Проект цеху по виробництву металевого марганцю потужністю 25 тис. тон в рік

а) випуск розплаву - 20хв.;

б) скачування шлаку з поверхні металу в ковші – 10 хв.;

в) слив шлаку в шлаковози з  ковшів – 20 хв.;

г) розливання металу – 20 хв.;

д) очищення ковша після розливання металу – 10 хв.;

е) встановлення ковшів на візок  – 5 хв.

ж) витяг злитків з виливниць - 5 хв;

Всього 90 хв.

За плавку піч з виплавки ФMn95 випускає 3,5 т металу і 14,4 т. відвального шлаку.

Кількість ковшів, яке необхідно для випуску розплаву з 1 печі розраховується за формулою:

 

N_КОВ=(М^М/G^M_НВ+М^ШЛ/G^ШЛ_НВ)/V_K, шт.                  (1.24)

 

де N_КОВ - кількість ковшей на 1 пічь,

    М^М  - вага сплава, який випускається з печі, т

    G^M_{Н. В} - наливна вага сплаву,  т/м³

    М^ШЛ  - вага шлаку, який випускається з печі, т

    G^ШЛ_{Н. В} - наливна вага шлаку, т/м³

    V_K  - прийнятий обсяг ковша, м³

Кількість ковшів, яке необхідно для випуску з печі сплаву ФMн95 і відвального шлаку:

 

N^ФMn95_КОВ=(3,5 / 6,52 + 14,4 / 3,14) / 5 = 1,02 = 2 ковша.

 

Для виробництва феромарганцю ФMн95 на одну піч необхідно 2 ковша місткістю 5м³. Необхідна кількість ковшів по цеху з урахуванням 15% на ремонт; 15% на запас становить 16 ковшів місткістю 5 м³

 Розрахунок кількості кранів у розливальному прольоті ведеться виходячи з часу обслуговування печі.

Час подачі ковшів під випуск розраховується за формулою:

Т_ПК=n_В*N_К*N_П*i_ОП, хв.                               (1.25)

 

де: n_в - кількість випусків металу на добу

Nк - кількість ковшів, яке необхідно для випуску плавки

Nп - кількість печей, виплавляти сплави

i_ОП - тривалість операції, хв.

 

Т^ФMn95_ПК = 7 * 2 * 3 * 5 = 210 хв.

 

Час, необхідний на скачування шлаку з поверхні металу:

 

Т^ФМн95_СШ = 7 * 1 * 3 * 10 = 210 хв.

Час, що витрачається на розливку металу у виливниці, розраховується за формулою:

 

Т^ФMn95_{Р. М} = 7 * 1 * 3 * 20 = 420 хв.

 

Час, який необхідно для очищення ковшів:

 

Т^ФMn95_{О. К} = 7 * 1 * 3 * 10 = 210 хв.

 

Час, необхідний на слив відвального шлаку в шлаковози:

 

Т^ФМн95_СШ = 7 * 1 * 3 * 20 = 420 хв.

 

Час, який необхідно для вилучення злитків з виливниць:

 

Т^ФМн95_И.С.  = 7 * 2 * 3 * 5 = 210 хв.

 

Час, який необхідно для встановлення коробів з металом на вагон:

 

Т = 7 * 1 * 3 * 5 = 105 хв.

 

Всього витрачено часу:

 

å Т _витр.= 210 + 210 + 420 + 210 + 420 + 210 +105 = 1785 хв.

 

Час на невраховані операції приймаємо 25% від загального часу. Завантаженість крану приймаємо 85%. Необхідна кількість кранів у розливальної прольоті розраховується за формулою:

 

N_КР = (1785 + 25%) / 1224 = 1,82

 

Для безперервної роботи цеху приймаємо 2 крана для розливання сплавів вантажопідйомністю 50/12.5т. і 1 допоміжний кран для перефутеровки ванни печі. Кількість кранів в розливному прольоті 3.

1.7.4 Вибір і розрахунок устаткування  для просушки й підігріву шихти

 

Для просушки й підігріву шихтових матеріалів перед завантаженням  у плавильні печі вибираємо прохідні камерні сушила ЕП 0055.00.

Технічна характеристика сушил  наведений у таблиці 1.5.

Розрахунок кількості сушил  робимо по формулах:

 

= 0,95; = 1,12

 

Приймаємо 2 камерних сушила.

 

Таблиця 1.5 -

Технічна характеристика сушил

№ п/п	Найменування характеристики	Значення
1	Продуктивність, т/год.	4,0
2	Температура нагрівання, оС	200
3	Потужність печі, кВт	390
4	Кількість зон нагрівання	3
5	Напруга мережі, В	380
6	Габаритні розміри:
	- довжина, мм	14285
	- ширина, мм	4000
	- висота, мм	3500

1.7.5 Допоміжні служби проектованого  цеху

 

У проектованому цеху передбачені  наступні допоміжні служби:

• служба механіка;
• служба енергетика;
• ділянка ремонту ковшів;
• ділянка ремонту й обслуговування прес-форм;
• ділянка ремонту навантажувачів;
• виробничо-диспетчерська служба;
• лабораторії (хіміко-спектральна, механічних випробувань, формувальних матеріалів, ЦЛЛ);
• зарядна акумуляторів для електровантажників.

У ремонтних майстерних служб механіка, енергетика ведуться наступні роботи:

• періодичний огляд і налагодження встаткування;
• заміна інструменту.
• поточні й середній ремонти встаткування;
• часткове виготовлення запчастин до встаткування;
• ремонт вентиляції й промразводок.

1.8 Обґрунтування геометричних  розмірів основних ділянок і  прольотів цеху

 

Цех з виробництва металевого марганцю потужністю 25000 т/рік призначений для потреб різних металургійних підприємств.

1. Географічне місце розташування  площадки будівництва:

- цех розташовується в місті  Запоріжжя на території існуючого  заводу ЗФЗ;

2. Кліматична характеристика району будівництва:

- клімат помірний континентальний  з помірно-холодною тривалою зимою  й теплим летом;

- середня температура січня  мінус 8 – 12^оС, червня плюс 28 – 29^оС;

- річна кількість опадів коливається  від 450-500мм до 500-600мм;

Підстава фундаменту - дрібнозернистий пісок з розрахунковим опором R = 0.0002 кг/см² на глибині 1.5-2 метра. Глибина промерзання ґрунту 1.7 метра. Рівень залягання ґрунтових вод на глибині 3.5 метра від планувальної оцінки.

Район будівництва не сейсмічен.

3. Виробничий режим цеху:

а) Класифікація будинків:

- виробничі - II;

- адміністративно-побутові - II.

б) Категорія пожежної безпеки:

- виробничого будинку - “Г”;

- адміністративно-побутові - “Д”.

в) Виробничі шкідливі фактори:

• розплавлений метал, теплове випромінювання;
• пил;
• загазованість;
• вібрація.

Реконструйований цех відповідає державним стандартам та вимогам.

На виробничій площі розташовані  виробничі будинки, складські, транспортні  й енергетичні спорудження. Адміністративно-побутові приміщення розташовані в сусідньому будинку.

г) Енергоресурси:

- опалення від заводської ТЕЦ,  електроенергія із центральної  розподільної підстанції;

- стиснене повітря від компресорної  станції розташованої на території  цеху, охолодження компресорів водяне, що дозволяє рециркулювати опалення, що відводить тепло від компресорів на;

- водопровід від заводської  мережі;

- транспорт загальнозаводській.

Даний район розташовує кваліфікованою робочою силою, великими енергоресурсами, дешевими видами палива. Через місто  проходять залізничні, водні й  автомобільні транспортні шляхи.

Будинок цеху являє собою прямокутний, одноповерховий корпус із уніфікованих типових секцій. Шихтово-плавільне  відділення розташоване у двох поперечних прольотах розмірам 90х18 метра, висотою 10.8 метра, в осях 1-4.  Інші прольоти виконані в поздовжніми.

Несучий каркас будинку складається  з наступних залізобетонних конструкцій:

- колони прямокутного перетину 400х800

- східчасті монолітні фундаменти  збірного типу

- залізобетонні ферми

- підкранові балки таврового  перетину серії К-9-01-10

- стенові панелі довжиною 12м,  шириною 1,6 м і товщиною 240 мм..

Покриття виконане з типових  залізобетонних плит довжиною 12 і 3 метри.

Водостоки внутрішні.

Покрівля - чотирьохшаровий килим  на цементній стяжці.

Світлоаераційні ліхтарі - металеві. Вони забезпечують природне освітлення приміщень у денний час і вентиляцію.

Підлоги, відповідно до проектних  норм, у плавильному відділенні, а також, на магістральних проїздах передбачені із чавунних перфорованих плит, покладених на прошарок із дрібнозернистого бетону. Важке встаткування розміщене на спеціальних фундаментах.

Ворота обладнані автоматичним закриванням - відкриванням і повітряними  завісами, шириною й висотою 3.6м. Внутріцехові перегородки цегельні й щитові металеві облицьовані ГВЛ.

 

Таблиця 1.6 -

Основні техніко-економічні показники

Параметри будинку	Одиниці виміру	Показники
Довжина Ширина Площа забудови Обсяг будинку	м м м2 м3	144 90 12960 139968

 

Внутрішній водопровід будинку  феросплавного цеху з виробництва  металевого марганцю проектується відповідно до СН і П II-170, а внутрішня каналізація відповідно до СН і П II 4-70.

Проектом підприємства передбачаються внутрішні магістралі водопроводу  й каналізації підприємства.

Вода витрачається на санітарно  господарські, виробничі й протипожежні потреби.

Норми споживання води:

• витрата води на санітарно-господарські потреби, q_c-х = 45 л/(чол*г);
• витрата питної води, q_пв = 2 м³/(чол*г);
• витрата води на душову сітку, q_дс = 666 л/(чол*г);
• витрата гарячої води, q_гв = 1 м³/(чол*г);
• побутова каналізація, q_ртех = 4 м³/г;
• витрата води на внутрішнє пожежогасіння з пожежних гідрантів для виробничих і побутових приміщень, q_пж = 10 л/с.

Максимальна годинна витрата на пожежогасіння складе:

 

q_рпож = 0,01*3600 = 36 м³/г.

 

Витрата води на технічні потреби  визначається з розрахунку водоспоживання технологічним устаткуванням.

На підставі цих даних витрата  води на технічні потреби склав:

 

q_ртех = 1,7 м³/г.

 

Сумарна максимальна витрата води за годину по підприємству складе:

 

q_общ = q_c-х + q_пв + q_дс + q_гв + q_рпож + q_ртех + q_рбк ,      (1.26)

 

q_общ = 0,045 + 2 + 0,666 + 1 + 36 + 1,7 + 4 = 45,411 м³/ч.

 

Відповідно до цим добову витрату  води складе 1089,864 м³, річна витрата складе 272466 м³ (22266 м³ без обліку q_рбк і q_рпож і q_ртех).

Відповідно до вимог до якості води і її кількості на підприємстві передбачаються три системи водопостачання: водопровід господарсько-протипожежний, водопровід виробничий, водопровід зворотної води.

Отже, зробимо висновок по першому розділу дипломного проекту. Спроектований феросплавний цех виготовлення металевого марганцю потужністю 25000 т/рік  в умовах ВАТ «ЗФЗ» має поліпшені техніко-економічні показники. Використання передових технологій і способів виробництва металевого марганцю 95 дозволяє підвищити продуктивність цеху. У спроектованому цеху використаються автоматизовані комплекси, що знижує трудомісткість роботи, чисельність робітників, підвищує культуру виробництва. Застосування прогресивних технологій знижує трудомісткість роботи, дозволяє заощаджувати матеріали, робить виробництво екологічно чистим. Впровадження нових технологій сприяє зниженню браку у виливках, поліпшенню їхніх механічних властивостей. У спроектованому цеху для транспортування застосовуються підвісні конвеєри й стрічкові транспортери, що приводить до зниження аварійних ситуацій через підвищену завантаженість проїздів для електрокар і автотранспорту, зменшенню використаних площ.

 

 

 

Розділ 2

Спеціальна частина

2.1 Огляд властивостей провідних  елементів і сфери їх застосування

 

Марганець – хімічний елемент 7-й групи періодичної системи, атомний номер 25, атомна маса 54,938. Марганець розташований у четвертому періоді періодичної системи Менделєєва між хромом і залізом; постійним супутником останнього він є й у природі. Є тільки один стійкий ізотоп ⁵⁵Mn. Природний марганець цілком складається з ізотопу ⁵⁵Mn. Установлено, що нестійкі ядра з масовими числами 51, 52, 54 і 57 виходять при бомбардуванні сусідніх (по періоду) елементів дейтронами, нейтронами, протонами, альфа-частинками або фотонами. Наприклад, радіоактивний ізотоп ⁵⁷Mn був виділений шляхом хімічного поділу із продуктів бомбардування і його період напіврозпаду становить 1,7±0,1 хв.

Марганець проявляє максимальний ступінь  окислювання, рівну +7, але може існувати також в усіх більше низьких ступенях окислювання від 0 до +7. Найбільш важливі з них - два, чотири й сім.