Дипломная работа по теме автоматизация кислородно-конвертерной плавки
реклама
Содержание Введение ........................................................... Ошибка! Закладка не определена. 1 Анализ системы автоматизации ............................................................................. 5 1.1 Назначение и область применения системы автоматизации ............................ 5 1.2 Эксплуатация и техническое обслуживание ...................................................... 8 1.3 Требования к надежности и безопасности установки ..................................... 11 2 Технологическая часть .......................................................................................... 17 2.1 Разработка функциональной схемы технологического процесса .................. 17 2.2 Основные функции проектируемой системы контроля и управления .......... 18 2.3 Описание основных параметров технологического процесса ....................... 18 2.4 Работа прибора .................................................................................................... 24 2.5 Монтаж системы автоматизации ....................................................................... 27 3.1 Основные неисправности и способы их устранения ....................................... 35 3.2 Анализ причин отказов ....................................................................................... 38 3.3 Анализ быстрого изнашивания элементов ....................................................... 43 3.4 Возможность модернизации системы автоматизации .................................... 45 4 Экономическая часть ............................................................................................. 49 4.1 Расчет материальных затрат .............................................................................. 49 4.2 Расчет затрат на оплату труда ............................................................................ 51 4.3 Отчисления на социальное страхование ........................................................... 53 4.4 Расчет сметы затрат ............................................................................................ 53 5. Охрана труда и промышленная безопасность.................................................... 56 5.1 Общие требования............................................................................................... 56 5.2 Электробезопасность .......................................................................................... 57 5.3 Пожаробезопасность ........................................................................................... 59 Заключение ................................................................................................................ 61 Список используемой литературы .......................................................................... 62 ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. ЛистЛ № докум.№ Изм. ист докум. Гризодуб А.Е. Разраб. Проверил Дука А.В. Н. Контр Юшкова Е.И. . Подпись Подпись Дата Дата Лит. Лист Листов ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Автоматизация процесса 69 62 3 кислородно-конвертерной КГБПОУ КрИМТ плавки гр. ОСА 20-2 Введение Автоматизированные системы управления являются неотъемлемой частью производства в современном мире. В металлургической отрасли автоматизация играет ключевую роль в эффективности и качестве производства. От инновационных технологий и эффективных систем управления зависит не только рост производительности, но и безопасность работников, сокращение затрат и ресурсов. Автоматизация кислородно-конвертерной плавки представляет собой процесс, в котором использование современных технологий и систем позволяет автоматизировать и оптимизировать процесс выплавки стали в конвертере. Этот процесс основан на использовании кислорода для окисления примесей и удаления лишних элементов из жидкого металла. Актуальность темы дипломного проекта обусловлена необходимостью повышения эффективности, безопасности металлургической промышленности. Автоматизация этого процесса позволяет сократить время, затраты и риск возникновения аварийных ситуаций. Кроме того, она способствует улучшению точности изготовления и контроля процесса, что приводит к повышению качества выплавляемой стали. Внедрение новейших технологий и систем автоматизации имеет огромную значимость для металлургических предприятий. Оно позволяет повысить производительность и снизить издержки. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 4 1 Анализ системы автоматизации 1.1 Назначение и область применения системы автоматизации Кислородно-конверторная плавка (ККП) - это метод обработки стали, весь процесс которого начинается с загрузки металлического лома и сплавов, таких как чугун или сталь, в конвертер. Конвертер представляет собой большой стальной сосуд, снабженный соплами для подачи кислорода. Промывая металл кислородом, достигается оксидация примесей, которые затем превращаются в шлак. Шлак, содержащий сжигаемые примеси, удаляется из конвертера. И этот весь процесс можно автоматизировать и оптимизировать с помощью огромного количества средств, таких как: компьютерное управление и мониторинг, автоматическое регулирование подачи кислорода, автоматическое регулирование шлакоотводных каналов, использование датчиков и анализаторов, управление отходами и экологические меры. Использую эти и многие другие средства автоматизации можно добиться безотказного и максимально эффективного производства. Несмотря на то, что автоматизация процессов в ККП имеет множество преимуществ, таких как улучшение качества продукции, повышение эффективности и снижение затрат, она также имеет некоторые недостатки: автоматизация ККП обычно требует больших капиталовложений, так как требуется приобретение дорогой технологии и оборудования. Это может быть недоступно для малых и средних предприятий; автоматизированные системы могут быть сложны в использовании, что требует квалифицированного персонала и обучения; автоматизированные системы могут быть подвержены сбоям в работе, что может привести к остановке производства и потере времени и денег; технологии быстро развиваются, и автоматизированное оборудование часто нуждается в обновлении, что может привести к дополнительным расходам; ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 5 автоматизация может быть менее гибкой, чем ручное управление, что может затруднять изменение производственных процессов при изменении требований рынка; автоматизация может привести к сокращению рабочих мест, так как многие задачи будут выполняться автоматически без участия человека. Таким образом, хотя автоматизация может приносить ряд преимуществ, ее внедрение в ККП также может быть связано с рисками и невыгодами. При проведении конвертерного процесса необходимы безотказно действующие датчики для определения массы заливаемого чугуна, взвешивания лома и шлакообразующих, измерения температуры и состава отходящих газов, расхода кислорода, подаваемого для продувки металла, и т.п. Если в цехе обеспечена абсолютная стандартность от плавки к плавке состава шихты и температуры жидкого чугуна и установлены надежные устройства, обеспечивающие точность взвешивания материалов, то, проведя предварительно расчеты по определению количества кислорода, необходимого для окисления примесей и количества выделившегося при этом тепла, контролировать процесс плавки можно, зная лишь количество израсходованного на продувку ванны кислорода, а при постоянном расходе кислорода по времени. Необходимо провести серию контрольных плавок для уточнения данных о режиме шлакообразования и установления количества железа, переходящего в процессе плавки в шлак и удаляющегося с отходящими газами. Одним из основных контролируемых параметров плавки является концентрация в ванне углерода. Получение непрерывной информации о количестве окислившегося углерода возможно в том случае, если точно известна масса и состав металлической шихты в начале операции и состав, и количество отходящих газов. Весь окислившийся в процессе плавки углерод удаляется из конвертера в виде СО и С02. Имея точные данные о количестве выделившихся газов и их составе, можно составлять мгновенные балансы и в любой момент плавки ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 6 знать, сколько углерода осталось в ванне. Однако вследствие тяжелых условий эксплуатации датчиков в зоне высоких температур и большой запыленности отходящих газов плавильной пылью данные о составе и количестве газов недостаточно надежны, чтобы ими можно было пользоваться для определения момента окончания продувки. Несмотря на то, что автоматизация процессов в ККП имеет множество преимуществ, таких как улучшение качества продукции, повышение эффективности и снижение затрат, она также имеет некоторые недостатки: высокая стоимость внедрения: автоматизация ККП обычно требует больших капиталовложений, так как требуется приобретение дорогой технологии и оборудования. Это может быть недоступно для малых и средних предприятий; сложность управления: автоматизированные системы могут быть сложны в использовании, что требует квалифицированного персонала и обучения; возможны сбои системы: автоматизированные системы могут быть подвержены сбоям в работе, что может привести к остановке производства и потере времени и денег; необходимость постоянного обновления: технологии быстро развиваются, и автоматизированное оборудование часто нуждается в обновлении, что может привести к дополнительным расходам; отсутствие гибкости: автоматизация может быть менее гибкой, чем ручное управление, что может затруднять изменение производственных процессов при изменении требований рынка; риск сокращения рабочих мест: автоматизация может привести к сокращению рабочих мест, так как многие задачи будут выполняться автоматически без участия человека. Таким образом, хотя автоматизация может приносить ряд преимуществ, ее внедрение в ККП также может быть связано с рисками и невыгодами. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 7 1.2 Эксплуатация и техническое обслуживание Кислородно-конвертерная плавка является одним из основных процессов первичной обработки стали и имеет важное значение для российской металлургической отрасли. Этот процесс автоматизирован и для его эксплуатации и обслуживания применяются стандарты и нормы, установленные в России. В процессе эксплуатации конвертерной плавки необходимо обеспечить правильную подготовку сырья, регуляцию температуры и химического состава стали, контроль над процессом и т.д. Для этого применяются специальные управляющие системы, которые позволяют автоматически поддерживать оптимальные условия для проведения процесса. Одним из таких российских стандартов является ГОСТ Р 56522-2015 «Системы управления и контроля технологических процессов. Общие требования» - этот стандарт определяет общие требования к системам управления и контроля технологических процессов в промышленности, включая конвертерную плавку. Он содержит требования к функциональным возможностям систем управления и контроля, к методам контроля и диагностики, к требованиям безопасности и качеству. Кроме того, стандарт устанавливает требования к документации, необходимой для эксплуатации и ремонта систем управления и контроля. Для обслуживания конвертерной плавки необходимо регулярно проводить техническое обслуживание и ремонт оборудования. Для этого существует ряд российских норм, в том числе ГОСТы, определяющие требования к ремонту техники в металлургической отрасли. Таким образом, из перечня ГОСТов и стандартов, следует, что все они касаются и эксплуатации, и обслуживания оборудования и производственных процессов в сталеплавильной промышленности. Каждый ГОСТ определяет требования, которые необходимы для обеспечения безопасности труда, контроля и качества производимой продукции. Кроме того, стандарты регулируют множество аспектов, связанных с процессом изготовления стали: ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 8 от требований к материалам до требований к диагностике и обслуживанию оборудования. В целом, соблюдение этих ГОСТов и стандартов необходимо для установления эффективного производственного процесса, обслуживания оборудования и эксплуатации продукции на высоком уровне. Техническое обслуживание конвертера подразумевает собой получение (передача) при приемке-сдаче смены информации о состоянии рабочего места, неполадках в работе оборудования и принятых мерах по их устранению. Проверка состояния средств индивидуальной и коллективной защиты и проверка исправности блокировок механизмов конвертера, производственной сигнализации и средств связи. Проверка наличия и исправного состояния инструмента и специальных приспособлений для ведения плавки в конвертере. Осмотр состояния и очистка механизмов, корпуса конвертера, зоны ремонта фурм от технологической пыли, шлака и настылей металла. Осмотр состояния футеровки конвертера вертикального и сталевыпускного отверстия. Проведение факельного торкретирования футеровки конвертера. Проведение горячего ремонта сталевыпускного отверстия и футеровки конвертера (при необходимости). Подготовка инструментов и приспособлений для отбора проб и измерения температуры металла. Вызов специалистов ремонтных и обслуживающих служб для устранения обнаруженных неисправностей. Ведение агрегатного журнала и учетной документации. Необходимые умения для технического обслуживания конвертера: владеть способами проверки работоспособности блокировок, производственной сигнализации и средств связи. Владеть различными способами очистки конвертера. Пользоваться сканирующим прибором для определения толщины изношенной части футеровки конвертера. Подготавливать огнеупорные массы для ремонта Пользоваться сталевыпускного установкой для отверстия локального и футеровки конвертера. торкретирование футеровки конвертера. Владеть различными способами ухода за футеровкой конвертера. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 9 Определять исправность подводящих кабелей и разъемов электроприводов механизмов конвертера по внешнему виду. Определять исправное состояние подвижных экранов и площадок у конвертера. Владеть условными знаками и радиосвязью для подачи команд машинисту крана. Пользоваться программным обеспечением сталеплавильного участка при ведении учетной документации. Необходимые знания для обслуживания конвертера: производственнотехническая инструкция по обслуживанию механизмов конвертера. Устройство и расположение обслуживаемого основного технологического оборудования конвертера, средств безопасности и производственной сигнализации. Карты технического обслуживания основных технологических механизмов конвертера. Перечень и принцип действия блокировок на механизмах конвертера и периодичность проверки их работоспособности. Устройство и схема кладки огнеупоров в конвертере. Химический состав и технологические требования, предъявляемые к огнеупорам и огнеупорным массам. Технология подготовки огнеупорных заправочных смесей. Технологические инструкции по выполнению обжига и эксплуатации футеровки конвертеров, по изготовлению и эксплуатации фурм для факельного торкретирование. Назначение, состав и свойства используемых (при заправке и ремонте футеровки) заправочных и огнеупорных материалов. Последовательность действий и нормативы времени при проведении горячих ремонтов футеровки конвертера. Способы, порядок проверки исправности блокировок механизмов конвертера, средств индивидуальной и коллективной защиты, производственной сигнализации и средств связи. Требования бирочной системы на сталеплавильном участке. Программное обеспечение сталеплавильного участка. Положения, правила и инструкции по охране труда, производственной санитарии, промышленной, экологической и пожарной безопасности. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 10 1.3 Требования к надежности и безопасности установки Балки и колонны, подвергающиеся воздействию факела или теплоизлучения, должны быть теплоизолированы. Для защиты работающих от лучистого тепла и выбросов продуктов плавки конвертер с обеих сторон цапф должен быть огражден экранами от нулевой отметки до рабочей площадки и от рабочей площадки до верха конвертера. Во вновь строящихся цехах должна предусматриваться установка теплозащитных экранов с передней и задней сторон конвертеров высотой не менее 2 м. Во вновь строящихся цехах площадки для обслуживания оборудования конвертеров и ступени лестниц к этим площадкам должны выполняться решетчатыми из стальных полос, поставленных на ребро, а также из просеченного листа. Верхние площадки у конвертеров должны иметь размеры, достаточные для безопасного обслуживания механизмов, расположенных на этих площадках. Площадки должны иметь не менее двух выходов. В случае применения подшипников скольжения износ цапф конвертеров во всех измерениях не должен превышать 10 % их первоначальных размеров. Проверка цапф методом неразрушающего контроля должна производиться по окончании монтажа и во время капитального ремонта конвертера. Результаты проверки должны оформляться актом. При установке конвертера в опорном кольце он должен быть укреплен таким образом, чтобы исключалась возможность смещения его вертикальной оси по отношению к вертикальной оси кольца. Конструкция съемных днищ должна обеспечивать прочность и плотность их крепления к конвертеру. Все болтовые, шпоночные и клиновые соединения должны быть предохранены от самопроизвольного развинчивания и разъединения. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 11 Состояние клиньев и болтов для крепления днищ должно периодически проверяться. Конструкция стыка между днищем и стенками конвертера как с внутренней, так и с наружной стороны должна исключать возможность прорыва металла. Строительные конструкции и оборудование должны периодически очищаться от пыли и настылей. Накопление на кожухе, горловине и опорном кольце конвертера настылей и скрапа не допускается. Снятие настылей и скрапа с горловины конвертера как с внутренней, так и с наружной стороны должно производиться механизированным способом, обеспечивающим безопасность работающих. Использование для этой цели привода конвертера не допускается. После слива металла из конвертера футеровка и днище должны быть тщательно осмотрены в целях определения их состояния. Для уменьшения разбрызгивания металла на подконвертерную площадку в проеме рабочей площадки должны быть установлены отбойные щиты. При замере температуры металла термопарой погружения для защиты от лучистого тепла должны применяться специальные легкоподвижные экраны. Конвертерная площадка снизу вдоль всего пути движения сталевоза и шлаковоза должна быть закрыта теплозащитными экранами. Между рабочей площадкой у конвертера и пультом управления конвертером должна быть установлена двухсторонняя связь. На пульте управления должен устанавливаться указатель вертикального положения конвертера. Во вновь строящихся конвертерных цехах (конвертерах) расположение пультов управления конвертерами должно обеспечивать безопасную работу обслуживающего персонала и достаточный обзор конвертера и его оборудования. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 12 Располагать пульты управления против горловины конвертера не допускается. В действующих цехах, где пульты управления расположены напротив горловины, должны устанавливаться защитные экраны. При продувке конвертера сверху разделка и заделка летки, а также взятие пробы должны производиться с передвижных или стационарных площадок, оборудованных теплозащитными экранами. Взятие пробы металла и доставка ее в лабораторию должны производиться в соответствии с требованиями. Для подачи кислорода (аргонокислородной смеси) в конвертер должны применяться водоохлаждаемые фурмы. Фурма должна вводиться в конвертер только при его вертикальном положении и по центру. Для этой цели должна быть предусмотрена блокировка, исключающая опускание фурмы, если конвертер находится в наклонном положении. Положение фурмы в конвертере должно контролироваться при помощи показывающих и регистрирующих приборов. Механизм вертикального передвижения фурмы должен быть оборудован выключателем и упорами, исключающими возможность падения фурмы в конвертер. На посту управления конвертеров должна устанавливаться аппаратура, показывающая и регистрирующая расход и давление кислорода и воды, а также температуру отходящей воды для каждого конвертера. Аппаратура должна устанавливаться в местах, позволяющих машинисту (оператору) осуществлять наблюдение за ее показаниями при продувке плавки. Привод фурмы должен иметь автоматическую блокировку, обеспечивающую подъем фурмы из конвертера и прекращение подачи кислорода при снижении давления кислорода перед фурмой, уменьшении расхода воды на охлаждение фурмы или повышении температуры отходящей ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 13 воды за пределы величин, установленных инструкцией, утвержденной техническим руководителем организации. Во вновь строящихся конвертерных цехах каждый конвертер должен быть оборудован устройством, обеспечивающим подъем фурмы из конвертера при внезапном прекращении подачи электроэнергии. Для бесперебойной подачи воды в фурму в насосной станции должно быть не менее двух насосов, один из которых должен быть резервным. Питание электродвигателей насосов должно осуществляться от двух независимых источников электроэнергии. Для осмотра и ремонта фурмы должен быть обеспечен свободный доступ. Чистка фурмы должна производиться сверху вниз со специальной площадки. Рукава для подачи кислорода (аргонокислородной смеси) перед применением должны подвергаться гидравлическому испытанию на прочность под давлением 3Р и герметичность под давлением 2P, где Р величина рабочего давления. Кислородопроводы, арматура и клапаны регулировочного узла должны быть рассчитаны на максимальное давление кислорода с высокой стороны и испытаны на прочность и герметичность. В регулировочном узле должны быть предусмотрены устройства, обеспечивающие постоянное рабочее давление кислорода с низкой стороны. Пункты регулирования давления и расхода кислорода должны располагаться в специальном вентилируемом помещении. На отводе кислорода от цехового коллектора к конвертеру должна устанавливаться электрифицированная задвижка с дистанционным управлением. На подводе кислорода перед конвертером должны устанавливаться задвижка с ручным приводом, запорный и регулирующий клапаны. Кислородопроводы и газопроводы (аргона, азота, природного и коксового газов) должны быть теплоизолированы от теплового излучения и ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 14 защищены от воздействия брызг жидкого металла и шлака и от механических воздействий. На посту управления конвертеров с донной продувкой должны устанавливаться аппаратура, показывающая и регистрирующая расход и давление кислорода, газа и воды, а также температуру отходящей воды для каждого конвертера, и средства сигнализации. Аппаратура должна устанавливаться в местах, позволяющих машинисту (оператору) осуществлять наблюдение за ее показаниями при продувке плавки. Кислородо- и газопроводы (аргона, азота, природного и коксового газов) должны быть оборудованы запорной и регулирующей арматурой. Патрубки подачи природного газа к донным фурмам должны быть оборудованы регуляторами для индивидуального регулирования расхода газа на каждую фурму. Кислородо- и газопроводы, арматура и клапаны регулировочных узлов должны быть рассчитаны на максимальное давление кислорода и газа с высокой стороны и испытаны на прочность и герметичность. В регулировочных узлах должны быть предусмотрены устройства, обеспечивающие постоянное рабочее давление кислорода и газа с низкой стороны. Пункты регулирования давления и расхода кислорода и газа (аргона, азота, природного и коксового газов) должны располагаться в специальных вентилируемых помещениях (местах). На отводе кислорода и газа (аргона, азота, природного и коксового газов) от цеховых коллекторов к конвертеру должны устанавливаться электрифицированные задвижки с дистанционным управлением. Величина давления газа в газопроводах к началу заливки жидкого чугуна в конвертер, а также режим его подачи в течение всего технологического процесса должны оговариваться в инструкции, утвержденной техническим руководителем организации. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 15 Величина увеличения давления газа по ходу заливки жидкого чугуна и величина снижения давления газа во время наклона конвертера для отбора проб металла и шлака и выпуска металла должны регламентироваться технологической инструкцией, утвержденной техническим руководителем организации. Давление газа (аргона, азота, природного и коксового газов) в донных фурмах после заливки жидкого чугуна должно быть больше величины ферростатического давления жидкого металла в конвертере. Подача в конвертер природного (коксового) газа через донные фурмы до заливки жидкого чугуна должна исключать накопление газа в полости конвертера и образование взрывоопасной смеси. Конструкция съемных днищ с донными фурмами должна обеспечивать прочность и плотность их крепления к конвертеру и исключать возможность прорыва металла. Для вновь строящихся и реконструируемых конвертеров применение механизмов поворота конвертера с гидравлическим приводом не допускается. Привод конвертера должен иметь не менее двух электродвигателей. Мощность электродвигателей должна быть подобрана так, чтобы при выходе из строя одного из них оставшийся двигатель мог обеспечить работу конвертера до окончания плавки. Питание электродвигателей должно производиться не менее чем от двух независимых источников. Каждый электродвигатель должен быть оборудован тормозом, позволяющим в случае отключения электроэнергии удерживать конвертер в неподвижном положении. Использование червячной передачи механизма поворота конвертера в качестве тормоза не допускается. Электродвигатели и тормоза должны быть надежно защищены от брызг металла и механических повреждений. Проверка состояния механизма поворота конвертера должна производиться ежесменно. Работа конвертера с неисправным механизмом поворота не допускается. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 16 2 Технологическая часть 2.1 Разработка функциональной схемы технологического процесса М - миксер; Б-1 - бункера сыпучих материалов; ЧК – чугунный ковш; К - конвертер; СК - сталеразливочный ковш; Б-2 - бункер легирующих металлов и бункер для раскисление металлов; КП - кислородопровод; КУ - котел-утилизатор; ГО - газоочистка; ДТ - дымовая труба. Рисунок 1 – Функциональная схема автоматизированного процесса кислородноконвертерной плавки. Исходный материал поступает в миксер и бункер сыпучих материалов, данные которых поступают к нам на датчики, а именно данные об уровнях материалов и обо всех расходах, после начальной обработки они поступают в чугунный ковш, где материал перемешивается и затем поступает в конвертер, который работает на больших температурах, для этого он оснащен датчиками температуры и уровня. Поток кислорода поступает через кислородо-провод, объемы которого мы контролируем с помощью датчиков. В свою очередь осадки, остаточные газы и т.д. уходят через котел-утилизатор в систему газоочистки, в которой также поддерживается определенные температурные режимы, затем всё, что останется уходит через дымовую трубу. После конвертера он переходит в блок бункеров легирующих металлов и раскислителей металлов, где происходят химические процессы, результаты которых прямо влияют на итоговый продукт. Конечный этап завязан на ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 17 взаимодействии с сталеразливочным ковшом, который в свою очередь, и разливает наш готовый уже материал. 2.2 Основные функции проектируемой системы контроля и управления Перечень контролируемых, регистрируемых и регулируемых параметров технологического процесса приведен в таблице 1. Таблица 1 – Параметры технологического процесса Позиция по схеме автоматиз ации Наименование параметра Величина установки Контроль показания регистрац ия Регулирование 1 Расход исходного 315,2…676,6 материала в миксере и м3/ч бункерах + + + 2 Уровень в бункерах, 0… 50,0 м миксере и конвертере + + – 3 Расход выбросов дымовой трубы + + – 4 Температура для подаваемого кислорода, +400 до для котла-утилизатора, +1600˚С для сталеразливочного ковша + - – 5 Расход подаваемого до 180 м/с кислорода в трубопроводе + + + из 0-3 до 0-50 м/с 2.3 Описание основных параметров технологического процесса Учитывая вышеперечисленные требования, были выбраны следующие технические средства: для измерения расхода SolidFlow. Непрерывное измерение массового расхода всех видов пыли, порошка и гранул при свободном падении и пневмотранспортировке микроволновой датчик для измерения массы в режиме реального времени измерение расхода твердых частиц вплоть до 20 т/ч. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 18 Рисунок 2 – Прибор для измерения расхода SolidFlow. Характеристики: технология массовый, микроволновый; измеряемая среда для сыпучих материалов; сборка линейный, с утопленным монтажом; применение для фармацевтической промышленности, для пищевой промышленности, для суровых природных условий; температура процесса 200°c, 900 °c; давление процесса 1 bar, 10 bar (14,5 psi). Расходомер SolidFlow является измерительной системой, специально разработанной для измерения расхода твердых сыпучих веществ, транспортируемых по металлическим трубопроводам. Прибор использует в своей работе последние достижения микроволновых технологий. Он применяется только в металлических трубопроводах. Однородное измерительное поле образуется при специальном взаимодействии микроволн со стенками трубопровода. Электромагнитная энергия в трубопроводе рассеивается частицами материала и принимается сенсором. Принятые сигналы обрабатываются по частоте и амплитуде. Благодаря частотной селекции принимаемого сигнала, измеряются только движущиеся частицы, а сигнал от неподвижных отложений подавляется. Для повышения надежности измерения SolidFlow обладает активной функцией компенсации струй. Для измерения уровня Rosemount 5600. Радарные уровнемеры серии 5600 интеллектуальные приборы для бесконтактных измерений уровня различных продуктов в резервуарах и емкостях любого типа и размеров. Рекомендуются для технологического учета продуктов с погрешностью измерений уровня ±5 мм. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 19 Рисунок 3 – Прибор для измерения уровня Rosemount 5600. Характеристики: измеряемые среды: - нефтепродукты, кислоты, глина, извести, мелко дисперсионные порошковые материалы, цемент и пр.; диапазон измерений уровня: от 0 до 50,0 м; выходной сигнал: 4-20 ма с цифровым сигналом на базе hart-протокола или modbus; наличие взрывозащищенного исполнения; межповерочный интервал 1 года. В уровнемере используется рабочая частота 10 ГГц, из-за чего угол излучения постоянно остается небольшим, что позволяет свести к минимуму вероятность возникновения ложных отражений от стенок и прочих источников помех, находящихся внутри резервуара. Это позволяет минимизировать требования к установке прибора на резервуаре. Угол излучения уровнемера зависит от типов и размеров применяемой при измерениях антенны. Значение угла необходимо использовать с целью исключения попадания в зону распространения радарного сигнала различных предметов и внутренних элементов конструкций резервуара, способных повлиять на максимально эффективное измерение уровня. Для получения достоверных сведений об уровне продукта в резервуаре при измерении на расстоянии L участвует поверхность продукта, попадающая в "пятно" с центром, соответствующим оси уровнемера, что позволяет при расчетах проводить эффективное усреднение даже при наличии волн на поверхности. Для контроля объёма дыма, выходящего из трубы - РАСК5100. представляет собой последнее поколение уникальных расходомеров компании ПЕРГАМ. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 20 Рисунок 4 – Прибор для измерения выходящего дыма PACK5100. Эти системы измеряют скорость потока дымовых газов, используя высокоточное измерение времени прохождения на основе взаимно- корреляционного анализа инфракрасного излучения потока турбулентного газа. Технология инфракрасной кросс-корреляции не требует контакта с дымовыми газами. В качестве первичных измерительных преобразователей используются два надёжных инфракрасных детектора, смонтированных на трубе или дымоходе обычно на расстоянии 1 м друг от друга по направлению потока. Для существенного увеличения времени между операциями технического обслуживания и очистки окон (обычно 1 год) установлены высокоэффективные воздушные экраны. Диапазон измерения Выбираемый от 0-3 до 0-50 м/с. Когда скорость потока определяется по величине времени переноса трассера между двумя точками измерения на известном расстоянии друг от друга. Вместо добавления искусственного трассера, в качестве трассера используется естественная турбулентность потока газа. Эта турбулентность потока вызывает флуктуации инфракрасного излучения, создаваемого газом. Эта непрерывно меняющаяся картина турбулентности контролируется двумя инфракрасными датчиками, смонтированными обычно на расстоянии 1 м друг от друга по направлению потока. Для непрерывного сравнения сигналов этих двух датчиков с целью определения времени задержки ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 21 сигналов, связанного со скоростью газа, используется метод взаимной корреляции. Для измерения температуры - Термопара из благородных металлов ОВЕН ДТПS155-0019.700. Рисунок 5 – Прибор для измерения температуры ОВЕН ДТПS155-0019.700. Применяются для измерения высоких температур – до 1300 °С; возможно кратковременное применение при температуре – до 1600 °С; не рекомендуется применять ниже 400 °С, т. к. ТЭДС в этой области мала и крайне нелинейна; возможно применение в окислительной атмосфере; высокая прочность и твердость корундового чехла; высокая теплопроводность корундового чехла; износостойкость, в т.ч. на высоких температурах; высокая коррозийная стойкость, в т.ч. на высоких температурах. Керамические чехлы обеспечивают защиту рабочих спаев термопар от механических и химических воздействий. Прочность чехла обеспечивает его устойчивость к теплоударам. Принцип действия датчика основан на возникновении ТЭДС в месте соединения двух проводников с разными термоэлектрическими свойствами. Значение ТЭДС зависит от разности температур двух спаев датчика. Датчик состоит из одного или двух ЧЭ, которые соединены с коммутационной головкой или кабельным выводом и помещены в защитную арматуру. ЧЭ элемент без защитной арматуры может использоваться как самостоятельный датчик температуры (модели ХХ1). Для измерения расхода кислорода - Термомассовый расходомер воздуха и промышленных газов "Аквилон-700" разработан специально для работы со ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 22 сжатым воздухом, азотом, кислородом, метаном и другими газами. Особо прочная конструкция позволяет применять прибор в жестких промышленных условиях. Рисунок 6 – Прибор для измерения расхода Аквилон-700. Высокочувствительные сенсоры обеспечивают стабильные измерения даже при очень низкой скорости потока до 0,3 нм/с. Благодаря передовым технологиям калибровки расходомер требует минимального обслуживания. В расходомере нет движущихся частей. Прямое измерение расхода не требует компенсации температуры или давления. Измеряемые значения отображаются на двухстрочном ЖК-дисплее. Стандартные выходные сигналы: импульсный, 4...20 мА, Rs485, опционально возможен HART-протокол. Термомассовый расходомер "Аквилон-700" измеряет массовый расход газа на основе теории термодиффузии и теплового принципа Ньютона. Прибор оснащен двумя терморезисторными сенсорами температуры. Один из них нагревается до температуры T1 с определенной мощностью нагрева P, другой сенсор не нагревается, но измеряет температуру среды T2. Таким образом появляется разница температур TD=T1-T2. TD достигает максимального значения при массовом расходе равном 0. Когда массовый расход Q увеличивается, тепло отводится от T1, поэтому T1 снижается, и в результате TD уменьшается. Таким образом, существует определенная зависимость между мощностью нагрева Р, разностью температур и массовым расходом Q. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 23 2.4 Работа прибора Термопары являются одним из наиболее важных элементов при автоматизации процесса. Эти устройства могут измерять температуру металлического расплава, используя принцип термоэлектрического эффекта. Термопары представляют собой пару различных металлических проводов, соединенных в точке измерения температуры. Когда два различных металла соединены, возникает эффект термоэлектрической ЭДС, который зависит от разности температур между двумя концами термопары. Измеряя эту разность температур, можно определить температуру металлического расплава. Термопары необходимы в нашем процессе, поскольку точные измерения температуры являются критически важными для контроля процесса. Разнообразные реагенты и материалы, добавляемые к расплаву, могут иметь определенное влияние на температуру. Точные измерения, осуществляемые с помощью термопар, позволяют определить оптимальные параметры процесса и обеспечить качество и стабильность продукта. В России существует ряд ГОСТов, связанных с термопарами и их применением в промышленности, включая ГОСТ 3046-81 "Термопары медьконстантан и медь-никель" и ГОСТ 8.217-84 "Системы контроля и управления технологическими процессами. Термопары в металлургии". Эти стандарты определяют требования к конструкции термопар, их калибровке и методам проверки. Термопара монтируется путем установки ее на место и закрепления с помощью клемм или других крепежных элементов. При монтаже следует убедиться в правильности подключения проводов термопары к прибору или контроллеру. Для подключения термопары обычно используются специальные разъемы или терминалы. Провод термопары с соответствующей маркировкой, указывающей тип термопары, подключается к соответствующим клеммам или разъемам на приборе или контроллере. Важно соблюдать правильную ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 24 полярность подключения проводов термопары, чтобы сигнал был считан правильно. После монтажа и подключения термопары, следует убедиться, что прибор или контроллер правильно настроены для считывания и интерпретации сигнала с термопары. При необходимости, также может потребоваться калибровка термопары в соответствии с рекомендациями производителя. В процессе эксплуатации, рекомендуется регулярно проверять состояние термопары и проводов, чтобы убедиться, что они не повреждены, не замыкаются или не окисляются. При необходимости, проводите очистку термопары от загрязнений и окислов. В случае возникновения неполадок или несоответствий, обратитесь к инструкциям производителя или к специалистам для устранения проблемы. Вид климатического исполнения термопреобразователей УХЛ 3.1 и Т3 по ГОСТ 15150, группа исполнения В4, С4 и Р2 по ГОСТ Р 52931, но для работы при значениях температуры окружающего воздуха в соответствии с требованиями к рабочим условиям эксплуатации. Рабочие условия эксплуатации датчика: помещения с нерегулируемыми климатическими условиями и (или) навесы; температура окружающей среды: – от –50 до +120 °С для ДТПХ ХХ5; – от –50 до +175 °С (до +200°С кратковременно) для ДТПХ ХХ1, ДТПХ ХХ4. относительная влажность не более 95 % при +35 °С и более низких температурах без конденсации влаги; атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа. По устойчивости к механическим воздействиям по ГОСТ Р 52931– 2008 датчики без монтажных элементов (в гладкой защитной арматуре) соответствуют группе V2, в керамической защитной арматуре – группе L3, остальные – группе N2. ДТП-Exi может применятся во взрывоопасных зонах, в которых возможно образование взрывоопасных смесей газов, паров, горючих жидкостей с воздухом категории IIC групп Т1–Т6. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 25 Климатические факторы, температура, физические свойства и химическая активность измеряемой среды, давление должны соответствовать техническим характеристикам датчика и стойкости материалов защитной арматуры к воздействию измеряемой среды. Температура узлов вывода (переходных втулок, мест перехода «арматура-кабельный вывод») для датчиков с кабельным выводом не должна превышать 200 °С. Температура пластиковых и металлических коммутационных головок в рабочих условиях эксплуатации не должна превышать температуру 120 °С. Устойчивость датчика на основе КТМС к механическим воздействиям соответствует МЭК 61515: термопреобразователь может навиваться на цилиндр, радиус которого равен пятикратному диаметру КТМС, без изменения технических характеристик: Рисунок 7– Термопара. Рисунок 8 – Схема термопары ОВЕН ДТПS155-0019.700. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 26 2.5 Монтаж системы автоматизации Для правильного функционирования конвектора монтаж должен производиться с соблюдением следующих основных принципов: при правильной установке корпуса конвектора теплообменник должен располагаться дальше от окна; для водопроводной подключения теплообменника сети использовать следует к распределительной входящие в стандартную комплектацию изделия гибкие шланги в оболочке из нержавеющей стали (если не предусмотрено иного), регулируемый винтовой разъем и запорный кран, которые изготавливаются в прямом и угловом исполнении и всегда поставляются в комплекте с конвектором; правильно установленный конвектор должен располагаться горизонтально, без прогибов и деформации верхних краев желоба, что необходимо для надежной эксплуатации напольной вентиляционной решетки и возможности удаления воздуха из теплообменника; в правильно установленном конвекторе декоративная накладная рамка должна находиться на уровне настила пола в пределах допуска ±1 мм; во избежание загрязнения внутренних деталей конвектора мы рекомендуем оставлять защитный кожух на конвекторе на время выполнения бетонных работ; при выполнении бетонных работ конвектор должен быть прикреплен к полу с помощью затяжных болтов во избежание возможного смещения конвектора во время укладки бетона. Во время укладки бетона также допускается прилагать к конвектору вертикальные нагрузки. В случае устройства монтажного углубления в полу под установку конвектора при реконструкции существующих старых полов должны быть соблюдены следующие размеры: глубина углубления = высота конвектора + 10-15 мм; ширина углубления = ширина конвектора + 20 мм. Технология монтажа конвектора №1: ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 27 выставить конвектор с помощью вертикальных установочных болтов; закрепить конвектор к полу с помощью наружных зажимов и болтов; Технология монтажа №2: для укладки бетона на черный пол под конвектором, конвектор должен быть выставлен с таким расчетом, чтобы его общая высота соответствовала окончательному уровню чистового пола с допуском ±1 мм; выставить конвектор с помощью вертикальных установочных болтов; закрепить конвектор к полу с помощью наружных зажимов и болтов. Заключительные операции для технологий монтажа №1 и №2: выполнить подключения трубопроводов и электрооборудования; убедиться в правильной установке конвектора по высоте и уровню, отсутствии деформаций, наличии монтажных зажимов, установке декоративных накладных рамок. С целью проверки на конвектор можно установить напольную решетку; установить защитную пластиковую крышку, установить желоб и закрепить его от возможного смещения; уплотнить соединения с помощью монтажной пены (впрыскивать точечно снизу в нескольких местах); залить пустоты жидким бетонным раствором; установить покрытия полов (плиточные, ковровые); очистить зазоры между накладной рамкой и покрытием пола. При монтаже конвектора в деревянных полах рекомендуется уплотнить зазор между конвектором и покрытием пола расширяющейся пробковой лентой. Монтаж конвекторов в помещениях с повышенной влажностью. В таких случаях следует особенно тщательно производить сборку конвекторов. Конвекторы укомплектованы соединительными листами с резьбовыми ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 28 вставками М4 и шурупами М4х12 мм. Для соединения и сборки корпусов конвекторов следует тщательно убедиться в правильной установке конвектора по высоте и уровню, отсутствии деформаций, наличии монтажных зажимов, установке декоративных накладных рамок. Мы также рекомендуем убедиться в исправности и устойчивости напольной вентиляционной решетки. Далее следовать указаниям по монтажу в соответствии с описанными выше технологиями №1 и №2. Монтаж настенных и отдельно-стоящих конвекторов: измерить общую высоту конвектора; снять кожух, разметить и просверлить отверстия, установить его на трапецеидальные шпонки; прикрепить шурупами лист с вентилятором и теплообменником; выполнить подключения трубопроводов и электрооборудования; установить декоративные панели и решетки. Существуют два принципиально возможных способа регулирования мощности конвектора: Со стороны воды мощность конвектора можно регулировать путем изменения температуры воды в системе (с котлами, оборудованными системой регулирования "equiterm") или путем изменения расхода воды, подаваемой в конвектор (с помощью терморегулирующей головки с отдельным датчиком). При таком способе регулирования термометр (термочувствительный элемент) устанавливается в контрольной точке на стене помещения, а сигнал от него передается по капиллярной трубке к клапану, регулирующему расход воды в системе. Мы рекомендуем использовать данную схему для регулирования тепловой мощности конвекторов без вентилятора Регулирование тепловой мощности конвекторов с вентилятором со стороны воздуха мы рекомендуем осуществлять путем включения и выключения вентилятора. При включенном вентиляторе тепловая мощность прибора увеличивается приблизительно на 200% по сравнению с работой при ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 29 выключенном вентиляторе. Выносной термостат, устанавливаемый в контрольной точке помещения, осуществляет включение и выключение вентиляторов в зависимости от требуемой температуры в помещении. При монтаже расходомера Аквилон-700 избегайте установки расходомера в местах, где температура может резко измениться. Если же датчик подвергается сильному тепловому излучению, используйте эффективную теплоизоляцию и вентиляцию. Не устанавливайте расходомер в местах с высоким уровнем содержания агрессивных веществ в воздухе. Если невозможно установить его в более подходящем месте, обеспечьте достаточную вентиляцию. Прибор не следует устанавливать там, где может возникать сильная вибрация. Если монтажный трубопровод может подвергаться вибрациям, то его следует закрепить на опорных стойках: плотно затяните все гайки и болты; убедитесь, что в местах соединений нет утечек; давление процесса не должно превышать номинальное давление датчика; не закручивайте болты и гайки, когда расходомер находится под давлением; при монтаже в трубопровод с опасными газами избегайте вдыхать газы; Если расходомер монтируется врезным способом, то наружную соединительную часть необходимо герметизировать. Монтаж втулки с гайкой: просверлите отверстие в месте установки расходомера; зачистите от зазубрин область сварки; приварите патрубок с резьбой к открытому отверстию вертикально. Патрубок и открытое отверстие должны быть отцентрованы и располагаться вертикаль относительно центральной линии трубопровода; ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 30 присоедините шаровой кран на 1/2 дюйма с резьбой FNPT на обоих концах к патрубку. шаровом клапане в открытом положении должен быть направлен вверх; вставьте расходомер в шаровой кран и патрубок, соедините муфту на расходомере и шаровом кране, резьбовое соединение уплотните резьбовым герметиком. Затяните гайку рукой; отрегулируйте направление потока в расходомере: убедитесь, что стрелочка на зонде указывает в направлении потока; вставьте расходомер на глубину, и, удерживая втулку гаечным ключом, затяните гайку другим ключом. Убедитесь, что втулка гайки плотно удерживает расходомер. Во время монтажа термопары из благородных металлов ОВЕН ДТПS155-0019.700 следует обеспечить контакт 2/3 длины погружаемой части с измеряемой средой, погружаемая часть датчика должна располагаться перпендикулярно или под острым углом в направлении движения потока измеряемой среды. Рисунок 12 - Схема монтажа термопары с кабельным выводом КТМС. При невозможности во время эксплуатации датчика обеспечить температуру на переходной втулке менее 200 ˚С монтаж необходимо производить по рисунку, т.е. отнести переходную втулку от стенки высокотемпературного агрегата на расстояние S. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 31 Рисунок 13 - Схема монтажа термопары на основе КТМС с кабельным выводом. Расстояние между внешней поверхностью агрегата и переходной втулкой - S отступа – зависит от нескольких параметров: температуры в агрегате, толщины стенки агрегата, условий внешнего охлаждения, вида монтажа – вертикальный или горизонтальный. В общем случае оно может составлять от нескольких миллиметров до 10-20 миллиметров. Назначение отступа S – не допустить нагрев переходной втулки выше 200 ˚С. Рисунок 14 - Монтаж термопары с коммутационной головкой. Для сборки расходомера сыпучих материалов SolidFlow место установки указывается в соответствии с транспортируемыми входным и выходным путями. В случае диаметров труб более 200 мм используются 2 или 3 датчика на каждую точку измерения, причем датчики расположены под углом 90° или 120° друг к другу. В условиях свободного падения (например, после винтов конвейера или поворотных конвейеров) идеально подходит входной путь (высота падения) не менее 300 мм. Более короткие входные пути возможны по ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 32 договоренности. Кронштейн датчика (сварочное гнездо) приварен в указанном месте установки. После этого через кронштейн датчика и стенку трубы просверливается скважина диаметром 20 мм. Затем датчик настраивается на толщину стенки, вставляется и фиксируется с помощью соединительной гайки. Введение в эксплуатацию: Ввод в эксплуатацию измерительного устройства осуществляется с помощью электроники анализа FME. Эта электроника обеспечивает удобный, управляемый меню ввод параметров, таких как диапазон измерения, желаемые физические единицы измерения или ослабление измерительного сигнала. Доступные выходы-это выход по току 4…20 мА, а также импульсный выход. Рисунок 15 - Схема установки расходомера. Уровнемер Rosemount 5600 легко транспортируется к верхней части резервуара и устанавливается на подходящем патрубке или трубе. Радарный уровнемер должен быть смонтирован следующим образом: антенна должна быть направлена перпендикулярно горизонтальной поверхности; при установке уровнемера следует использовать как можно меньше фитингов в пределах расхождения угла луча; уровнемер желательно размещать на расстоянии от наливных отверстий, создающих турбулентность; выбирайте антенну как можно большего диаметра. Приемная площадь большего размера концентрирует луч радара и обеспечивает максимальный коэффициент направленного действия антенны. Увеличенный ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 33 коэффициент направленного действия антенны в свою очередь гораздо лучше обрабатывает слабые отраженные сигналы. Принцип используемого метод расходомер дымовых газов РАСК5100 подобен технологии измерения расхода путем ввода химического красителя или радиоактивных трассеров, когда скорость потока определяется по величине времени переноса трассера между двумя точками измерения на известном расстоянии друг от друга. В качестве трассера используется естественная турбулентность потока газа. Эта турбулентность потока вызывает флуктуации инфракрасного излучения, создаваемого газом. Эта непрерывно меняющаяся картина турбулентности контролируется двумя инфракрасными датчиками, смонтированными обычно на расстоянии 1 м друг от друга по направлению потока. Рисунок 16 - Схема сигналов датчика. Рисунок 17 - Схема определения времени задержки. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 34 3 Специальная часть 3.1 Основные неисправности и способы их устранения Таблица 2 – Виды неисправностей и их устранения. Неисправности Причины Способы устранения Недостаточный нагрев Неправильная настройка горелок Прочитать руководство пользователя и настроить по инструкции расплава Обратиться к специалисту Неправильное соотношение кислорода и топлива Измерить с помощью расходомеров расходы топлива и кислорода и рассчитать соотношения Некорректная работа топливной подачи Устранение засоров топливных труб, фильтров, форсунок или других элементов топливной системы Замена топлива на более качественное Недостаточная продувка кислорода Некорректная работа системы подачи кислорода Замена фильтров Скорректировать работу автоматизированной системы управления Проверка и замена изнашиваемых компонентов: трубопроводы, клапаны, регуляторы и тд. Образование пены Засорение дутьевых отверстий Очистите дутьевые отверстия Высокое содержание примесей в расплаве редактировать состав сплава путем расчета примесей по необходимым соотношениям ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 35 Продолжение таблицы 2. Неравномерное сгорание примесей Высокое содержание кислорода при малом времени продувки Установите систему для удаления пены, как вентиляционного типа, так и автоматизированные манипуляторы Неправильное смешивание кислорода и расплава Обратиться к специалисту Неправильное расположение горелок Установить горелки равномерно, чтобы все зоны конвертера были в зоне покрытия Оптимально настроить углы направления, так чтобы направления струя равномерно покрывали рабочую область Повышение образование оксидов азота Образование слишком низкоуглеродистой стали Высокое содержание азота в расплаве Обратиться к специалисту Недостаточная продувка кислорода Понемногу увеличивать соотношение кислорода в конвертере, постоянно наблюдая по датчикам на реакции в нем, и при достижении неконтролируемой реакции понижать Недостаточное количество добавки карбоната Обратиться к специалисту Неправильное время и способ добавления карбоната Добавление карбоната проводится по мере необходимости. Количество и частота введения меняются в зависимости от того, как изменяется состав расплава в процессе плавки и какие химические реакции необходимы в характеристиках стали. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 36 Продолжение таблицы 2. Некорректная температура расплава Загрязнение расплава Проблемы с удалением шлака Неправильная настройка системы нагрева Повысить или уменьшите температуру, пока не дойдет до необходимых значений для определенного сплава, смотреть в справочнике температур Проблемы с контролем температуры Установка более точных датчиков и систем контроля температуры Нестабильность источников тепла Добавить горелки, скорректировать направления так, чтобы равномерно покрывало рабочую зону Некачественные сырьё Проверка и использование качественного сырья или сырья, которое лучше “переваривает” наше оборудование Попадание примесей из окружающей среды Установка защиты от внешних воздействий, заслоны, барьеры, различные конструкции и тд. Некачественная система удаления шлака Обслуживание и регулярная очистка системы удаления шлака Заторы Устранение заторов Неправильная настройка процесса удаления шлака Коррекция процесса для оптимального удаления шлака по инструкции от специалиста ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 37 3.2 Анализ причин отказов Анализ отказов оборудования призван обеспечить процесс принятия управленческих решений информацией, оптимальных воздействий, на необходимой основании которых для выбора осуществляется формирование корректирующих и предупреждающих мероприятий по улучшению. При этом он направлен не только и не столько на борьбу со следствиями отказов, но в большей степени – на устранение их коренных причин и предотвращение возможности повторения в дальнейшем. В системе процесса кислородно-конвертерной плавки можно выделить следующее: оборудование, используемое в конвертере, со временем подвергается износу из-за высоких температур и химических реакций. Это может привести к трещинам, коррозии, образованию недостатков и общему ухудшению работоспособности; коррозия возникает из-за долгосрочного воздействия кислорода и высоких температур на металлические части конвертера. Она может привести к потере прочности материалов и возникновению дыр и трещин; физические повреждения, такие как удары, вибрации или сбои в системе поддержания, могут повредить структурные элементы конвертера, что может вызвать нарушение целостности и нормальной работы; ошибки операторов, неправильные настройки процесса и недостаточное внимание к режимам работы могут вызвать перегрев, переокисление или другие несанкционированные изменения в процессе конвертации металла; если сырье, поступающее в конвертер, содержит вредные примеси, слишком высокую влажность или другие загрязнения, это может привести к образованию несгораемых соединений или других проблем в процессе обработки металла; неполадки в электрической системе могут вызвать перепады напряжения, короткие замыкания и другие проблемы, которые могут повредить электронику и автоматические системы управления конвертером; ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 38 дефекты в проектировании, сборке или производстве самих конвертеров могут привести к наличию скрытых дефектов, которые проявятся во время эксплуатации; регулярное техническое обслуживание, замена изношенных деталей и контроль состояния оборудования необходимы для продления срока службы конвертера и предотвращения отказов; недостаточный контроль качества при производстве конвертера может привести к наличию скрытых дефектов, которые могут вызвать отказы в будущем; ошибки операторов, недостаточное обучение персонала и небрежное отношение к правильной эксплуатации могут привести к неправильной работе конвертера и его долгосрочным повреждениям; недостаточное охлаждение конвертера может привести к перегреву, что вызовет деформацию и повреждение материалов, включая горелки и стенки конвертера; неисправности в системах управления, контроля и автоматизации могут вызвать неправильные процессы и потерю контроля над конвертером; неоптимальное взаимодействие с другими участками металлургического производства, такими как печи или плавильные горшки, может вызвать проблемы и отказы в работе конвертера; неблагоприятные условия окружающей среды, такие как пыль, агрессивные газы, высокая влажность и т.д., могут негативно влиять на состояние конвертера; катастрофические события, такие как пожары, землетрясения, наводнения или другие чрезвычайные ситуации, могут повредить конвертер и вызвать его отказ; неполадки в системе снабжения кислородом, включая недостаток кислорода или его качества, могут нарушить процесс кислородной конверсии; проблемы с поставкой энергии, включая сбои в подаче электроэнергии или пара, могут вызвать отказы в работе конвертера; ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 39 постоянное развитие технологий может сделать устаревшими старые конвертеры, что требует их модернизации или замены; недостаточный мониторинг и контроль за процессом конвертации может привести к непредвиденным событиям и отказам; несоблюдение стандартов и нормативов в производстве и эксплуатации конвертеров может вызвать проблемы и отказы, а также повлечь за собой правовые последствия. Перевертывание промышленного конвертера - это серьезный инцидент, который может произойти в промышленных предприятиях, где используются большие и сложные установки для обработки материалов или производства продукции. Ниже приведены некоторые аспекты перевертывания промышленного конвертера: перевертывание промышленного конвертера может быть вызвано различными факторами, включая неправильную загрузку материала, нарушение баланса или стабильности установки, неполадки в системах управления и безопасности, неправильное обслуживание оборудования, а также природные катаклизмы, такие как землетрясения. Последствия перевертывания: Перевертывание промышленного конвертера может привести к серьезным последствиям. Оно может вызвать простой в производстве, что приводит к потере времени и денег. В зависимости от типа производства, перевертывание конвертера может также вызвать выбросы вредных веществ, что представляет опасность для окружающей среды и здоровья работников. Более тяжелые инциденты могут привести к травмам и даже гибели работников. Предотвращение перевертывания: для предотвращения перевертывания промышленных конвертеров необходимо строго соблюдать нормы и правила безопасности. Регулярное техническое обслуживание и инспекции оборудования могут помочь выявить проблемы до их критической стадии. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 40 Обучение и подготовка персонала по безопасной эксплуатации оборудования также имеют важное значение. Важно следить за состоянием фундамента и системами стабилизации, чтобы обеспечить устойчивость конвертера. Перевертывание промышленного конвертера - это серьезное событие, которое может вызвать значительные убытки, как экономические, так и в плане безопасности. Поэтому профессиональное управление рисками и соблюдение стандартов безопасности важны для предотвращения подобных инцидентов. Потенциальные причины отказа системы подачи кислорода: отказ системы подачи кислорода может быть вызван различными факторами, такими как: Механические поломки оборудования, включая компрессоры, трубопроводы, и клапаны. Неисправности в системах управления, которые регулируют подачу кислорода. Остановка и снижение производительности источника кислорода, как, например, кислородных заводов. Нарушение нормальной работы вентиляции и безопасности. Последствия отказа системы подачи кислорода: отказ системы подачи кислорода может иметь серьезные последствия в зависимости от типа процесса и конвертера: Прекращение производства и потери времени и денег. Возможно снижение качества произведенной продукции. Возникновение безопасных и экологических рисков, так как неконтролируемые процессы могут вызвать выбросы вредных веществ. Предотвращение отказов системы подачи кислорода: регулярное обслуживание и инспекции оборудования системы подачи кислорода необходимы для выявления и устранения потенциальных проблем. Дублирование или резервные системы подачи кислорода могут быть установлены, чтобы минимизировать риски отказа. Персонал должен быть обучен по безопасной эксплуатации системы и знать процедуры в случае аварии. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 41 Отказ системы подачи кислорода в конвертере - это критический инцидент, который требует немедленных мер по его устранению и, что более важно, мер по его предотвращению. Все производственные предприятия, работающие с подобными системами, должны строго соблюдать стандарты безопасности и регулярно проверять, и обслуживать оборудование для минимизации рисков. Причины отказа конвертера могут быть разнообразными и зависеть от типа конвертера, его технических характеристик, условий эксплуатации и других факторов. Вот некоторые общие причины отказа конвертера: технические сбои: неисправности в электронных компонентах, механических частях, или программном обеспечении конвертера могут вызвать его отказ; износ: конвертеры могут изнашиваться со временем из-за постоянной эксплуатации, что может привести к отказу; перегрузка: превышение номинальной мощности или рабочих параметров конвертера может вызвать его отказ; неправильное подключение: ошибки в установке или подключении конвертера могут вызвать его неправильное функционирование или полный отказ; напряжение и скачки напряжения: нестабильное напряжение в сети или резкие изменения напряжения могут повредить конвертер; перегрев: процессоры и компоненты конвертера могут перегреваться при длительной работе в условиях высокой температуры; неисправности в сети: проблемы в электроснабжении или сетевых коммуникациях могут вызвать отказ конвертера; внешние факторы: воздействие влаги, пыли, механических повреждений или коррозии также может привести к отказу конвертера; устаревшее оборудование: конвертеры могут стать устаревшими и перестать поддерживаться производителями, что делает их более уязвимыми к отказам; ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 42 сбои в программном обеспечении: проблемы с программным обеспечением конвертера, включая ошибки в коде или вирусные атаки, могут вызвать его отказ. Для более точного анализа и устранения причин отказа конвертера необходимо провести диагностику и, при необходимости, ремонт или замену неисправных компонентов. Следует отметить, что в наиболее общем виде анализ отказов оборудования представляет собой процесс решения задачи по прогнозированию изменения технического состояния оборудования на основе предположения о повторяемости событий. Прогнозировать следующий отказ по интенсивности отказов можно лишь при неизменности характера и закономерностей процессов, имеющих место в ходе эксплуатации оборудования (физического старения, условий эксплуатации, ремонтного обслуживания и так далее). 3.3 Анализ быстрого изнашивания элементов Сопла и распределители, эти элементы играют ключевую роль в подаче кислорода в конвертер и контроле процесса. Изнашивание сопел и распределителей происходит из-за следующих факторов: расплавленная сталь, смешанная с кислородом, создает высокую скорость струи, которая может вызывать эрозию сопел и распределителей. Это может привести к уменьшению размеров и изменению формы отверстий, что влияет на эффективность подачи кислорода; химические реакции внутри конвертера, особенно в условиях высокой температуры и наличия кислорода, могут вызывать коррозию поверхностей сопел и распределителей. Это также уменьшает их эффективность. Замена сопел и распределителей проводится в соответствии с графиком технического обслуживания или при обнаружении существенного износа, который ухудшает их производительность. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 43 Огнеупоры используются для защиты стен конвертера от высоких температур и агрессивных материалов. Изнашивание огнеупоров происходит из-за: термического износа: высокие температуры внутри конвертера приводят к постепенному разрушению огнеупоров. химических реакций: взаимодействие огнеупоров с расплавленной сталью и кислородом может также вызывать изнашивание. Замена огнеупоров производится, когда они достигают конечного срока службы или при обнаружении серьезных повреждений. Горловина конвертера может подвергаться износу, особенно в зоне выхода стали. Это может происходить из-за контакта со сталью и высоких температур. Замена горловины может потребоваться при существенном износе или деформации. Шпатели и вставки: внутренние поверхности конвертера, включая шпатели и вставки, подвергаются агрессивным химическим воздействиям и механическому износу от струй расплавленной стали. Износ можно уменьшить, регулярно обновляя или заменяя эти элементы. Газораспределительные системы: элементы, отвечающие за распределение кислорода и других газов в конвертере, также могут изнашиваться из-за высоких температур и химических реакций. Их нужно регулярно обслуживать и заменять. Реакционные сосуды: эрозия и коррозия, вызванные высокими температурами и реакциями металла с кислородом, замена которых обычно производится замена сосудов или их внутренних покрытий после определенного периода эксплуатации. Могут использоваться устойчивые к высоким температурам и коррозии специальные покрытия. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 44 3.4 Возможность модернизации системы автоматизации Процесс кислородно-конвертерной плавки можно модернизировать с помощью внедрения горячего брикетирования, который является процессом обработки металлических отходов, в ходе которого они смешиваются с добавками и подвергаются высокому давлению и температуре для формирования компактных брикетов. Этот метод переработки металлических отходов может быть эффективным способом для одновременно утилизации шлама и переработки его в повторно используемый материал для выплавки. Для интеграции процесса горячего брикетирования в кислородноконвертерное производство необходимо сначала определить подходящие металлические отходы для брикетирования и подготовить их к процессу, например, измельчив и смешав с добавками по необходимости. Следующим шагом будет процесс брикетирования, в ходе которого подготовленное сырье будет подвергнуто высокому давлению и температуре для формования брикетов. После этого необходимо интегрировать процесс горячего брикетирования конвертерного в производства, производственную обеспечивая его линию кислородно- непрерывность и эффективность. Для успешной реализации этого процесса необходимо также контролировать качество брикетов, следя за их соответствием стандартам и требованиям производства. Перед внедрением нового процесса следует тщательно изучить его технологию, подготовить необходимое оборудование и обучить персонал. Внедрение метода горячего брикетирования металлических отходов в производство может быть полезным по нескольким причинам: горячее брикетирование позволяет сформировать компактные брикеты из металлических транспортировку и отходов, переработку. Это что облегчает способствует их хранение, эффективному использованию отходов и снижению необходимости в сырье; ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 45 процесс горячего брикетирования позволяет создавать брикеты с определенными характеристиками и составом, что может улучшить качество и свойства производимого металла после его плавки; внедрение горячего брикетирования может помочь снизить расходы на покупку сырья, так как металлические отходы могут быть использованы в качестве источника металлических материалов для производства; переработка металлических отходов через горячее брикетирование обычно имеет более низкий уровень выбросов и загрязнений по сравнению с традиционными методами обработки отходов, что может быть полезно для снижения негативного воздействия на окружающую среду; интеграция горячего брикетирования в производство может способствовать оптимизации процесса плавки металла и улучшению эффективности производства. Таким образом, внедрение метода горячего брикетирования в производство может принести ряд практических преимуществ, включая эффективное использование ресурсов, повышение качества продукции, снижение затрат и улучшение экологической устойчивости производства. Шлам в систему брикетирования будет перемещаться по пневматическим специальным транспортировочным каналам, которые будут работать по средствам давления. Сам шлам в канал будет попадать через герметично закрываемый сливной клапан в самом конвертере, которое будет под контролем оператора и открываться в необходимые моменты для избавления от шлама. За самим отверстием будет установлена промышленная воронка, которая уже и будет подключена к транспортному каналу. Для поддержания герметичности конвертера будут установлены новые датчики и приборы контроля. Один из них термостойкий индуктивный датчик BES02H4 от компании Balluf. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 46 Рисунок 18 - Индуктивный датчик BES02H4. Эти термостойкие индуктивные датчики BES выдерживают сверхвысокие температуры до 230 градусов. Как корпус, так и конструкция кабеля рассчитаны на высокие температуры. Электроника датчиков полностью встроенная или может быть легко подсоединена при помощи соответствующей оснастки. Также исходя из нужд был выбран брикетировочный пресс для металлолома Y83-250Z. Рисунок 19 - Брикетировочный пресс для металлолома Y83-250Z. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 47 Таблица 3 – Характеристики брикетировочного пресса. Время одного цикла 10-12 сек. Размер полости Ф90х40-70мм Рабочее давление в гидравлической системе 25 МПа Источник питания 380В/3ф., 50Гц Спецификация гидравлического масла ISO 68 & ISO 46 Эффективность производства 800-1000 кг/час Емкость гидравлической камеры 1500 л. Вес 6000 кг. Операционная система PLC Operation Также можно установить датчики температуры на сам конвертер, чтобы рабочим было бы проще проводить технические работы и процедуры очистки. Использовать можно ранее упомянутый прибор для измерения температуры ОВЕН ДТПS155-0019.700. Внедрение этого датчик по месту позволит снизить риск несчастных случаев и уменьшить время на проведения внеплановых работ, из-за отсутствия необходимости обращаться к оператору. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 48 4 Экономическая часть 4.1 Расчет материальных затрат Произведем расчет материальных затрат на автоматизацию процесса кислородно-конвертерной плавки. Структура технологического процесса указанна в пункте 2.1, 2.2 данной работы. В состав материальных затрат на автоматизацию включается: -затраты на приобретение оборудования, контрольно измерительных приборов и средств автоматизации; -транспортные расходы -расходы на запасные части -затраты на монтаж -затраты на демонтаж Расчет общей стоимости оборудования, приборов и средств приборов и средств автоматизации представлен в таблице 4. Таблица 4 - Стоимость оборудования, автоматизации. Наименование и марка Термопара Количество Цена за единицу, руб. Общая стоимость, руб единиц 3 105 642 316 926 ОВЕН ДТПS155-0019.700 Датчик для измерения расхода Solid Flow Датчик для измерения уровня Rosemount 5600 Датчик расхода PACK5100 2 44 564 89 128 3 75 746 227 238 1 46 872 46 872 Датчик расхода кислорода Аквилон-700 1 67 999 67 999 Промышленный миксер для сыпучих материалов 1 1 357 875 1 357 875 Бункер для загрузки сыпучих материалов и легирующих металлов Sj 150/140S Литейный стальной ковш 4 208 845 835 380 2 1 337 100 2 674 200 ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 49 Продолжение таблицы 4. Конвертер 1 1 9 000 000 32 004 9 000 000 32 004 Котел-утилизатор MK100 1 859 900 859 900 Брикетировочный пресс для металлолома Y83-250Z 1 8 401 563 8 401 563 Индуктивный датчик BES02H4 1 14 150 14 150 Газовая труба ПЭ100 SDR 11 d225х20,5 12 м Итого 23 933 235 Транспортные расходы принимаются в размере 3% от суммы затрат на приобретение оборудования, приборов и средств автоматизации. 23 933 235*3/100= 717 997,05 руб. Расходы на запасные части принимаются в размере 1% от стоимости контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации. 761 679*1/100= 7 616,79 руб. Заготовительно-складские затраты определяются исходя из 10% стоимости оборудования, приборов и средств автоматизации. 23 933 235*10/100=2 393 323,5 руб. Затраты на монтаж принимаются в размере 15% от стоимости оборудования приборов и средств автоматизации. 23 933 235*15/100=3 589 985,25 руб. Затраты на демонтаж принимаются в размере 5% от стоимости оборудования приборов и средств автоматизации. 23 933 235*5/100=1 196 661,75 руб. Таблица 5 - Материальные затраты на автоматизацию технологического процесса кислородно-конвертерной плавки. Затраты Стоимость оборудования, приборов, средств автоматизации Транспортные расходы Стоимость, руб 23 933 235 717 997,05 ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 50 Продолжение таблицы 5. Расходы на запасные части 7 616,79 Заготовительно-складские затраты 2 393 323,5 Затраты на монтаж 3 589 985,25 Затраты на демонтаж 1 196 661,75 Итого 31 838 819,34 Таким образом материальные затраты на автоматизацию технологического процесса автоматизация процесса кислородно-конвертерной плавки составляют 31 838 819,34 рублей. 4.2 Расчет затрат на оплату труда Общие затраты на оплату труда складывается из заработной платы всех работников, занятых в процессе. В состав фонда оплаты труда входят сумма заработной платы по тарифу, сумма премии, прочие доплаты и дополнительная заработная плата. Фонд оплаты труда по тарифу определяется окладом. Находим прямой фонд оплаты труда: Прямой ФОТ = ФОТ тар. + Премия. Премия определяется по действующему положению базового предприятия, принимаем 40% от суммы ФОТ по тарифу (от оклада). Находим Основной фонд оплаты труда: Основной ФОТ = Прямой ФОТ + Прочие доплаты. Прочие доплаты включают доплату за совмещение профессий, за работу в ночное время и составят 10% от прямого ФОТ. Общий фонд оплаты труда включает основной фонд оплаты труда и дополнительную оплату труда. Общий ФОТ = (Основной ФОТ + Дополнительная оплата труда. )*Ч. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 51 Дополнительная оплата труда за вредные условия труда составляет 8% от основного ФОТ. Таблица 6 -Расчет фонда оплаты труда Состав персонала. Состав Коли ФОТ Премия, Прямой Доплаты персонал честв по руб. ФОТ,. , руб. а о чел. тарифу руб. Основ ной ФОТ, . руб. (оклад) Общий ФОТ, Доп.. оплата руб. труда,. руб. , руб. Инженер Мастер 2 2 87 000 69 000 34 800 27 600 121 800 96 600 12 180 9 660 133 10 718, 289 396,8 980 4 106 8 500,8 229 521,6 7 108,6 575 799,8 4 4 8 624 465 696 260 Слесарь 6 57 700 23 080 80 780 8 078 88 858 КИПиА Оператор 4 70 000 28 000 98 000 9 800 107 800 Итого 14 1 560 414,24 Расчет общего ФОТ Инженера: Премия = 87 000*40%/100%=34 800 руб. Прямой ФОТ = 87 000+34 800=121 800 руб. Доплаты = 121 800*10%/100%=12 180 руб. Основной ФОТ = 121 800+12 180=133 980 руб. Дополнительная заработная плата = 133 980*8%/100%=10 718,4 руб. Общий ФОТ = 133 980+10 718,4=144 698,4*2=289 396,8 руб. Расчет общего ФОТ Мастера: Премия= 69 000*40%/100%=27 600 руб. Прямой ФОТ= 69 000+27 600=96 600 руб. Доплаты= 96 600*10%/100%=9 660 руб. Основной ФОТ= 96 600+9 660=106 260 руб. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 52 Дополнительная заработная плата= 106 260*8%/100%=8 500,8 руб. Общий ФОТ= 106 260+8 500,8=114 760,8*2=229 521,6 руб. Расчет общего ФОТ Слесаря КИПиА: Премия= 57 700*40%/100%=23 080 руб. Прямой ФОТ= 57 700+23 080=80 780 руб. Доплаты= 80 780*10%/100%= 8 078 руб. Основной ФОТ=80 780+8 078=88 858 руб. Дополнительная заработная плата=88 858*8%/100%=7 108,64 руб. Общий ФОТ= 88 858+7 108,64=95 966,64*6=575 799,84 руб. Расчет общего ФОТ Оператора: Премия= 70 000*40%/100%=28 000 руб. Прямой ФОТ= 70 000+28 000=98 000 руб. Доплаты= 98 000*10%/100%=9 800 руб. Основной ФОТ= 98 000+9 800=107 800 руб. Дополнительная заработная плата= 107 800*8%/100%=8 624 руб. Общий ФОТ= 107 800+8 624= 116 424*4=465 696 руб. Средняя заработная плата за время проведения ремонта на одного рабочего составит: ЗП ср = Общий ФОТ / Ч ЗПср = 1 560 414,24/14=111 458,16 руб. 4.3 Отчисления на социальное страхование Отчисления на социальное страхование составят 30 % от Общего ФОТ(таблица 5) персонала: ОтчисленияСОЦ. = ФЗПпл*0,3 руб. ОтчисленияСОЦ. = 1 560 414,24*0,3= 468 124,272 руб. 4.4 Расчет сметы затрат Смета затрат – это совокупность расходов на осуществление определенного производственного процесса. Рассчитывается путём прямого ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 53 суммирования отдельных экономических элементов, позволяет определить общую потребность предприятия в денежных ресурсах, сумму материальных затрат, провести расчеты по балансу доходов и расходов предприятия на планируемый период. Таблица 8 - Смета затрат. № п/п Статьи затрат Сумма, млн. руб. 1. Материальные затраты 31,84 2. Электроэнергия 1,6 3. Фонд оплаты труда 1,56 4. Отчисления на социальное страхование 0,468 5. Общепроизводственные расходы 0,39 6. Общехозяйственные расходы 0,156 Всего: 36,02 Электроэнергия – 5% от материальных затрат. Общепроизводственные расходы – 25% от ФОТ. Общехозяйственные расходы – 10% от ФОТ. Общая сумма на на автоматизацию процесса кислородно-конвертерной плавки составила 36,02 млн. руб. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 54 0,47 1,6 0,39 0,16 1,56 Материальные затраты Электроэнергия Фонд оплаты труда Отчисления на социальное страхование Общепроизводственные расходы Общехозяйственные расходы 31,84 Рисунок 20 – Затраты на автоматизацию процесса кислородно-конвертерной плавки. 36,02 млн. руб. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 55 5. Охрана труда и промышленная безопасность 5.1 Общие требования Операторам конвертерных машин необходимо изучить вопросы безопасной работы на опасных зонах конвертерной машины и средства безопасности оборудования, отраженных в данной инструкции по безопасности и охраны труда. 1. К самостоятельной работе в качестве оператора конверторной машины (линии) допускаются операторы не моложе 18 лет, которые прошли специально обучение, и не имеют медицинских противопоказаний для профессии-оператор. 2. К самостоятельной работе на конверторной машине (линии) допускаются операторы, конверторной машины (линии) прошедшие: вводный инструктаж; инструктаж по пожарной безопасности; первичный инструктаж на рабочем месте; инструктаж по электробезопасности; стажировку в течение 12 - 14 смен. 3. Оператор конверторной машины (линии) должен проходить: перед началом работы - повторный инструктаж на рабочем месте; при изменении технологического процесса или правил по охране труда, замене или модернизации производственного оборудования, приспособлений, инструмента, изменении условий и организации труда при нарушениях инструкций по охране труда - внеплановый инструктаж; диспансерный медицинский осмотр один раз в два года по вредности. 4. Оператор конверторной машины (линии) обязан выполнять Правила внутреннего трудового распорядка предприятия. 5. Оператору конверторной машины запрещается использование источников открытого огня. Курение разрешено только в специально ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 56 отведенных местах, информацию которых оператор узнает в ходе проведения первичного инструктажа. 6. На рабочем месте запрещается пользоваться личными электронными устройствами, как-то: мобильные телефоны, планшеты, плейеры, электронные книги и т.п. Использование личных электронных устройств разрешено только во время установленных перерывов за пределами производственных помещений (на улице, в местах отдыха, раздевалке и т.п.). 7. Оператор конверторной машины (линии) обязан знать и соблюдать требования знаков безопасности, установленных на предприятии; 8. Необходимо быть внимательным к предупредительным сигналам погрузчиков, автомашин и других видов движущегося транспорта. 9. Запрещается находиться под поднятым грузом или на пути его следования. 10. Необходимо выполнять требования предупредительных плакатов, световых сигналов, табличек на оборудовании с предупреждениями об опасности. 11. Оператор конверторной линии должен знать и соблюдать правила личной гигиены. Принимать пищу, курить, отдыхать только в специально отведенных для этого помещениях и местах. Пить воду только из специально предназначенных для этого установок, кулеров. 5.2 Электробезопасность Подключение электроэнергии должно, производится, только после полного окончания сборочно-монтажных работ. При работе бункеров и конвейера не допускается нахождение посторонних предметов в зоне движения рабочих органов. Элементы установки и узлы электрооборудования должны быть надежно заземлены в соответствии со схемой электрической подключения. При эксплуатации следует соблюдать общие правила электробезопасности для установок. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 57 Защитное заземление или зануление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Защитное заземление следует выполнять преднамеренным электрическим соединением металлических частей электроустановок с "землей" или ее эквивалентом. Зануление следует выполнять электрическим соединением металлических частей электроустановок с заземленной точкой источника питания электроэнергией при помощи нулевого защитного проводника. Защитному заземлению или занулению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность. В качестве заземляющих устройств электроустановок в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители. Правила электробезопасности при работе с электрооборудованием устанавливаются ГОСТами, чтобы обеспечить безопасность для жизни и здоровья людей. Некоторые основные правила электробезопасности, которые выделены в ГОСТах: ГОСТ ЕН 50110-1-2010 "Электробезопасность. Общие требования" - устанавливает общие требования к электробезопасности при эксплуатации электроустановок и заправке электротехнических устройств; ГОСТ Р ЕN 60439-1-2008 "Низковольтные щиты распределительные. Часть 1. Технические требования и испытания" содержит требования и методы испытаний низковольтных щитов распределительных, которые используются для управления и защиты различных электрических потребителей; ГОСТ Р 12.2.143-2009 "Технические средства защиты от поражения электрическим током" - определяет требования к техническим ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 58 средствам защиты от поражения электрическим током, таким как одежда, обувь, защитные очки и т.д; ГОСТ 12.2.007.0-75 "Электрические установки. Охрана труда. Общие положения" - определяет общие положения по охране труда в электрических установках, включая требования к персоналу, используемому оборудованию и методы контроля; 5.3 Пожаробезопасность Требования по пожаробезопасности кислородно-конвертерной плавки имеют в процессе решающее автоматизации значение для предотвращения возможных пожаров и обеспечения безопасности работников. В данной области существует ряд специфических требований, которые должны соблюдаться на всех этапах автоматизации процесса плавки. Все компоненты и системы должны соответствовать действующим стандартам безопасности и быть предназначены для работы в условиях высокой температуры и образования сварочных и плавильных искр. Предусмотрение систем автоматического контроля и предотвращения возможных аварийных ситуаций, связанных с риском пожара, таких как преждевременный разлив расплавленного металла, перегрев оборудования и т.д. Обеспечение регулярного технического обслуживания и проверки электронной и электрической аппаратуры, а также соблюдение инструкций по автоматическому управлению плавильным процессом. Использование специальных материалов и конструкций, которые устойчивы к высокой температуре и воздействию искр. Установка должного количества и правильного типа противопожарных систем, таких как системы пожарной сигнализации, автоматического пожаротушения, огнетушителей различных классов и систем вентиляции для удаления дыма и опасных паров. Обучение персонала пользованию противопожарными средствами и процедурами эвакуации. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 59 Регулярное проведение обучающих мероприятий для работников по правилам пожарной безопасности, поведению в случае возникновения пожара и эвакуации. Информирование противопожарных средств, работников аварийных о месте расположения выходов, путях эвакуации и контактных телефонах служб экстренной помощи. Опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности, являются: пламя и искры; повышенная температура окружающей среды; токсичные продукты горения и термического разложения; дым; пониженная концентрация кислорода. К вторичным проявлениям опасных факторов пожара, воздействующим на людей и материальные ценности, относятся: Осколки, части разрушившихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций; Радиоа ктивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок; Электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов; Опасные факторы взрыва по ГОСТ 12.1.010, происшедшего вследствие пожара; Огнетушащие вещества. Классификация объектов по пожарной и взрывопожарной опасности должна производиться с учетом допустимого уровня их пожарной опасности, а расчеты критериев и показателей ее оценки, в т.ч. вероятности пожара (взрыва), - с учетом массы горючих и трудногорючих веществ и материалов на объекте. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 60 Заключение В дипломном проекте рассмотрена функциональная схема автоматизации процесса кислородно-конвертерной плавки. Рассмотрены основные функции, основы эксплуатации, а также подобрано оборудование для процесса, были рассмотрены сами приборы, их монтаж и эксплуатация. Описана техника безопасности при работе с электроустановками и пожарная безопасность на предприятии. Проанализировали выбранное оборудования, сделаны выводы на основе их характеристик. Рассмотрены различные причины отказов и неисправностей, рассмотрены способы их устранения и исправления. Проанализированы быстро изнашиваемые детали элементы производства, найдены были способы их замены. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 61 Список используемой литературы 1. ГОСТ 21.208-2019. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах – Москва: Изд-во стандартов, 2019. – 31 с9. 2. Клепиков В.В Автоматизация производственных процессов / В.В Клепиков. – Москва: ИНФРА-М, 2020. 3. Хавкин, А. Д. Измерение температуры при высоких температурах в конвертерном производстве / А. Д. Хавкин. – Ставрополь : Изд-во СКФУ, 2019. 4. Свейгарт Э. Автоматизация рутинных задач. Практическое руководство для начинающих. / Э. Свейгарт. – Москва : Диалектика-Вильямс, 2021. 5. Нестеров, П.А. Применение экспертных систем в автоматизации кислородно-конвертерной плавки / П.А. Нестеров, С.Г. Зиновьев, А.О. Сорокин // Литье и металлургия. – 2019. – № 1. 6. Зильбертина, Л.Л., Каган, Г.Г. "Автоматизация процесса кислородно-конвертерной плавки стали с использованием искусственных нейронных сетей" // Вестник Южного федерального университета. Технические науки, 2019, № 4, с. 120-126. 7. Зайцева автоматизации И.Г., Рахматулина технологических О.В., Лебедева Е.Н. Основы процессов: Учебное пособие. М.: Лаборатория знаний, 2019. 8. Козлов А.А., Макаров О.О. Автоматизированные технологические системы производства: Учебник для вузов по специальности "Автоматизация технологических процессов и производств". М.: Лаборатория знаний, 2020. 9. Васильев В.В., Дружинин А.Е., Янкин М.А. Промышленная автоматизация: Учебник для вузов по специальности "Автоматизация технологических процессов в машиностроении". М.: Высшая школа, 2021. ДП.15.02.14.20.142.24.ПЗ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 62
