Материал: Конструкторско-технологическая подготовка изготовления сталеразливочного стенда УРНС

Затем для каждой операции технологического процесса определяем часть годовой производственной программы по формуле (3.4), приходящаяся на оборудование, выполняющее эту операцию:

 ч, (3.4)

 ч.

 ч.

 ч.

 ч.

 ч.

Это действие является распределением трудоемкости работ, которые должны быть произведены на участке в течение года, между операциями пропорционально трудоемкости их выполнения в предположении, что и другие детали, подлежащие изготовлению на участке, будут иметь такие же операции и подобное соотношение трудоемкости.

По формуле (3.5) находим расчетное количество оборудования (с точностью до сотых долей), необходимого для выполнения каждой операции:

 шт., (3.5)

 шт.

 шт.

 шт.

 шт.

 шт.

Для участка изготовления детали составляем ведомость оборудования, таблица 3.3.

Таблица 3.3 - Ведомость оборудования производственного участка

Суммарные расчетные значения ∑Ср для каждой модели округляются до большего целого - принятого количества Спр.

Коэффициент загрузки оборудования каждого вида находим по формуле (3.6):

 (3.6)

После суммирования расчетного ∑Ср.общ и принятого Спр количества оборудования по участку определяем по формуле (3.7) средний коэффициент загрузки:

 (3.7)

Полученное значение принимаем как средний коэффициент загрузки по цеху.

Пересчитываем общее количество производственного оборудования участка.

Общее количество оборудования цеха, полученное в п.1 пересчитываем с учетом среднего коэффициента загрузки. Ранее расчет Спр.ц был выполнен исходя из 100 % загрузки оборудования. Зная фактическую загрузку оборудования, его потребное количество можно скорректировать согласно формуле (3.8):

 шт. (3.8)

Определяем состав и количество оборудования каждого типоразмера для другого участка, указанных в таблице 3.3. Результаты заносим в сводную таблицу по образцу таблицы 3.4.

Таблица 3.4 - Ведомость производственного оборудования участка изготовления детали «зуб»

Определение состава и количества производственных рабочих участка изготовления детали типа «зуб».

Работниками основного производства являются производственные рабочие, вспомогательные рабочие и руководители. Категорию производственных составляют рабочие, выполняющие операции, связанные с изменением состояния и (или) свойств материала деталей, а также заготовок и полуфабрикатов, из которых они изготавливаются. В механических цехах к ним относятся; операторы автоматизированных станков, в том числе станков с ЧПУ, токари, фрезеровщики, сверловщики, долбежники, протяжчики, зубошлифовщики, зуборезчики (рабочие на всех видах зуборезных станков), шлифовщики (рабочие на плоско-, кругло-, внутри- и универсально-шлифовальных станках, в том числе с автоматизированным управлением), резьбофрезеровщики и резьбошлифовщики, полировщики, доводчики-притирщики, балансировщики, слесари, сборщики узловой и общей сборки, мойщики (рабочие на моечных машинах).

Число производственных рабочих определяем для каждого вида оборудования по формуле (3.9):

 чел., (3.9)

где Тст.ч - суммарная станкоемкость изготовления деталей на данном типе оборудования на участке (в цехе);

Фд.р. = 1830 ч. - действительный (эффективный) годовой фонд времени рабочего;

Км - коэффициент многостаночного обслуживания, т.е. среднее количество станков, обслуживаемых одним рабочим.

Коэффициент многостаночного обслуживания принимается равным 1 для всех видов универсальных станков.

При детальных расчетах численность производственных рабочих рассчитываем по принятому количеству единиц оборудования согласно формуле (3.10):

  чел., (3.10)

где Фд = 4000 ч. - действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования;

Спр - принятое количество единиц оборудования данной модели;

Кз - коэффициент загрузки оборудования. Принимаем расчетное значение для соответствующего типа оборудования, а если его нет, то среднее значение по цеху.

 чел.

 чел.

 чел.

 чел.

 чел.

Рассчитанное число округляем до ближайшего целого - принятого количества Rпр. Если округление производили в меньшую сторону, то при выполнении экономических расчетов будем учитывать совмещение профессий.

В условиях крупносерийного и массового типов производств в составе производственных рабочих предусматривают наладчиков автоматических линий и агрегатных станков. В среднесерийном производстве наладчиков включают в категорию вспомогательных рабочих. В условиях единичного и мелкосерийного производства использовать наладчиков на универсальном оборудовании не рекомендуется.

Количество наладчиков определяем по формуле (3.11):

 чел., (3.11)

где ∑Спр - принятое количество станков данной группы;

Нобсл - норма обслуживания станков одним наладчиком. Нормы облуживания представлены в таблице 1 приложение 1.

 чел.

чел.

 чел.

 чел.

 чел.

Предварительное определение производственной площади участка.

На данном этапе рассчитываются ориентировочные размеры производственной площади участка в целом по имеющимся технико - экономическим показателям - удельным площадям, что необходимо для дальнейшей разработки компоновочных планов и плана расположения оборудования, а также определения размеров здания, в в котором будет размещаться участок.

Производственная площадь участка рассчитывается по формуле (3.12):

 м2, (3.12)

где Sуд.пр - площадь, приходящаяся на единицу оборудования, м2. По справочным данным, удельная производственная площадь с учетом проходов для среднего (менее 4000х2000) составляет 20 м2.

 м2

Проектирование вспомогательного производства механосборочного участка.

К инструментальной оснастке механосборочного участка относят:

инструмент (рабочий, мерительный, вспомогательный);

приспособления для механической обработки, сборки, модели, штампы, пресс-формы и т.п.

Основными функциями системы инструментального обеспечения участка являются:

определение потребности участка в инструментальной оснастке;

хранение и подготовка оснастки к работе;

обеспечение инструментальной оснасткой рабочих мест;

текущий ремонт.

Система инструментального обеспечения оформляется в виде бюро инструментального хозяйства (БИХ).

В состав БИХ входят:

инструментально - раздаточный склад (ИРС);

заточное отделение;

мастерская по ремонту приспособлений и инструментов (РЕМПРИ);

отделение сборки, настройки и кодирования инструментальных блоков.

Планирование потребности участка в инструментальной оснастке заключается в выявлении номенклатуры оснастки, определении ее расхода при выполнении производственной программы необходимого для бесперебойной работы подразделений.

Определение расхода режущего и мерительного инструмента.

Порядок расчета инструментального обеспечения участка следующий:

Определить машинное время работы инструмента каждого типоразмера до полного его износа (в соответствии с технологическим процессом) по формуле (3.13):

 ч., (3.13)

где L - допустимая величина стачивания рабочей части инструмента при переточке (приложение 1 таблица 2);- средняя величина слоя, снимаемого с рабочей части инструмента при каждой переточке;ст - стойкость инструмента (время машинной работы инструмента между двумя его переточками).

 ч. (фреза торцевая)

 ч. (фреза торцевая)

 ч. (резец токарный)

 ч. (фреза цилиндрическая)

 ч. (фреза торцевая)

 ч. (фреза цилиндрическая)

Рассчитать расход режущего инструмента и штампов.

В серийном производстве расход режущего инструмента определенного типоразмера за год рассчитывается по формуле (3.14):

 шт., (3.14)

где N - годовая программа выпуска деталей определенного типоразмера, шт.;м - машинное время работы данного инструмента при обработке данной детали, мин;

При практических расчетах расхода инструмента данного типоразмера вместо выражения N · tм можно использовать значение ΔТпр из таблицы 3.2 для каждой операции.изн - машинное время работы данного инструмента до полного его износа, час;у - коэффициент случайной убыли инструмента (приложение 1 таблица 2).

 шт.

 шт.

 шт.

 шт.

 шт.

 шт.

 шт.

Установить норму износа измерительного.

Норма износа измерительного инструмента m0 может быть определена по формуле (3.15):

, (3.15)

где dизн - величина допустимого износа в мкм (см. приложение 1 таблица 3);ст - норматив стойкости измерительного инструмента (число промеров на 1 мкм износа инструмента);р - коэффициент ремонта (равен числу восстановительных ремонтов.

Рассчитать расход измерительного инструмента.

Расход мерительного инструмента определяется по формуле (3.16):

 шт., (3.16)

где NВ - число деталей, подлежащих промерам (программа на планируемый период), шт.; если годовая программа в шт. точно не определена, то при расчетах студент задает условное число деталей, подлежащих промерам в количестве 100000 ÷ 150000 шт.;- количество измерений на одну деталь;- коэффициент выборочности контроля;- количество измерений до полного износа измерительного инструмента (норма износа);у - коэффициент случайной убыли мерительного инструмента.

 шт.

 шт.

 шт.

 шт.

 шт.

 шт.

 шт.

Результаты расчета среднегодового расхода инструмента представлены в таблице 3.5.

Таблица 3.5 - Ведомость расхода инструмента

Инструментально - раздаточный склад (ИРС) предназначен для хранения и учета оснастки, сбора и передачи в центральный инструментальный склад завода изношенной оснастки, сбора и передачи в ремонт и заточку режущего инструмента, выдачи оснастки на рабочие места и обеспечения ее возврата в ИРС. Также этот склад осуществляет хранение и выдачу сопроводительной и учетной документации к оснастке. Общая площадь ИРС механического участка подсчитывается путем суммирования площадей согласно формуле (3.17):

 м2 (3.17)

где SИН - площадь для складирования режущего и вспомогательного инструмента, м2;ОСН - площадь для складирования инструментальной оснастки, м2; АБР - площадь для складирования шлифовальных и полировальных кругов, м2УСП - площадь для складирования универсальных приспособлений, м2 (должна быть не менее 20 м2).

 м2

Все составляющие площади ИРС определяются исходя из количества производственного оборудования по нормативам, приведенным в таблице 5 приложение 1.

Заточное отделение предназначено для централизованной заточки и текущего (мелкого) ремонта режущих инструментов. При расчете количества оборудования в заточном отделении из общего числа металлорежущих станков участка должны исключаться станки, работающие абразивом. Расчет ведут отдельно для специальных заточных станков и заточных станков общего назначения.

Количество универсальных заточных станков в отделении принимается равным 4% от числа токарных, фрезерных, сверлильных и прочих станков, не требующих специальной заточки:

,04  27 = 1,08 = 2 заточных станка

Общая площадь заточного отделения определяется по удельной площади, принимаемой в размере 8 ÷ 10 м2 на один заточной станок (универсальный или специальный): 210 = 20 м2

Организация ремонтного обслуживания участка. Наиболее распространенной системой организации ремонта и технического обслуживания оборудования на предприятии является система планово-предупредительного ремонта (ППР).

Система ППР оборудования представляет собой совокупность организационно-технических мероприятий по уходу, надзору, обслуживанию и ремонту оборудования. Она включает следующие виды работ: ежедневный уход за оборудованием, межремонтное обслуживание, плановые периодические осмотры, текущий и капитальный ремонт.

Системой ППР предусмотрены структуры и продолжительности ремонтных циклов, продолжительности межремонтных и межосмотровых периодов; категории сложности ремонта и нормы трудоёмкости ремонтных работ; нормы расхода материалов, запасных частей, смазочных и обтирочных работ; продолжительность ремонта.

Ремонтный цикл - это период работы оборудования с момента сдачи его в эксплуатацию до первого капитального ремонта или период работы оборудования между двумя последовательными капитальными ремонтами. Структурой ремонтного цикла называется порядок расположения, чередования и количество осмотров, проверок и ремонтов.

Например, структура ремонтного цикла между двумя капитальными ремонтами (КР) для металлорежущих станков массой до 10 т состоит из 5 осмотров (О) и 4 текущих ремонтов(ТР):

КР-О-ТР-О-ТР-О-ТР-О-ТР-О-КР.

Межремонтный период - это период работы оборудования между двумя плановыми ремонтами.

Межосмотровый период - это период работы оборудования между очередным осмотром и текущим ремонтом или очередным капитальным ремонтом. Структура межремонтного цикла некоторых видов технологического оборудования приведена в таблице 6 приложение 1.

Порядок расчета ремонтного обслуживания основного технологического оборудования участка следующий:

Определить среднюю ремонтную сложность оборудования механического участка используя данные таблицы 3.6;

Определить приведенное количество ремонтных единиц Nпр по формуле:

 шт., (3.18)

где Ni - количество единиц оборудования i -го вида;

Таблица 3.6 - Средняя категория сложности ремонта металлорежущих станков

Определить продолжительность ремонтного цикла, длительность ремонтного цикла в календарном времени, длительность межремонтного периода и периодичность межосмотрового обслуживания:

Ремонтный цикл для металлорежущих станков:

 ч =

= лет (3.19)

где 16800 - нормативный ремонтный цикл, час;

βом, βпи, βТО, βв, βд, βкм - коэффициенты, учитывающие вид обрабатываемого материала, применяемого инструмента, обеспечиваемый оборудованием квалитет точности, возраст, долговечность, категорию массы.

Например, βом - учитывает род обрабатываемого материала. Для металлорежущих станков нормальной точности:

при обработке стали βом =1,0;

алюминиевых сплавов - 0,75;

чугуна и бронзы - 0,8.

βпи учитывает условия эксплуатации оборудования:

для металлорежущих станков в нормальных условиях механического цеха при работе металлическим инструментом - 1,1;

для станков, работающих абразивным инструментов без охлаждения - 0,7;

βкм. Учитывает особенности весовой характеристики станков:

для легких и средних металлорежущих станков - 1,0;

для крупных и тяжелых - 1,35;

для особо тяжелых и уникальных - 1,7.

Межремонтный период Тмр и периодичность технического обслуживания ТТО определяется по формулам (3.20) и (3.21):

 ч  год (3.20)

 ч = 0,5 года = 6 мес. (3.21)

где dт и dТО - число текущих ремонтов и технических обслуживаний.

Определить необходимые объемы ремонтных работ для каждой единицы технологического оборудования механического участка, используя данные таблицы 7 приложения 1.

Средний годовой объем ремонтных работ по видам (слесарные, станочные, сварочные, покрасочные) по ремонту и межремонтному обслуживанию можно по формуле (3.22):

Для горизонтально расточных станков:

=5580,9 нормочас, (3.22)

где qk, qT, qo - трудоемкость соответственно капитального, текущего ремонта и осмотров на одну ремонтную единицу, н-ч; , nT, no - число соответственно капитальных, текущих ремонтов и осмотров;

Трц - продолжительность ремонтного цикла, лет; - категория сложности ремонта i-го технологического оборудования.

Для фрезерных станков с ЧПУ  = 2385 нормочас.

По результатам расчетов составляем ведомость технологического оборудования цеха, подлежащего обслуживанию и ремонту, таблица 3.7.

Определение состава и количества оборудования ЦРБ и численности ремонтного персонала. Основное оборудование ЦРБ - универсальные станки для обработки резанием. Часто, на участках изготовления запасных частей применяются станки с ЧПУ.

Таблица 3.7 - Ведомость технологического оборудования участка, подлежащего обслуживанию и ремонту

Комплект оборудования должен обеспечивать возможность изготовления или восстановления деталей ремонтируемого оборудования. Для этого в состав ЦРБ включаются токарные и револьверные станки, составляющие до 50% оборудования ЦРБ, а также сверлильные, фрезерные, зубообрабатывающие, продольно - строгальные и разнообразные шлифовальные станки.

Количество станков ЦРБ (СЦРБ) принимается в пределах 2 ÷ 4 % от числа обслуживаемых станков.

К работникам ЦРБ относятся станочники, слесари, электрослесари и наладчики электронных систем. Количество работающих определяется отдельно по каждой профессии.

Количество станочников и слесарей определяется как:

 чел., (3.23)

где Qраб - средний годовой объем станочных, слесарных и прочих работ, час;в - коэффициент выполнения норм (1,1 ÷ 1,2).

Компоновочный план участка. План производственного участка части здания образуется ячейками, представляющими собой прямоугольники, стороны которых кратны ширине пролёта и размера шага колонн.

Все отделения цеха располагаются по направлению общего производственного потока. Цеховой склад металлов и материалов при серийном производстве располагаются вместе с заготовительным отделением в начале цеха. Вдоль склада или складских площадок поперек пролётов устраивается поперечный проезд. Далее располагается станочное отделение. В конце линии или станочного отделения также устраиваются поперечный проезд. Инструментальный участок и участок термической обработки располагаются в стороне от потока.

. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

.1Анализ условий труда при работе на стенде непрерывной разливки стали

Весь обслуживающий персонал, работающий на машине непрерывного литья заготовок, должен соблюдать требования «Правил техники безопасности в сталеплавильном производстве», а также действующей инструкции по технике безопасности для разливщиков и операторов МНЛЗ данного предприятия (цеха) [24].

При передвижении по цеху обслуживающему персоналу необходимо пользоваться предназначенными для этого пешеходными проходами, переходами, галереями. Все запасные выходы должны быть свободными и иметь опознавательные надписи.

МНЛЗ должна эксплуатироваться в соответствии с требованиями всех стандартов и норм, действующих на момент использования машины, а также с соблюдением всех требований в отношении защиты здоровья, окружающей среды и мероприятий, обеспечивающих безопасность. Все МНЛЗ оборудуются громкоговорящей и телефонной связью, сигнализацией и при необходимости телевизионными устройствами для наблюдения за работой отдельных агрегатов. На пульте управления МНЛЗ необходимо иметь набор принадлежностей для оказания скорой медицинской помощи, содержание набора необходимо периодически осматривать и пополнять.

Проведение опытных работ на технологическом оборудовании допускается только при наличии разработанной и утверждённой ответственным лицом предприятия временной инструкции, в которой должны быть предусмотрены меры, обеспечивающие необходимый уровень безопасности.

Все производственные процессы на МНЛЗ, начиная с разливки металла и заканчивая выдачей заготовок на стеллажи, должны быть механизированы и по возможности автоматизированы. Однако в конструкции МНЛЗ обязательно предусматривается возможность и ручного (аварийного) управления работой всех механизмов.

Большую часть технологических операций по разливке стали обслуживающий персонал выполняет непосредственно с расплавленным металлом и шлаком. Неправильное выполнение этих операций может вызвать взрывы, всплески, выбросы металла, приводящие к ожогам и травмам. Особенно опасным является соприкосновение жидкого металла с влажными пористыми материалами. Поэтому от рабочих и инженерно-технических работников требуется тщательное выполнение правил техники безопасности, особенно при транспортировке наполненных металлом ковшей от сталеплавильного агрегата к МНЛЗ. Трасса на пути перемещения ковша должна быть свободна от посторонних объектов, а транспортировка сопровождается постоянным звуковым сигналом. Целесообразно зону перемещения ограждать предупредительными знаками [8].

Зона вторичного охлаждения обычно выделяется в отдельное помещение, имеющее теплоизолирующие стены и вытяжную вентиляцию. При этом двери, ведущие в помещение, во время литья металла должны быть закрыты на замок, а для обслуживания ЗВО устраиваются площадки и лестницы. Технологическое оборудование, расположенное ниже ЗВО до тянущих механизмов включительно, размещается в помещении с огнестойкими стенами и доступ в него обслуживающего персонала во время разливки металла запрещается.

В системе охлаждения кристаллизатора и зоны вторичного охлаждения предусматривается аварийное водоснабжение для случая отключения основной системы подачи воды. Резервный запас воды должен обеспечивать разливку всей стали, находящейся в сталеразливочном ковше. При прекращении или уменьшении подачи воды в кристаллизатор и в ЗВО на пост управления МНЛЗ должны автоматически подаваться звуковые и световые сигналы и разливка стали немедленно прекращается. Наличие влаги (или подтеканий воды) во внутренней полости кристаллизатора не допускается, а начинать разливку стали до подачи воды в систему охлаждения кристаллизатора и в ЗВО категорически запрещается.

При эксплуатации стенда (установки) непрерывной разливки стали возникает большое количество вредных и опасных факторов, таких как метеорологические условия производственной среды, санитарно-гигиенические условия, возможность травматизма, освещение, психологические и другие факторы.

К опасным и вредным факторам относят: повышенная температура; запыленность; высокий уровень шума; повышенная влажность воздуха; движущиеся части агрегатов; опасный уровень напряжения в питающей сети; выделение отработанных газов (с возможностью образования взрывоопасной смеси); применение горючих жидкостей в технологии.

Теплоизлучение. Основным источником теплоизлучения на МНЛЗ являются сталеразливочное оборудование, жидкая сталь и литая заготовка. В связи с тем, что температура поверхностей рабочего оборудования и ограждений, находящихся в непосредственном контакте с работающим, не должна превышать 45оС, для охлаждения поверхности роликов предусмотрена подача воды. Кроме того, на рабочих местах, находящихся в непосредственной близости от сталеразливочного оборудования, жидкой стали и литой заготовки установлены экраны в виде стальных листов, вентиляторы.

Запыленность. При процессе непрерывной разливки на поверхности нагретых материалов образуется окалина, которая разрушается и поднимается в пространство. Наибольшую опасность представляет пыль, частицы которой имеют размер 5 мкм и менее. Пыль, попадая в легкие, вызывает затруднение дыхания, а как следствие нарушение снабжения организма кислородом. При длительном воздействии пыль может вызвать различные заболевания, а при попадании в глаза может вызвать частичное или полное потерю зрения.

Шум. Любой технологический процесс сопровождается появлением шума, уровень звукового давления которого превышает предельно-допустимый. Основным источником шума являются роликовые секции, транспортные рольганги, электромостовые краны.

Влажность. Повышенная влажность образуется в результате испарения воды с поверхности роликов и литой заготовки.

Недостаточная освещенность рабочей зоны вызывает преждевременное утомление, притупляет внимание работающего, снижает производительность труда, ухудшает качественные показатели, зрение.

К опасным физическим факторам относятся:

Вращающиеся части оборудования и инструмента;

Падающие заготовки металла;

Отлетающая стружка, осколки обрабатываемых деталей и инструмента;

Повышенное значение напряжения в электрической цепи;

Повышенная температура поверхностей оборудования и инструмента.

Химические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия на организм подразделяются на общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие (вызывают аллергию), канцерогенные (вызывают развитие опухолей), мутагенные (действующие на половые клетки организма).

К психофизиологическим опасным и вредным производственным факторам относятся физические перегрузки (статические и динамические) и нервно-психические перегрузки (умственное перенапряжение анализаторов зрения, слуха и др.). Плохое самочувствие при длительной работе на установке большей частью связано с неудовлетворительной организацией рабочего места и неудобной рабочей позой. Неудобная поза вызывает утомляемость различных групп мышц, нарушение в кровеносной и дыхательной системах.

Воздействие опасных производственных факторов вызывает травмы, а вредных факторов - профессиональные заболевания (если они превышают предельно-допустимые значения). Для предотвращения всех выше перечисленных негативных явлений, необходимо разработать меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда.

.2 Меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда

Электросталеплавильный цех ПАО «Северсталь» представляет собой помещение длиной 430 м, шириной 215 м, высотой 60 м, площадь цеха 5547 км2, в цехе предусмотрено искусственное освещение и вентиляция. Технологический процесс считается особо грязным, поддержание оптимального микроклимата в помещении невозможно. В цехе повышенный уровень шума, вибраций, пыли. В холодный период года в помещении цеха наблюдаются значительные перепады температур. При работающем оборудовании температура вблизи установок достигает +500С, при отдалении - температура значительно понижается до +100С. В теплый период года: сильный перепад температур отсутствует. Рабочим предусмотрены специальные защитная спецодежда для высоких температур, обувь, индивидуальные средства защиты глаз и рук.

Удаление загрязнённого и подача свежего воздуха в помещения осуществляется под действием естественных сил (естественная вентиляция) или с помощью специальных механических побудителей движения воздуха - вентиляторов (механическая вентиляция).

Предусмотрена система противопожарной безопасности, включающая в себя: применение средств пожаротушения; применение конструкции объектов с регламентированными пределами огнестойкости и горючестью; эвакуацией людей; применение средств пожарной сигнализации и средств извещения о пожаре. Применяемые на производстве средства пожаротушения максимально ограничивают размеры пожара и обеспечивать его быстрое тушение. Предусмотрено применение порошковых огнетушителей, относящиеся к числу средств пожаротушения, которые могут быть эффективно использованы в начальной стадии пожара. В коридоре здания имеется пожарный кран с рукавом для тушения с помощью воды.

В целях санитарно-бытового обслуживания работников на предприятии предусмотрены гардеробные, умывальные, туалеты, душевые, столовые, комнаты приема пищи, так же работники регулярно проходят медицинские обследования, при необходимости направляются в оздоровительные учреждения, санатории.

В связи с тем, что работа человека на машиностроительном предприятии связана с продолжительной умственной, физической нагрузками, то предусмотрена система организации режима труда и отдыха. Рациональный режим способствует поддержанию высокой работоспособности трудящегося.

Для защиты от опасных и вредных производственных факторов применяют индивидуальные и коллективные средства защиты. К индивидуальным средствам защиты относится спецодежда - х/б рубашки и комбинезоны синего цвета, костюмы для защиты от повышенных температур, каски, специальная обувь, средства защиты глаз, лица, рук, органов дыхания, слуха, средства защиты от падения с высоты и другие предохранительные средства. К средствам коллективной защиты при проектировании, на производстве, относятся сигнализаторы об опасности; специальные средства безопасности, ограждения, установленные в цехе.

Выполнение всех вышеперечисленных рекомендаций и требований способствует сохранению здоровья и работоспособности трудового персонала. При этом необходимо осуществлять систематический контроль за состоянием производственных факторов.

Расчет вентиляции

В связи с жесткими требованиями по экологии зачастую требуется устанавливать на вытяжке систему фильтрации воздуха. Очистка воздуха от пыли осуществляется в следующих пылеуловителях: пылеосадительные камеры (улавливают крупную пыль), циклоны (используется принцип инерции), тканевые и волокнистые фильтры (ячейковые, самоочищающиеся, рулонные, рукавные, сетчатые фильтры), электрические.

Источниками загрязнения является печь-ковши и ковши, из которых происходит непосредственна разливка стали. Над каждым установим зонт на высоте 2 метров от источника. Промышленная вентиляция горячих цехов решает две главные задачи - справится с жаром, который поступает в помещение, а также справится с пылевыделениями.

Расчет местных отсосов и подбор зонта.

Исходными данными являются размеры источника загрязнения, тип пыли и высота на которой установлен зонт: D = 5 м - эквивалентный по площади диаметр источника загрязнения; L = 2 м - высота, на которой расположен зонт от источника загрязнения. Тип пыли: стружка металлическая.

Находим осевую скорость в конвективном потоке:

 м/с, (4.1)

где VL - осевая скорость в конвективном потоке на уровне всасывания, м/с;- конвективная теплоотдача источника, Вт;

Находим конвективную теплоотдачу источника:

 кВт, (4.2)

где, tn = 500oC, tв = 40oC температура нагретой поверхности и воздуха в помещении,˚C;= 19,63 м2 - площадь нагретой поверхности источника, м2;- коэффициент зависящий от температуры поверхности ( n=1,35);

 кВт

 м/с

Использование вытяжных зонтов целесообразно при значении комплекса:

 , (4.3)

где Vв=1 м/с - нормируемая скорость воздуха в помещении.

,4 ≥ 0,35

Использование вытяжных зонтов целесообразно.

По формуле (4.4) находим ∆:

 (4.4)

Тогда размеры вытяжного зонта согласно формуле (4.5):

= D + 2∆ , м (4.5)= 5 + 2·0,81 = 6,62 м

Для достижения лучшего всасывания по всей площади делается уступ:

 м (4.6)

 м

 м (4.7)

 м

Подбираем зонт с размерами D1 = 5,3м; h = 0,86м; d = 6,62м.

Основные параметры зонта показаны на рисунке 4.1.

В результате расчета подобрали зонт с вентиляторов TSK 300A с характеристиками n=1700 об/мин и N=44 Вт и фильтр FKS 100, определили схему расположения местной вентиляции. На рисунке 4.2 показана схема расположения местной вентиляции.

Также обязательно должно учитывается, что все воздуховоды должны быть максимально короткими и должны быть проложены по кратчайшему расстоянию. Системе не должна иметь горизонтальных участков - все воздуховоды вертикальные или под углом 45-60о к горизонту. Одна аспирационная система должна обслуживать от одного до шести местных отсосов. Аспирационные воздуховоды выполняются из стали толщиной 0,7 мм для диаметров до 200 мм и из стали 1 мм для больших воздуховодов. Для сильно абразивных делают отводы из стали 1.5-2 мм.

Рисунок 4.1 - Вытяжной зонт

Рисунок 4.2 - Схема расположения местной вентиляции:

- ковш диаметром 5 м; 2 - зонт; 3 - фильтр; 4 - воздуховод.

.4 Меры по обеспечению устойчивости работ объекта в условиях ЧС

На устойчивость работы комбината ПАО «Северсталь» влияет район расположения, планировка и застройка территории объекта, системы электроснабжения, производственные связи объекта (завода), система управления, подготовленность объекта к восстановлению. При эксплуатации линии на заводе могут возникнуть следующие чрезвычайные ситуации: пожар, обрушение конструкции здания, аварии связанные с выходом из строя оборудования, аварии, связанные с нарушениями в системе энергообеспечения [20].

К основными причинами возникновения чрезвычайных ситуаций относят: внутренние показатели (недостаточная квалификация персонала, физический и моральный износ оборудования и конструкции здания, низкая трудовая и технологическая дисциплина), внешние показатели (неожиданное прекращение работы ТЭЦ).

Для профилактики ЧС один раз в полгода комиссия под представительством главного инженера цеха, производит техническое обследование технологического оборудования участка, пожарной безопасности, выполнения графиков технического обслуживания и ремонта оборудования. Один раз в год цеховой комиссией проводится прием экзаменов по правилам пожарной безопасности, на знание правил технической эксплуатации объектов, планов по ликвидации и локализации аварийных ситуаций. Разрабатывается и утверждается график планового ремонта оборудования на производственных объектах. При возникновении аварийной ситуации на участке создается штаб по ее локализации и ликвидации. В состав штаба входят представители производства, службы охраны окружающей среды и охраны труда. Общее руководство штаба осуществляет комиссия производства.

Для обеспечения пожарной безопасности участков сборки и производства используют: систему предотвращения пожара, систему пожарной защиты, а также организационно-технические мероприятия. Система предотвращения пожара предусматривает повышение огнестойкости здания путём облицовывания, оштукатуривания либо покраски металлических конструкций, установку противопожарных дверей.

Для обеспечения безопасности персонала при возникновении пожара предусматриваются эвакуационные выходы. При этом на видных и доступных местах вывешивается план эвакуации.

Система противопожарной защиты предусматривает: применение установок пожаротушения, тепловых извещателей, установку пожарных рукавов и других средств противопожарной защиты.

Организационно-технические мероприятия предусматривают: создание пожарно-технической комиссии, а также прохождение рабочими и служащими противопожарной подготовки.

Меры по обеспечению безопасности персонала при условии обрушения здания предусматривают: мероприятия по предотвращению обрушений, наличие эвакуационных выходов, а также проведение организационно-технических мероприятий.

Организационно-технические мероприятия включают: назначение ответственных лиц за сохранность зданий, наличие у здания технического паспорта и технического журнала, в котором ведётся учёт всех видов работ.

Действия персонала в условиях ЧС регламентируются письменной инструкцией. Наиболее полное и организованное выполнение мероприятий гражданской обороны на объекте достигается заблаговременной разработкой плана мероприятий, которые необходимо провести при возникновении чрезвычайной ситуации. План гражданской обороны объекта представляет собой заранее разработанный перечень мероприятий по защите служащих, повышению устойчивости работы объекта в условиях чрезвычайной ситуации. В нем определяются объем, организация и порядок осуществления мероприятий по приведению объекта в готовность к выполнению возложенных на нее задач в условиях чрезвычайной ситуации. При работе на установке непрерывной разливке стали нужно учитывать особенности эксплуатации стенда, которые прописаны в «техническое описание и инструкция по эксплуатации»: сталеразливочные ковши устанавливаются только в исходной позиции стенда, не допускается одновременная работа механизма поворота и подъема (опускания).

Для правильной работы сталеразливочного стенда необходимо осуществлять следующие действия:

Проводить визуальный контроль силовых сварных швов подвесок, траверзы, секций опор и рычагов. Трещины в сварных швах и околошовной зоне не допускаются. Периодичность проверки - 80-100 плавок и после аварийных ситуаций.

Проверять постукиванием затяжку болтовых соединений опоры и крепления опоры к поворотной платформе. При необходимости выполнить дополнительную затяжку. Периодичность - 100 плавок.

Проверять состояние рабочих поверхностей зубьев открытой передачи привода поворота, роликов роликового круга, рельсов рельсовых кругов, зубьев рычагов механизма качания траверзы. Задиры и выкрашивания не допускаются. Периодичность при профилактических ремонтах.

Контролировать состояние тарельчатых пружин зажимов центральной цапфы. Допускается поломка не более 2 - х штук на пакет. Количество пакетов со сломанными пружинами должно быть не более 4 шт. Периодичность - 1 раз в месяц.

Контролировать ускорение центра масс ковша при пуске и торможении привода поворота. Периодичность - 1 раз в месяц.

Проверять работу демпфера и время срабатывания. Периодичность - 80…100 плавок.

Проверять надежность срабатывания командоаппаратов привода поворота для крайних положений каждой из сторон траверзы. Периодичность - 100 плавок.

Проверять соединения и уплотнения гидравлической системы механизма подъема (опускания). Периодичность - 25 плавок.

Возникновение аварийных ситуаций и неполадок в процессе разливки стали на МНЛЗ может быть обусловлено неисправностью и выходом из строя элементов технологического оборудования, отклонениями от нормальных технологических параметров в ходе процесса непрерывного литья, нарушениями в подготовке металла к разливке, использованием некачественных материалов, ошибками в работе персонала и т.д.

Обеспечение заданных технико-экономических параметров разливки стали на МНЛЗ и высокого качества получаемых слитков в значительной степени зависит от строгого выполнения действующих на предприятии технологических инструкций, что в свою очередь способствует недопущению и предупреждению различного рода аварий и неполадок, способных привести не только к значительным потерям металла, но и дорогостоящего технологического оборудования.

Тем не менее, даже при высоком уровне технологической и трудовой дисциплины нежелательные аварийные ситуации и неполадки иногда возникают и обслуживающий персонал должен уметь быстро их ликвидировать, обеспечив минимальный ущерб производству.

Меры по охране окружающей среды

Охрана окружающей среды на предприятии характеризуется комплексом принятых мер, которые направлены на предупреждение отрицательного воздействия человеческой деятельности предприятия на окружающую природу, что обеспечивает благоприятные и безопасные условия человеческой жизнедеятельности. Учитывая стремительное развитие научно-технического прогресса, перед человечеством встала сложная задача - охрана важнейших составляющих окружающей среды (земля, вода, воздух), подверженных сильнейшему загрязнению техногенными отходами и выбросами, что приводит к окислению почвы и воды, разрушению озонового слоя земли и климатическим изменениям.

Очистку и обезвреживание газовых составляющих выбросов промышленного производства осуществляют методами, выбор которых определяется составом, концентрацией загрязняющих веществ, типом производства, условиями выброса. Очистку вентиляционных выбросов от механических примесей осуществляют аппаратами мокрого и сухого пылеулавливания, волокнистыми фильтрами и электрофильтрами [31].

Предприятие загрязняет почву различными отходами: стружками, опилками, шлаками, золой, пылью. На заводе обустроены временные площадки для накопления отходов. Это специально обустроенное место на территории предприятия для хранения отходов до момента их использования в последующем цикле или отправки на переработку на другого предприятия. Все цеха снабжены контейнерами, которые промаркированы с указанием вида отхода.

При охране земельный ресурсов мерами по утилизации отходов металлообрабатывающих предприятий, содержащих частицы песка, породы и механические примеси, изменяют структуру, физико-химический и механический состав почвы. Указанные отходы используются при строительстве дорог, засыпке котлованов и отработанных карьеров после обезвоживания. В то же время отходы машиностроительных заводов, содержащие соли тяжелых металлов, цианиды, щелочи, кислоты, токсичные вещества, утилизации не подлежат. Эти виды отходов собирают в шлаконакопители, после чего их засыпают, утрамбовывают. Место захоронения озеленяют.

В сточных водах содержатся различные примеси: механические - органического и минерального происхождения, нефтепродукты, эмульсии, токсичные различные соединения. Использованная предприятием вода поступает в очистные сооружения предприятия, очищается и повторно используется (повторное, оборотное водоснабжение).

Очистка сточных вод от механических примесей в зависимости от их свойств, концентрации и фракционного состава осуществляется методами процеживания, отстаивания, отделения механических частиц в поле действия центробежных сил и фильтрования. Очистка сточных вод от маслосодержащих примесей в зависимости от состава и концентрации примесей осуществляется следующими методами: отстаиванием, обработкой в гидроциклонах, флотацией и фильтрованием. Для очистки сточных вод от металлов и солей применяют реагентные, ионообменные, сорбционные, электрохимические, биохимические и другие методы.

Контроль загазованности воздушной среды осуществляется следующими методами: лабораторными, экспрессными и индикаторными.

Установка непрерывной разливки стали является источником воздействия на окружающую среду. В результате её деятельности в воздушную среду могут поступать вредные различные вещества в виде паров, газов и пыли. Так же в процессе производства образуется определённое количество отходов (отходы металлов, промышленный мусор), которые при соответствующей обработки могут быть вновь использованы как сырьё для производства промышленной продукции. Применяется следующая малоотходная технология - использование шлака после плавки металла на специализированных предприятиях, где его дробят и дальше используют в строительстве, например - зданий, сооружений, дорог.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование непрерывной разливки в сталеплавильном производстве способствует экономии капиталовложений в связи с исключением затрат на парк изложниц, сооружение цеха подготовки составов, стрипперного отделения, обжимных станов, а также обеспечивает значительную экономию металла вследствие уменьшения обрези, экономию энергии, которая тратилась на подогрев слитков в нагревательных колодцах, позволяет снизить экологическую нагрузку на атмосферу, повысить качество металлопродукции, автоматизировать процесс литья и улучшить условия работы обслуживающего персонала.

Конструктивные решения, используемые при создании машин непрерывной разливки <http://uas.su/glossary/eng/C/continuouscastingmachine.php>, содержат в себе знания из целого ряда дисциплин в области металлургии <http://uas.su/glossary/eng/M/metallurgy.php>, материаловедения, теории затвердения, электротехники, гидродинамики, теплофизики, теории измерений и автоматических систем управления. Такой комплексный подход не имеет аналогов при создании высокоэффективных агрегатов и машин для технологических схем производства стали.

В ВКР был проведён анализ состояния вопроса, поставлена цель, определены задачи проектирования, разобрано устройство МНЛЗ. В конструкторской части описано устройство и работа стенда непрерывной разливки стали, разработано приспособление траверса, произведены расчёты болтового соединения на срез, смятие, растяжение. Замена траверсы позволит обрабатывать детали массой до 57 т, ранее это было не возможно, так как не позволяло грузоподъемное оборудование (мостовой кран на 50 т), но позволяло станочное оборудование.

В технологической части разработан технологический процесс изготовления детали типа "зуб". Проведён анализ технологичности конструкции, выбраны: структура и план обработки, тип производства, оборудование, инструменты, приспособления.

Поворотная платформа влияет на скорость производства. С разработкой детали «зуб» улучшилась точность позиционирования стенда, тем самым позволив увеличить скорость разливки и поднять производительность. А так же повысить срок службы стенда.

В разделе безопасность и экологичность проекта проведён анализ условий труда при работе на стенде непрерывной разливки стали, произведён расчёт вентиляции. Разработаны меры по обеспечению устойчивости работы цеха в условиях ЧС.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Бормосов Н.А. Учебное пособие по выполнению курсового проекта по дисциплине «Проектирование машиностроительного производства»/ Н.А.Бормосов, А.С.Степанов - Вологда: ВоГУ, 2015. - 122 с.

Бочкарев С. П. Освоение технологии производства низкокремнистых, раскисленных алюминием сталей с разливкой на слябовом МНЛЗ / С. П. Бочкарев, С. М. Фомченко, А. Н. Макаревич// Сталь. - 2013.- № 3. - С.26-27.

Власов Н.Н. <http://ntb.misis.ru:591/Opac/index.php?url=/auteurs/view/147573/source:default> Разливка черных металлов: Справочник / Н.Н. Власов <http://ntb.misis.ru:591/Opac/index.php?url=/auteurs/view/147573/source:default>, В.В. Корроль <http://ntb.misis.ru:591/Opac/index.php?url=/auteurs/view/11683/source:default>, В.С. Радя <http://ntb.misis.ru:591/Opac/index.php?url=/auteurs/view/160302/source:default>. - М.: Металлургия. - 1987. - 271с

Гуляев А. П. Металловедение / А. П. Гуляев, А. А. Гуляев - Москва: АльянС , 2011. - 643 с.

Девисилов, В.А. Охрана труда: учебник / В.А. Девисилов. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. -400с.

Зборщик А.М. Конспект лекций по дисциплине «Металлургия стали» / А.М. Зборщик - Донецк: ГВУЗ «ДонНТУ», 2008. - 238 с

Еремина Т.В. Гигиена труда в основных отраслях промышленности. Методическое пособие / Т.В. Еремина, И.Г. Тимофеева, Н.И. Гусева - Улан-Удэ, Изд-во ВСГТУ, 2004

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

(справочное)

Таблица 1 - Нормы для расчета числа наладчиков оборудования

Таблица 2 - Средние нормативы износа и стойкости режущих инструментов

Таблица 3 - Рекомендуемые значения коэффициента случайной убыли kу мерительного инструмента

Таблица 4 - Значения норматива стойкости матрицы S, тыс. ударов.

Таблица 5 - Нормы площади ИРС для механосборочных цехов

Таблица 6 - Структура межремонтного цикла

Таблица 7 - Нормы времени на одну ремонтную единицу для металлорежущего оборудования, час