поэтому качественным изменениям в области создания и эксплуатации металлургических агрегатов уделяется первостепенное значение, при этом, главная роль отводится расширению производства и повышению качества прогрессивных видов металлопродукции. К ним в первую очередь относится листовой прокат и изделия из него. Решение задачи дальнейшего развития производства листового проката при постоянном повышении его качества невозможно без использования последних достижений науки и техники, квалифицированных кадров.

В области производства холоднокатаного листа и ленты до сих пор имеет место значительное технологическое отставание, не до конца используются возможности существующих агрегатов по скорости прокатки и ширине прокатываемой полосы. Качество холоднокатаного листа по отделке поверхности и разнотолщинности еще не всегда находится на уровне лучших зарубежных образцов.

Рассматриваемые технологические закономерности смазочного действия могут быть с успехом использованы при проектировании новых и реконструкции действующих прокатных станов, при выборе технологических смазок и расчете технологических режимов в производственных условиях.

В данной работе рассмотрен вопрос повышения качества поверхности холоднокатаного листа в условиях ЛПЦ-5 ОАО «ММК» за счет уменьшения возникновения таких дефектов как: «пятна эмульсии, масла» и «пятна загрязнения». Для этого предложено внедрение дополнительного оборудования в линию стана 2500, предназначенного для более совершенной очистки поверхности листа от СОЖ.

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ НА СТАНЕ 2500 ЛПЦ-5 ОАО «ММК»

1.1 Краткая характеристика ЛПЦ-5

Листопрокатный цех № 5 ОАО «ММК» был пущен в эксплуатацию в 1969 году. Его основное назначение— производство холоднокатаного и оцинкованного проката по самым передовым и современным технологиям для производства внешних и внутренних деталей автомобилей, а также для производителей бытовой техники и строительной отрасли.

Цех состоит из следующих отделений:

• Травильное отделение со складом холоднокатаных рулонов;
• Прокатное отделение;
• Термическое отделение;
• Отделочное отделение;
• Склад готовой продукции;
• Вспомогательное отделение.

Основное оборудование цеха:

• Двухклетевой реверсивный стан;
• Непрерывный четырехклетевой стан «2500»;
• Дрессировочные станы «1700» и «2500»;
• Два непрерывных травильных агрегата (НТА);
• Стыкосварочный агрегат;
• Два агрегата поперечной резки холоднокатаного металла;
• Агрегат поперечной резки горячекатаного металла;
• Два агрегата продольной резки холоднокатаного металла и другое отделочное оборудование;
• Одностопные колпаковые печи для отжига рулонов.

Транспортировка металла в цехе осуществляется мостовыми кранами, оборудованными специальными автоматическими грузозахватными приспособлениями.

Сортировка и упаковка готовой продукции осуществляется: мостовыми кранами, оборудованными специальными автоматическими грузозахватными магнитами, а также поточным методом в составе агрегатов резки.

Для обслуживания цеха холодной прокатки имеются следующие вспомогательные службы:

• Вальцешлифовальная мастерская;
• Мастерская ревизии ПЖТ;
• Мастерская ревизии подшипников качения;
• Мастерская ремонта электродов стыкосварочных машин;
• Участок заточки ножей;
• Ремонтно-механическая, энергоремонтная и электроремонтная мастерская.

1.2 Сортамент выпускаемой продукции цеха

Подкатом для станов холодной прокатки служит травленая горячекатаная полоса из нелегированной углеродистой стали с химическим составом в соответствии с ГОСТ 9045-93, ГОСТ 1050-88, ГОСТ 380-94, ГОСТ 19281-89 EN 10025, EN 10130, EN 10111, смотанная в рулон.

Размеры подката: наружный диаметр рулона: от 990 до 2100 мм; внутренний диаметр рулона 610 мм; масса рулона от 5 до35 тонн. Толщина подката в зависимости от марки стали, ширины и требуемой толщины холоднокатаной полосы приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Толщина холоднокатаных полос в зависимости от марки стали, толщины и ширины подката

Ширина подката, мм	Марки стали	Толщина подката,мм	Толщина холоднокатаных полос, мм
1000-1599	08Ю 08кп 10кп 08пс 10пс	2,0 2,2 2,4 2,6 3,0 3,5 4,0 4,5 5,5 6,0	0,45-0,69 0,70-0,79 0,8-0,89 0,9-0,99 1,40-1,59 1,60-1,89 1,90-2,29 2,30-2,79 2,80-3,19 3,20-3,50
1600-2000	08Ю 08кп 10кп 08пс	2,0 2,2 2,5 2,8	0,60-0,69 0,70-0,89 0,90-1,19 1,20-1,39
1250-2000	15-20кп 15-20пс 10-25кп 2-3кп 2-3пс	3,0 3,5 4,0 4,5 5,5	1,40-1,96 1,70-1,89 1,90-2,19 2,20-2,79 2,80-3,19
2000-2350	08 Ю 08-20кп 0-3кп 08-20пс	2,0 2,2 2,6 2,8	0,60-0,69 0,70-0,79 0,80-0,99 1,00-1,20

1.3 Анализ технологии производства холоднокатаного листа

Исходным материалом для производства холоднокатаных листов и рулонов служат горячекатаные полосы толщиной 1,56,0 мм, шириной 10002350 мм, свернутые в рулоны весом до 35 т, которые поступают из ЛПЦ-4 по конвейеру, или по ж/д пути из ЛПЦ-10. Подкат должен соответствовать требованиям СТП-101-85 на горячекатаную полосу в рулонах. В цехе рулоны снимаются с конвейера и ж/д платформ мостовыми кранами и укладываются на склад для охлаждения. После охлаждения рулоны поступают в обработку (рисунок 1).

Рисунок 1– Схема потоков производства проката в ЛПЦ - 5

Технология цеха холодной прокатки чрезвычайно разнообразна и сложна. Она включает следующие важнейшие технологические операции: травление, прокатку, отжиг, дрессировку, резку и упаковку.

1.3.1 Удаление окалины

В технологическом цикле производства листовой стали значительное место занимает операция удаления окалины с поверхности горячекатаных полос. Этот передел в большой мере определяет качество готовой листовой продукции, технико–экономические показатели листопрокатного цеха, влияет на загрязнение производственных площадей и окружающей среды. Окалину удаляют двумя способами: химическим и механическим. При химическом способе поверхность горячекатаных полос обрабатывают различными веществами, раствором соляной кислоты. Преимуществом кислотного травления окалины является получение чистой и гладкой поверхности проката, а недостатками – появление травильной хрупкости, разрушение зданий и оборудования под действием паров кислоты и значительные расходы, связанные с нейтрализацией травильных растворов.

При современном техническом уровне металлургического производства травление остается основным способом очистки от окалины полос и листов из углеродистой стали.

При травлении стали на границе раздела металл–окалина–кислота происходят электрохимические, химические и механические процессы. Электрохимические процессы следствие работы местных гальванических пар, химические– растворение в кислоте составных частей окалины, механические– отслоение окалины водородом.

В травильном отделении ЛПЦ–5 установлены два НТА. Непрерывный травильный агрегат предназначен для удаления вторичной окалины с горячекатаного подката и в значительной мере определяет качество полосы, получаемой холодной прокаткой травленого подката. В нем осуществляется следующие операции: размотка рулона сварка концов предыдущей и последующей полосы, дрессировка с целью разрыхления окалины и уменьшения неплоскостности, травление, мойка, сушка, промасливание, резка и смотка в рулоны.

Травление горячекатаной полосы осуществляется в ванне непрерывного травильного агрегата при взаимодействии окалины с соляным травильным раствором. В качестве травильного раствора используется маточный раствор. Движение полосы и травильного раствора на НТА осуществляется по принципу противотока, то есть раствор течет в направлении, противоположном движению полосы. Полоса задается в травильную ванну через правильную машину и тянущие ролики, из травильной ванны вытягивается тянущими роликами, установленными за сушильным устройством. Маточный раствор непрерывно подается в 8–й "карман" четвертого отсека травильной ванны и движется навстречу полосе, отработанный раствор сливается через 1–й "карман" первого отсека ванны.

Скорость различных реакций различна и определяется соотношением окислов в слое окалины.

В результате реакции происходит наводораживание металла, что способствует повышению его твердости. Кроме того, выделяющийся водород, активизирует процесс травления за счет частичного восстановления высших окислов до FeO или Fe и механического отделения предварительно разрыхленных слоев окалины от металла. Поэтому окалина на поверхности металла, имеющая много пор и трещин, удаляется значительно быстрее, чем плотная окалина.

На НТА–1–2 разрыхление окалины осуществляется при прохождении полосы через ИРМ и дрессировочную клеть. Дрессировочная клеть "кварто" служит для разрыхления окалины путем обжатия полосы, что облегчает травление, позволяет повысить скорость прохождения полосы через травильные ванны и улучшает профиль полосы. Величина обжатий при дрессировке должна составлять 2-5%.

Скорость прохождения полосы через участок травления зависит от марки стали, профиля полосы, состава окалины на ее поверхности, качества предварительной механической обработки и активности травильных растворов. В результате реакций, протекающих в процессе травления, содержание кислоты в травильном растворе непрерывно снижается, а содержание FeCl2 увеличивается. В водных растворах серной кислоты увеличение содержания FeCl2 в травильном растворе при определенном содержании HCl приводит не только к снижению скорости травления, но и к созданию благоприятных условий для выпадения осадка FeCl2 + H2O. Максимальная производительность непрерывных травильных агрегатов, хорошее качество поверхности травленого металла и создание условий, исключающих возможность выпадения в осадок FeCl2 + H2,O обеспечивается за счет строгого соблюдения режима травления, указанного в таблице 2.

Таблица 2 -Состав и температура травильного раствора для разных ванн

Номеротсека травильнойванны	Состав травильного раствора,%H2SO4(неменее) FeSO4(не более)	Температура травления
1	12	18	90-100
2	12	18	90-100
3	12	18	90-100
4	20	12	90-100

1.3.2 Холодная прокатка

Основными агрегатами, по которым устанавливают мощность цехов холодной прокатки, являются станы холодной прокатки. Для холодной прокатки листовой стали применяются различные станы в зависимости от масштабов производства, программы прокатки и назначения листовой стали. Среди современных прокатных станов особое место занимают непрерывные станы, которые благодаря своей высокой производительности, высокой степени механизации и автоматизации процесса занимают доминирующее положение при производстве холоднокатаной листовой стали. Большое распространение получили непрерывные станы, состоящие из четырех, пяти и шести клетей.

В ЛПЦ–5 холодная прокатка травленых горячекатаных полос производится на стане 2500 и реверсивном стане 1700 холодной прокатки.

Рулоны устанавливаются на приемный конвейер мостовым краном, после установки рулона по оси прокатки при помощи толкателя и упора рулон зажимается секторами на барабане.С помощью подающих роликов полоса подаётся к клети № 1.

Задачу переднего конца полосы в валки стана производят на заправочной скорости, намотку его на барабан моталки производят при помощи захлёстывателя. Перевод стана на рабочую скорость производят после появления натяжения на моталке и отведение захлёстывателя в исходное положение.

Перед перекаткой сварного шва скорость стана замедляют до 2,5 м/с.

При недостаточном обжатии автоматическая система обжатия сажает нажимные винты 1, 2 и 3 клетей.

После выхода заднего конца полосы из последней клети рабочие валки устанавливают в исходное положение для данного профиля - для приёмки следующей полосы.

После прокатки рулон снимают с моталки, кантуют и отводящим конвейером подают на конвейер - накопитель, который выходит в термическое отделение.

1.3.3 Отделка полосы

Важнейшим элементом технологического процесса производства холоднокатаной стали является ее термическая обработка - рекристаллизационный отжиг. Термическая обработка холоднокатаного листа регулирует конечную структуру и свойства. Малоуглеродистые конструкционные стали отжигают при субкритических (ниже А3) температурах. Основной задачей субкритического отпуска является разупрочнение холоднодеформированного металла, обеспечение оптимальной микрогеометрии и внутрикристаллического строения ферритного зерна распределения примесей и диспергированных в феррите фаз для повышения пластичности и способности листового металла к вытяжке при холодной штамповке. Режим отжига должен обеспечивать полную рекристаллизацию феррита.

Отжиг плотно смотанных рулонов осуществляется в колпаковых одностопных печах в защитной атмосфере при 680-7100С. Процесс рекристаллизации заканчивается тем быстрее, чем выше степень предшествующей холодной деформации. Технология включает три основных режима: нагрев, выдержку и охлаждение. Так как масса и сечение рулона велики, то основное время расходуется на нагрев и гарантированное выравнивание температуры по всему объему рулона. Продолжительность нагрева составляет 30 часов, а выдержки 10-25 часов. Нагрев и выдержка тем длительнее, чем больше сечение рулона и выше требуемая категория вытяжки обрабатываемой полосы. При отжиге полос нестареющей стали 08Ю с целью повышения механических свойств иногда предусматриваются две выдержки: первая при температуре металла 500-5500С, вторая при температуре отжига, т.е. 680-7100С.

Составными частями колпаковой печи являются нагревательный колпак, стенд и муфель. В термическом отделении ЛПЦ-5 установлено 300 стендов и 120 колпаков, размещенных двадцатью блоками.

После отжига металл подвергается дрессировке. Основное технологическое назначение дрессировки состоит в предотвращении появлений линий скольжения при последующей штамповке изделий из отожженного металла. Для этого необходимо наклепать тонкие поверхностные слои полосы. Кроме того, дрессировка несколько снижает относительное удлинение и предел текучести, повышает твердость полосы. Величины обжатий при дрессировке для полос толщиной
0,6-3,5 мм равны соответственно 1,1-0,6%.

Дрессировка металла, отожженного в колпаковых печах, осуществляется на дрессировочных станах 2500 и 1700. Каждый стан состоит из четырехвалковой клети и обслуживающего его оборудования. Оба стана аналогичны по технологии, составу механического и электрического оборудования и отличается только длиной бочки валков.

Выводы по главе

1. Была рассмотрена действующая технология производства холоднокатаного листа на стане 2500 холодной прокатки ЛПЦ-5 ОАО «ММК», а также проанализирована полная схема изготовления продукции;
2. Выявлены и рассмотрены основные технологические операции, оказывающие существенное влияние на качество готового проката.

2 АНАЛИЗ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕТСВА ПОВЕРХНОСТИ ХОЛОДНОКАТАНОГО ПРОКАТА НА СТАНЕ 2500 ОАО «ММК»

2.1Анализ дефектов холоднокатаного проката на стане 2500

На сегодняшний день при прокатке холоднокатаного полосы на стане 2500, шириной более 1800 мм возникает проблема обеспечения качества его поверхности.
В работе был выполнен анализ основных видов дефектов, возникающих в цехе, преимущественно в прокатном отделении, результаты представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 – Диаграмма основных дефектов за 2014 год

С помощью диаграммы были выявлены наиболее значимые дефекты на холоднокатаном листе, прокатываемом на стане 2500 ЛПЦ-5, наиболее значимыми из них являются: «пятна эмульсии, масла» и «пятна загрязнения».

Если на поверхности полосы остаются жировые загрязнения, то они могут быть в последующем причиной образования дефекта - «сажистый налет».

Загрязненность холоднокатаной полосы определяется комплексом факторов и причин.

Характеристика пятен загрязнения на поверхности холоднокатаных полос определяется факторами:

• качеством поверхности горячекатаных и холоднокатаных полос, главным образом, отсутствием поверхностных дефектов, равномерностью микрорельефа поверхности;
• количеством и составом налета шлама на поверхности горячекатаных травленых полос перед их свертыванием в рулон;
• показателем рН промывной воды после травления горячекатаных полос;
• составом технологических смазок, конструкцией машин смотки или свертывания горячекатаных травленых полос;
• процессами холодной прокатки и составом технологической смазки;
• способами очистки поверхности холоднокатаных полос во время прокатки и после прокатки;
• конструкциями термических печей и процессом отжига металла;
• составом защитной атмосферы при отжиге металла;
• сроками хранения рулонов металла на всех технологических складах цеха.

В разные годы в ЛПЦ №5 ОАО «ММК» возникают периоды производства холоднокатаных полос с повышенным (массовым) дефектом «пятна загрязнения» в виде сажи, пригара эмульсии, грязи.

Для устранения возникновения наиболее значимых дефектов: «пятна эмульсии, масла» и «пятна загрязнения», необходима установка современной и эффективной системы очистки полосы на стане 2500 холодной прокатки ЛПЦ-5.

На полосе металла после холодной прокатки всегда присутствует некоторое количество частиц загрязнения, представляющих собой продукты износа валков и полосы и продукты термического преобразования технологических смазок. Обычно при производстве холодного проката определяют на полосе остаточное содержание масла и содержание механических примесей, представляющих собой, в основном, частицы железа и углерода. Загрязнение на поверхности полос часто является причиной образования дефектов на поверхности проката, которые не всегда определяются после прокатки, а выявляются преимущественно после отжига. Загрязнения на поверхности металла часто  являются причиной образования различных дефектов, таких как «пригар эмульсии».

Этот дефект возникает после отжига в колпаковых печах.

Дефект «пятна загрязнений» имеет вид черных и темных пятен, полос, разводов на отожженном холоднокатаном металле. Чаще всего это пятна сажи, эмульсии и масла. Пятна загрязнений образуются из-за наличия на поверхности полосы после прокатки значительного количества эмульсии высокой концентрации; использования прокатной эмульсии с низкой моющей способностью.  Для предотвращения образования дефектов следует устанавливать агрегаты по очистке полосы от попавшего на нее масла и эмульсии. Внешний вид дефекта представлен на рисунке 3.

Рисунок 3 - Пятна загрязнений

Пятна эмульсии-потрескавшиеся остатки эмульсии на поверхности полосы.Они хаотично распределены по поверхности и представляют собой замкнутые участки неправильной формы с темными границами.

Пятна эмульсии возникают в результате растрескивания остатков эмульсии. Остатки эмульсии могут не испариться полностью в процессе отжига, причиной чему является неполная обтирка и обдувка полосы.

По ГОСТ 21014-88пятна загрязнения - это дефект поверхности в виде пятен, полос, натеков, разводов, образующихся вследствие прилипания жидкости к изделию и дальнейшего неравномерного окисления при нагреве и травлении металла. Внешний вид дефекта представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 - Пятна эмульсии

Источниками образования пятен загрязнения являются технологические смазки, смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), налет шлама с промывочной водой, утечки масла с механического и гидравлического оборудования. Пятна загрязнения в процессе прокатки, очистки, отжига, дрессировки, хранения металла на складах под воздействием технологических сред изменяют не только свою форму, но и химический, фазовый состав.

Пятна загрязнений на поверхности полос после холодной прокатки имеют вид темных пятен произвольной формы, расположенных в строчку или группами вдоль прокатки. В случае очистки полос на агрегате электролитического обезжиривания (АЭО) пятна загрязнений имеют светло-серый цвет.

Пятна загрязнения на поверхности отожженных холоднокатаных полос чаще всего проявляются в виде пятен пригара эмульсии или сажи, загрязненных окислами железа, углесодержащими продуктами сложного состава. Решающее значение в образовании вида пятен загрязнения имеет состав жировых, минеральных смазок и их эмульсий.

2.2 Применение технологических смазок и охлаждающих жидкостей при холодной прокатке

Технологические смазки для холодной прокатки разделяют на жиры, масла и эмульсии. В свою очередь, жиры подразделяются на животные и растительные, масла - на минеральные и растительные (органические), а эмульсии - на стабильные и метастабильные.

Эмульсия представляет собой систему из двух жидких фаз, одна из которых (дисперсная фаза) распределена в виде мельчайших капелек в другой (в дисперсионной среде). Дисперсной фазой является масло, а в состав дисперсионной среды входят вода и эмульгаторы. Под действием эмульгаторов на поверхности капелек масла образуется коллоидно-адсорбционная пленка с достаточно высокой вязкостью и прочностью. Таким образом, капельки масла оказываются изолированными одна от другой и при механическом перемешивании равномерно распределяются в воде, образуя стабильную эмульсию. Для улучшения моющих свойств в стабилизированную эмульгатором эмульсию вводят полифосфат натрия в количестве 0,1-0,2% соответственно. Эмульсии являются одновременно смазывающими и охлаждающими жидкостями (СОЖ).

В настоящее время на отечественных предприятиях наиболее распространенной СОЖ является стабильная эмульсия концентрацией 2-5%. Для ее приготовления используют эмульсолы- композиции, состоящие из масла и эмульгатора, которые поставляются маслохимзаводами. Собственно эмульсия готовится непосредственно в прокатных цехах. Для ее применения станы снабжены специальными циркуляционными системами, в которых СОЖ не разлагается и проходит очистку целиком.

Ранее в отечественной практике в основном применялись эмульсолы Э-2 (Б), ЭТ-1, ЭТ-2, Т, ОМ, ЭП-29, Укринол-211М, Уфол-1. В настоящее время довольно широко распространена эмульсия из эмульсолаКвакерол, которая также используется и в условиях стана холодной прокатки 2500 ЛПЦ-5 ОАО «ММК».

2.3 Методы решения проблемы очистки поверхности от СОЖ

Задача снижения загрязненности холоднокатаных полос решается комплексно.

Прежде всего, конструкция эмульсионной установки должна обеспечивать высокую степень очистки СОЖ. Для выполнения этого условия вдействующей циркуляционной системе предусматривается полная фильтрация перед подачей на стан с помощью вакуумных фильтров, устройств для отделения посторонних масел и магнитных сепараторов.

Значительное внимание уделяется обеспечению оптимального теплового режима стана - температура валков поддерживается не выше 80°С, а полосы - не выше 180°С. При более высоких температурах создаются предпосылки для термического разложения компонентов технологической смазки, следствием чего является не только увеличение загрязненности холоднокатаных полос, но также возникновение дефектов «штрихи», «пригар эмульсии». Вместе с тем считают, что при смотке в рулон полоса должна иметь температуру 120-140°С, т. к. в таком случае, вследствие испарения остатков жидкости с полосы, будут предотвращаться дефекты «пятна ржавчины».

Для обеспечения высокой чистоты и качества поверхности готовой продукции на холоднокатаной полосе должно оставаться минимальное количество смазки, а ее химический состав должен обеспечивать максимальное испарение смазки при отжиге без отложения на поверхности углеродистых коксующихся остатков. Особенно данное условие важно при использовании для отжига колпаковых печей, т.к. в таком случае дополнительная очистка полос перед отжигом как правило не производится.

За последней клетью стана 2500ОАО «ММК» применяют специальные системы для обдува полосы сжатым воздухом.Данный метод имеет ряд преимуществ перед альтернативными методами очистки полосы, но имеются также и недостатки, о которых свидетельствует статистика образования дефектов «пятна эмульсии, масла» и «пятна загрязнения».

Известны несколько способов очистки холоднокатаной полосы от СОЖ. Во-первых, это может быть сделано при помощи войлока или миткалевыми очистителями, находятся в зажимном устройстве и через них протягивается прокатанный лист. Недостатком этого метода является то, что часть тягового усилия наматывающего устройства теряется в процессе возникающего трения. Войлок или текстильное волокно сравнительно быстро впитывают в себя стираемую жидкость, при этом постепенно теряют абсорбционные свойства, а тем самым качество стирания со временем снижается. Кроме того, эти материалы постепенно освобождают свои волокна, которые остаются на листе и вызывают поверхностные дефекты прокатанного листа при дальнейшей обработке. Проблемой также является то, что стружка, застрявшая в войлоке или миткалевом очистителе, может вызвать дальнейшее повреждение листа в виде царапин.

Второй метод, очистки может быть стирание при помощи стирающих валиков. Окончательный результат стирания, однако, зависит от поверхности рабочих валиков трассы и от собственно стирающих валиков. В этом случае может происходить наклеивание загрязнений. Окончательное качество поверхности зависит от ровности листа, его толщины и скорости прокатки.

Другой метод,используемый в условиях стана 2500 ЛПЦ-5 ОАО «ММК», основан на принципе обдувки полосы воздухом. Очистка происходит только частично, причем расход воздуха под давлением достаточно высокий по отношению к конечному результату, что является на сегодняшний день ощутимым недостатком.

Следующим методом устранения загрязнений поверхности может быть их механическое удаление при помощи стирающих планок в комбинации с отсасыванием. Окончательное качество стирания и последующего отсасывания выразительно зависит от безукоризненного механического стирания поверхности листа стирающей планкой.

Также для очистки полосы также используются специальные системы для обдува полосы. Они разрабатываются различными фирмами, такими какSiemens, SMSDemag, SprayingSystemCo. и др.Сравнительный анализ методовочистки полосы представлен в таблице 3.

Таблица 3 – Сравнительный анализ методов очистки поверхности полосы от СОЖ

Оцениваемый параметр	Система «VacuRoll»	Продувка воздухом	Скребки	Отжимные валки
1	2	3	4	5
Эффективность очистки	Вакуумом удаляютсязагрязнения и масло навысокой и низкой скоростилинии	Соответствующее удалениезагрязнений на низких скоростях линии; обусловленность влажностью воздуха,плохой сушкой кромок иосаждением водяноготумана	Соответствующее удалениезагрязнений с новым скребком; эффективностьснижается на высокихскоростях линии	Плохие показатели для кромок полосы
Повреждениеполосы,царапины	Металлические заусенцызатягиваются с поверхностиполосы в оболочку валка	Нет	Могут наноситься царапины,т.к. металлические заусенцывнедряются в скребок	Скольжение по поверхностиполосы, возможностьвнедрения металлическихзаусенцев по мере затвердевания и износа оболочкивалков.
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5
Эффективность сушки	До 99 % от кромки до кромки, даже на рифленыхповерхностях	Меняется; жидкость сливается с кромок и вновь попадает на полосу и оборудование	Меняется; жидкость проходит через задиры на прутковом материале	Характеристики снижаются по мере износа валков, при частой смене ширины или в случае большой толщины материала
Уровень шума	Низкий, эквивалентный фоновому шуму	Высокий, эквивалентный громкой сирене; дискомфорт для оператора	Нет	Нет
Эксплуатационные затраты	Низкие – не требуется сжатый воздух для очисткии сушки полосы; требуется мало энергии для вакуум-насоса	Высокий расход сжатого воздуха; частая замена коллекторов после поломок	Частая замена скребков – несколько раз за смену	Частая замена оболочки валков
Окончание таблицы 3
1	2	3	4	5
Объем технического обслуживания	Небольшой – валки очищаются на месте; периодическаяперешлифовка и замена оболочки валков	Требуется частое техническое обслуживание компрессоров и коллекторов	Большой – скребки быстро изнашиваются и требуют частой замены	Большой – оболочка валков быстро изнашивается и требует замены
Экологические вопросы	Жидкость с вакуумной системы сбрасывается в контролируемом режиме; может потребоваться удаление жидкости из воздушного потока	Водяной туман, образующийся из-за сжатого воздуха, требует наличиевытяжного колпака и другого защитного оборудования	Нет	Нет
Покупная цена	Высокая, но низкиеэксплуатационные расходыобеспечивают окупаемостьв течение 8-12 месяцев;будущая ежегоднаяэкономия	Низкая цена на коллекторы; высокая цена компрессоров	Средняя; требуется прижимная рама непосредственно напротив скребка	Средняя; требуется опорная рама для валков, рассчитанная на более высокие нагрузки

Среди представленных этих методов очистки полосы наиболее перспективной эффективной является разработка компании SprayingSystemCo- система «VacuRoll», так как она с вероятностью до 99% даст чистоту поверхности проката. Внедрение именно такой системы будет рассмотрено в данном проекте.

2.4Совершенствование технологического процесса производства широкого листа на стане 2500 холодной прокатки

Система вакуумной очистки и сушки поверхности холоднокатаной полосы «VacuRoll» имеет 3 вида исполнения, представленных нарисунках5-7.

С двумя горизонтально расположенными роликами (рисунок 5).

Рисунок 5- Система «VacuRoll» с двумя горизонтально
расположенными роликами

С четырьмя горизонтально расположенными роликами (рисунок 6).

Рисунок 6 - Система «VacuRoll» с четырьмя горизонтально
расположенными роликами

С четырьмя вертикально расположенными роликами (рисунок 7).

Рисунок 7 - Система «VacuRoll» с четырьмя вертикально
расположенными роликами

Для работы в условиях стана 2500 холодной прокатки наиболее подходящей является система с двумя горизонтально расположенными роликами, так как она наиболее компактная и имеет относительно не высокую стоимость по сравнению с остальными двумя системами.

2.4.1 Преимущества системы«VacuRoll»

• Получение полосы высшего качества путем улучшенной сушки – система обеспечивает эффективное удаление пыли, загрязнений и масла
• Повышенная производительность – эффективная очистка и сушка с линейной скоростью до 5200 фут/мин (1585 м/мин)
• Уникальная вакуумная технология обеспечивает сушку полосы до самой кромки и устранение загрязненных сбросов
• Низкие эксплуатационные затраты – сжатый воздух используется только 60 спри очистке системы, но не при очистке и сушке полосы. Малый расход сжатого воздуха исключает потребность в вытяжных колпаках и оставляет весь воздух для критических процессов прокатного стана при его работе
• Работа с пониженным шумом
• Экологически безопасная технология
• Минимальное время простоя – система очищается на месте, плюс к этому увеличенные интервалы технического обслуживания системы
• Имеется широкий диапазон конфигурации – система пригодна для использования на большинстве линий холодной прокатки и отделки полос, обычно при замене существующего оборудования требуются минимальные изменения физического пространства

2.4.2 Устройство и принцип работы

Ролики представляют собой стальные валы с пустотелым корпусом с несколькими шпоночными пазами различного размера и формы (рисунок 8). Корпус покрыт материалом, состоящим из множества дисков толщиной с бумажный лист, напрессованных так, что они образуют полужесткую конструкцию. Материал оболочки имеется для широкого диапазона усилий и уровня поглощения, он назначается в зависимости от типа удаляемого загрязнения. К одному концу корпуса валка или обоим его концам подключается вакуум насос. Максимальная скорость вращения ролика 1585 м/мин или 26,4 м/сек. Диапазон рабочей температуры 1210С. Диапазон рабочего линейного давления от 11,3 до 45,3 кг/мм.

Рисунок 8 - Устройство ролика системы VacuRoll

Система создает равномерный вакуум по всей длине валка, жидкость проходит сквозь оболочку ролика. Загрязнения и твердые включения втягиваются в поверхность оболочки валка и захватываются дисками и остаются между ними для предотвращения царапин на полосе. Очистка роликов происходит в течение 60 секунд, путем включения насосов в обратном направлении и выдувании (с добавлением сжатого воздуха, для ускорения процесса) остатков жидкости и твердых включений. (Выдувание остатков жидкости и твердых включений производится в систему очистки эмульсии, что в свою очередь не влияет на качество эмульсии в системе).

Установлена данная система будет за место обводного ролика в выходной части стана 2500, перед моталкой, что позволит исключить появление наиболее значимых дефектов: «пятна эмульсии, масла» и «пятна загрязнения» (рисунок 2.12). Расширить сортамент стана, в производстве широкого листа марки стали IF с BH-эффектом и размерами: толщиной 1,5 мм, шириной 1930 мм, соответствующую мировым требованиям по чистоте холоднокатаной полосы.

2.4.3 Технические характеристики системы «VacuRoll»

• Диапазон рабочей температуры: до 250 °F (121 °С).
• Диапазон рабочего линейного давления: от 25 до 100 фунт/дюйм (от11,3 до 45,3 кг/мм).
• Диаметр после финишной обработки: от 1,5 до 26 дюймов (от 38,1 до 660,4 мм).
• Необходимое минимальное пространство на конце рабочей поверхности: 3 дюйма (76 мм) на сторону.
• Стандартный соединитель с резьбой NPT под подающий трубопровод;
• другие резьбовые соединители факультативно.

Выводы по главе

1. Был проведен анализ основных дефектов холоднокатаного листа на стане 2500 ЛПЦ-5 ОАО «ММК». На основании этого анализа было установлено, что такие дефекты «пятна эмульсии, масла» и «пятна загрязнения» являются одной из наиболее значимых проблем обеспечения качества поверхности холоднокатаного листа.
2. Выявлены и рассмотрены причины возникновения дефекта «пятна загрязнения».
3. Рассмотрены все возможные методы устранения дефекта и выявлен самый эффективный из них.
4. Была предложена технология «VacuRoll» с целью улучшения качества поверхности листа, а также рассмотрены преимущества, принцип работы и технические характеристики новой системы.

3. АВТОМАТИЗАЦИЯ

3.1 Функции и структура АСУ ТП стана 2500

Непрерывный стан является сложным технологическим объектом большой мощности, автоматизация которого наиболее необходима и эффективна. В настоящее время для управления прокатными станами, учитывая многообразие и сложность решаемых при этом задач, используются многомашинные комплексы.

Так для управления станом бесконечной прокатки используется система из двух вычислительных машин различной мощности и возможности.

Схема системы управления станом показана на рисунке 9.

1- пульт управления и ввод данных о подкате; 2- система слежения за полосой; 3- вычисление настройки сварочной машины; 4- вычисление настройки и перестройки стана; 5- система настройки сварочной машины; 6- система автоматического регулирования толщины; 7- настройка и перестройка стана; 8- система настройки ножниц; 9- система настройки моталок.

Рисунок 9- Схема системы управления станом 2500

Более мощная управляющая машина УВМ–1 выполняет следующие функции:

а) информационные:

– осуществляет слежение за полосой и сварными швами;

– производит расчет начальной настройки и динамической перестройки стана;

– производит расчет установок по зазорам, натяжениям, скорости, усилиям и т.п. для регуляторов и систем стана;

– производит сбор данных о ходе технологического процесса (измерение усилия прокатки, крутящих моментов, температуры полосы и валков)

б) управляющие:

– в зависимости от положения сварных швов в линии стана формирует и подает инициативные сигналы прочим подсистемам;

– обеспечивает автоматическую настройку сварочной машины в соответствии с сечением и маркой стали полосы;

– осуществляет настройку, включение летучих ножниц и подачу команды на рез полосы по информации от системы слежения за сварным швом;

– осуществляет автоматическое регулирование толщины полосы, межклетьевых натяжений, скорости прокатки;

УВМ–2 имеет меньшие возможности и, являясь управляющей, обеспечивает отработку режимов прокатки, вычисленных в соответствии с тем или иным критерием оптимальности управляющей машиной УВМ–1.

3.2 Управление эмульсией

Нормальное функционирование новых, высокопроизводительных цехов холодной прокатки невозможно без использования автоматических систем управления технологическим процессом (АСУ ТП). Применение АСУ дает положительные результаты на всех переделах, но особенно необходимо оно на основном технологическом агрегате - непрерывном или реверсивном прокатном стане, где в настоящее время операции во многом производятся вручную. Качество выпускаемой продукции в решающей степени зависит от работы автоматических систем, управляющих самим процессом прокатки. К их числу относятся:

• система автоматического регулирования толщины полосы (САРТ);
• система автоматического регулирования натяжения (САРН);
• система автоматического регулирования профиля и формы полосы (САРПФ);
• система автоматической подачи смазочно-охлаждающей жидкости (САПОЖ).

В задачу САРТ входит обеспечение постоянства толщины прокатываемых полос, исключение значительных колебаний по толщине. Работа этой системы осуществляется посредством воздействия на нажимные устройства, а также путем изменения межклетевых натяжений и скорости вращения валков. По некоторым данным, применение САРТ обеспечивает прокатку 99% длины полосы с отклонениями от заданной толщины не более 1-2 %.

САРН является как бы подсистемой САРТ, работа этих систем тесно взаимосвязана. Поддержание величины натяжений на заданном, оптимальном уровне особенно необходимо в переходных режимах прокатки, например при переходе с заправочной скорости на рабочую. САРПФ воздействует на профиль межвалкового зазора (прокатной щели).

САПОЖ обеспечивает подачу смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) на валки и полосу в необходимом, регулируемом количестве. Подача СОЖ ведется раздельно по зонам, выделенным по длине бочки валков. В задачу САПОЖ входит стабилизация теплового состояния валков в процессе прокатки. Для выполнения этой функции вдоль бочки валков располагаются температурные датчики. Регулирование температуры валков осуществляется с точностью ± 5 °С. «Мозгом» автоматических систем управления являются ЭВМ, которые на современных быстроходных станах составляют мощные вычислительные комплексы. Затраты на автоматизацию станов холодной прокатки окупаются за 2-3 года, не считая тех выгод, которые получает потребитель благодаря применению листовой продукции более высокого качества.

Автоматизация эмульсионной установки охватывает регулирование следующих главных компонентов, включая резервные:

• Эмульсионный бак с подогревом и двумя скиммерами;
• PM-сепаратор в эмульсионном баке;
• Грязевойбак;
• Общий клапан прямого хода;
• Насосы прямого хода;
• Устройствоопрыскиванияэмульсией;
• Насосы обратного хода;
• Два вакуумных фильтра с насосами;
• VE – водный бак с заполняющим насосом;
• Масляный бак с нагревом и заполняющим насосом;
• Оборудованиетестафорсунок.

В эмульсионном баке создается эмульсия для смазки и охлаждения валков двух клетей. Бак состоит из входной, выходной и промежуточной камер. Входная камера служит для приема очищенной эмульсии. Выходная камера служит для приема закачанной обратно через вакуумный насос остаточной эмульсии. Обе камеры соединены между собой промежуточной камерой. В выходной камере металлические частицы отделяются постоянным магнитным сепаратором и подаются в грязевой бак. В промежуточной камере посторонние вещества и неэмульгированое масло сепарируется двумя скиммерами и подаются в грязевой бак. Из клетевых ванн отсасывается остаточная эмульсия, для очистки подается на два вакуумных фильтра и после очистки вводится назад во входную камеру эмульсионного бака. По необходимости добавляются масло и вода. Эмульсия нагревается электронагревателями во входной и промежуточной камерах и пластинчатым теплообменником в трубопроводе прямого хода охлаждается до общей рабочей температуры. Насосы приводятся в действие двигателями с короткозамкнутым ротором с постоянной или переменной скоростью вращения. На трубопроводах находятся ручные или электрические вентили. Состояния вентилей, загрязнение фильтров, давление, температура, уровень и т.д. измеряются, отображаются, и обрабатываются соответствующими функциями. Для достижения требуемого функционирования установки необходимы некоторые ручные действия. Обслуживающий персонал должен выполнять эти действия точно после соответствующих инструкций системы визуализации.

Подача СОЖ является важным элементом процесса производства холоднокатаной полосы. Стан холодной прокатки представляет собой чрезвычайно энергоемкий объект, причем вся эта мощность расходуется на совершение пластической деформации металла, упругой деформации элементов клети и преодоление трения между механическими звеньями главной линии. В конечном итоге, практически вся мощность рассеивается, превращаясь в тепло, значительная часть которого поглощается элементами главной линии клети. Характерными для прокатного стана являются высокие контактные напряжения в очаге деформации и, как следствие этого, значительный износ. Для снижения коэффициента трения и уменьшения возникающих контактных напряжений в очаге деформации, отвода выделяющегося тепла и удаления продуктов износа необходима интенсивная циркуляционная смазка и охлаждение валков. Поэтому станы холодной прокатки оборудуются высокопроизводительными и совершенными системами автоматического регулирования подачи смазочно-охлаждающей жидкости. Так же эта система входит в систему регулирования плоскостности проката, как один из каналов регулирования профиля рабочих валков. Схема такой системы представлена на рисунке 10.

Управление расходом охлаждающей жидкости по клетям и общим для всего стана осуществляют, связывая необходимый расход с мощностью деформации, определяющей тепловыделение. Общая мощность деформации при известном режиме прокатки достаточно просто вычисляется через давления, вытяжку и скорость, а ее распределение по клетям — через распределение давлений и вытяжек по клетям стана. При этом масштабный коэффициент, связывающий мощность с обжатием, можно идентифицировать по экспериментальной информации, снимаемой с процесса.

а – схема реализации способа, б – функциональная схема, поясняющая реализацию способа; 1 – прокатный валок; 2 – секционный коллектор; 3 – расходомер; 4 – термопара; измеряющая температуру охлаждающей жидкости до контакта с валком; 5 – то же, после контакта с валком; 6 – блок расчёта теплового профиля; 7 – блок вычисления среднего теплового профиля всего валка; 8 – блок сравнения теплового профиля на данном участке со средним значением; 9 - блок вычисленияизменения расхода охладителя.

Рисунок 10 - Схема регулирования теплового профиля валка подачей СОЖ

Такой подход позволяет прогнозировать мощность прокатки и ее распределение по клетям по скорости и вытяжкам. Наконец, отметим, что мощность деформации и тепловыделение достаточно хорошо характеризуются мощностью электрического тока, потребляемого станом при прокатке. Это позволяет автоматизировать расчет общего расхода эмульсии, распределения его по клетям и управление этими расходами, включая введение учета их зависимости от текущей скорости прокатки.

Известно, что после подачи СОЖ на валки прокатных клетей часть ее будет непременно попадать на прокатываемый металл. Наличие эмульсии и масел на поверхности листа непременно приводит к появлению дефектов, поэтому для обеспечения получения качественного проката недостаточно использования лишь системы автоматической подачи СОЖ, необходима также и система ее удаления. Для этой цели в данном проекте было принято решение использовать систему «Vacuroll»от фирмы SprayingSystemCo. Данная система позволяет достичь высокой степени чистоты поверхности холоднокатаного листа. Рассмотрим принцип действия этой системы.

Системы представляет собой компактную клеть с двумя горизонтально расположенными роликами, очищающими полосу от остатков СОЖ на поверхности полосы. Установлена Vacurollбудет за место обводного ролика в выходной части стана 2500, перед моталкой, что позволит исключить появление наиболее значимых дефектов: «пятна эмульсии, масла» и «пятна загрязнения».

Сами ролики представляют собой стальные валы с полым корпусом с несколькими шпоночными пазами различного размера и формы. Их корпус покрыт специальным материалом, состоящим из множества дисков толщиной с бумажный лист, напрессованных таким образом, что они образуют полужесткую конструкцию. Материал оболочки имеется для широкого диапазона усилий и уровня поглощения, он назначается в зависимости от типа удаляемого загрязнения. К одному концу корпуса валка или обоим его концам подключается вакуум насос. Максимальная скорость вращения ролика 1585 м/мин или 26,4 м/сек. Диапазон рабочей температуры 1210С. Диапазон рабочего линейного давления от 11,3 до 45,3 кг/мм.

Система с помощью насоса создает равномерный вакуум по всей длине валка. Загрязнения и твердые включения втягиваются в поверхность оболочки валкаи захватываются дисками и остаются между ними для предотвращения царапин на полосе. Очистка роликов происходит в течение 60 секунд, путем включения насосов в обратном направлении и выдувании (с добавлением сжатого воздуха, для ускорения процесса) остатков жидкости и твердых включений. Выдувание остатков жидкости и твердых включений производится в существующую системуочистки эмульсии, что в свою очередь не влияет на качество эмульсии в системе.

Отработанная эмульсия со стана подается через распределительный коллектор в приемную часть горизонтального отстойника, предназначенного для сбора и удаления масла и грубых механических примесей. Отстоянная эмульсия собирается в лоток и по трубопроводу поступает в промежуточный приемник, затем – на флотационную установку для доочистки. При помощи насосов отстоянная эмульсия подается в напорный бак, в котором происходит растворение воздуха в ней . Далее эмульсия поступает в водораспределительный механизм и равномерно распределяется по всему сечению флотатора. Очищенная эмульсия отводится в резервуар, из которого откачивается в цех холодной прокатки для повторного использования. На рисунке 11 представлена схема очистки СОЖ.

1 – горизонтальный отстойник; 2 – приемная камера «грязной» эмульсии; 3 – напорный бак; 4 – флотатор; 5 – приемная камера «чистой» эмульсии; 6 – насос 12Д-9; 7 – насос 200Д-60; 8 – насос 12НДС-60; 9 – фильтр; 10 – бак пенного продукта с флотаторов; 11 – бак пенного продукта с отстойников; 12 – насос Р3-30.

Рисунок 11 - Схема очистки СОЖ

После такой очистки эмульсия снова готова к подаче.

Выводы по главе

1. Были рассмотрены функции и структура АСУ ТП стана 2500 холодной прокатки ЛПЦ-5 ОАО «ММК»;
2. Рассмотрены системы подачи эмульсии, удаление ее остатков с поверхности листа, а также система ее очистки.
3. На основании рассмотренных схем, было установлено, что внедрение технологии «Vacuroll» является возможным и не требует значительных и дорогостоящих реконструкций.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

4.1Анализ условий труда в ЛПЦ–5

Источниками повышенной опасности в цехе являются: электрический, ток, грузоподъемные и транспортные механизмы с гидравлическим и электрическим приводами в составе станов и агрегатов, помещения с наличием растворов серной кислоты (НТА, кислотный мехподвал, отделение регенерации и склад травильных растворов), газоопасные места (термическое отделение), взрывоопасное помещение (зарядная станция аккумуляторов), помещение с наличием щелочей (нейтрализация), пожароопасные помещения (склад масел, мастерские подшипников жидкостного трения), помещения с возможностью рентгеновского облучения (лаборатория рентгеновских измерителей толщины).

К участкам вредных выделений в ЛПЦ–5 относятся:

• травильное отделение (пары кислоты H2SO4, шум);
• прокатное отделение (эмульсия, шум, пыль);
• термическое отделение (выделение продуктов сгорания природного газа);

Нормирование вредных веществ на рабочем месте осуществляется по:

• ГОСТ 12.1.007–90 ССБТ "Вредные вещества. Классификация и общие требования".
• ГОСТ 12.1.005–88 ССБТ "Общие санитарно–гигиенические требования к воздуху рабочей зоны".

При холодной прокатки выделяются пары смазки и другие вредные вещества, которые в соответствии с ГОСТ 12.1.005–88. ССБТ, относятся, в основном, к классам опасности 2 и 3.

Из анализа таблицы видно, что содержание паров эмульсии и пыли в прокатном отделении на рабочем месте вальцовщика не превышает допустимой уровень концентрации благодаря работе систем вытяжной вентиляции, позволяющей минимизировать выход вредных веществ на рабочую площадку стана.

Для безопасности от проходной в цех и к А.Б.К. (административно-бытовой комплекс) предусмотрены подземные пешеходные тоннели.

В целях сохранения здоровья трудящихся в цехе установлены следующие санитарно-гигиенические установки:

1.вытяжные установки 92 шт.

2.передвежные аэраторы 45 шт.

3.отопительные аппараты 182 шт.

4.кондиционеры 18 шт.

5.воздушные завесы у ворот 3 шт.

6.питьевые фонтанчики 3 шт.

7.приточные установки 60 шт.

Все загрязняющие воздух вещества, оказывающие отрицательное воздействие на человека, называются промышленные яды, и с ними ведётся борьба.

В производственных помещениях ЛПЦ-5 предусматривается создание микроклимата, который регламентируется согласно ГОСТ 12.1.005–88. ССБТ. "Общие санитарно–гигиенические требования к воздуху рабочей зоны". Изменение параметров микроклимата – температуры, влажности, скорости движения воздуха – приводит к нарушениям терморегуляции организма. Для обеспечения нормальных параметров микроклимата помещений прокатного цеха предусматриваются устройства естественной и механической вентиляции, применение различных экранов и теплозащитных ограждений.

В цехе холодной прокатки существуют следующие вредные факторы: параметры микроклимата, шум, ультразвук, вибрация, освещенность которые сведены в таблицу 4.

Таблица 4- Состояние рабочего места

Вредные факторы	Нормативные	Фактические
	Холодное время года	Теплое время года	Холодное время года	Теплое время года
Шум, дБа	80	85
Уровень виброскорости, дБ	90	90
Тепловое облучение, Вт/м2.	70	70
Запыленность, мг/м3.	8	8
Освещенность, Лк	150	200
Влажность, %	40-60	40-60
Масло минеральное, мг/м3	2	2
Температура, С	16-18	18-20	16-18	18-20
Скорость воздуха, м/с	0,4	0,5	0,3	0,5
Уровень звукового давления, дБ	80	90
Пары эмульсии (минеральные масла), г/м3	4	2,0

Из таблицы видно, что фактические условия работы персонала прокатного отделения находятся в пределах нормы.

4.1.1 Освещенность

Неудовлетворительное освещение может служить причиной травматизма, отрицательно влиять на зрение работающих, понижать производительность труда.Рациональное освещение характеризуется: достаточным уровнем освещенности на рабочих местах, правильным выбором типа источника света и осветительной аппаратуры, достаточной равномерностью освещения.

В цехе предусмотрено комбинированное освещение. В дневное время для производства работ в цехе достаточно естественного освещения, которое осуществляется через оконные проемы, фонари. В вечернее и ночное время в цехе используется искусственное освещение лампами ДРЛ–1000, которые установлены в светильники глубокого распределения света типа ГсР без отражателя.

Достоинства лампы:

высокая световая отдача

большой срок службы (10000 часов);

компактность;

устойчивость к условиям внешней среды;

Помещение цеха является сухим, с незначительной запыленностью, огнестойкое, поэтому к защите светильников от воздействия внешней среды специальных требований не предъявляется.

Согласно СНиП 23–05–95 минимальная освещенность цеха должна быть не меньше 150 лк.

Для общего освещения предусмотрена установка ламп накаливания и ртутных ламп, светильников. Аварийное освещение выполнено лампами накаливания.

4.1.2 Производственный шум

Основным источником шума в ЛПЦ–5 является транспортируемый, разгружаемый и прокатываемый металл. Согласно ГОСТ 12.1.003–89 ССБТ " Шум.

Анализ таблицы показывает, что уровень шума, непосредственно на рабочем месте вальцовщика, выше допустимого уровня и в таких условиях (в соответствии с ГОСТ 12.1.003–89) защита от шума должна достигаться разработкой шумобезопасной техники, а также применением средств и методов коллективной защиты (ГОСТ 12.1.029–80), а также применением средств индивидуальной защиты (ГОСТ 12.1.051–78).

В ЛПЦ-5 наиболее шумным оборудованием являются:

• непрерывный прокатный стан;
• дрессировочные станы;
• летучие и дисковые ножницы;
• агрегаты поперечной резки металла;
• петлевые накопители, приемные карманы;
• травильные машины.

Наиболее эффективными методами защиты от шума являются:

• звукоизоляция оборудования;
• снижение шума машин;
• применение принудительной смазки трущихся поверхностей;
• минимальные допуски при изготовлении деталей и обеспечение рациональных посадок.

4.1.3 Производственные вибрации

Источником интенсивных шумов является вибрация поверхности машин и оборудования. Источником возникновения низкочастотных вибраций является неуравновешенность вращающихся деталей прокатного оборудования, биение и другие механические воздействия. Так же вибрация, а вследствие ее и шум может возникнуть в связи с несвоевременным осмотром оборудования, что приводит к ослаблению крепления деталей и узлов.

Ослабление вибрации может быть достигнуто выполнением конструктивных и технологических мероприятий:

• уравновешиванием и динамической балансировкой вращающихся деталей машин;
• устранение дефектов деталей;
• покрытие поверхностей деталей машин демпфирующими материалами (антивибрационной мастикой, войлоком, резиной);
• повышение жесткости конструкции машины, что способствует уменьшению амплитуды колебаний;
• применение амортизации рабочих мест (стальные пружины, рессоры, прокладки из резины).

4.2. Обеспечение безопасности труда

4.2.1 Безопасность оборудования

Безопасность оборудования на рабочем месте нормируется следующими нормативно–техническими документами:

• ГОСТ 12.2.003–74 ССБТ "Оборудование производственное. Общие требования безопасности".
• ГОСТ 12.2.062–81 ССБТ "Оборудование производственное. Ограждения защитные".
• ГОСТ 12.2.061–81 ССБТ "Оборудование производственное. Общие требования безопасности к рабочим местам".

Для обеспечения безопасности эксплуатации машин и механизмов прокатных цехов необходимо применять различные системы защиты.

Назначение оградительных устройств – предупреждать механическое воздействие физических опасных факторов на человека. Область применения – ограждение агрегатов, механизмов и их подвижных частей

Распределительные электрические установки и устройства напряжением выше 1000 В оборудуют сплошными оградительными устройствами или ограждениями сетчатого типа с размером ячеек 20х20 мм.

В ЛПЦ-5 установлено различное основное и вспомогательное оборудование, движущиеся части и узлы которого представляют определенную опасность, так как непредусмотренный контакт с ними может вызвать травмы. Это прокатные валки, тянущие, подающие и направляющие ролики, зубчатые и цепные передачи, ножницы и пилы, транспортеры и конвейеры. Части и узлы прокатных машин (валки, маховики, соединительные шпиндели, барабаны летучих ножниц, различные муфты и втулки) совершают вращательные движения. Опасность воздействия определяется, прежде всего, конструктивными проблемами. Так опасность возрастает, если вращающиеся части оборудования содержат выступающие крепежные детали.

Для обеспечения безопасности эксплуатации машин и механизмов прокатных цехов необходимо применять различные системы защиты. Это достигается прежде всего механизацией производственных процессов, дистанционным управлением механизмами и наблюдением за их работой, автоматизацией измерения параметров процесса прокатки металла.

4.2.2 Электробезопасность

Степень опасности поражения человека электрическим током во многом зависит от среды, где он работает. В связи с этим все помещения по степени опасности делят на три класса: 1) без повышенной опасности; 2) с повышенной опасностью; 3) особо опасные. Помещения без повышенной опасности — это сухие помещения с изолирующими полами например, деревянными). Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность: сырость, токопроводящая пыль, высокая температура (выше +30°С), токопроводящий пол и т. д. Особо опасные помещения — это помещения, в которых особая опасность создается тем, что потолок, стены, пол н предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой или это помещения с химически активной средой, разрушающей изоляцию и токоведущие части электрооборудования. К особо опасным относятся также помещения, в которых одновременно имеются два и более условий повышенной опасности. Все помещения прокатного производства относятся либо к помещениям повышенной опасности, либо к помещениям, особо опасным.

Электробезопасность нормируется следующими нормативно–техническими документами:

• ГОСТ 12.1.019–79 ССБТ "Электробезопасность. Общие требования".
• ГОСТ 12.1.030–81 ССБТ "Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление".
• ГОСТ 12.1.038–82 ССБТ "Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов".

В цехе все металлические конструкции заземлены, сопротивление заземляющего провода не должно превышать 3 Ом. В качестве заземления применены металлические конструкции цеха.

Электроустановки защищены от действия высоких температур и вредных веществ, и расположены в местах, недоступных другим лицам.

Все токоведущие части защищены металлическими ограждениями. В электроустановках, на которых часто ведут работы, на ограждаемых токоведущих частях применяют блокировочные устройства. Токоведущие кабели расположены на высоте не менее 2,5 м от уровня пола цеха.

4.3 Охрана окружающей среды

4.3.1 Охрана водного бассейна

Защита водного бассейна осуществляется в соответствии с ГОСТ 17.1.313–86 "Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод".

Большой расход эмульсии и масел при прокатке приводит к возникновению проблемы утилизации отходов. Сброс большого количества сточных вод (до 5–6 м3 на 1 т продукции) при системах прямого действия ставит вопрос об их обезвреживании с тем, чтобы исключить загрязнение окружающей среды.

В ЛПЦ–5 предусмотрены системы водопровода: хозяйственно–питьевого, производственного прямоточного, производственного оборотного и система с повторным использованием. Свежая техническая вода используется на: станции нейтрализации, газозащитной станции, купоросной станции, установке разложения эмульсии.

Непосредственно на стане свежая техническая вода в количестве 14550 м3/год используется в: охлаждении венткамер приводов, охлаждении вентиляторов колпаковых печей, маслоподвалах, бойлерной установке, пенных фильтрах, других нуждах цеха.

Повторно используемая вода на стане в количестве 500 м3/год используется в: промывных ваннах холодной и горячей промывки, промывке травильных ванн, для смыва окалины.

Сбрасываемые сточные воды должны отвечать временным нормам сброса, согласованными с лабораторией Магнитогорского зонального комитета по экологии и приведенными в таблице 5.

Таблица 5 - Временные нормы ПДК вредных веществ в сточных водах

Сброс сточных вод	Нормируемые компоненты
	Водородный показатель, pH	Взвешенные вещества, мг/дм3	Содержание масла, мг/дм3	Содержание железа, мг/дм3
	ПДК	факт	ПДК	факт	ПДК	факт	ПДК	факт
в промышленную канализацию	6,5–8,5	6,8	50	48	5,0	3,5	1,0	1,0
из купоросной установки	не менее 6,5	7,3	–	–	–	–	5,0	5,0
из установки разложения эмульсии	не менее 6,5	6,9	–	–	250	250	–	–
в шлаконакопитель	6,5–8,5	6,85	–	–	100	80	–	–

4.3.2 Система очистки смазочно-охлаждающей жидкости

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) на основе водных растворов технологических смазок готовятся путем смешения соответствующего масла с водой в соотношении 1:7- 1:10.

В процессе прокатки СОЖ загрязняют различные вещества:

• мельчайшие механические примеси, выделяющиеся из окисленного слоя металла;
• продукты износа валков;
• масло, выделяющееся из эмульсии в результате разложения;
• масло, поступающее на полосу из подшипников;
• масла, смазки, смытые с предварительно промасленных перед прокаткой полос.

Отработанная эмульсии представляет собой особый вид сточных вод, очень опасных для водоемов, т.к. содержит большое количество устойчиво эмульгированных нефтепродуктов. В отработанной эмульсии содержится 10-30 г/л эмульгированных масел и большое количество свободных масел.

Очистка эмульсионных сточных вод обязательно должна включать реагентную обработку для разрушения эмульгатора и эмульгированных масел. В качестве деэмульгаторов могут применяться различные электролиты – серная или соляная кислоты, отработавший травильный раствор.

Во ВНИПИ Черметэнергоочистке разработан способ очистки масло эмульсионных сточных вод с применением импелярной флотации. На флотационную очистку поступают масло эмульсионные сточные воды, из которых предварительно выделены эмульгированные масла, всплывающие на поверхность в приемных резервуарах отработавших эмульсий. Эти масла удаляются механически.

Очистные сооружения предназначены для удаления из охлаждающей оборотной эмульсии свободных масел, механических примесей и продуктов окисления. Сооружения предусматривают двухступенчатую очистку эмульсии путем отстоя и флотации.

Отработанная эмульсия со стана подается через распределительный коллектор в приемную часть горизонтального отстойника, предназначенного для сбора и удаления масла и грубых механических примесей. Отстоянная эмульсия собирается в лоток и по трубопроводу поступает в промежуточный приемник, затем – на флотационную установку для доочистки. При помощи насосов отстоянная эмульсия подается в напорный бак, в котором происходит растворение воздуха в ней . Далее эмульсия поступает в водораспределительный механизм и равномерно распределяется по всему сечению флотатора. Очищенная эмульсия отводится в резервуар, из которого откачивается в цех холодной прокатки для повторного использования. На рисунке 12 представлена схема очистки СОЖ.

1 – горизонтальный отстойник; 2 – приемная камера «грязной» эмульсии; 3 – напорный бак; 4 – флотатор; 5 – приемная камера «чистой» эмульсии; 6 – насос 12Д-9; 7 – насос 200Д-60; 8 – насос 12НДС-60; 9 – фильтр; 10 – бак пенного продукта с флотаторов; 11 – бак пенного продукта с отстойников; 12 – насос Р3-30.

Рисунок 12 - Схема очистки СОЖ

4.3.2 Охрана атмосферы

При холодной прокатке стали на валки клетей подается эмульсия для охлаждения и смазки. Лист и валки в процессе прокатки разогреваются, что приводит к частичному испарению эмульсии. Обычно испарение начинается за второй клетью и особенно интенсивно происходит на последних клетях и моталке.

Для предотвращения выбивания паров эмульсии на стане холодной прокатки, необходимо предусматривать укрытие клетей: сверху, сплошные боковые укрытия со стороны, противоположной управлению клетями, а также со стороны обслуживания клетей зашивать верхнюю часть не доводя зашивку до пола цеха на 2-2,3 м. Кроме того, необходимо предусматривать зонт за последней клетью, охватывающий и моталку. Удаление воздуха из межклетьевого пространства должно осуществляться в следующих пропорциях: из верхней зоны – 70%, из нижней зоны – 30%, в результате чего достигается более равномерное разрежение в частично замкнутом пространстве, образованном укрытием.

Объем воздуха, удаляемый из каждого межклетьевого пространства, рекомендуется принимать 25000-50000 м3/г(большая величина относится к станам, работающим при скоростях прокатки 20-25 м/с и более). Из зонта на выходе полосы из стана удаляется 75000 м3/г воздуха.

Эмульсия, попадая в систему, конденсируется и отлагается на поверхностях воздуховодов, способствуя быстрому налипанию пыли. Если систематически не очищать отложения, то через 1-1,5 месяца система будет выведена из строя.

Очистка системы от пыли, связанной эмульсией, чрезвычайно трудоемка. Поэтому, отсасываемый воздух необходимо по возможности очищать от паров эмульсии в начале системы, обеспечивая защиту тракта и вентилятора от залипания эмульсией.

Для очистки воздуха от эмульсии и пыли рекомендуется применять многослойные сетчатые фильтры. Фильтр по мере загрязнения будет увеличивать сопротивление прохода воздуха, что свидетельствует о его зарастании. Поэтому, рекомендуется устанавливать приборы, измеряющие давление до и после фильтра, и путем наблюдений определять длительность периода работы фильтра до очистки. Этот период не должен превышать 2-3 недель.

По всему тракту воздухопроводов, включая вентиляционные установки, необходимо предусматривать обмыв горячей водой всех внутренних поверхностей с автоматическим или дистанционным управлением системы, используя для этого остановки стана в период замены валков.

Принципиальная схема вентиляции стана холодной прокатки показана на рисунке 13.

1 – стан; 2 – укрытие стана; 3 – воздуховоды; 4 – сетчатый фильтр;

5 – вентилятор; 6 – выбросная труба; 7 – щелочной раствор; 8 – насос; 9 – отстойник (жироловка); 10 – паропровод; 11 – водопровод; 12 – канализация.

Рисунок 13 - Принципиальная схема вентиляции стана 2500

4.3.3. Твердые отходы.

После холодной прокатки стали образуется некоторое количество обрези металла, которая вместе с несоответствующей продукцией поступает сначала в изоляторы продукции в пачках или рулонах, а затем отправляется на переплавку в другие цеха.

Неисправное оборудование, неподлежащее ремонту, также складируется в специальных изоляторах, откуда отправляется на переплавку.

В соответствии с Законом N 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» и Правилами обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств, электрических ламп, ненадлежащие сбор, накопление, использование, обезвреживание, транспортирование и размещение которых может повлечь причинение вреда жизни, здоровью граждан, вреда животным, растениям и окружающей среде, предприятия любых форм собственности, а так же индивидуальные предприниматели обязаны сдавать на утилизацию отходы, образовавшиеся и накопившиеся в процессе деятельности. Отработавшие свой срок лампы ДРЛ-1000 складируют в производственной упаковке в специальном изоляторе или, если лампа была повреждена, в специальной таре, чтобы исключить поражение людей и окружающей среды. Затем, после накопления требующегося объема, лампы сдаются на утилизацию специальным организациям.

Несоответствующая полимерная упаковка также временно складируется на территории цеха, а затем сдается на утилизацию специальным организациям.

4.4 Чрезвычайные ситуации

4.4.1. Пожарная безопасность

ЛПЦ-5 по своему составу очень разнообразен. Все отделения кроме термического относятся к группе Д, термическое – к группе Б, то есть отделение, где применяются горючие газы с пределами взрываемости более 10% к объему воздуха. К категории Д относятся здание и сооружения несгораемые.

Противопожарное водоснабжение – это комплекс устройств для подачи воды к месту пожара. Внутренний пожарный водопровод питается от сети пожарного водопровода. Внутренние пожарные краны установлены в шкафах на площадках лестничных клеток на высоте 1,35 (м) от пола, которые оборудуются рукавами длиной 10-20 (м).

Пожарная безопасность нормируется ГОСТом 12.1.004-85 ССБТ «Пожарная безопасность».

Предотвращение пожара достигается: предотвращением образования горючей среды; поддержания температуры горючей среды ниже максимально допустимой.

Пожарная защита обеспечивается: максимально возможным применением негорючих и трудногорючих веществ и материалов вместо пожароопасных; ограничением количества горючих веществ и их размещения; изоляцией горючей среды; применением средств пожаротушения; применением средств пожарной сигнализации; организацией пожарной охраны объекта.

Предотвращение распространение пожара обеспечивается: устройствами противопожарных преград; устройством аварийного отключения аппаратов и коммуникаций; применением средств, предотвращающих или ограничивающих разлив и растекание жидкостей при пожаре.

Средства коллективной и индивидуальной защиты должны обеспечивать безопасность людей в течение всего времени действия опасных факторов пожара. Коллективная и индивидуальная защита осуществляется в тех случаях когда эвакуация людей затруднена или нецелесообразна.

Все виды пожарной техники, предназначенной для защиты объектов, подразделяют на следующие группы:

1. Пожарные автомобили;
2. Пожарные мотопомпы;
3. Установки пожаротушения;
4. Огнетушитель;
5. Средства пожарной сигнализации;
6. Пожарные спасательные устройства:
   1. пожарные лестницы,
   2. спасательные веревки;
7. Пожарное оборудование:
   1. водопроводных сетей;
   2. комплектующие;
8. Пожарный ручной инструмент;
9. Пожарный инвентарь.

4.4.2 Взрывобезопасность

Взрывобезопасность нормируется ГОСТом 12.1.041-83 ССБТ. Пожаровзрывобезопасность горючих пылей. Общие требования, ГОСТ 12.1.044-84 ССБТ. Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов.

Меры, предотвращающие возможность возникновения взрыва, называют взрывопредупреждающими, а меры, предотвращающие воздействие на людей опасных и вредных факторов взрыва и обеспечивающие сохранение материальных ценностей – взрывозащитой.

Для предупреждения взрыва необходимо исключить образование взрывоопасной среды и возникновение источника взрыва. Взрывоопасной средой являются: смеси веществ с воздухом и другими окислителями, способные к взрывчатому превращению, а также индивидуальные вещества, склонные к взрывному разложению. Источником взрыва являются: горящие или накаленные тела; электрические разряды; тепловые проявления химических и механических реакций; искры от удара и трения и др.

4.4.3.Ликвидация возможных аварий в системе промышленного водоснабжения

План ликвидации возможных аварий в системе промышленного водоснабжения представлен в таблице 6.

Таблица 6 - План ликвидации возможных аварий в системе промышленного водоснабжения цеха

Наименование аварий, места их возникновения, возможное их развитие	Последовательность организационно –технических мероприятий по спасению людей и ликвидации аварий
Разрыв водопровода подвода промышленных вод к водородной станции; разрыв водопровода выпарной установки; разрыв правого или левого трубопровода на участке от нососной ЛПЦ-6 до камеры перключений ЛПЦ-8; разрыв водопровода уральской воды в тоннеле на участке от ЛПЦ-6 до ЛПЦ-8.	Сообщить начальнику смены. Принять меры по недопущению попадания воды на токопроводящие части и электрооборудование. Остановить агрегаты, которые не могут работать без охлаждающей воды. Включить водоотливные устройства для откачки дренажных и случайных вод. Произвести ремонт поврежденного участка водопровода.
Отсутствие воды	Сообщить начальнику смены. Выяснить причину и продолжительность отсутствия воды.

Выводы по главе

1. Проведен анализ опасных и вредных производственных факторов по всем технологическим операциям в ЛПЦ-5 ОАО «ММК». Было определено, что шум на рабочем месте вальцовщика превышает допустимый уровень. Рассмотрены вопросы обеспечения безопасности труда.
2. На основе проанализированных данных был выявлен один из главных вредных факторов – производственный шум. В целях его снижения предложено использовать средства коллективной или индивидуальной защиты, во избежание нанесения вреда здоровью персонала.
3. Был выполнен анализ характеристик окружающей среды и существующих загрязнений.
4. Рассмотрены вопросы предупреждения и ликвидации чрезвычайных происшествий.

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

6.1 Управление, организация производства и труда персонала

6.1.1 Особенности организации производства на ЛПЦ-5. Графики сменности

Длительность производственного процесса это календарный период времени, в течение которого выполняется производственный процесс, называется производственным циклом. Основу производственного цикла составляет технологический цикл. Который в свою очередь состоит из операционных циклов. Операционный цикл, то есть продолжительность обработки изделия (мин) на одной операции процесса равен:

Где Тм- машинное время (собственно прокатки);

Tn-время пауз между проходами;

Т0-начальная пауза между слитками.

График производственного процесса прокатки полосы на 6 клетевом прокатном стане ЛПА представлен на рисунке 14.

Рисунок 14 – График продолжительности операций производственного процесса

Работа в цехе ЛПЦ-5 осуществляется четырьмя бригадами в три смены по графику № 1, который представлен в таблице 7.

Таблица7 –График сменности бригад ЛПЦ-5 ОАО «ММК»

Смена	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
I	1	1	1	1	4	4	4	4	3	3	3	3	2	2	2
II	3	2	2	2	2	1	1	1	1	4	4	4	4	3	3
III	4	4	3	3	3	3	2	2	2	2	1	1	1	1	4
Выходные	2	3	4	4	1	2	3	3	4	1	2	2	3	4	1
Смена	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31
I	2	1	1	1	1	4	4	4	4	3	3	3	3	2	2	2
II	3	3	2	2	2	2	1	1	1	1	4	4	4	4	3	3
III	4	4	4	3	3	3	3	2	2	2	2	1	1	1	1	4
Выходные	1	2	3	4	4	1	2	3	3	4	1	2	2	3	4	1

6.1.2 Обоснование штата и системы оплаты труда персонала

Обоснование штата и системы оплаты труда персонала выполняется для эксплуатационного (производственного) и дежурного персонала по нормам обслуживания оборудования, для ремонтного персонала по трудозатратам на ремонт и техническое обслуживание агрегатов.

В черной металлургии типичными являются четырехбригадныеграфики сменности, по которым ежесуточно работает две бригады по 12 часов – каждая в своей смене, а две бригады поочередно отдыхают. После двух дней работы – 48 часов отдыха. В зависимости от числа рабочих дней, после которых предоставляется непрерывный отдых (выходной день), и от порядка чередования рабочих по сменам, четырехбригадные графики имеют разные варианты.

Таблица 8-Тарифная сетка

Разряд	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Часовая тарифная ставка, руб.	26,89	33,61	42,22	58,49	70,7	83,62	90,67	103,8	111,86
Тарифные коэффициенты	1,00	1,25	1,57	1,98	2,49	3,01	3,56	3,86	4,16
Месячная тарифная ставка(оклад), руб.	4550	5685	7195	9010	11330	13695	16195	17560	18925

Продолжение таблицы 8

Разряд	10	11	12	13	14	15
Часовая тарифная ставка, руб.	120,74	132,84	146,28	163,76	181,24	201,94
Тарифные коэффициенты	4,49	4,94	5,44	6,09	6,74	7,51
Месячная тарифная ставка(оклад), руб.	20430	22475	24750	27710	30665	34170

Окончание таблицы 8

Разряд	16	17	18	19	20
Часовая тарифная ставка, руб.	223,99	246,58	271,32	279,4	327,25
Тарифные коэффициенты	8,33	9,17	10,09	11,08	12,17
Месячная тарифная ставка(оклад),руб.	37900	41720	45905	50410	55370

Штат сотрудников в проекте не изменяется и обусловлен требованиями по нормам обслуживания технологического оборудования.

Штат сотрудников ЛПЦ-5, работающих на травильном участке представлен в таблице 9.

Таблица 9 - Штат сотрудников на прокатном участке ЛПЦ-5 за 2013 год

Наименование участка	Разряд	Количество рабочих мест	Численность персонала с учетом подмены	Отношение к производству
1	2	3	4	5
Прокатный участок РСС -ППР	15 13 12 7 6 5 4	36 1 2 1 9 12 7 5	117 1 5 1 24 55 12 19	Рук Рук Рук ПР ПР ПР ПР

Таким образом, для работы прокатного участка стана 2500 ЛПЦ-5 ОАО «ММК» нужна численность сотрудников, равная 117 человеку.

Штат сотрудников ЛПЦ-5 представлен в таблице 10.

Таблица 10 – Штат сотрудников ЛПЦ-5 ОАО «ММК» за 2013 год

ППР (1-7 разряды)
Разряд	Количество работающих, чел	Количество работающих, %
1	46	4,97
2	10	1,1
3	181	19,2
4	261	27,7
5	292	31
6	147	15,6
7	4	0,43
Всего	941	100,0
Средневзвешенный разряд	4
Окончание таблицы 10.
РСС (8-18 разряды)
Разряд	Количество работающих, чел	Количество работающих, %
8	5	5,6
10	9	10,1
12	27	30,3
13	36	40,5
15	4	4,5
16	3	3,4
17	4	4,5
18	1	1,1
Всего	89	100
Средневзвешенный разряд	13

6.1.3 Расчет годового фонда заработной платы персонала

Рассчитаем фонд оплаты труда для ППР. Данные по средневзвешенному разряду возьмем из таблицы 2.

Рассчитаем время работы по четырех бригадному двухсменному непрерывному графику, с прямым чередованием смен и продолжительностью рабочей смены 12 ч:

Рассчитаем количество отработанного времени ПП по формуле (1):

Тппр = Nдг·t·Nсм/Nбр, (1)

где Nсм – количество смен;

Nбр – количество бригад.

Тппр = 365·12·2/4 = 2190 часов.

Рассчитаем переработку по формуле (2):

Тперераб = Тппр – Тнормы (2)

Тперераб = 2190 – 2010 = 180 часов.

Максимальное время переработки по Трудовому Кодексу не должно превышать 120 часов в год для работы по данному графику.

Рассчитаем количество часов работы на праздники по формуле (3):

Тпр = Nпр·t·Nсм/Nбр, (3)

Тпр = 16·12 · 2/4 = 96 часов.

Согласно Трудовому Кодексу работа в ночное и вечернее дополнительно оплачивается: 20% за работу в вечернее время, 40% - в ночное от тарифной ставки. Работа в праздники оплачивается по двойному тарифу.

Рассчитаем заработок по тарифу (Тст=70,7 руб.) по формуле (4):

Зтариф = Тппр·Тст, (4)

Заработоктариф = 2190 · 72,57 = 158928,3 руб/год.

Рассчитаем заработок за работу в ночное и вечернее время по формуле (5):

ЗаработокВ.В. = ВЧ·Тст· 20%, (5)

ЗаработокВ.В. = 365·72,57 · 0,2 =5297,6 руб/год.

Рассчитываем заработок в ночное время работы по формуле (5):

ЗаработокН.В=НЧ·Тст·40%

ЗаработокН.В=730·72,57·0,4=21190,4 руб/год

Работа в праздники оплачивается в размере двойного тарифа (формула (6)):

Заработокпр = Тпр· 2Тст, (6)

Заработокпр = 96·2 ·72,57 = 13933,4руб/год.

Переработка по графику оплачивается на 30%больше от тарифной ставки (формула (7)):

Заработокперераб = Тст·(Тперераб – Тпр)/2·0,3 (7)

Заработокперераб = 72,57·(180 – 96)/2·0,3 = 914,37руб/год.

Итого (ФОТ за год) рассчитывается по формуле (8):

ФОТ =Заработоктариф + ЗаработокВ.В. + Заработокпр +ЗаработокН.В + Заработокперераб (8)

ФОТ = 158928,3 + 5297,6 +13933,4+ 21190,4 +914,4 = 200264,1 руб/год.

ФОТ с учетом уральского коэффициентарассчитывается по формуле 9:

ФОТур.к. = ФОТ· 0,15, (9)

ФОТур.к. = 200264,1· 0,15 = 30039,6 руб/год.

Результаты расчетов ФЗП и среднемесячной заработной платы представим в таблице 11.

Таблица11- Расчет ФЗП и среднемесячной заработной платы

Профессия	Старший мастер	Вальцовщик	Вальцовщик	Слесарь КИПиА	Электромонтер	итого
Разряд	12	7	6	4	5
Расстановочный штат, чел.	2	24	55	19	12	117
Тарифная ставка, руб\ч; Оклад, руб.	146,28	90,67	83,62	58,49	70,7
График работы	5	1	1	1	1
Заработок по тарифу	24750	16195	13695	9010	11330
Премия	%	45	60	60	50	55
	сумма	9729	9792,4	9031,6	5264,1	6999,3
Сменный график	%	-	14	14	14	14
	сумма	-	2284,8	2107,14	1473,94	1781,64
Вредность	%	25	25	25	25	25
	сумма	5405	4080	3762,75	2632,05	3181,5
Стаж работы	%	20	15	12	9	5
	сумма	4324	2448	1806,12	947,53	636,3
В ночь	сумма	-	1088,04	1003,44	701,88	848,4
В праздники	сумма	-	-	-	-	-
Уральский коэф-т	6167,7	5402,07	4914,39	3232,15	3925,97
Основной ФЗП	47239,7	41415,92	37677,05	24779,86	30099,11
Дополнительный ФЗП	6471,83	5673,98	5161,75	3394,84	4123,57
Весь ФЗП	53711,5	47089,9	42838,8	28174,7	34222,68	206037,6
Годовой ФЗП	644538	565078,8	514065,6	338096,4	410672,2	2472451
Общий ФЗП	1289076	11 866 654	28273608	6 423831	4 928 066	52781235

Общий фонд оплаты труда персонала прокатного участка ЛПЦ-5 ОАО «ММК» составил 52781235руб/год.

6.2 Оценка экономической эффективности принятых решений

6.2.2 Расчет производственной программы

Определим, сколько времени нужно стану для выпуска продукции в требуемом объеме, для чего рассчитаем среднечасовую производительность по формуле (10):

Рср = 100/di/Di, (10)

где di - удельный вес i-го вида продукции в общем объеме;

Di - часовая производительность i-го вида продукции, т/ч.

Производственная программа цеха за 2013 г приведена в таблице 12.

Таблица 12– Годовое производство продукции в ЛПЦ-5 ОАО «ММК» за 2013 год

Толщина готовой полосы, мм	Годовой объем, т	Доля в общем объеме,%		Часовая производительность, т/ч
		1000-1100	1100-1250	1251-1590	1600-1900
0,45-0,60	217502	3,01	10,61	-	-	13,62	195
0,63-0,80	376248	4,82	6,56	12,19	-	23,56	250
0,82-1,00	334827	4,29	5,84	10,85	-	20,97	280
1,05-1,50	409977	5,25	6,71	13,28	0,44	25,68	335
1,51-2,00	150628	1,93	2,47	4,88	0,16	9,43	399
2,10-2,50	3961	0,50	0,64	1,27	0,04	2,45	484
2,50-3,00	58812	0,75	0,96	1,90	0,06	3,68	550
3,00-3,50	9648	0,12	0,16	0,31	0,01	0,60	550

= 1596705

Исходя из данных таблицы 4, получили итоговый годовой объем производимой продукции равный 1596705т в год.

Найдем среднечасовую производительность:

Рср = 100/(13,62/195 + 23,56/250 +20,97/280 + 25,68/335 +9,43/399 +2,45/484 +4,28/550) = 284 т/ч

Фактическое время работы стана рассчитаем по формуле (11):

Тф= 365·24·kисп (11)

где kисп– коэффициент использования стана.

365·24·0,8 = 7008 ч,

Для выполнения требуемого заказа необходимо время:

Ттр= 1596705/284 = 5623 ч

Следовательно, занято 80,2% фактического времени (5623/7008 = 0,802).

6.2.3 Расчет сметы капитальных затрат на обновление агрегата

В данной курсовой работе предлагается внедрить систему вакуумной очистки и сушки поверхности холоднокатаной полосы от СОЖ «Vacuroll» от компании SprayingSystemCo.

Произведем расчет сметы капитальных затрат на установкунеобходимого оборудования.

Смета - это группировка предстоящих плановых затрат предприятия на производство и реализацию продукции, а также работ и услуг по экономически однородным статьям затрат на определенный период времени.

Стоимость оборудования представлена в таблице 13.

Таблица 13 - Заявочная ведомость на оборудование

№ п/п	Наименование оборудования	Количество	Оборудование, руб/шт
1	Клеть «Vacuroll»	1	1477200
2	ПБР 2M	1	3500
3	БРУ 42	1	5600
4	МЭО - 250 63-0,25-87	1	49300
5	Контроллер Simatic S7-400	1	62000
ИТОГО		5	1597700

Для расчета сметы капитальных затрат необходимо знать стоимость проектируемого оборудования.

Затраты на проектно-изыскательские работы находим по формуле (12):

Зпир = 12% ·Цпр, (12)

где Цпр – стоимость приобретения оборудования.

Зпир = 0,12 ·1597,76= 312 тыс. руб.

Затраты на подготовку новых производственных площадей к монтажу приобретаемого оборудования (фундамент) находим по формуле (13):

Зппп = 3% ·Цпр, (13)

Зппп = 0,03 ·1597,76= 78 тыс. руб.

Стоимость приобретения запасных частей находим по формуле (14):

Цзч = 2% ·Цпр, (14)

Цзч = 0,02 ·1597,76= 11,96 тыс. руб.

Стоимость транспортирования оборудования находим по формуле (15):

Зтр = 3% · (Цпр + Цзч), (15)

Зтр= 0,03 · (1597,76+ 11,96) = 225,98 тыс. руб.

Затраты на заготовительно-складские расходы находим по формуле (16):

Ззср = 1% · (Цпр + Цзч), (16)

Ззср = 0,01 · (2597,76+ 147,7) = 6,10 тыс. руб.

Затраты на комплектацию находим по формуле (17):

Зк = 0,5% · (Цпр + Цзч + Зпир), (17)

Зк = 0,005 ·1597,76+ 11,96 + 312) = 42,1 тыс. руб.

Стоимость строительно-монтажных работ находим по формуле (18):

Зсмр = 20% ·Цпр, (18)

Зсмр = 0,2 ·1597,76= 119,55 тыс. руб.

Затраты на доводку и испытание находим по формуле (19):

Зди = 5% · (Цпр + Цзч + Зпир), (19)

Зди = 0,05 · (1597,76+ 11,96+312) = 34,07тыс. руб.

Затраты на неучтенное оборудование находим по формуле (20):

Зну = 5% ·(Цпр + Цзч + Зпир + Зтр + Ззср), (20)

Зну = 0,05 · (1597,76+ 11,96+312+ 18,29+ 6,10) = 35,29тыс. руб.

Стоимость демонтажных работ находим по формуле (21):

Зд = 30% ·Зсмр, (21)

Зд = 0,3 ·119,55 = 35,87 тыс. руб.

Остаточную стоимость демонтируемого оборудования найдем по формуле (22):

Зл = Цл· вес, (22)

где Цл = 10000 руб./т;

вес = 0,2 т.

Зл = 10000 0,2 = 2 тыс. руб.

Прочие затраты находим по формуле (23):

Зп = 5% ·Зписмр, (23)

Зп = 0,05 ·710,58= 8,85 тыс. руб.

Затраты на обучение персонала находим по формуле (24):

Зо = 5% ·Зпрям, (24)

Зо = 0,05 ·873,14= 43,66 тыс. руб.

Затраты на формирование первоначальных запасов находим по формуле (25):

Зтмц = 150% · ТМЦ, (25)

где ТМЦ = 100 тыс.руб.

Зтмц = 1,5 · 100 = 150 тыс. руб.

Накладные расходы находим по формуле (26):

Знакл = 10%·Зпрям, (26)

Знакл = 0,1·873,14= 87,31 тыс. руб.

Плановые накопления находим по формуле (27):

Знакопл = 8%·(Зпрям + Знакл), (27)

Знакопл = 0,08·(873,14+ 87,31) = 76,84тыс. руб.

Итого капитальных затрат (формула (28)):

КЗ = Зпрям + Зо + Зтмц + Зпр, (28)

КЗ = 873,14+ 43,66+ 150 + 164,15= 1158,06 тыс. руб.

Результаты расчета сметы капитальных затрат занесем в таблицу 14.

Таблица 14 - Расчет сметы капитальных затрат

ТЭП	Условное обозначение	Проект, тыс.руб.	Уд.вес, %
1.Затраты напроектно-изыскательские работы	Зпир	312	6,2
2.Затраты наподготовку новых производственных площадей к монтажу приобретаемого оборудования (фундамент)	Зппп	78	1,5
3.Затраты на приобретение и монтаж нового оборудования, всего,	Зписмр	1797	70,6
в том числе:
3.1.Стоимость приобретения оборудования	Цпр	1520	10,3
запасных частей	Цзч	16	0,3
3.2.Стоимость транспортирования оборудования	Зтр	31	0,6
3.3.Заготовительно-складские расходы	Ззср	715	34,1
3.4.Затраты на комплектацию	Зк	520	10,3
3.5.Стоимость строительно-монтажных работ	Зсмр	171	3,4
3.6.Затраты на доводку и испытание	Зди	158	3,1
3.7.Затраты на неучтенное оборудование	Зну	156	3,1
3.8.Стоимостьдемонтажных работ	Зд	35,87	3,10
3.9.Стоимостьлома	Зл	2	0,001
3.10. Прочие затраты	Зп	263	5,2
Итого прямых затрат	Зпрям	1941	78,4
4.Затраты на обучение персонала	Зо	197	3,9
5.Затраты на формирование первоначальных запасов	Зтмц	150	3,0
6.Прочие затраты	Зпр	741	14,7
Накладные расходы	Знакл	394	7,8
Плановые накопления	Знакопл	347	6,9
7. Всего капитальных затрат	КЗ	2597	100,0

Всего на реконструкцию прокатного участка и введение его в эксплуатацию было потрачено 2 597 000 руб.

6.2.4 Расчет изменения текущих затрат

Таблица 15 - Расчет изменения себестоимости по проекту

Калькуляция себестоимости 1 тонны проката
Наименование статьи расхода	По плану	По факту
	Количество	Сумма, руб	Количество	Сумма, руб.
Объем производства, т	1596705		1596705
Горячекатаная сталь	1,0412	13154,78	1,04	13154,78
Отходы, т	0,0382	489,12	0,04	489,12
Брак, т	0,0031	86,12	0,0011	85,65
Итого задано за вычетом отхода и брака	-	12580,01	-	12580,01
Топливо технологическое тыс.м3	0,0623	448,08	0,06	447,09
Отходящее топливо, Гкал	0,0658	-7,5	0,07	-7,5
Энергетические затраты:
- Электроэнергия, тыс. кВт/час	0,1	419,32	0,0956	418,72
- Пар, Гкал	0,0063	343,22	0,01	342,12
- Вода техническая, тыс.м3	0,0031	550,45	0	550,45
- Воздух, тыс.м3	0,0843	800,47	0,08	800,47
- ДПУ, тыс. м3	0,0752	452,89	-	452,89
Вспомогательные материалы	-	1054,26	-	1054,26
Сменное оборудование	-	602,8	-	602,8
- В том числе валки	-	378,7	-	378,7
Текущие ремонты	-	391,27	-	391,27
Амортизация основных средств	-	234,83	-	234,83
Работа транспортных цехов	-	56,9	-	56,9
Прочие расходы	-	16,44	-	16,44
Итого расходов по переделу	-	6795,95		6793,94
Цеховая себестоимость	-	19375,95	-	15177,95
ОЗР	-	567,41	-	567,41
Производственная себестоимость	-	19943,45	-	19942,36
ОХР		359,62		349,02
КР		359,62		349,02
Полная себестоимость		21739,40		21738,31

Всего выручку от реализации продукции рассчитаем по формуле (29)

ВРП = Q·Ц (29)

ВРП =1596 705·23 200=37 043 556руб

Изменения текущих затрат представлены в таблице 15.

Таблица 15– Изменение текущих затрат ЛПЦ-5 ОАО «ММК» за 2013 год

ТЭП	Условное обозначение	Значение
		база (вариант 1)	проект (вариант 2)
1.Годовой выпуск продукции (натура)	Q	1 596 705	1 599251
2. Цена единицы продукции, руб./натура	Ц	23 200	23 200
3. Выручка от реализации продукции (объём продаж)	ВРП	37 043 556	37 056300
без НДС и акцизов, руб.
4. Полная себестоимость, руб.	С/С	34 711 408	34 709 668
5. Прибыль от продаж, руб.	Пр п	2 332 148	2 333 878
6. Прибыль до налогообложения, руб.	Пр дно	2 332 148	2 333 878
7. Ставка налога на прибыль, %	%НП	20,00	20,00
8. Налог на прибыль, руб.	НП	466 430	466 778
9. Прибыль чистая, руб.	Пр	1 865 718	1 867 110
10. Рентабельность продаж (Рд=Пр/ВРП)	Рд	0,05	0,05
11. Рентабельность продукции (Рп=Пр:С/С)	Рп	0,05	0,05

Рентабельность продукции составила 5%

6.2.5 Расчет точки безубыточности

Переменные затраты рассчитываются по формуле (30):

ПЗ = СиМ + ОЗП, (30)

где СиМ - затраты на сырье и материалы, тыс. руб.;

ОЗП – затраты на оплату труда, тыс. руб.

ПЗ=20286564+527812+66 953+3452+1683342+2724+107745+54379+962493+604672+624742+374954+117102 = 28 1531 02тыс. руб.

Сумма покрытия в абсолютном выражении рассчитывается по формуле (31):

СП =ВРП – ПЗ, (31)

СП = 37 043 556- 28 1531 02= 8890 454тыс. руб.

Сумма покрытия в относительном выражении (или результат от реализации после возмещении переменных затрат) рассчитывается по формуле (32):

СПд = СП/ВРП = (ВРП-ПЗ)/ВРП, (32)

СПд = (37 043 556- 28 1531 02)/37 043 556= 0.24.

Порог рентабельности (ПгР) определяется по формуле (33):

ПгР = УПР/СПд, (33)

где УПР - условно-постоянные затраты, тыс. руб.

Порог рентабельности позволяет определить пороговое (критическое) значение объема производства, ниже которого предприятию производить невыгодно.

Порог рентабельности:

в рублях:

ПгР= 6556566/0,24= 27319 025тыс. руб.

в долях к выручке от реализации продукции (формула (34)):

ПгР = ПгР/ВРП, (34)

ПгР = 27319 025/37 043 556= 0,74= 74%.

Определив (критическое) пороговое значение объема производства, можно определить безубыточность производственно-хозяйственной деятельности.

Пороговое количество товара (ПКТ) определяется по формуле (35):

ПКТ = ПгР/Ц, (35)

ПКТ = 27319 025/23200= 1177 тыс. т

Зная порог рентабельности, определим запас финансовой прочности (ЗФП):

в рублях (формула(36)):

ЗФП = ВРП – ПгР, (36)

ЗФП = 37 043 556- 27319 025= 9724 531 тыс. руб.

в долях к выручке от реализации продукции (формула (37)):

ЗФП = ЗФП /ВРП, (37)

ЗФП = 9724 531 /37 043 556= 0,31 = 31%

Если выручка от реализации продукции опускается ниже порога рентабельности, то финансовое состояние предприятия ухудшается, так как образуется дефицит ликвидных средств.

Финансовый результат или прибыль (Пр)определяется по формуле (38):

Пр = ВРП - ПЗ – УПР, (38)

Пр = 37 043 556- 28 1531 02- 6556 566= 2332 878тыс. руб.

Чистая прибыль (Пр ч)рассчитывается с учетомналогообложения и зависит от ставки налога на прибыль (формула (39)):

Пр ч = (100% - Нпр)/100·Пр, (39)

где Нпр - ставка налогообложения прибыли (20%).

Пр ч = (100-20)/100·2332 878= 1 866 303 тыс. руб.

Эффект операционного рычага (ЭОР) рассчитывается по формуле (40):

ЭОР = СП/Пр ч, (40)

ЭОР =8890 454/1 866 303 = 4,76.

Результаты расчета эффекта операционного рычага приведены в таблице 16.

Таблица 16 - Результаты расчета эффекта операционного рычага для ЛПЦ-5

ТЭП	Значение	%
	базовый период	проект	изменения
1	2	3	4
1. Выручка от реализации (ВРП), тыс. руб.	37 043 556	37 043 556	0,00
-выручка от реализации, натуральных единиц	1 596 705	1 596 705	0,00
2. Прямые переменные затраты (ПЗ), тыс. руб. всего:	28 194 260	28 153 102	-0,15
- на сырье и материалы	541 280	541 280	0,00
3. Валовая маржа (СП),
- доли	0,24	0,24	0,46
- тыс. руб.	8 849 296	8 890 454	0,46
4. Постоянные затраты (УПР), тыс. руб.	6 517 148	6 556 566	0,60
5. Порог рентабельности (ПгР), - доли	0,74	0,74	0,14
- тыс. руб	27 281 078	27 319 023	0,14
6. Пороговое количество товара (Пк Т), натуральных единиц	1 175 909	1 177 544	0,14
7. Запас финансовой прочности (ЗФП)
- доли	0,26	0,26	-0,39
- тыс. руб.	9 762 478	9 724 533	-0,39
Окончание таблицы 16.
1	2	3	4
8.Финансовый результат (ВРП-ПЗ-УПР), тыс.руб.	2 332 148	2 333 888	0,07
9. Ставка налого-обложения прибыли, %	20,00	20,00	0,00
10. Чистая прибыль	1 865 718	1 867 110	0,07
(Пр ч)
11. Эффект операционного рычага (ЭОР)	4,74	4,76	0,39

Запас финансовой прочности предприятия означает превышение точки безубыточности (кромки безопасности или предела безопасности).

При определении запаса финансовой прочности сначала рассчитывают «Порог рентабельности» (синонимами служат критическая точка, точка безубыточности, точка самоокупаемости) – этотакая выручка от реализации продукции, при которой предприятие уже не имеет убытков, но еще не имеет и прибылей. Однако результата от реализации после возмещения переменных затрат хватает на покрытие постоянных затрат, но прибыль равна нулю.

График безубыточности производства показывает объём производства и реализации продукции, при котором расходы будут компенсированы доходами, а при производстве и реализации каждой последующей единицы продукции предприятие начинает получать прибыль.

График безубыточности для ЛПЦ-5 ОАО «ММК» на 2013 год представлен на рисунке 15.

Рисунок 15 – График безубыточности для ЛПЦ-5 ОАО «ММК» на 2013 год

График безубыточности производства показывает объём производства и реализации продукции, при котором расходы будут компенсированы доходами, а при производстве и реализации каждой последующей единицы продукции предприятие начинает получать прибыль.

График приведенного чистого эффекта (NPV) представлен на рисунке 16.

Рисунок 16 – Чистый приведенный эффект

6.2.6 Расчетэкономической эффективности принятых решений

Экономия по статьям калькуляции рассчитывается по формуле 41:

S = S1 - S2 (41)

где S1 - до внедрения, руб.;

S2 - после внедрения, руб.

S = 19943,45 -19942,36 = 1,09 руб./ т.

Годовая сумма экономии определяется по формуле 42:

Эг = S·Q (42)

где Эг - годовая сумма экономии, руб.;

Q - годовой выпуск продукции.

Эг = 1,09· 1596705 = 1740408 руб.

Окупаемость капитальных вложение рассчитывается по формуле 43:

Т =К / Эг (43)

где К - капитальные затраты необходимые для внедрения САР;

Эг - годовая сумма экономии, руб.

Т = 5097000/1740408 = 2,3 года.

Используя данные цеха и результаты расчетов, представленных в таблице 8, был проведен расчетпоказателей эффективности использования основных фондов предприятия. Результаты представлены в таблице 17.

Таблица 17 – База данных для расчета потоков денежных средств по проекту

Наименование показателя	Значение показателя
Выручка от реализации продукции, руб./год	37 043 556
Амортизация, руб./год	3 749 542
Единовременные кап.вложения, руб./год	5 028 000
Себестоимость без амортизации, руб./год	34 709 668
Налог на прибыль (20%), руб./год	466 778
Дисконтированный множитель (ДМ), % годовых	15

Оценим целесообразность принятого решения путем расчета основных критериев эффективности. Научно технический прогресс в XXI веке развивается очень сильно, существующие технологии постоянно совершенствуются, а также ведется разработка совершенно новых технологий. Ожидается, что на смену предложенной технологии появится более эффективная ориентировочно через 5-7 лет. Исходя из вышесказанного примем горизонт планирования 10 лет.

Притоки и оттоки денежных средств инвестиционного проекта, и расчет показателя NPV и срока окупаемости инвестиций представлены в таблице 18.

Таблица 18 - Притоки и оттоки денежных средств инвестиционного проекта, и расчет показателя NPV и срока окупаемости инвестиций

Наименование потока денежных средств	Горизонт планирования, год
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Притоки:
Выручка от реализации продукции, руб./год		37 043 556	40 747 912	44 822 703	49 304 973	54 235 470	59 659 017	65624 919	72187411	79406152	8346767
Амортизация, тыс. руб./год		374 954	374 954	374 954	374 954	374 954	374 954	374 954	374 954	374 954	374 954
Итого притоки	0	37 418 510	41 122 866	45 197 657	49 679 927	54 610 425	60 033 972	65999 873	72562365	79781106	87721722
Единовременные кап.вложения, руб./год	2 597 700	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Себестоимость без амортизации, руб./год		34 334 714	37 805 681	41 623 744	45 823 614	50 443 471	55 525 313	61 115 340	67 264 369	74 028 302	81 468 627
Налог на прибыль, тыс.руб.		541 768	588 446	639 792	696 272	758 400	826 741	901 916	984 608	1 075 570	1 175 628
Итого оттоки	2 597 700	34 876 482	38 394 127	42 263 536	46 519 886	51 201 871	56 352 054	62017 256	68248978	75103872	82644255
Чистый поток денежных средств (NCFt), руб.	-2 597 700	2 542 028	2 728 739	2 934 121	3 160 042	3 408 554	3 681 918	3 982 618	4 313 388	4 677 235	5 077 466
ДМ1при СД1= 15%	1,00	0,87	0,76	0,66	0,57	0,50	0,43	0,38	0,33	0,28	0,25
Дисконтированный чистый поток денежных средств, руб.	-2 597 700	2 210 459	2 063 319	1 929 232	1 806 764	1 694 654	1 591 795	1 497 213	1 410 054	1 329 562	1 255 072

Окончание таблицы 18

Наименование потока денежных средств	Горизонт планирования, год
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Итого нарастающим итогом по строке 10 (NPV – куммулята), руб.	-2 597 700	-387 241	1 676 078	3 605 310	5 412 074	7 106 728	8 698 522	10195736	11605790	12935352	14190424
ДМ2при СД2= 60%	1,00	0,56	0,31	0,17	0,10	0,05	0,03	0,02	0,01	0,01	0,00
Дисконтированный чистый поток денежных средств (NCFt ДМ1) , руб.	-2 597 700	1 412 238	842 203	503 107	301 025	180 388	108 253	65 052	39 142	23 580	14 221
Итого нарастающим итогом по строке 10 (куммулята), руб.	-2 597 700	-1 185 462	-343 259	159 848	460 873	641 261	749 514	814 566	853 708	877 288	891 508

Таблица – Расчет индекса рентабельности

Показатель	Горизонт планирования, год
	0	1	2	3	4	5	6
Итого притоки, тыс. руб./год	0	40 793 098	44 497 454	48 572 245	53 054 515	57 985 012	63 408 559
ДМ1 при СД1= 9,5%	1	0,91	0,83	0,76	0,70	0,64	0,58
Дисконтированный чистый поток денежных средств (NCFt ДМ1)	0	37 253 971	37 111 364	36 995 237	36 903 357	36 833 684	36 784 357
тыс.руб.
Итого нарастающим итогом (NPV – куммулята), тыс.руб.	0	37 253 971	74 365 335	111 360 572	148 263 929	185 097 613	221 881 970
Итого оттоки	1 158	32 176 812	35 694 457	39 563 866	43 820 215	48 502 200	53 652 384
Дисконтированные суммарные оттоки	0	29 385 216	29 769 568	30 133 971	30 480 215	30 809 940	31 124 638
Нарастание	0	29 385 216	59 154 785	89 288 755	119 768 971	150 578 910	181 703 548
Индекс рентабельности	0	1,27	1,25	1,23	1,21	1,20	1,18

Для проверки значения показателя IRR (при ставках дисконта СД1 = 15% и СД2 =60%), воспользуемся формулой (56):

,	(56)

IRR> СД: 84,60% >15%. Отсюда следует, что проект эффективный.

6.2.7 Расчет основных технико-экономических показателей работы цеха

Технико-экономические показатели работы цеха указаны в таблице 20.

В результате расчетов можно сделать вывод, что внедрение системы вакуумной очистки и сушки полосы Vacurollв условиях ЛПЦ-5 ОАО «ММК» экономически эффективно, так как наблюдается снижение себестоимости 1 тонны продукции на 1,09 руб./ т., сумма годовой экономии составляет 1740408 рублей, а капитальные вложения окупятся через 1,7 года.

Таблица 20 – Технико-экономические показатели после внедрения технологии вакуумной очистки и сушки

ТЭП	Условное обозначение	Значение
		база	проект (вариант 2)
		(вариант 1)
1.Годовой выпуск продукции (натура)	Q	1 596 705	1 599251
2.Цена единицы продукции, руб./натура	Ц	23 200	23 200
3. Выручка от реализации продукции (объём продаж), тыс. руб.	ВРП	37 043 556	37 056300
4.Стоимость производственных фондов, тыс. руб.	ПФ	40 522 260	40 522 260
4.1 Основных средств	ОПФ	27 014 840	27 014 840
4.2 Оборотных средств	ОБС	13 507 420	13 507 420
5. Фондоотдача, руб./руб.	ФО	1,37	1,37
6. Полная себестоимость, тыс. руб.	С/С	34 711 408	34 709 668
6.1Себестоимость единицы продукции, руб./натура	С1	21 739	21 728
Продолжение таблицы 20.
1	2	3	4
7. Переменные затраты	ПЗ	28 564 260	28 153 102
7.1 Переменные затраты на единицу продукции	ПЗ1	17 890	17 632
8.Сумма покрытия, тыс.руб. (СП=ВРП-ПЗ)	СП	8 849 296	8 890 454
доли (СПд=СП/ВРП)	СПдоля	0,24	0,24
9.Постоянные затраты, тыс. руб.	УПР	6 517 148	6 556 566
10. Прибыль чистая, тыс. руб.	Пр	1 865 718	1 867 110
11.Порог рентабельности (ПгР=УПР/Спдоля), тыс. руб.	ПгР	27 281 078	27 319 023
12. Пороговое количество товара (руб.) (Кп=ПР/Ц)	ПкТр	80	80
13. Пороговое количество товара (натура)	ПкТн	1 175 909	1 177 544
{Кпн=УПР(Ц-ПР1)}, ед.
14.Запас финансовой прочности (ЗФП=ВРП-ПР)	ЗФП	9 762 478	9 724 533
15. ЗФП в %%-ах к ВРП (% к ВРП=ЗФП*100/ВРП)	% к ВРП	26,35	26,25
16. Рентабельность:
продаж (Рд=Пр/ВРП)	Рд	0,05	0,05
продукции (Рп=Пр:С/С)	Рп	0,05	0,05
капитала (Рк=Пр/КВ)	Рк		1612,36
Окончание таблицы 20.
17. Численность ППП	Чппп	117	117
17.1 Численность рабочих	Чр	89	89
18. Производительность труда (ПТ=ВРП/Чппп)	ПТ	316612	316612
19. Средняя заработная плата производственных
рабочих, тыс.руб./чел.	ЗП	34 561	34 561
20.Годовой ФОТ производственных рабочих, тыс.руб.	ФОТг	24 468 896	24 468 896
21.Отчисления на соц.нужды (30%+ %)	ОСНг	7 805 578	7 805 578
22. Капитальные затраты (инвестиции)	КВ		1158
23. Удельные капвложения
натура: (Квуд н=КВ/Q)	Квуд н		0,001
врублях: (Квуд=КВ/ВРП)	Квуд		0,0000

По результаты расчётов технико-экономических показателей получили: годовой выпуск продукции (Q= 1596705 тонн), показатель чистого приведенного эффекта (NPV> 0), индекс рентабельности (IR> 1), срок окупаемости проекта (Ток =2,3 года).

Выводы по главе

1. Был выполнен ряд поставленных задач, а именно:
   1. дана краткая характеристика цеха и динамика основных ТЭП его деятельности;
   2. произведен расчет производственной программы цеха;
   3. произведен расчет коэффициентов эффективности использования оборудования;
   4. дано обоснование штата и системы оплаты труда персонала;
   5. рассчитан годовой фонд заработной платы персонала;
   6. рассчитаны изменения текущих затрат ЛПЦ-5;
   7. рассчитаны основные технико-экономические показатели работы ЛПЦ-5;
   8. рассчитана смета капитальных затрат на обновление прокатного участка;
   9. произведен расчет точки безубыточности;
   10. произведена оценка эффективности использования основных фондов.
2. Для реализации данного проекта не потребовалось изменение численности персонала, фонд оплаты труда составил 52781235руб./год. Календарный, режимный, плановый и фактический фонды рабочего времени не изменились. Капитальные затраты составили 5 028 000 тыс. руб. Точка безубыточности достигается при:
   1. пороге рентабельности (ПгР) = 27319 025тыс. руб.;
   2. пороговом количестве товара (ПКТ) = 1177 тыс. т.
3. Запас финансовой прочности предприятия составил 9724 531тыс. руб. Чистая прибыль 1867 110 тыс. руб./год.
4. Срок окупаемости проекта составил 2,3 года.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте была рассмотрена действующая технология производства листовой стали на стане 2500 холодной прокатки в ЛПЦ-5 ОАО «ММК», а также основные технологические операции, оказывающие существенное влияние на качество готового холоднокатаного листа. Результатом стало выявление проблем действующей технологии с вариантами возможного их устранения.

Предложено совершенствование действующей технологии производства, путем применения технологии вакуумной сушки и чистки листа отСОЖ с целью улучшения качества поверхности холоднокатаного листа, снижения энергетических затрат на процесс прокатки, и, как следствие, увеличение выхода годного, за счет снижения времени неплановых простоев и сокращения времени производства листа.

Была проведена сравнительная характеристика действующей технологии очистки полосы и предлагаемой в данном дипломном проекте. Впоследствии сделан вывод о превосходстве новой технологии.

Рассмотренное в данной дипломной работе техническое решение, решает проблему возникновения дефектов, связанных с недостаточно высокой степенью очистки полосы от СОЖ. Актуальность данной проблемы в том, что требования заказчиков к качеству холоднокатаного листа повышаются из года в год.

Проведен анализ опасных и вредных производственных факторов по всем технологическим операциям в ЛПЦ-5 ОАО «ММК», в его ходе было определено, что шум на рабочем месте вальцовщика превышает допустимый уровень. Предлагаемая в проекте технология позволяет снизить уровень шумов. Рассмотрены вопросы обеспечения безопасности труда, в частности обеспечения безопасности оборудования и электробезопасности. Рассмотрены вопросы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, разработан план ликвидации аварии в системе промышленного водоснабжения.

Также был проведен анализ экономической эффективности проекта, а именно:

• произведен расчет производственной программы цеха;
  • произведен расчет коэффициентов эффективности использования оборудования;
  • дано обоснование штата и системы оплаты труда персонала;
  • рассчитан годовой фонд заработной платы персонала;
  • рассчитаны основные технико-экономические показатели работы ЛПЦ-5;
  • рассчитана смета затрат на закупку нового оборудования;
  • произведен расчет точки безубыточности;

Итогом применения технологии вакуумной сушки и очистки полосы отСОЖв условиях стана 2500 холодной прокатки ЛПЦ-5 ОАО «ММК» стало уменьшение брака, сокращение расходов на обслуживание и сокращение энергозатрат.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ТИ 101 -П-ХЛ5-159-2009 (2500) Технологическая инструкция по холодной прокатке на 4-х клетьевом стане 2500 ЛПЦ-5 ОАО «ММК».
2. Техника безопасности и производственная санитария, Краткий справочник металлурга. Изд. 2-е, переработанное и дополненное Зиньковский М.М., М: Металлургия, 1973, 256с
3. ГОСТ 12.1.003-89 Шум. Общие требования безопасности. М: Издательство стандартов, 1989. 9с.
4. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. М.: Издательство стандартов, 1988. 76с.
5. 19904-90 Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент. Издательство стандартов, 1991, 37с
6. ВТИ 101-П-ХЛ5-517-2004 Термическая обработка холоднокатаной стали в высококонвективныхколпаковых печах фирмы «Эбнер» в ЛПЦ-5
7. Баскакова Н.Т., Горохова О.В. Методические указания для проведения практических занятий и курсовой работы по дисциплине «Экономика и управление промышленным предприятием». Магнитогорск: МГТУ, 2014. 50 с.
8. Мельник Н.И. Синегубко Н.И. Экономика, организация и планирование металлургического производства. Магнитогорск: МГТУ, 2007. 45 с.
9. Харитонова Н.А. Управление расходами промышленного предприятия. М.: ЗАО «Издательство Экономика», 2004. 128 с.
10. Агарков А.П., Голов Р.С., Голиков А.М., Агарков А.П. Теория организации. Организация производства. М.: «Дашков и К» 2012. 272 стр.
11. Иванов И.Н. Организация производства на промышленных предприятиях. М.: ИНФРА-М, 2008. 352 стр.
12. Салганик В.М., Полецков П.П. Моделирование деформаций и нагрузок валковой системы кварто и повышение качества листового проката по профилю: Монография. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. 133 с.
13. Румянцев М.И. Разработка режима прокатки на НШСХП. Метод.указания – Магнитогорск, МГМА им. Г.И. Носова, 1997.
14. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. Третьяков А.В., Зюзин В.И. 2-е изд. М., «Металлургия», 1973. 224 с.
15. Прокатное производство. П.И. Полухин, Н.М. Федосов, А.А. Королев и др. М.: Металлургия, 1982.
16. Королев А.А. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов М.: Металлургия, 1987.
17. Песин А. М Моделирование и развитие процессов асимметричного деформирования для повышения эффективности листовой прокатки / Песин А.М. // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - Магнитогорск, 2003. - С. 227–251.
18. Коротков Э.М. Концепция менеджмента. М.: Дека, 1996. 301 стр.
19. Туровец О.Г. Организация производства и управление предприятием. М.: "Инфра-М", 2002. 258 стр.
20. Орехов С.А., Селезнев В.А. Теория корпоративного управления. М.: «Дашков и К», 2008. 208 стр.
21. Юкаева В. С. Управленческие решения: Учеб.пособие. - М.: Издательский дом «Дашков и К», 1999. - 292 с.

PAGE \* MERGEFORMAT 34

PAGE \* MERGEFORMAT95

Применение технологии вакуумной сушки поверхности холоднокатаной полосы для очистки от смазочно-охлаждающих жидкостей в условиях стана 2500 ЛПЦ-5 ОАО «ММК»