Организация и планирование производства с автоматизацией процесса прокатки

Комбинат является коммерческой организацией, цель которой заключается в получении прибыли. Коммерческие организации могут создаваться в различных формах:

1 хозяйственные товарищества и общества;

1.1 товарищества:

- полное - участники несут ответственность по его обязательствам всем принадлежащим им имуществом. Участники называются полными товарищами. Минимальное количество участников равно двум. Складочный капитал минимального или максимального значения не имеет);

- товарищество на вере - участники разделены на две группы: первая - работает и несёт по его обязательствам полную ответственность; вторая - не работает и несёт ответственность лишь в размере внесённого пая. Договор - учредительный;

1.2 общества:

- общество с ограниченной ответственностью (ООО) - участники не отвечают по обязательствам общества и несут риск убытков, связанных с деятельностью общества в пределах стоимости вкладов. Документ - учредительный договор и устав. Минимальный уставной капитал - 100МРОТ (минимальных размеров оплаты труда). Максимальное число участников - 50;

- общество с дополнительной ответственностью (ОДО) - участники несут субсидиальную (дополнительную) ответственность по обязательствам общества своим имуществом в одинаковом для всех кратном размере к стоймости их вкладов. При банкротстве одного из участников его ответственность по обязательствам распределяется между остальными участниками пропорционально их вкладам. Остальное как у ООО;

- акционерное общество (АО) - уставной капитал разделён на определённое число акций. Участники не отвечают по его обязательствам и несут риск убытков, связанных с деятельностью общества в пределах стоймости принадлежащих им акций. Документ - устав и договор о создании АО. Акционерное общество бывает открытым (ОАО) и закрытым (ЗАО). ОАО имеет неограниченное число участников и минимальный уставной капитал - 1000МРОТ. В ЗАО минимальный уставной капитал - 100МРОТ, максимальное количество участников - 50 и у акционеров есть преимущество при покупке акций. АО, участники которого могут отчуждать принадлежащие им акции без согласия других акционеров. Такое АО вправе проводить открытую подписку на выпускаемые им акции и их свободную продажу на условиях, устанавливаемых законом и иными правовыми актами.

ТОЛ имеет восемнадцать реверсивных рольгангов общей длиной 260 м. Предварительно надрезанные на машине газовой резки (МГР) в ОНРС слябы поступают на рольганг 2 ТОЛ и проходят устройство для удаления грата 3, дефектоскоп 4, агрегат резки 5, имеющий две МГР. Этот агрегат предназначен для обрезки передних и задних концов слябов, надрезанных на МГР за МНЛЗ, дорезания перемычки, делящей пополам слябы двойной мерной длины, вырезки заготовок для макро-темплетов. Затем маркировщик 6 наносит на узкую грань сляба номер плавки (ранее на выходе ОНРС на широкой грани сляба маркировщиком нанесен его порядковый номер и номер ручья МНЛЗ).

Слябы, имеющие поверхностные дефекты, передаются в другие пролеты ОПЛС для охлаждения, осмотра, выборочной зачистки и поплавочного штабелирования в столы. Слябы с качественной поверхностью, предназначенные для ШСГП 2000 направляются по рольгангу для задачи в печи, а предназначенные для других потребителей - уборочными устройствами 7 или 8 передаются на склад и затем погружаются на железнодорожные платформы.

Нагрев слябов до температуры прокатки 1100-1300 °C (в большинстве случаев - до 1150-1280 °С) производится в трех методических печах с шагающими балками 9. Производительность каждой печи 460 т/ч. В дальнейшем предусмотрена установка четвертой печи 10. Топливом для печей служит природный газ. Воздух для горения подогревается до 450 °С в металлических рекуператорах, расположенных по бокам печей у торцов загрузки. Продукты горения после рекуператоров проходят через котлы-утилизаторы, установленные в отдельном здании 11 за пределами цеха.

Непрерывный широкополосный стан 2000 является последним из серии таких станов, запроектированных и поставленных головным заводом-изготовителем производственного объединения «Новокраматорский машиностроительный завод». Стан имеет черновую группу, включающую вертикальную клеть (черновой окалиноломатель) 13, клеть дуо 14 и пять универсальных клетей кварто 15, из которых три последних объединены в непрерывную подгруппу, а также чистовую группу в составе семи клетей кварто 19 (предусмотрена возможность установки восьмой клети 20). Перед чистовой группой установлены летучие ножницы горячей резки 60 мм 17 и чистовой роликовый окалиноломатель 18.

Нагретые до температуры прокатки слябы извлекаются из печей и укладываются на приемный рольганг 12, который подает их к черновой группе стана. В вертикальной клети боковое обжатие может достигать 80 мм, что способствует лучшему удалению окалины и позволяет сократить число типоразмеров литых слябов по ширине. Далее в клети дуо величина обжатия за проход составляет 55-60 мм (22-24%). Суммарное обжатие в горизонтальных валках последующих пяти клетей определяется требуемой толщиной раската после черновой группы. В зависимости от размеров сечения готовых полос эта толщина находится в диапазоне 25-60 мм. Соответственно необходимое суммарное обжатие составляет 170-130 мм или 90-69% (частные обжатия - до 40%). В отдельно стоящих черновых клетях №1-3 главные электроприводы нерегулируемые и поэтому захват металла и прокатка ведутся на постоянной скорости. В непрерывной подгруппе универсальных клетей № 4-6 для обеспечения условий непрерывной прокатки применены регулируемые главные приводы постоянного тока, позволяющие оперативно согласовывать скорости необходимым образом.

В процессе черновой прокатки производится гидросбив окалины с раската водой, подаваемой специальной насосной станцией под давлением 12-15 МПа. Гидросбивы расположены после вертикальной и перед всеми универсальными клетями. Струи воды направлены под углом 1,3 рад на поверхность полосы против ее движения. Такой малый угол встречи струй с раскатом хотя и снижает их ударную силу, но улучшает смыв окалины с полосы. С целью более полного удаления окалины сопла гидросбивов расположены на минимальном расстоянии (300-400 мм) от поверхности раската. Температура полосы за черновой группой 1050-1150 С. Регулирование температуры производится изменением скорости прокатки в непрерывной подгруппе из трех последних черновых клетей. Раскаты с недопустимо низкой температурой и недокаты сбрасываются с промежуточного рольганга 16, режутся на листы длиной до 8 м и укладываются в пачки массой до 50т.

Окончательная прокатка полосы до заданной толщины производится в чистовой группе клетей. Перед этим раскат, вышедший из черновой группы, тормозят на промежуточном рольганге до скорости начала чистовой прокатки. Промежуточный рольганг оснащен тепловыми экранами типа «энкопанель», которые с помощью гидропривода могут быть опущены в рабочее положение над раскатом или подняты. Число секций энкопанелей - 24 шт. Экранирование металла повышает его температуру на входе в чистовую группу на 30-50 °С и снижает температурный перепад по длине раската на 20-30 °С.

Началу чистовой прокатки предшествует обрезка переднего и заднего неровных концов на летучих ножницах 17. С целью улучшения захвата и уменьшения ударов при входе раската в валки чистовых клетей ножницы при обрезке формируют фигурную кромку полосы в виде шеврона. В процессе транспортирования раската по промежуточному рольгангу на его поверхности образуется слой вторичной окалины, которую разрушают в чистовом роликовом окалиноломателе и затем удаляют с помощью гидросбива перед чистовой группой.

В зависимости от толщины промежуточного раската (25-60 мм) и готовой полосы (1,2-16,0 мм) суммарное обжатие в чистовой группе клетей составляет 23,8-44,0 мм или 95-73% соответственно. Применяемые обжатия последовательно уменьшают от первой чистовой клети к последней; максимальные величины могут достигать 55% в первых двух клетях, 45% в последующих и 25% в последней. Для стабилизации процесса чистовую прокатку ведут с межклетевыми натяжениями, величины которых поддерживают минимальными (5-15% от предела текучести материала полосы при данных термомеханических условиях) во избежание утяжки и искажений профиля проката.

С целью выравнивания по длине полосы такого важнейшего технологического параметра, как температура конца прокатки, используют разнообразные варианты переменных во времени скоростных режимов, реализуемые системами тиристорного управления главными приводами чистовых клетей и моталок. Основной особенностью переменных режимов является захват полосы моталкой на заправочной скорости до 15 м/с и последующее согласованное ускорение всех клетей чистовой группы и соответствующей моталки, при котором скорость на выходе стана может достигать 21 м/с (для тонких полос). Величину ускорения регулируют в пределах 0,01-1,00 м/с2. В результате температура конца прокатки полос всего сортамента поддерживается в оптимальных пределах 830-900 С.

В случае установки на стане 2000 восьмой чистовой клети можно будет прокатывать полосы с минимальной толщиной 1,0 мм при скорости до 23 м/с.

За станом расположена уборочная группа оборудования, к которой принадлежат отводящие рольганги 1 (21) и 2 (22) длиной 68 и 138 м соответственно с системой 23 ламинарного охлаждения проката, две группы моталок - первая 24 из двух моталок (предусмотрена возможность установки третьей моталки), расположенная на расстоянии 75 м от последней чистовой клети, для полос толщиной до 4,0 мм и вторая 25 из трех моталок на расстоянии 248 м для полос толщиной до 16,0 мм, кантователи, приемники и сталкиватели рулонов, конвейеры 26, подъемно-поворотные столы, весы 27, машины для обвязки и маркировки рулонов. Параметры обеих групп моталок идентичны; моталки второй группы отличаются более мощными пружинами ролико-держателей и другим профилем проводок.

После прокатки в чистовой группе полоса по отводящему рольгангу поступает к моталкам. При этом система ламинарного охлаждения подает воду на полосу сверху и снизу под давлением 0,20-0,25 МПа; расход воды до 15050 м3/ч. Длина охлаждаемого участка перед первой группой моталок 55 м и перед второй - 66 м. Температура полосы снижается до значения температуры смотки (500-650 °С). Использованная вода собирается и специальной насосной станцией подается вновь для охлаждения оборудования.

После смотки рулоны кантуются в вертикальное положение, устанавливаются на конвейер, обвязываются по окружности, взвешиваются, маркируются и транспортируются на склад или в цех холодной прокатки, [1].

3.2 Предлагаемые мероприятия

В связи со значительным и непрерывным удорожанием энергоносителей и ужесточением требований по защите окружающей среды от загрязнения особенно актуальным становиться снижение затрат природного топлива при нагреве металла. Существовавшие ранее режимы управления нагревом, ориентированные на достижение максимальной производительности, оказываются экономически нецелесообразными в современных условиях рыночной экономики, когда требуется произвести заданное количество продукции заданного качества при минимальных затратах.

Для обеспечения гарантированного качества нагрева металла перед прокаткой при функционировании системы энергосберегающего оптимального управления нагревом металла в методических печах, минимизирующего затраты топлива на нагрев, возникает необходимость создания системы, обеспечивающей объективный и достоверный контроль теплового состояния заготовок перед выгрузкой из печи. Необходимость такого контроля вызвана прежде всего тем, что стратегия энергосберегающего режима нагрева металла предусматривает интенсификацию процесса нагрева на конечном интервале времени, в связи с чем возникает опасность выдачи на стан непрогретых заготовок, что может привести к остановке стана. Для практических целей обычно считают достаточным определение двух числовых характеристик температурных полей заготовок: температуру поверхности металла и наибольший перепад температур по сечению заготовки. Между тем, если температуру поверхности нагреваемой заготовки можно измерить с определенной точностью с помощью типовых, современных технических средств. То перепад температуры по сечению, как и само распределение температуры, недоступны для прямого измерения. Поэтому вызывает интерес нахождение и реализация таких функциональных зависимостей, которые связывали бы характеристики температурных полей и величин, доступных для прямого измерения, с величинами, характеризующими распределение температур по сечению нагреваемой заготовки.

Наиболее приемлемым способом построения качества нагрева металла является способ при соблюдении условия постоянства температуры поверхности металла. Кроме того, стратегия энергосберегающего оптимального управления нагревом заготовок обуславливает на заключительном интервале заданного времени нагрева стабилизацию (выход на ограничение) температуры поверхности металла.

3.3 Начальные расчётные данные

3.3.1 Расчет производительности

Часовая производительность прокатного стана определяется по формуле

т/ч (4.2)

где t - такт прокатки, с; t=147 с;

q - масса слитка по всаду, т; q=30 т;

kГ - коэффициент выхода годного; kГ =1;

kИ - коэффициент использования стана, учитывающий скрытые простои стана (для непрерывных станов - 0,9-0,95).

Годовой объем производства продукции

т/г.

Сведем все расчеты в итоговую таблицу, табл. 1

Таблица 1 Расчет производственной программы ЛПЦ-10

3.3.2 Количество и заработная плата работников

Возьмём четыре категории работников в смену (всего 5 бригад). Списочный состав составляет:

1) рабочие в смену (80);

2) бригадиры в смену (15);

3) мастера в смену (8);

4) ремонтные рабочие в смену (20);

Из списочного состава:

1) резервные работники, находящиеся во временном отпуске в месяц (10);

2)работники, находящиеся на больничном в месяц (5).

Так как работа происходит в запылённом, шумном пространстве и от рабочих требуется постоянное внимание и концентрация, то берём восьмичасовой рабочий день.

Таким образом, общее количество работников считается как сумма произведения количества работников в бригаде на количество бригад и суммы резервных работников и работников, находящихся на больничном .

Сс=80+15+8+20+10+5=138чел,

Где Сс - списочный состав, чел.

Основная заработная плата для различных категорий рабочих составляет:

- бригадир - 13000руб;

- мастер - 18000руб;

- рабочий - 10000руб

- ремонтные рабочие - 9000;.

Дополнительная заработная плата составляет 15% от основной. Существуют также отчисления от заработной платы работников, которые необходимо компенсировать, включив их в заработную плату. Существуют следующие отчисления:

- фонд медицинского страхования - 4%;

- пенсионный фонд - 28%;

- фонд социального страхования - 4%.

Итого суммарные отчисления составят: 4+28+4=36%. Таким образом, итоговая заработная плата посчитается как сумма дополнительной и основной заработной платы, увеличенной на 36%. Тогда итоговая заработная плата для различных категорий рабочих составит:

- рабочие=1,36·(10000+0,15·10000)=15640руб;

- бригадир=1,36·(13000+0,15·13000)=20332руб;

- мастер=1,36·(18000+0,15·18000)=28152руб;

- ремонтные рабочие=1,36·(9000+0,15·9000)=14076руб.

Заработная плата за месяц в цеху считается как произведение списочного количества людей на итоговую заработную плату:

Зи=80·15640+15·20332+8·28152+20·14076=2062916руб,

где Зи - месячный фонд заработной платы в цеху, руб.

Годовой фонд заработной платы считается с учётом выплаты работникам тринадцатой заработной платы по формуле (1):

Зг=Зи·13=2062916·13=26817908руб (1)

где Зг - годовой фонд заработной платы, руб.

3.3.3 Расчёт амортизационных отчислений до автоматизации

Расчёт амортизационных отчислений проводится линейным способом, то есть основные средства будут изнашиваться равномерно за весь срок эксплуатации. Амортизация считается по формуле (2):

Аг=Сп·Н01/100 (2)

где Аг - годовые амортизационные отчисления, руб/год;

Сп - первоначальная стоимость основных средств с учётом транспортировки, монтажа и наладки, руб.;

Н01 - норма амортизации, которая рассчитывается по формуле (3):

Н01=100/Тэк (3)

где Тэк - срок полезного использования, год.

Устройство управления и контроля включает в себя различного рода ЭВМ, контроллеры, первичные и вторичные датчики, исполнительные механизмы, двигатель и т.д.

Расчёт амортизационных годовых отчислений представлен в таблице 2.

Таблица 2 - Годовые амортизационные отчисления до автоматизации

Итого амортизационные отчисления за год составляют: 103315000руб/год.

3.4 Калькуляция себестоимости без автоматизации

В калькуляцию себестоимости включаются следующие пункты:

- годовой фонд заработной платы;

- годовые амортизационные отчисления;

- отходы и брак;

- расходы, связанные с производством;

- износ инструментов и приспособлений целевого назначения;

- текущий ремонт и содержание основных средств;

- прочие расходы.

Отходы и брак - вычитаются из себестоимости, так как вновь идут на перепроизводство. Составляют 0,5% от одной тонны готовой продукции и стоят 6000руб за тонну. Таким образом, стоимость отходов и брака за год составляет: 6000·0,5·323730/100=9711900руб.

В износ инструментов и приспособлений целевого назначения относятся:

а) термопары ТПП - используются двадцать термопар, причем их меняют из-за прогара каждые три месяца, т.е. в год использовали 80 шт . Стоимость одной термопары ТПП составляет 16860руб. Тогда расходы на термопары ТПП в год равны 1348875руб;

б) термопары ТХА - используются шестнадцать термопар, причем их меняют из-за прогара каждые три месяца, т.е. в год использовали 64 шт . Стоимость одной термопары ТПП составляет 1000руб. Тогда расходы на термопары ТПП в год равны 64000 руб;

в) Модуль аналогового ввода SM 331 8AIхTC - каждый модуль рассчитан на 150 плавок. Тогда количество модулей за год составит: 5,5·327/150=12 штук. Стоимость одного модуля составляет 70000руб, тогда годовые расходы на модуль равны 840000руб

Итого расходы на износ инструментов и приспособлений целевого назначения составят 2 252 875руб.

Расчёт цеховой калькуляции без автоматизации приведён в таблице 3.

Таблица 3 - Расчёт расходов по цеху до автоматизации

Затраты на ремонт и содержание основных средств составят 531157500руб (15% от стоимости основных средств).

Прочие расходы составят 15% от стоимости основных средств, то есть 531157500руб.

Итого получена цеховая себестоимость в размере 3697659788руб/г. Себестоимость одной тонны готовой продукции считается по формуле (4):

Сбп=Сбц/О (4)

Сбп=3697659788/323730=11422руб/тонну,

где Сбп - себестоимость готовой продукции, руб/тонну;

Сбц - цеховая себестоимость. руб;

О - объём годового производства, тонн.

3.5 Расчёт себестоимости с автоматизацией

После автоматизации в калькуляции себестоимости изменятся следующие статьи расходов:

а) расходы, связанные с технологией, уменьшатся на величину, равную произведению разности расходов воды на тонну до и после автоматизации на стоимость тонны воды и на годовую производительность. После вычислений получим: (0,2-0,167)·1,2·323730=12819,7руб. Таким образом, расходы связанные с производством, составят: 2492510705руб/г;

б) годовой фонд заработной платы увеличится на величину, равную произведению заработной платы нового работника на 13, то есть годовой фонд заработной платы составит: 26817908+25000Ч13=27142908руб.

в) годовой фонд амортизационного оборудования увеличится. Произойдет увеличение в статье устройство управления и контроля на сумму стоимости программного продукта и дополнительной ЭВМ. Таким образом, годовой фонд амортизационных отчислений составит: 103450000руб.

г) текущий ремонт и содержание основных средств увеличится всвязи с увеличением стоимости основных средств и составят 531198000руб.

д) прочие расходы увеличатся в связи с увеличением стоимости основных средств и составят 531198000руб.

Расчёт амортизационных отчислений после автоматизации представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Расчёт амортизационных отчислений после автоматизации

Таблица 5 - Расчёт расходов по цеху после автоматизации

Итого получена цеховая себестоимость в размере 3698051607,7руб/г. Себестоимость одной тонны готовой продукции после автоматизации считается по формуле (5):

Сбп=Сбц/О (5)

Себ.гот.пр=3698051607,7/323730=11423,26руб/тонну

4. Финансовая оценка инвестиций

4.1 Расчёт экономических показателей рентабельности автоматизации

Сводная таблица цеховых себестоимостей представлена в таблице 6. Так как себестоимость увеличивается, то появляются дополнительные затраты, которые определяются по формуле (6):

Дз=(Сбп.пр-Сбп.сущ)·О (6)

Дз=(11423,26-11422)·323730=407899,8руб

где Дз - дополнительные годовые затраты, руб;

Сбп.пр - себестоимость продукции проектная, руб/тонну;

Сбп.сущ - существующая себестоимость продукции, руб/тонну.

Таблица 6 - Сводная таблица

Так как при выпуске некачественной продукции на предприятие налагаются штрафы, которые за год достигают величины, равной 700000руб. Тогда годовая экономия рассчитывается по формуле (7):

Гэ=Ш-Дз (7)

Гэ=700000-407899,8=292100,2руб,

где Гэ - годовая экономия, руб;

Ш - штраф, руб;

Прибыль считается по формуле (8):

П=(Ц-Сбп)·О (8)

Где П - прибыль, руб;

Ц - цена готовой продукции на рынке, руб;

Пусть цена тонны готовой продукции до автоматизации равна Ц=13500руб., при этом цена после автоматизации составит Ц=13550руб.

Рентабельность продукции рассчитывается по формуле (9):

Р=(П/Сбц)·100% (9)

где Р - рентабельность продукции, %.

Рентабельность производства рассчитывается по формуле (10):

Рп=(П/Со.с)·100% (10)

где Рп - рентабельность производства, %;

Со.с - стоимость основных средств, руб.

Таким образом, финансовые показатели до автоматизации составляют:

П=(13500-11422)·323730=672710940руб

Р=(672710940/3697659788)·100%=18,19%

Рп=(672710940/3541050000)Ч100%=19%

Финансовые показатели после автоматизации составят:

П=(13550-11423,26)·323730=688489540,2руб

Рдо=(688489540,2/3650156329,5)·100%=18,61%

Рп=(688489540,2/3541320000)·100%=19,44%

Срок окупаемости рассчитывается по формуле (11):

С.ок=Дз/Гэ (1)

С.ок=407899,8/292100,2=1,4лет

Где С.ок - срок окупаемости, год.

Таким образом, проведение автоматизации теплового режима методической печи является очень эффективным, при этом все затраты окупятся за 1,4 года. Также прибыль, рентабельность продукции и производства увеличиваются.

Заключение

В данном курсовом проекте предложено внедрение программного продукта, обеспечивающего оптимальные измерения температуры рабочего пространства в методической печи, одной ЭВМ и одного человека, обслуживающего предложенный программный продукт.

Инвестиции, связанные с автоматизацией, составляют 407899,8руб, при этом увеличивается себестоимость готовой продукции с 11422руб до 11423,26руб. За счёт уменьшения ежегодных штрафов за выпуск некачественной продукции годовая экономия составляет 292100,2руб. Рентабельность продукции увеличивается с 18,19% до 18,61%. Рентабельность производства увеличивается с 19% до 19,44%. Прибыль от сбыта продукции увеличивается с 672710940руб до 688489540,2руб. При этом срок окупаемости инвестиций, связанных с автоматизацией, составляет 1,4 года.

Таким образом, проведение предложенной автоматизации приведёт к улучшению качества готовой продукции, что соответствует миссии предприятия, а также снизит затраты на штрафы, связанные с выпуском некачественной продукции.

автоматизация планирование производство инвестиции

Список использованных источников

1 Прокатка стали. Технология. Оборудование./Еронько С.П., Быковских С.В. К.: Техника, 2003. - 216с.

2 Требования по оформлению дипломного проекта/Красовская А.Ю., Мухина Е.Ю. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. - 223.

3 Экономикс/ Кэмпбелл Р. Макконнелл, Стенли Л. Брю. - М: Республика, 1995. - 400с.

4 Развитие технологии прокатки стали./Лякишев Н.П., Шалимов А.Г. - М.: ЭЛИЗ, 2002. - 208 с.

Размещено на Allbest.ru