Производственные технологии (стр. 17 )

Очень часто основные характеристики процесса (коэффициенты, параметры и т. п.), используемые при решении практических задач, получают экспериментально в лабораторных условиях. Однако результаты, полученные в лабораторных условиях (маленькие ванны, маленькие слитки и т. п.), не всегда совпадают с результатами, полученными в заводских условиях. Кроме того, в заводских условиях могут одновременно действовать очень много факторов, которые не всегда легко учесть в лабораторных условиях.

Для получения возможно более достоверной информации о процессе желательно сочетание, по крайней мере, трех методов: расчетного (на основании известных закономерностей и данных); экспериментального (в лабораторных условиях); опытного (в заводских условиях).

6. Вид данного процесса по параметрам времени и пространства.

Время выплавления стали в металлургическом производстве зависит от качества конечного изделия и варьируется в пределах от 8 до 20 часов.

Доменный способ изготовления чугуна требует при высоких температурах в течение 15 – 20 часов, способы внедоменного получения железа, например Хеганеса, предусматривают нагрев до 1220ºС и выдержку в течение 20 часов, способ Охилата при температуре 1100ºС – в течение 20 часов.

В мартеновских печах процесс плавки при температуре 1800ºС длится 8 – 10 часов.

7. Необходимое технологическое оснащение, его характеристика, параметры и пределы применения.

Производство чугуна.

Прошедшие предварительную подготовку руды подаются вместе с коксом, расход которого составляет около 50% от массы выплавляемого чугуна, в доменную печь. Доменные печи относятся к разряду шахтных печей и работают по принципу противотока. Шихта (руда, кокс и, если необходимо, известь) подается сверху и по мере плавления руды и выгорания кокса опускается вниз, а воздух наоборот вдувается в нижнюю часть печи и перемещается вверх, навстречу шихте.

Продуктами доменного производства являются передельные чугуны, содержащие 3,5 – 4,5 % С и 0,5 – 1,3% Si, литейные чугуны, отличающиеся более высоким содержанием кремния (0,8 – 3,6%), ферромарганца (75 – 85%) и ферро – силиция (19 – 92%). Кроме того, ценными побочными продуктами являются доменные шлаки и газ.

Одним из главных показателей работы доменных печей принято считать коэффициент использования полезного объема.

Производство стали.

Сталь – это сплав железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,14%.

Наиболее распространенные печи, применяемые для производства стали: мартеновские, конверторные, электродуговые, индукционные.

Мартеновская печь построена в середине ХIХ в. и с тех пор ее конструкция не претерпела принципиальных изменений. Она отапливается газом или мазутом. Температура факела достигает 1800º С. Современные мартеновские печи имеют емкость свыше 500 т при глубине ванны более 1м.

Кислородно-конвертерный способ выплавки стали считается более прогрессивным, так как он создает высокий перегрев расплава, а продолжительность цикла не превышает одного часа. Конвертерное производство характеризуется высокой производительностью, не требует топлива, так как разогрев идет за счет экзотермических реакций горения Si, Mn и С, позволяет перерабатывать лом и получать легированные стали, но оно привязано к доменному цеху, не гарантирует стабильного от плавки к плавке состава стали и отличается от других способов выплавки стали высокими потерями металла на угар.

Электродуговые печи обеспечивают низкий угар легирующих элементов и высокий перегрев расплава, необходимый для растворения ферросплавов. Поэтому они нашли широкое применение для выплавки сталей специального назначения, таких как инструментальные, нержавеющие, жаропрочные и т. д.

На машиностроительных заводах широкое применение для выплавки стали находят и тигельные индукционные печи. Разогрев и плавление шихты осуществляется за счет токов Фуко, возникающих в ней при подаче на индуктор тока высокой частоты от лампового или машинного генератора. Образующийся на поверхности расплавленного металла шлак имеет низкую температуру и высокую вязкость, что затрудняет проведение металлургических операций. Поэтому печи этого типа применяются для расплавления твердой шихты, а не для переработки чугуна в сталь.

После завершения плавки жидкую сталь выливают в ковши и подают на разливку в изложницы или на установки непрерывной разливки стали (УНРС).

Для разливки чаще всего используются стопорные ковши, сварной массивный кожух которых выкладывается огнеупорным шамотным кирпичом. Специальный стопор, представляющий собой штангу с нанизанными на нее цилиндрами из шамота, закрывает отверстие в днище ковша.

8. Порядок проектирования технологии (укрупненно).

Подготовка производства состоит из следующих этапов: 1) анализ исходных данных; 2) разработка технологического процесса плавки; 3) разработка технологических процессов литья в различные формы; 4) проектирование специальных инструментов, приспособлений и технологического оборудования; 5) изготовление специальных инструментов, приспособлений и оборудования; 6) внедрение технологического процесса.

9. Технологичность продукта на выходе данной технологии производства: возможные мероприятия ее повышения.

По распространенной в настоящее время схеме металлургического производства получение стали осуществляется в две стадии: 1) восстановление в доменных печах железа и руды; 2) окисление в сталеплавильных агрегатах углерода, кремния, марганца, фосфора, удаление серы, т. е. получение из чугуна стали нужного состава. Естественно поэтому, что идея создания процесса получения железа непосредственно из руды, но более совершенным по сравнению с сыродутным способом, привлекала и привлекает внимание металлургов.

Еще в 1899 г. в докладе «О прямом получении литого железа и стали в доменной печи» известный русский металлург указывал, что в определенной зоне доменной печи образуется «железная губка», и предлагал, несколько изменив процесс и конструкцию печи, сохранить железную губку от перехода ее в чугун, т. е. от насыщения кремнием, углеродом, марганцем, фосфором, и получать издомный продукт, пригодный для дальнейшего переплава в мартеновских печах.

В настоящее время имеется ряд технологический решений процесса прямого получения железа из руд, которые прошли достаточно широкое промышленное опробование. Получаемый этими способами продукт называют по-разному: продуктом прямого восстановления, металлизованным продуктом, губчатым железом и др., а процесс получения этого продукта – процессом прямого восстановления, или процессом металлизации. Под степенью металлизации понимается обычно процент восстановления железа, содержащегося в сырье.

Весьма заманчивой является возможность использования для процесса прямого восстановления атомной энергии ( например, получение водорода с помощью дешевой энергии из воды, подогрев ее до температур около 1000ºС и восстановление им распыленной железной руды или получение непосредственного из каких-либо распространенного углеводорода нагретого восстановительного газа и использование его затем для прямого восстановления железа). Сегодня получение температур нагрева до 950 – 1000ºС уже является реальностью.

В настоящее время лишь около 2% выплавляемой в мире стали производится с использованием материалов, полученных на установках прямого восстановления.

10. Механизация и автоматизация технологии: средства, методы, уровень современного состояния.

Современный период развития металлургической технологии характеризуется постепенным выносом операций, обеспечивающих получение металлов высокого качества, непосредственно из плавильного агрегата во вспомогательный агрегат или в специально оборудованный ковш. Роль самих плавильных агрегатов все больше сводится к получению жидкого полупродукта определенного состава и температуры. Существовавшие до последнего времени заметные отличия в технологии получения качественной стали в крупных конвертерах, мартеновских или электродуговых печах постепенно нивелируются, особенно если окисление примесей в этих агрегатах осуществляется с помощью продувки ванны кислородом.

11. Основные возможные направления в совершенствовании технологии в ближайшем будущем.

В различных промышленно развитых странах на отдельных заводах ежегодно создаются новые варианты конструкций агрегатов для обработки жидкой стали с целью повышения ее качества, появляются новые процессы и разновидности уже существующих процессов.

12. Вывод –заключение.

Появление тех или иных новых способов производства стали и методов, обеспечивающих повышение ее качества, проходят во времени и многие способы (и старые, и новые) существуют одновременно.

Заключение

Таким образом, машиностроение и металлургия во многом взаимосвязаны и не могут существовать друг без друга.

Обе технологии содержат большое количество ручного труда и поэтому являются трудоемкими и тяжелыми и требуют большей автоматизации и механизации.

Возникает естественный вопрос: как преобразовать производство, чтобы автоматизация изготовления мелких серий изделий была экономически выгодна? Решение этой задачи – в ориентации «безлюдного» производства не на выпуск готовой машины или сборочной единицы, а на выпуск деталей определенного вида, объединенных сходством технологии их изготовления. При этом неважно, для каких машин предназначены эти детали, – они в дальнейшем передаются на другие заводы (в том числе и «людные») для продолжения обработки и сборки. Важно другое: трудоемкость, а, следовательно, и себестоимость изготовления изделий единичного и мелкосерийного производства существенно сокращаются благодаря полной автоматизации обработки этих элементов.

Ограниченное количество видов оборудования и стабильность номенклатуры изделий позволяют применить во всем технологическом процессе однотипные или близкие технические решения по автоматизации отдельных технологических переходов, благодаря чему создаются предпосылки для создания «безлюдного» производства, не зависящего от массовости выпуска и номенклатуры деталей. Такое производство не определяется уже понятиями «массовое», «серийное», «единичное».

Правительство на всех этапах развития нашего общества уделяет огромное внимание росту и совершенствованию отечественного машиностроения – материальной основе технического перевооружения всего народного хозяйства (всей национальной экономики, ее производственной компоненты).

Литература

1.  Металлургия стали. М., 1981.

2.  . Основы технологии машиностроения. Мн., 1997.

3.  Основы технологии важнейших отраслей промышленности. Ч.1 / Под ред. . Мн., 1989.

4.  Технология конструкционных материалов / Под ред. . Мн., 1998.

Индивидуальные задания для тренинга умений

1. Использовать методические указания (разд. 5, парагр. 6), где также предложены варианты контрольной работы.

2. Состав этой контрольной работы и правила ее оформления изложены там же (разд. 5, парагр. 6).

3. Ответы на вопросы алгоритма составить по аналогии с примерами тренировочных заданий, предварительно предложив разработанную вами блок-схему как систему технологий вариантов контрольной работы по каждому из ее разделов.

Содержание

Введение: понятия и определения. 3

1. Техника – внешняя «среда» системы «технология»; их взаимосвязь как иллюстрация системного подхода (анализа) при изучении производственных технологий. 7

1.1. Техника. 7

1.2. Технология и ее связь с техникой. 18

2. Конструкция и технология производимых изделий (на примере РЭА – РЭС и ЭВА) как подсистемы в системе производства. 33

2.1. Системные методы в конструировании и технологии (РЭА, ЭВА). 34

2.2. Создание РЭС-изделий как сложная система. 40

2.3. Постановка задачи оптимизации конструкции и технологии РЭА (ЭВА). 43

3. Конструктивно – технологические особенности поколений электронной аппаратуры.. 48

4. Заключение; системный подход к технологии. 52

Литература. 56

Глоссарий. 58

Тесты.. 59

5. Тренировочные задания и алгоритм их решения на основе системного подхода (анализа) в качестве практического тренинга изучения темы модуля. 60

1. Курс технологии. 60

2. Технологические процессы.. 62

3. Закономерности развития технологических процессов: 64

4. Классификация технологических систем: блок-схема как система; глоссарий; тесты 66

5. Технологические системы (специфика развития параллельных и последовательных технологических систем):
блок-схема как система; глоссарий; тест. 68

6. Методические указания и тренировочные задания практического тренинга для выполнения контрольной работы по системному подходу (анализу) – алгоритм тренинга. 70

7. Примеры анализа по алгоритму-тренингу технологий машиностроения и металлургии на основе СП(А). 72

Заключение. 92

Литература. 93

Индивидуальные задания для тренинга умений. 93

 

Учебное издание

Бубен Константин Константинович

Производственные технологии

Системность производственных технологий

Редактор

Компьютерная верстка

Подписано в печать 12.01. 2005 г.

Формат 60х84 1/16. Печать офсетная. Гарнитура «Таймс».

Усл. печ. л. 6,05. Уч.-изд. л. 5,15. Тираж 100 экз. Заказ № 4.

-С Плюс». 220004, .

Лицензия № 000/0133317 от 01.01.2001 г.

Размножено на ризографе для внутреннего пользования.

Белорусский институт правоведения

Дистанционное образование

Производственные технологии

Часть 1. Системность производственных технологий

Минск

2005

1 Краткий словарь иностранных слов / Под ред. , , 1952. С.393.

2 Энциклопедический словарь Граната. Т.41. С.658.

3 Зворыкин техники. М., 1962. С.7.

4 Зворыкин техники. М., 1962. С.7.

5 Зворыкин техники. М., 1962/ C.10.

6 Х. Ортега-и-Гассет. Новая технократическая волна на Западе. М., 1986. С.29.

7 роблемы научно-технической революции. М., 1963. С.29.

8 бщество и техника. Л., 1965. С.46.

9 Волков науки. М., 1970. С.30.

10 ибернетика. М., 1958. С.43.

11 Советский энциклопедический словарь. М., 1981.

12 О двух формах объективной реальности// Материалы совещания заведующих каф. общ. наук. М., 1960. С. 107.

13 Шеменев и технические науки. М. 1979. С.10.

14 Волков и горизонты прогресса. М., 1076. С. 21-22.

15 Зворыкин техники. М., 1962. С.771.

16 Хан-Ян Гон. Вещь в системе культуры. Автореф. дисс. канд. филос. наук. Свердловск, 1983. С. 13-14.

17 оч. 2-е изд. Т.47.С.461.