Расчет объема перевозок производственных цехов

Составление технологической схемы металлургического предприятия.

Основные теоретические положения

Производственный процесс современного металлургического предприятия состоит из следующих основных стадий: подготовки сырья, выплавки чугуна, производства стали и получения готовой продукции в виде проката, а также полуфабрикатов (чушкового чугуна, заготовок и др.) Все перечисленные этапы производства чёрных металлов называют переделами. Металлургическое предприятие, имеющее доменное, сталеплавильное и прокатное производства, называется заводом с полным металлургическим циклом (рисунок 2.1).

 

Рисунок 2.1 – Технологическая схема (простая) металлургического завода с полным циклом

На рисунке 2.1 представлена технологическая схема по выпуску одного вида продукции, однако металлургические предприятия специализируются на выпуске двух и более видов продукции, поэтому технологические схемы могу имет более расширенный вид.

 

 

 

Рисунок 2.2 – Технологическая схема (сложная) металлургического завода с полным циклом

 

ЗАДАНИЕ на практическую работу №2

С помощью технологической схемы производства прокатной продукции (рисунок 2.1) и исходных данных по вариантам (приложение А) составить технологическую схему металлургического завода простую и сложную. Результат представить в виде рисунка 2.1 с обозначением соответствующих цехов (таблица 1.2) и основного материального потока.

Пример выполнения работы. Исходные данные: наименование выпускаемой продукции: жесть белая, годовой объем производства – 1200,0 тыс. тонн. Способ выплавки стали: электросталеплавильный в дуговых печах; способ разливки стали – непрерывный, в машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Технологическая схема завода представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.3 – Технологическая схема металлургического завода (простая)

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

Расчёт материальных потоков прокатного производства

Основные теоретические положения

Расчет основных материальных потоков, выбор типа и определение числа производственных агрегатов производится по всем трем металлургическим переделам, начиная с прокатных цехов, принимая за исходный показатель плановый объем производства готового проката за расчетный период.

При планировании производства и выполнении расчетов за расчетный период принимается календарный год.

Прокатное производство.

Определение планового объема входящего материального потока (П_пп):

– для цеха, выпускающего готовый прокат

, тыс.т. (3.1)

– для цеха, выпускающего полуфабрикаты (прокатная заготовка, блюмсы, слябы)

, тыс.т. (3.2)

где – расходный технологический коэффициент прокатного стана (приложение 2);

– плановый объем выпуска готовой продукции, тыс.т.

Выбор типа прокатного стана производится по его назначению, технологическим параметрам и паспортной производительности. Потребное число прокатных станов определяется по формуле:

, ед. (3.3)

где – коэффициент, учитывающий время остановки стана на переналадку оснастки. Принимать =0,8;

– паспортная производительность i -го стана, тыс.т. (приложение 6)

Фактический объем производства промежуточной продукции рассчитывается по выражению:

, тыс.т. (3.4)

Резерв производственной мощности прокатных станов определяется по формуле:

, тыс.т. (3.5)

 

ЗАДАНИЕ на практическую работу №3

Рассчитать для каждого прокатного цеха, состоящего в технологической схеме (практическая работа №2), плановый объём входящего материального потока, фактический объём производства материального потока, а также резерв мощности стана. Составить схему основных материальных потоков прокатного производства.

Пример выполнения работы.

Цех белой жести

- плановая производительность цеха:

П_пп=1200,0*1,081=1297,2 тыс.т.

- количество прокатных станов:

N_а=1297,2/0,8*750,0=2,16=3 стана

Принимаем 3 стана с годовой производительностью 750,0 тыс.т.

- фактическая производительность:

тыс.т.

- резерв производительности прокатных станов:

Р = 2250,0-1297,2 = 952,8 тыс.т.

 

Цех горячего проката широкой полосы

- плановая производительность цеха:

П_пп=1297,2*1,04=1349,09 тыс.т.

- количество прокатных станов:

N_а=1349,09/0,8*4500,0=0,37=1 стан

Принимаем 1 стан с годовой производительностью 4500,0 тыс.т.

- фактическая производительность:

тыс.т.

- резерв производительности прокатных станов:

Р = 4500,0-1349,09 = 3150,91 тыс.т.

 

 

Рисунок 3.1 – Схема основных материальных потоков прокатного производства

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4

Пример выполнения работы.

- плановая производительность ОНРС:

П_пп=1349,09*1,05=1416,54 тыс.т.

Плановая производительность электросталеплавильного цеха:

П_пп = 1416,54 тыс.т.

Таблица 4.1 – Выбор типа дуговых печей по минимуму излишков

Емкость электро-печи, т	Годовая производ., тыс.т.	Кол-во агрегатов, единиц	Фактичес-кий объем, тыс.т	Излишки продукции, тыс.т	Приня-тый тип агрегата
	380,0		1520,0	103,46	Х
	470,0		1880,0	463,46
	580,0		1740,0	323,46

Принимаются электропечи емкостью 100 т и годовой производительностью 380,0 тыс.т.

Определяется:

- количество печей: N=1416,54/380,0=3,7=4 ед.

- фактическая производительность: тыс.т.

- излишки продукции: И = 1520,0-1416,54 = 103,46 тыс.т.

 

ОНРС

- плановая производительность ОНРС по выплавляемой стали:

П_пп=1520,0/1,05=1447,6 тыс.т.

- количество машин:

N=1447,6/1000,0=1,4=2 ед.

- фактическая производительность:

тыс.т.

- излишки:

И = 2000,0-1447,6 = 552,4 тыс.т.

Излишки стали из ОНРС направляются на внешнюю сеть

1447,6-1349,09 = 98,51.

Рисунок 4.1 – Схема распределения стали в сталеплавильном производстве

Потребность сталеплавильного цеха в чугуне:

П_чуг = 0,165*1520,0=250,8 тыс.т.

Потребность сталеплавильного цеха в скрапе:

П_скр = 0,92*1520,0=1398,4 тыс.т.

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

Пример выполнения работы.

Плановая производительность доменного цеха принимаем равной потребному количеству чугуна:

П_пп=250,8 тыс.т.

Таблица 5.1 – Выбор типа доменной печи по минимуму излишков

Полезный объем, м^3	Годовая производительность, тыс.т.	Кол-во агрегатов, единиц	Фактичес-кий объем, тыс.т	Излишки продукции, тыс.т	Приня-тый тип агрегата
	1930,0		1930,0	1679,2	Х
	2280,0		2280,0	2029,2
	3570,0		3570,0	3319,2

 

Принимается доменная печь с полезным объемом 2700 м³ и годовой производительностью 1930,0 тыс.т.

Определяется:

- количество печей: N=250,8/1930,0=0,1=1 ед.

- фактическая производительность: тыс.т.

- излишки продукции: И = 1930,0-250,8 = 1679,2 тыс.т.

Излишки чугуна в виде чугунных отливок отгружаются сторонним потребителям

 

Рисунок.4.1 – Схема распределения чугуна в доменном производстве

 

Потребность доменного цеха в агломерате:

П_агл = 1930,0*1,24=2393,2 тыс.т.

Потребность доменного цеха в коксе:

П_кокс = 1930,0*0,44=849,2 тыс.т.

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6

Определение состава и производительности коксохимического цеха и аглофабрики осуществляем по аналогии со сталеплавильным производством в соответствии с вышеприведённым алгоритмом. Тип агломашин и коксовых батарей определяется по минимуму излишков. Производственные мощности металлургических агрегатов представлены в приложении 1.

 

ЗАДАНИЕ на практическую работу №6

Рассчитать для каждого типа агломашин и коксовых батарей количество агрегатов, фактическую производительность, излишки продукции. По минимуму излишков выбрать тип металлургического оборудования. Составить схему основных материальных потоков коксохимического и агломерационного производств.

Пример выполнения работы.

Пример выполнения работы.

 

Таблица 7.1 – Технологические параметры завода

цех	продукция	Произв-ные агрегаты	Произв-ная мощность цеха, тыс.т.	куда направ-ляются излишки	основные матер. потоки цехов, тыс.т.
произв., тыс.т.	кол-во	пла-новая	фактическая	излиш-ки (резерв)
АФ	агломерат	3870,0		2393,2	3870,0	1476,8	ВС	3870,0
КХЦ	кокс	860,0		849,2	860,0	10,8	ВС	860,0
ДЦ	чугун	1930,0		250,8	1930,0	1679,2	РМ	1930,0
ЭСПЦ	сталь	380,0		1416,5	1520,0	103,46	ОНРС	1520,0
ОНРС	слитки	1000,0		1447,6	2000,0	552,4	ЦГП, ВС	1447,6
ЦГП	полоса	4500,0		1349,0	4500,0	3150,9	–	1349,09
ЦЖ	жесть	750,0		1200,0	2250,0	952,8	–	1200,0

Рисунок 7.1 – Транспортно-технологическая схема предприятия

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №8

Приложение А

Таблица 1 – Исходные данные по вариантам

№ варианта	Наименование продукции	Объем производства, млн.т	Способ выплавки стали	Способ разливки стали
	Проволока-катанка	0,4	ЭСПЦ	МНЛЗ
	Мелкий сорт	0,6	ЭСПЦ	МНЛЗ
	Средний сорт	0,75	ЭСПЦ	МНЛЗ
	Проволока-катанка	1,2	ККЦ	МНЛЗ
	Мелкий сорт	1,8	ККЦ	МНЛЗ
	Средний сорт	2,4	ККЦ	МНЛЗ
	Крупный сорт	2,2	ККЦ	ОРСИ
	Рельсы, балки	3,1	ККЦ	ОРСИ
	Трубы бесшовные	0,5	ЭСПЦ	МНЛЗ
	Толстый лист	2,84	ККЦ	ОРСИ
	Широкая полоса	3,35	ККЦ	ОРСИ
	Гнутый профиль	1,2	ККЦ	МНЛЗ
	Трубы сварные БД	1,55	ККЦ	МНЛЗ
	Тонкий лист	2,35	ЭСПЦ	МНЛЗ
	Белая жесть	1,1	ЭСПЦ	МНЛЗ
	Стальная лента	0,6	ЭСПЦ	МНЛЗ
	Трубы сварные СД	0,75	ЭСПЦ	МНЛЗ
	Тонкий лист	3,2	ККЦ	МНЛЗ
	Белая жесть	1,8	ККЦ	МНЛЗ
	Стальная лента	1,2	ККЦ	МНЛЗ
	Трубы сварные СД	1,5	ККЦ	МНЛЗ
	Толстый лист	0,6	ЭСПЦ	ОРСИ
	Широкая полоса	0,8	ЭСПЦ	ОРСИ
	Трубы бесшовные	0,4	ККЦ	МНЛЗ
	Проволока-катанка	0,7	ЭСПЦ	ОРСИ
	Тонкий лист	2,9	ККЦ	МНЛЗ
	Широкая полоса	1,8	ЭСПЦ	ОРСИ
	Белая жесть	1,35	ЭСПЦ	ОРСИ
	Стальная лента	3,12	ККЦ	МНЛЗ
	Бесшовные трубы	2,6	ККЦ	МНЛЗ
	Гнутый профиль	0,75	ККЦ	МНЛЗ
	Широкая полоса	1,74	ЭСПЦ	ОРСИ
	Трубы сварные СД	2,56	ККЦ	МНЛЗ
	Рельсы, балки	1,45	ККЦ	ОРСИ
	Средний сорт	2,85	ЭСПЦ	МНЛЗ
	Крупный сорт	3,0	ККЦ	МНЛЗ
	Проволока-катанка	0,65	ЭСПЦ	ОРСИ
№ варианта	Мелкий сорт	Объем производства, млн.т	Способ выплавки стали	Способ разливки стали
	Стальная лента	0,35	ККЦ	МНЛЗ
	Широкая полоса	1,9	ЭСПЦ	ОРСИ
	Толстый лист	1,45	ККЦ	МНЛЗ
	Тонкий лист	2,33	ЭСПЦ	ОРСИ
	Трубы сварные БД	3,05	ККЦ	МНЛЗ
	Средний сорт	2,77	ККЦ	МНЛЗ
	Крупный сорт	2,6	ЭСПЦ	ОРСИ
	Широкая полоса	1,55	ЭСПЦ	ОРСИ
	Проволока-катанка	2,95	ККЦ	МНЛЗ
	Мелкий сорт	1,75	ККЦ	МНЛЗ
	Трубы сварные СД	2,65	ЭСПЦ	ОРСИ
	Гнутый профиль	1,25	ЭСПЦ	ОРСИ
	Стальная лента	1,0	ККЦ	МНЛЗ

 

Таблица 2 – Исходные данные по вариантам

№ варианта	Наименование продукции	Способ выплавки стали	Способ разливки стали
6.	Стальная лента Толстый лист	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
7.	Трубы сварные СД Тонкий лист	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
8.	Толстый лист Трубы сварные БД	ЭСПЦ	ОРСИ МНЛЗ
9.	Широкая полоса Средний сорт	ЭСПЦ	ОРСИ МНЛЗ
10.	Трубы бесшовные Крупный сорт	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
11.	Проволока-катанка Широкая полоса	ЭСПЦ	ОРСИ МНЛЗ
12.	Тонкий лист Проволока-катанка	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
13.	Широкая полоса Мелкий сорт	ЭСПЦ	ОРСИ МНЛЗ
14.	Белая жесть Трубы сварные СД	ЭСПЦ	ОРСИ МНЛЗ
15.	Стальная лента Гнутый профиль	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
16.	Бесшовные трубы Проволока-катанка	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
№ варианта	Наименование продукции	Способ выплавки стали	Способ разливки стали
17.	Гнутый профиль Мелкий сорт	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
18.	Широкая полоса Средний сорт	ЭСПЦ	ОРСИ МНЛЗ
19.	Трубы сварные СД Крупный сорт	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
20.	Рельсы, балки Толстый лист	ККЦ	ОРСИ МНЛЗ
21.	Средний сорт Рельсы, балки	ЭСПЦ	МНЛЗ ОРСИ
22.	Крупный сорт Широкая полоса	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
23.	Проволока-катанка Трубы бесшовные	ЭСПЦ	ОРСИ МНЛЗ
24.	Широкая полоса Гнутый профиль	1,9	ОРСИ МНЛЗ
25.	Стальная лента Толстый лист	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
26.	Трубы сварные СД Тонкий лист	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
27.	Толстый лист Трубы сварные БД	ЭСПЦ	ОРСИ МНЛЗ
28.	Широкая полоса Средний сорт	ЭСПЦ	ОРСИ МНЛЗ
29.	Трубы бесшовные Крупный сорт	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
30.	Проволока-катанка Широкая полоса	ЭСПЦ	ОРСИ МНЛЗ
31.	Тонкий лист Проволока-катанка	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
32.	Широкая полоса Мелкий сорт	ЭСПЦ	ОРСИ МНЛЗ
33.	Белая жесть Трубы сварные СД	ЭСПЦ	ОРСИ МНЛЗ
34.	Стальная лента Гнутый профиль	ККЦ	МНЛЗ ОРСИ
35.	Стальная лента Тонкий лист	ЭСПЦ	МНЛЗ ККЦ

 

Приложение 1

Таблица 3 – Доменный цех – доменные печи

 

Полезный объем печи, м^3
Годовая производительность печи, тыс.т

Таблица 4 – Кислородно-конвертерный цех – конвертеры

 

Емкость конвертера, т	Продолжительность плавки, ч	Годовая производительность конвертера, тыс.т.
	0,53
	0,55
	0,57
	0,6

Таблица 5 – Электросталеплавильный цех – дуговые печи

 

Емкость электропечи, т	Продолжительность плавки, ч	Годовая производительность печи, тыс.т.
	3,0
	3,0
	3,17
	3,5

Таблица 6 – Прокатные цехи

 

Цех – тип прокатного стана	Годовая производительность стана, тыс.т.
Слябинг, блюминг	5000,0/3500,0
Крупносортовой стан	1600,0
Рельсобалочный стан	1500,0
Заготовочный стан	5000,0
Мелкосортовой стан	1000,0
Проволочный стан	800,0
Среднесортовой стан	1500,0
Трубозаготовочный стан	1000,0
Трубопрокатный стан	300,0/400,0
Толстолистовой стан	2500,0/4500,0
Трубосварочный стан	1200,0
Тонколистовой стан	2000,0
Стан для прокатки гнутых профилей	2500,0
Стан по прокатке стальной ленты	500,0
Стан по прокату жести	750,0

 

Приложение 2

 

Приложение 3

 

Расчет объема перевозок производственных цехов

Основные теоретические положения

1 Расчет годового объема перевозок производственных цехов

Каждый производственный цех помимо основного материального потока или основного груза, прибывающего в виде сырья или промежуточного продукта, а также отправляемой продукции, имеет достаточно широкую номенклатуру сопутствующих грузов прибытия и отправления (рис. 1).

Рис. 1 – Схема грузопотоков производственного цеха: Q_вх и Q_вых – основные грузы входа и выхода (сырье, полуфабрикаты, готовая продукция); q₁ – q₄ – сопутствующие грузы прибытия; q₁₁ – q₁₄ – то же отправления.

В связи с указанным принимаем

, тыс. т./год (1.1)

 

где – годовой объем продукции i -го производственного цеха, тыс. т в год. Принимается в соответствии с таблицей технологических параметров завода.

Сопутствующие грузы представляют собой элементарные грузопотоки, поскольку имеют установившийся во времени объем перевозок, а также адреса отправителя и получателя груза. Понятие элементарного грузопотока подчеркивает, что перевозки носят постоянный характер и не являются случайными.

Годовой объем перевозок каждого производственного цеха определяется по всем элементарным грузопотокам прибытия и отправления по фактическому годовому объему выпускаемой продукции с помощью нормативных расходных коэффициентов, устанавливающих потребность в данном грузе на 1 т продукции.

Поэтому

, тыс. т. в год (1.2)

, тыс. т. в год (1.3)

где – расходный коэффициент j -го груза по прибытию в i -й цех;

– расходный коэффициент j -го груза по отправлению из i -го цеха.

Отсюда годовой объем перевозок i -го цеха по прибытию ()

, тыс. т в год (1.4)

по отправлению ()

, тыс. т в год (1.5)

где – количество грузов прибытия и отправления.

Общий годовой объем перевозок цеха:

, тыс. т в год (1.6)

Математическая модель для определения общего годового объема перевозок i-го производственного цеха имеет вид

, тыс. т в год (1.7)

ЗАДАНИЕ на практическую работу №1

Исходные данные

Основным элементарным грузопотоком отправления из N цеха (q₁₁) является готовая продукция (К_і), которая производится в объеме (V) млн.т в год.

Прибытие   Отправление

Остальные элементарные грузопотоки прибытия (q1, q2, q3) и отправления (q12, q13) определяются по грузопотоку (Кі) с применением коэффициентов по исходным данным варианта из таблицы 1.1

Расчетная часть

1. Определить вид готовой продукции (К_і)
2. Определить элементарные грузопотоки
3. Определить объем перевозок цеха готовой продукции.

Перечень сокращений наименований цехов представлен в таблице 1.2. На рисунке 1.1 представлена технологическая схема производства. прокатной продукции

 

Таблица 1.1 – Исходные данные к практической работе №1

№ варианта	N	V, (млн. т в год)	q1	q2	q3	q12	q13
	ЦЗ	1.9	1.015	0.002	0.001	0.015	0.018
	РБЦ	3.4	1.085	0.002	0.001	0.085	0.004
	ЭСПЦ	0.6	0.916	0.165	0.06	0.14	0.034
	ЦГПТЛ	2.7	1.04	0.001	0.002	0.04	0.01
	КХЦ	3.6	1.285	0.015	0.0175	0.04	0.053
	ДЦ	2.9	1.24	0.44	0.15	0.055	0.55
	АФ	5.9	0.85	0.02	0.002	0.003	0.004
	ЦЗ	2.9	1.015	0.002	0.001		0.018
	ЦГПТЛ	2.3	1.04	0.001	0.002	0.04	0.01
	РБЦ	4.5	1.085	0.002	0.001	0.085	0.004
	КХЦ	2.5	1.285	0.015	0.0175	0.04	0.053
	ЭСПЦ	1.2	0.916	0.165	0.06	0.14	0.034
	ДЦ	2.1	1.24	0.44	0.15	0.055	0.55
	ККЦ	3.2	0.773	0.3	0.109	0.024	0.14
	ЦГПТЛ	2.1	1.04	0.001	0.002	0.04	0.01
	КХЦ	3.1	1.285	0.015	0.0175	0.04	0.053
	ЦЗ	2.3	1.015	0.002	0.01	0.015	0.018
	АФ	7.9	0.85	0.02	0.002	0.003	0.004
	ДЦ	2.8	1.24	0.44	0.15	0.055	0.55
	ККЦ	3.1	0.773	0.3	0.109	0.24	0.14
	ЦЗ	2.4	1.015	0.002	0.001	0.015	0.018
	ДЦ	3.2	1.24	0.44	0.15	0.055	0.068
	ЦГПТЛ	2.7	1.004	0.001	0.002	0.04	0.01
	ККЦ	3.8	0.773	0.3	0.109	0.024	0.14
	РБЦ	3.3	1.085	0.002	0.001	0.085	0.004
	ЭСПЦ	0.7	0.916	0.165	0.06	0.14	0.034
	ЦГПТЛ	2.5	1.04	0.001	0.002	0.004	0.1
	АФ	7.5	0.85	0.02	0.002	0.003	0.004
	ККЦ	3.6	0.073	0.12	0.05	0.102	0.089
	ЭСПЦ	0.5	0.916	0.165	0.06	0.14	0.34

Таблица 1.2- Перечень сокращений наименований цехов

Сокращение	Полное наименование цеха
С, Б	Слябинг, блюминг
ЦКП	Цех крупносортных профилей
РБЦ	Рельсобалочный цех
ЦЗ	Цех заготовок
ЦМП	Цех мелкосортных профилей
ЦП	Цех проволоки
ЦСП	Цех среднесортных профилей
ЦТЗ	Трубозаготовочный цех
ЦТП	Трубопрокатный цех
ЦГП	Цех горячей прокатки толстого листа (широкой полосы)
ЦТЭС	Трубоэлектросварочный цех
ЦХП	Цех холодной прокатки тонкого листа
ЦГнПр	Цех прокатки гнутых профилей
ЦСтЛ	Цех прокатки стальной ленты
ЦЖ	Цех прокатки жести
ККЦи	Кислородно-конвертерный цех с отделением разливки стали в изложницы (ОРСИ)
ККЦн	Кислородно-конвертерный цех с отделением непрерывной разливки стали (ОНРС)
ЭСПЦи	Электросталеплавильный цех с отделением разливки стали в изложницы (ОРСИ)
ЭСПЦн	Электросталеплавильный цех с отделением непрерывной разливки стали (ОНРС)
СРБ	Скрапоразделочная база
ЦИО	Цех известково-обжигательный
ЦО	Цех огнеупоров
ЦДШ	Цех доменных шлаков (отделение придоменной грануляции)
РМ	Разливочные машины
ЦСШ	Цех сталеплавильных шлаков
ЦРО	Цех ремонта оборудования
Отвал	Отвал
ВС	Внешняя сеть

 

Рисунок 1.1 – Технологическая схема производства прокатной продукции

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2