Расчёт технико-экономических показателей плавильного участка цеха

ВВЕДЕНИЕ

 

Значение литейного  производства для машиностроения чрезвычайно  велико. Литейное производство является одной из основных заготовительных  баз машиностроения. Литье является одним из наиболее распространенных способов производства заготовок для  деталей машин. Примерно около 70 % (по массе) заготовок получают литьем, а в некоторых отраслях машиностроения, например в станкостроении, доля литых деталей составляет 90−95 %.

Основными задачами литейного  производства являются: повышение производительности труда на основе создания и внедрения нового высокопроизводительного оборудования, систем машин, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов и систем управления; улучшения качества, надежности и точности отливок с оптимальным приближением их размеров к размерам готовых деталей для сокращения объема механической обработки.

Развитие литейного  производства вплоть до наших дней происходило по двум направлениям: изыскание новых литейных сплавов  и новых металлургических процессов; совершенствование технологии и механизации производства [1].

Выбор варианта нового технологического процесса основан на сравнении с  аналогичными процессами. Оценка экономической  эффективности нового процесса осуществляется на основе типовых методов посредством  показателей инвестиций, себестоимости, прибыли, налоговых выплат. Совершенствование существующего технологического процесса сопровождается проведением технико-экономического обоснования, направленного в конечном итоге на определение экономической эффективности варианта процесса. 

 

Экономический эффект, получаемый при внедрении нового технологического процесса, зависит от того, с каким вариантом техпроцесса проводится. Вариант, с которым производится сравнение, принято называть базовым вариантом, а улучшаемый вариант называется новым или проектным. В качестве базы для сравнения проектируемого варианта необходимо принимать лучшие из отечественных и зарубежных технологических процессов, обеспечивающих получение одинаковых производственных результатов. Выбрав базовый вариант получения продукции обосновывается преимущество нового, прогрессивного техпроцесса. При этом оба варианта сравниваются не только с точки зрения технического оборудования, заменяемого на более прогрессивное, но и с точки зрения организационных преимуществ проектного варианта, улучшений условий труда и обеспечение его безопасности.

Для определения эффективности  капитальных затрат при строительстве  литейных цехов машиностроительных предприятий и литейных заводов  используют метод, основанный на сравнении вне цеховых затрат. К ним относят затраты, связанные с появлением на заводе литейного производства, в частности затраты на организацию складского хозяйства, модельного производства, расширение энергетических и транспортных служб и другое. Так как цеховые затраты остаются постоянными независимо от того, где производство сооружается, то судить о сравнительной экономичности специализированного литейного завода следует по вне- цеховым затратам на единицу продукции.

Задачей курсового проекта  является разработка участка для плавки алюминиевых сплавов, отличающегося экономическим эффектом.

 

 

 

 

 

1 ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА  ПРОИЗВОДСТВА И ВОЗМОЖНЫХ ВАРИАНТОВ  ТЕХПРОЦЕССА

 

Для данной курсовой работы были выбраны две технологии плавки сплава АК9 на выпуск 7751 тонн жидкого  металла:

Базовый вариант – технология плавки сплава АК9 в отражательной пламенной печи с использованием покровного флюса и последующей обработкой расплава рафинирующим флюсом;

Проектный вариант – технология плавки сплава АК9 в индукционной тигельной печи ИАТ-6 с последующей обработкой расплава рафинирующим флюсом.

Сплав АК9 применяется: для  изготовления чушек и отливок  различными способами литья (в песчаные формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, литьем под давлением); изготовления фасонных отливок деталей горно-металлургического оборудования; отливок деталей металлургического оборудования (крупных и средних сложных по конфигурации деталей картеров и блоков двигателей, работающих при температуре не выше +200 °С [2].

Таблица 1.1– Химический состав сплава АК9

Fe	Si	Mn	Ni	Al	Cu	Mg	Zn	примеси
до 1,3	8-11	0,2-0,5	До 0,3	85,1-91,6	до 1	0,2-0,4	до 0,5	всего 3

 

Достоинства: Высокие  литейные технологические свойства и механическая прочность. Удовлетворительная свариваемость и обрабатываемость резанием.

Недостатки: Сравнительно сложная технология литья, пониженная жаропрочность, повышенная газовая пористость.

Описание техпроцесса:

1 Загрузить шихту в  печь.

 

2 Плавка металла в  печи.

3 Выпустить металл  из печи в ковш.

4 Транспортировать ковш  на площадку заливки.

В базовом варианте техпроцесса плавка металла ведётся в отражательной пламенной печи ( рисунок 1.1 ). Пламенная плавильная печь, в которой теплота передаётся материалу от газообразных продуктов сгорания топлива, а также излучением от раскалённой внутренней поверхности огнеупорной кладки. Применяются для получения металлов и полупродуктов в цветной металлургии, для варки стекла, расплавления металлов в литейном производстве [1].

Рисунок 1.1– Отражательная пламенная печь

В проектном варианте плавка сплава АК9 ведётся в индукционной тигельной печи ИАТ-6 ( рисунок 1.2 ). Индукционный нагрев – это нагрев тел в электромагнитном поле за счёт теплового действия вихревых электрических токов, протекающего по нагреваемому телу и возбуждаемого в нём благодаря явлению электромагнитной индукции. При этом ток в нагреваемом изделии называют индуцированным или наведённым током. Индукционными установками называют электротермические устройства, предназначенные для индукционного нагрева тел или плавки тех или иных материалов. Индукционная печь –  часть индукционной установки,

включающая в себя индуктор, каркас, камеру для нагрева  или плавки, вакуумную систему, механизмы  наклона печи или перемещения  нагреваемых изделий в пространстве и др. Индукционная тигельная печь (ИАТ), которую иначе называют индукционной печью без сердечника, представляет собой плавильный тигель, обычно цилиндрической формы, выполненный из огнеупорного материала и помещённый в полость индуктора, подключенного к источнику переменного тока. Металлическая шихта загружается в тигель, и, поглощая электромагнитную энергию, плавится.

В индукционной печи уменьшен расход электроэнергии, улучшены условия  обслуживания и ремонта за счет применения быстросъемного плавильного узла, унифицированы конструкция и комплектующее оборудование, что обеспечивает применение прогрессивной технологии изготовления [1].

Рисунок 1.2 – Индукционной тигельной печи ИАТ-6

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.2 – Характеристика базового и проектного вариантов техпроцесса

№ варианта	Наименование техпроцесса	Наименование операций	Наименование оборудования
Базовый	Изготовления сплава АК9	Плавка	Отражательная пламенная  печь
Проектный	Изготовления сплава АК9	Плавка	Индукционная тигельная  печь ИАТ-6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 РАСЧЕТ НОРМ ВРЕМЕНИ

 

Нормы штучного времени t_шт (мин) на обработку детали (штамповка, химико-термическую обработку, промывку, термообработку, шлифование и др.) могут быть приняты по заводским данным или рассчитываются по формуле:

                                 

,                               (2.1)

где   Т_о – основное время (машинное), мин.;

Т_в – вспомогательное время, мин.;

α – время обслуживания рабочего места (в процентах от оперативного времени, равный 5%);

β – время на отдых и личные надобности (в процентах от оперативного времени, равный 6%).

Для базового варианта:

 

t_шт = (351 + 12) (1 +(5+6)/100)=402,93 мин.

 

         Для проектного варианта:

 

t_шт = (180 + 12) (1 +(5+6)/100)=213,12 мин.

 

 Время на изготовления 1 т металла:

для базового варианта: t_шт.. = 51,98 мин;

для проектного варианта: t_шт.. = 27,49 мин.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

 

 

 

 

 

 

 

3 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ОБОРУДОВАНИЯ, ВЫБОР ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ И РАЗРАБОТКА ПЛАНИРОВКИ

 

Расчет числа печей  ведется исходя из производственной программы и часовой производительности печи. Количество печей (оборудования) m_р (шт.) определяется по формуле:

                                              

,                                              (3.1)

 

где q_i – часовая производительность оборудования, т/ч;

       К_в – коэффициент учитывающий выполнение норм времени, 1,2.

                                    

,                                     (3.2)

где – годовая программа выпуска, т;

       Z – запас на складе цеха, т;

       – процент технологического брака, %.

= 252∙2∙8∙( 1 0,02) = 3951 ч.

 

Количество печей для  базового варианта:

 

 

Полученное число 1,77 округляем до целого – 2 печи.

Количество печей для проектного варианта:

 

 

Полученное число 0,95 округляем до целого – 1 печи.

Коэффициент загрузки К_З определяется по формуле:

 

                                                     

                                                  (3.3)

 

где   m_р − расчетное количество печей, шт.;

       m_пр − принятое количество печей, шт.

 

Все виды подъемно-транспортных средств, обеспечивающие технологический процесс изготовления отливок, относятся к внутрицеховому транспорту. Выбор его зависит от серийности производства, вида и дистанции перемещаемого груза, веса отливок и характера расположения оборудования.

Для обслуживания печей  используем, в базовом варианте 2 мостовых крана и 2 крановых ковша, в проектном 2 мостовых крана и 1 крановой ковша.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЛАНИРОВКА  ПЛАВИЛЬНОГО ОТДЕЛЕНИЯ В БАЗОВОМ  ВАРИАНТЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

1 склад

2 мостовой кран

3 отражательная печь

4 крановый ковш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЛАНИРОВКА ПЛАВИЛЬНОГО  ОТДЕЛЕНИЯ В ПРОЕКТНОМ ВАРИАНТЕ

 

 

 

 

 

 

 

1 склад

2 мостовой кран

3 индукционная тигельная  печь

4 крановый ковш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 РАСЧЕТ ЧИСЛЕННОСТИ РАБОТАЮЩИХ

 

Расчет численности  работающих производится по их категориям: основные (производственные) и вспомогательные  рабочие, руководители и специалисты, а также служащие.