Разработка технологии производства черного карбида кремния в условиях ОАО "Запорожский абразивный комбинат"

2.5 Охрана окружающей среды и ресурсосбережение

2.5.1 Характеристика и очистка пылегазовых выбросов

При получении карбида кремния в окружающую среду выделяется большое количество СО, в основном догорающего на поверхности колошника до СО2, соединений серы и пылевидных веществ, достигающих 40 - 60 кг на 1 т товарного продукта SiC (табл. 2.4).

Таблица 2.4 Характеристика пылевыбросов от печей мощностью 3,3 МВт производства черного карбида кремния

Карбид кремния	Завод	Среднее содержание пыли в газах, мг/м3	Выброс пыли, кг/ч	Выброс пыли на 1т карбида кремния, кг
ЧК	А	22/36	4,4/29	40

Химические составы пыли от печей зеленого и черного карбида приведены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 Химический состав пыли от печей производства черного (ЧК) карбида кремния

Карбид кремния	Массовая доля, %
	Na2O	Al2O3	Fe2O3	SiO2	CaO	MnO	Cобщ	S	Cl2	Смоли стое вещество
ЧК	1-2	1-3	2-5	51	2-3	1,4	1,3	25	-	0,5-13

Материальный баланс серы показал, что с шихтовыми материалами вносится 260 кг серы, в том числе 45 % с нефтяным коксом[12]. При этом 35 % серы переходит в пылегазовые выделения в виде летучих соединений. Обнаруживаемые в пыли оксиды марганца обусловлены применением марганцевой руды для дожигания СО на поверхности печи.

Таблица 2.6 Изменение объема отходящих газов при получении карбида кремния, концентрации в них сернистых соединений и валовый выброс серосодержащих соединений в атмосферу

Наименование	1 ч	4 ч	8 ч	12 ч	16 ч	20 ч	24 ч	Среднее значение за 1 ч
Объём отходящих газов, м3/ч 103	158	270	256	238	216	221	194	221
Концентрация сернистых соединений в отходящих газах, г/м3	-	0,002	0,019	0,027	0,034	0,019	0,015	0,017
Валовый выброс в атмосферу сернистых соединений, кг/ч	-	0,54	4,86	6,43	7,36	4,20	2,91	3,75

Выделяющаяся пыль характеризуется как тонкодисперсная; около 70-75 % частиц пыли имеет размер <1,5 мкм (табл.2.7).

Таблица 2.7 Гранулометрический состав пыли от печей карбида кремния

Карбид кремния	<1,5	1,5-3	3-6	6-15	15-25	25-40	>40
ЧК	75	10	8	5	-	-	2

Улавливание и очистка пылегазовых выбросов при производстве карбида кремния в печах сопротивления представляет одну из трудноразрешимых задач. Несмотря на более чем вековую практику получения карбида кремния и многочисленные предложения по улучшению экологической обстановки в условиях промышленного производства, до сих пор не найдено простое н эффективное решение этой проблемы как в нашей стране, так и за рубежом, хотя в патентной литературе имеется банк идей, касающихся устройств для улавливания пылегазовых выбросов и методов их очистки.

2.5.2 Характеристика и очистка сточных вод

Общее удельное водопотребление на производстве шлифпорош-ка и шлифзерна составляет 10-15 м3/т, в том числе: промывание сплавленной шихты (куска карбида кремния) 4-12%. механическая обработка карбида кремния 85-92 % и химическое обогащение 4 % . Сточные воды промывания и химического обогащения после очистки от взвеси в отстойниках направляются в канализацию или на сброс. Поэтому необходимы меры, уменьшающие вредное воздействие стоков на окружающую среду. Часть сточных вод механической обработки карбида кремния после очистки от взвеси на 98 % направляется в оборотный цикл водоснабжения. Коэффициент использования воды в оборотном цикле на абразивных заводах при получении карбида кремния составляет 40-60 %[17].

Величина рН, щелочность, жесткость сточных вод и содержание в них катионов, анионов и сухого вещества и взвешенных веществ представлены в табл. 2.8.

Таблица 2.8 Характеристика сточных вод различных стадий технологической схемы производства черного карбида кремния

Стадия технологического процесса	pH	Щелочность, мг-экв/л	Жесткость, мг-экв/л	Ca2+ мг-экв/л	Mg2+ мг-экв/л	Cl- мг/л	SO42- мг/л	Feобщ	Сухого остатка, мг/л	Взвешенных веществ мг/л
Промывание сплавленной шихты	7,6	1,4	2,4	1,6	0,8	1,38	460	-	968	548
Измельчение и классификация	8,4	2	4,5	2,5	2	79	240	-	566	5218
Аспирация	8,4	2,4	6,1	4,5	1,6	80	600	-	1288	3028
Химическое обогащение	5,7	0,6	9,2	6,4	2,8	98	3600	536	5880	8794

Высокая концентрация хлор-иона в стоках промывания куска карбида кремния (сплавленной шихты) связана с присадкой в шихту для получения зеленого карбида кремния NaCl. Промывание черного и зеленого куска карбида кремния сопровождается повышением концентрации сульфат-иона SO42- до 460 и 723 мг/л соответственно за счет перехода серосодержащих соединений в промываемые воды[18]. Стоки химического обогащения содержат растворимые минеральные вещества (до 70 г/л) и гидроксиды железа (от 9 до 36 г/л). Взвешенные частицы в сточных водах производства шлифматериалов имеют также тонкодисперсный состав: фракция 100--300 мкм составляет около 55%, а 10-50 мкм - 22,7 % (табл. 2.9).

Таблица 2.9 Плотность и дисперсный состав твердых частиц, содержащих в сточных водах производства шлифпорошка и микрошлифпорошка

Материал	Плотность, кг/м3	>300 мкм	100-300 мкм	50-100 мкм	10-50 мкм	<10 мкм
Шлам производства шлифпорошка	3050	5,93	54,41	14	22,7	2,96
Шлам производства микрошлифпорошка	2950	0,33	4,8	6,39	59,48	29
Смесь шламов	3010	3,15	36,76	7,25	37,91	14,93

Для более полного осветления сточных вод производства шлифпорошков карбида кремния рекомендуют использовать сернокислотный аммоний (50 мг/л) и полиакриламид (1,5-2 мг/л). Применение этих реагентов-коагуляторов позволяет резко улучшить динамику осветления сточных вод (рис. 2.3). Это позволяет иметь удельную нагрузку на радиальный отстойник 1 - 1,2 м3/(м2-ч).

Удельный расход реагентов-коагулянтов зависит от дисперсности шламов; чем более дисперсный шлам, тем выше расход реагентов. Поскольку химическое обогащение производится в кислой среде (рН = 4,2 - 5,7), сточные воды необходимо нейтрализовать щелочью до рН = 10,5 - 11,0. При нейтрализации в осадок выпадают гидроксиды и основные соли железа плотностью шлама 2100 кг/м3. Осевший шлам уплотняется сравнительно плохо (рис. 2.4). Содержание твердой фазы в нем после 24 ч отстаивания не превышает 80 г/л. Удельную нагрузку при осветлении этих стоков в радиальных отстойниках следует принимать не более 0,2 м3/(м2-ч) [16]. Шлам нейтрализованных сточных вод химического обогащения может быть обезвожен на ленточных вакуум-фильтрах с нагрузкой 4 - 6 кг/(м2-ч), что намного ниже нагрузки для таких же фильтров для шлама механической обработки карбида кремния, равной 800 кг/(м2Ч).



Рисунок 2.3 Зависимость изменения содержания взвешенных веществ (Q) от времени осветления воды ():

1 - сточная вода цеха микрошлифпорошков; 2 - то же, при действии сернокислого алюминия и полиакриламида; 3 - сточная вода цеха шлифпорошков; 4 - то же, при действии сернокислого алюминия и полиакриламида.



Рисунок 2.4 Изменение относительного объёма шлама V нейтрализованных кислых стоков цеха микрошлифпорошков во время при концентрации твердой фазы, мг/л: 1 - 11200; 2 - 15400; 3 - 18300; 4 - 25500.

С учетом опыта очистки сточных вод на абразивных предприятиях страны разработана схема оборотного водоснабжения для производства карбида кремния без сбрасывания сточных вод. Общую схему водоснабжения предложено организовывать в составе четырех локальных схем по отдельным технологическим стадиям производства шлифматериалов карбида кремния в соответствии с составом сточных вод.

Первая локальная схема - это схема условно чистой воды, используемой для охлаждения оборудования. Она предусматривает вывод части воды и подпитку свежей для предотвращения солевых отложений на охлаждаемых поверхностях оборудования. Выводимая часть условно чистой воды направляется для подпитки остальных трех локальных систем.

Вторая схема представляет оборотный цикл технологической стадии промывки куска карбида кремния (сплавленной шихты). Она предназначена для очистки всей воды от механической взвеси с возвратом части ее в оборотный локальный цикл[15].

После осветления часть воды направляется на обессоливание н затем направляется в оборотный цикл.

Третья схема предназначена для осветления в отстойниках и обезвоживания на ленточных фильтр-прессах всех технологических и аспирационных сточных вод, загрязненных частицами SiC. Уловленный шлам представляет собой практически чистый карбид кремния и может быть использован в огнеупорном и смежных производствах.

Четвертая схема предназначена для очистки сточных вод стадии химического обогащения карбида кремния, основными операциями которого является нейтрализация, осветление воды и обезвоживание шлама на фильтр-прессах с получением железосодержащего шлама. Часть осветленной в этом цикле воды используется в цикле химического обогащения, а вторая ее часть направляется на обессоливание с получением поваренной соли, Na2SО4 и конденсата.

3 Охрана труда

3.1 Введение

Согласно статье 21 Закона Украины "Об охране труда" и Указу Президента Украины от 16 января 2003 г. N 29 "Вопросы Государственного комитета Украины по надзору за охраной труда" Кабинет Министров Украины постановляет:

1. Утвердить Порядок выдачи разрешений Государственным комитетом

по надзору за охраной труда и его территориальными органами, который прилагается.

2. Признать утратившим силу постановление Кабинета Министров Украины от 6 октября 1993 г. N831 "Об утверждении Положения о выдаче Государственным комитетом по надзору за охраной труда владельцу предприятия, учреждения, организации или уполномоченному им органу разрешения на начало работы предприятия, учреждения, организации" (СП Украины, 1994 г., N 2, ст. 49).

С изменениями в Закон Украины "Об охране труда" (Ведомости Верховной Рады Украины, 1992 г., № 49, ст. 668; 1996 г., № 31, ст. 145; 1999 г., № 34, ст. 274.

На работах с вредными и опасными условиями труда, а также работах, связанных с загрязнением или неблагоприятными метеорологическими условиями, работникам выдаются бесплатно по установленным нормам специальная одежда, специальная обувь и другие средства индивидуальной защиты, а также моющие и обезвреживающие средства. Работники, привлекаемые к разовым работам, связанным с ликвидацией последствий аварий, стихийных бедствий и т.п., на предусмотренных трудовым договором, должны быть обеспечены указанными средствами[2].

Работодатель обязан обеспечить за свой счет приобретение, комплектование, выдачу и содержание средств индивидуальной защиты в соответствии с нормативно-правовыми актами по охране труда и коллективным договором. В случае преждевременного износа этих средств не по вине работника работодатель обязан заменить их за свой счет. В случае приобретения работником спецодежды, других средств индивидуальной защиты, моющих и обезвреживающих средств за свои средства работодатель обязан компенсировать все расходы на условиях, предусмотренных коллективным договором.

Согласно коллективному договору работодатель может дополнительно, сверх установленных норм, выдать работнику определенные средства индивидуальной защиты, если фактические условия труда этого работника требуют их применения.

ГОСТ 12.1.003-83 - стандарт устанавливает классификацию шума, характеристики и допустимые уровни шума на рабочих местах.

ГОСТ 12.1.004-91 - стандарт устанавливает общие требования пожарной безопасности к объектам защиты различного назначения.

ГОСТ 12.0.003-83 - стандарт распространяется на опасные и вредные производственные факторы.

ГОСТ 12.2.003-91 - стандарт распространяется на производственное оборудование, применяемое во всех отраслях народного хозяйства, и устанавливает общие требования безопасности.

В дипломном проекте исследуется технология синтеза черного карбида кремния в условиях ОАО «Запорожский абразивный комбинат». Проанализировано физико-химические и технологические основы синтеза черного карбида кремния в самоходных печах сопротивления.

Раздел охраны труда включает в себя разработку вопросов рассматривающихся с точки зрения устранения или уменьшения влияния опасных и вредных производственных факторов на организм работников предприятия[1].

3.2 Анализ вредностей и опасностей на абразивном производстве при синтезе черного карбида кремния

Для того чтобы обеспечить безопасность эксплуатации технологических процессов, механизмов, их сохранение и влияние на окружающую среду устанавливается характер технологического процесса.

В этом разделе произведем анализ опасных и вредных факторов, воздействующих на плавильщика, работающего возле печи выплавляющей карбида кремния.

В процессе деятельности возможно воздействие на плавильщика следующих вредных и опасных производственных факторов:

1. повышенная температура, влажность, скорость воздуха;

2. повышенный уровень шума на рабочем месте;

3. слабое или недостаточное освещение рабочего места;

4. Наличие вредных веществ в воздухе;

Таблица 3.1 - Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости перемещения воздуха в рабочей зоне. (ГОСТ 
12.1.005-88)

Сезон года	Категория работ	t, 0C	Относительная влажность, %	Скорость перемещения, м/с
Холодный и переходной период года	Средняя тяжесть, I а	18 - 20	60 - 40	0.2
	Средняя тяжесть, II б	17 - 19	60 - 40	0.3
	Тяжелая, III	16- 18	60 - 40	0.3
Теплый период года	Средняя тяжесть, I а	21 - 23	60 - 40	0.3
	Средняя тяжесть, II б	20 - 22	60 - 40	0.4
	Тяжелая, III	18 - 21	60 - 40	0.5

Таблица 3.2 - Допустимые уровни звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий (ГОСТ 12.1.003 - 83

Вид трудовой деятельности, рабочее место	Уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБ (А)
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Выполнение всех видов работ на постоянных рабочих местах в производных помещениях и на территории пред-ия.	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80

Таблица 3.3. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ГОСТ Р 8.563-96.)

Наименование вещества	Величина ПДК мг/м3	Класс опасности
Диоксид серы (SO2)	3	IV
Монооксид углерода (CO)	4	III

Таблица 3.4. Нормированные значения коэффициентов естественной освещенности в помещениях производственных зданий (СНиП П-4-79/85)

Разряд роботы	характер работ, выполняемых в помещении	При верхнем и комбинированном освещении	При боковом освещении
	Виды работ по степени точности	Размеры объекта различения, мм
I	Особо точные работы	0,1 и менее	10	3,5
II	Работы высокой точности	Более 0,1 до 0,3	7	2
III	Точные работы	Более 0,3 до 1	5	1,5
IV	Работы малой точности	Более 1 до 10	3	1
V	Грубые работы	Более 10	2	0,5
VI	Работы, требующие общего наблюдения за ходом процесса без выделения отдельных деталей	-	1	0,25

3.3 Техника безопасности на призводстве черного карбида кремния

1. При работе необходимо применять средства индивидуальной защиты, предусмотренные "Перечнем средств индивидуальной защиты, бесплатно получаемых работниками ОАО "Запорожабразив": костюм суконный по ГОСТ 12.4.045, вачеги, каска защитная по ГОСТ 12.4.087, ботинки кожаные по ДСТУ 2772 (ГОСТ 12.4.032), фильтрующий респиратор одноразового использования,

Одежда должна быть застегнута на все луговины, ботинки зашнурованы. Волосы необходимо тщательно заправить под головной убор[3].

2. При работе необходимо соблюдать требования, изложенные в "Инструкции по охране труда № 1 для всех работников предприятия", "Инструкции по охране труда при работе на оборудовании синтеза карбида кремния № 3".

3. Перед началом работы на самоходной печи необходимо убедиться:

в наличии заземления;

в исправности световой сигнализации, конечных выключателей;

в надежности крепления всех резиновых шлангов, работающих в системе сжатого воздуха.

4. Запрещается выполнять данную операцию в случае выхода из строя вентиляционной установки.

6. Запрещается производить какие-либо ремонтные работы на
включенной печи.

7. Не допускается работать на неисправном оборудовании и устранять неисправности самому

8. Не следует допускать на рабочее место лиц, не имеющих отношения к данной работе, отвлекаться разговорами, отлучаться от работающего оборудования без его остановки, оставлять рабочее место без разрешения мастера.

9. Не допускается при работающем оборудовании снимать ограждения, защитные кожухи и проникать за них, отключать защитную блокировку, снимать и надевать приводные ремни, производить замену деталей, ремонт, смазку, уборку оборудования.

10. Перед ежесменным и периодическим обслуживанием, а также ремонтом оборудование должно быть остановлено, сняты предохранители, отключён автомат управления двигателями и на пусковой аппаратуре и вывешен плакат "Не включать! Работают люди".

11. Перед пуском оборудования необходимо убедиться в отсутствии людей вблизи оборудования, включить вытяжную вентиляцию.

3.8. Пожарная безопасность на ОАО “Запорожский абразивный комбинат”

Производственный процесс в цехе (на участке, в отделении) по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности, согласно СНиП 2.09.02-85 относится к категории «Г», т.к. обработке подвергаются негорючие материалы в раскаленном состоянии.

Здание цеха построено из негорючих материалов (металлоконструкций, кирпича, железобетона, стекла и т.д.) и, согласно СНиП 2.01.02-85, имеет II степень огнестойкости.

Пожары на участке могут возникнуть в результате:

1. возгорания электрооборудования при перегрузках, перегревах и коротких замыканиях (класс пожара - Е);

2. возгорания горюче-смазочных материалов при попадании в них искр электрического или механического происхождения, воздействия тепла от нагретых предметов, под воздействием открытого огня (класс пожара - В);

3. на нагревательном участке возможно возгорание и взрыв горючих газовоздушных смесей (класс пожара - С);

4. самовозгорание промасленной ветоши (класс пожара - А);

5. действие статического или грозового разряда (т.е. приводятся конкретные для данного участка возможные причины пожара).

Для тушения возможных пожаров в цехе предусмотрены первичные средства пожаротушения, согласно «Правилам пожарной безопасности в Украине».

3.4 Эвакуационные выходы из зданий и помещений

1. Эвакуационные выходы для людей не допускается предусматривать через помещения с производствами категорий А и Б также через помещения в зданиях IV и V степени огнестойкости.

2. Ворота для железнодорожного подвижного состава не допускается учитывать при расчете эвакуационных выходов.

3. Допускается проектировать один эвакуационный выход из помещений, расположенных на любом этаже (за исключением подвального и цокольного), если расстояние от наиболее удаленного рабочего места до этого выхода не превышает 25 м и количество работающих в смене не более, чел.:

5 -- в помещении с производствами категорий А, Б;

25 -- в Помещении с производствами категории В;

50 -- в помещении с производствами категорий Г и Д.

4. Расстояние от наиболее удаленного рабочего места до ближайшего эвакуационного выхода из помещений наружу или в лестничную клетку.

5. Расстояние от наиболее удаленного рабочего места до ближайшего эвакуационного выхода из одно или двухэтажных зданий с незащищенными несущими стальными конструкциями и ограждающими конструкциями (стены и покрытия) из стальных профилированных или асбестоцементных листов с полимерными утеплителями следует принимать не более:

в одноэтажных зданиях с производствами категории А и Б -- 40 м, категории В -- 50 м, категорий Г и Д -- 80 м,

в двухэтажных зданиях с производствами категорий А и Б -- 30 м, категории В -- 40 м, категорий Г и Д -- 60 м

6. Ширину эвакуационного выхода (двери) из помещений следует принимать в зависимости от общего количества людей, эвакуирующихся через этот выход, и количества людей на 1 м ширины выхода (двери).

7. Расстояние по коридору от двери наиболее удаленного помещения площадью не более 1000 м2 до выхода наружу или в ближайшую лестничную клетку. (СНиП 2.09.02-85)

3.5 Огнетушители

В зависимости от условий гашения загораний созданы разные типы огнетушителей, которые классифицируются по виду огнегасящего вещества и способами его вытеснения.

В жидкостных огнетушителях применяют чистую воду, воду с добавками поверхностно-активных веществ или водные растворы разных химических соединений.

Химические пенные огнетушители предназначены для гашения химической пеной, которая получается внутри огнетушителя вследствие реакции между щелочной массой (на основе NaHCO3), залитой в стальной корпус огнетушителя, и кислотной (на основе Н2SO4 + Fe (SO4)3), залитой в полиэтиленовый стакан, помещенный в верхней части корпуса. Чтобы привести в действие химический пенный огнетушитель, необходимо рукоятку, которая открывает клапан кислотного стакана, поднять вверх, огнетушитель перекинуть вниз головкой. Вследствие реакции между кислотной и щелочной массами, которые вытекают из стакана, перед входом у насадок возникает углекислый газ, который создает внутри корпуса давление 1,4 МПа (14 кгс/см2), что струей выталкивает пену. Воздушно-пенные огнетушители предназначены для гашения загораний разных веществ и материалов, за исключением щелочных металлов и электроустановок, которые находятся под напряжением, а также веществ, которые горят без доступа воздуха. Воздушно-механическая пена получается при прохождение 5-6%-го водного раствора поверхностно активного вещества через насадок. В распылителе-насадке раствор раздробляется на капли, поток которых перемещается с ежектированием в насадок воздухом, образовывая пену кратностью 6-8. В насадке с сеткой пена получается в результате выдувания на сетке пузырьков, кратность пены 50-70. Длина струи 3-6 г[4].

Воздушно-пенный огнетушитель складывается с стального корпуса, крышки с запорно-пусковым устройством, баллона для газу-виштовхувача (углекислота) и сифонной трубки с насадком для образования воздушно-механической пены. Заряжая воздушно-пенный огнетушитель корпус заполняют раствором пенообразователя и ставят газовый баллон в крышку огнетушителя. Готовят раствор в отдельной емкости при температуре воды 15 . . . 200С.

Порошковые огнетушители предназначены для гашения загораний легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, щелочно- земельных металлов, электроустановок, которые находятся под напряжением, а также против пожаров на объектах с большими материальными ценностями Огнегасящим веществом порошковых огнетушителей являются порошковые смеси, которые из корпуса огнетушителя вытесняются избыточным давлением газа, который находится в дополнительном баллончике.

Углекислотные огнетушители предназначены для гашения загораний разных веществ и материалов, за исключением веществ, которые могут гореть без доступа воздуха. Углекислотными огнетушителями можно гасить электроустановки, которые находятся под напряжением не более чем 1000 В.

3.6 Защита от молний

Молния - это интенсивный разряд атмосферного электричества, то есть разряд между электрически заряженной тучей и землей, или между разноименно заряженными краями двух туч. Электростатическая электризация грозовых туч происходит вследствие движения мощных воздушных потоков и конденсации в них водяного пара. Действие молнии на дома и сооружения может быть в виде прямого удара, электростатической или электромагнитной индукции и в виде занесения высоких электрических потенциалов.

Выяснено, что при прямом ударе молнии за частицы секунды по каналу молнии проходит ток силой 200 . . . 50 кА, разогревая его до 2000 . . . 30000С.

Устройства, предназначенные непосредственно для приема электрического разряда молнии, отводят его ток в землю и называют молниеотводами.

Зоной защиты молниеотвода называют часть пространства, которае прилегает к молниеотводу и защищает сооружение от прямых ударов молнии с достаточной степенью надежности (99%). Радиус зоны защиты вычисляется по конкретным параметрам для того или другого молниеотвода. В зависимости от характера необходимых мероприятий защиты все дома и сооружения разделяют на три категории. К І категории относятся промышленные дома и сооружения с взрывоопасными зонами классов В-І и В-2, расположенные в любом месте территории Украины, к ІІ категории - промышленные дома и сооружения с зонами классов В-Іа, В-Іб и В-IIа, расположенные в местности с средне грозовой деятельностью 10 и больше часов на год.

К ІІІ категории относятся много других производственных, сельскохозяйственных, жилых и общественных зданий, сооружений и складов, дымовые трубы, водонапорные и силосные башни, пожарные вышки и прочие объекты классов П-1, П-ІІ и П-IIа при таких условиях:

-объекты расположены в местностях с грозовой деятельностью 20 грозовых часов на год и больше;

-ожидаемое количество поражений не менее чем 0-0,5 на год для зданий и сооружений І и ІІ степеней огнестойкости;

-ожидаемое количество поражений не менее чем 0-0,1 на год для зданий и сооружений ІІІ, ІV и V степеней огнестойкости.

Молниеприемники должны быть изготовлены (оцинкованные или выкрашенные): стержневой - сечением не менее чем 10 мм2 и длиной не менее чем 200 мм, тросовый (многопроволочный оцинкованный трос) - сечением не менее чем 35 мм2[2].

4 Экономическая часть

Цель экономической части является определение себестоимости черного карбида кремния, производимого по предлагаемой технологии.

4.1 Характеристика предлагаемой технологии

В соответствии с предлагаемой технологией синтеза черного карбида кремния будет производиться в самоходных печах сопротивления. Рассчитаем себестоимость черного карбида кремния, производимого по предлагаемой технологии. Технология производства карбида кремния выглядит следующим образом: шихта, состоящая из кварцевого песка нефтяного кокса и возвратных материалов, загружается в электропечь сопротивления, представляющая собой самоходную тележку с установленными по ее торцам огнеупорными стенками с углеродистыми блоками (четыре блока сечением 400Ч400 мм каждый), представляющими токоподводящие узлы.

Рабочим электросопротивлением является слой кускового кокса (называемого керном), который укладывается при загрузке. Загруженная описанным способом электропечь при помощи установленного на раме печи электропривода перемещается к печному трансформатору мощностью 4000 кВА. Процесс получения карбида кремния ведется на напряжении на низкой стороне трансформатора 240-290 В при активной мощности 3400-3600 кВт. Общая продолжительность печи под токовой нагрузкой составляет 26-30 ч, после чего печь отключается от печного трансформатора и охлаждается на воздухе в течение 38-40 ч с последующим перемещением ее на участок разборки прореагировавшей шихты. Разборка печи ведется в определенной технологической последовательности. Первоначально снимается слабо прореагировавшая шихта, затем слои спека, силоксикона, сростки аморфа и собственно аморф, освобождая, таким образом для разборки собственно карбида кремния, который представлен кальцеобразным слоем вокруг керна. Охлажденный слой карбида кремния в виде сросшихся друзд (кусков) извлекается из печи, сортируется по внешним признакам качества. На этом этапе заканчивается технологический цикл электротермии карбида кремния.

4.2 Основные теоретические положения расчета себестоимости продукции

Себестоимость продукции представляет собой стоимостную оценку используемых в процессе производства природных ресурсов, сырья, материалов, топлива, энергии, основных фондов, трудовых ресурсов и других затрат на её производство и реализацию.

Состав затрат, включаемых в себестоимость:

1. Затраты непосредственно связанные с технологическим процессом изготовления продукции, в том числе затраты на материалы, комплектующие, расход энергии и т.д.;

2. Затраты на подготовку и освоение производства, но только в том случае, если продукция не предназначена для серийного производства;

3. Затраты некапитального характера, связанные с совершенствованием технологии и улучшением качества продукции;

4. Затраты по обслуживанию производства, в том числе по обеспечению его сырьём, материалами, и прочее расходы по поддержанию основных функций в рабочем состоянии;

5. Затраты по созданию нормальных условий труда и по технике безопасности;

6. Текущие затраты, связанные с природоохранными сооружениями;

7. Затраты, связанные с управлением производством, с содержанием, управления, на командировки и т.д;

8. Прочие затраты.

В фактической себестоимости так же учитываются потери от брака, затраты на капитальный ремонт и обслуживание для продукции с гарантийным сроком, потери от простоев по внутрипроизводственным причинам, недостатка материальных ценностей при отсутствии виновных лиц, затраты по возмещению вреда работникам по вине предприятия, выплаты работникам, высвобожденным с предприятия в связи с его реорганизацией, сокращением численности. Все затраты, учитываемые в себестоимости, классифицируются различными способами. Важной является классификация по элементам затрат и по статьям калькуляции. Они являются взаимно дополняемыми классификациями.

Расчёт себестоимости по элементам затрат необходим, т.к. позволяет оценить все затраты, учитываемые в себестоимости по объекту за определённый период. Всё это необходимо, но недостаточно, т.к. при данной классификации затрат нельзя оценить какая часть пошла на технологический процесс, а какая на управление и обслуживание производства. Объектом калькулирования может быть единица продукции или работы, определённый вид продукции или работы, произведённых за данный период на предприятии или в подразделении и т.д. в данном случае затраты, включаемые в себестоимость, классифицируются с учётом их характера, места возникновения, связи с технологическим процессом. Речь идёт только о другом способе разнесения тех же затрат, т.е. если считать себестоимость для одного и того же объекта по элементам затрат и статьям калькуляции итоговые значения должны быть одинаковыми.

Типовой перечень статей калькуляции включает:

Затраты на сырьё и основные материалы.

Затраты на покупные полуфабрикаты и комплектующие.

Затраты на топливо для технологических целей.

Затраты на энергию для технологических целей.

Основная заработная плата основных производственных рабочих.

Дополнительная заработная плата основных производственных рабочих.

Отчисления на социальные нужды от заработной платы основных производственных рабочих.

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования.

Расходы на освоение новой продукции.

Общецеховые расходы.

Потери от брака.

Общезаводские расходы.

Прочие производственные расходы (сумма всех предыдущих 13 статей - заводская или производственная себестоимость).

Внепроизводственные расходы (сумма всех статей - полная себестоимость).

4.3 Расчет себестоимости продукции

Себестоимость 1 т черного карбида кремния, производимого по предлагаемой технологии, рассчитана исходя из принятых в дипломной работе технологических, технических и организационных решений, определяющих размеры удельных расходов материальных и энергетических ресурсов, цены на которые для сопоставимости расчетов текущих затрат приняты на уровне действующих. Поскольку реализовывать технологию предполагается на производственных площадях действующего цеха, то инвестиции в строительство зданий, сооружений и в передаточные устройства не требуются.

4.3.1 Расчет основных материалов и сырья

Цена 1т Староверовского кварцевого песка 103,49 грн

4547,7103,49 = 470641,47 грн

Цена 1т лузги 188,18 грн

150188,18 = 28227 грн

Цена 1т нефтекокса 1906,99 грн

2897,21906,99 = 5524931,4 грн

статьи затрат	цена, грн.	количество	Сумма грн. кон.
1	2	3	4
Пески Староверовка	1,668	103,49	470641,47
Лузга	0,0753	188,18	188,18
Нефтекокс	1,2603	1906,99	55244931,4
Всего задано	-	2198,66	5995760,9
Возвратные материалы	-	-	0,66
Итого за вычетом возвратных материалов	-	-	5995760,3
Вспомогательные материалы	-	-	60,5
Топливо - технологические нужды	-	-	0
Электроэнергия	7633,3	0,4606	3515,92
Зарплата	-	-	93,68
Начисления	-	-	35,74
Цех расходы	-	-	67,38
Расходы по оборудованию	-	-	243,25
Цех. себестоимость	-		6605,45
Полная себестоимость			6006381,9

Таким образом, при работе по заданной технологии полная себестоимость черного карбида кремния составит 6006381,9 грн/т.

Вывод

В данной дипломной работе было рассмотрено и проанализировано, а так же изучено:

1. Физико-химические характеристики кремния, углерода, черного карбида кремния, а так же рассмотрены кристаллические структуры вышеуказанных веществ, применение карбида кремния в различных отраслях промышленности.

2. Различные технологии получения карбида кремния и выбор оптимально
технологии, позволяющей вести процесс синтеза черного карбида кремния, снизив при этом потери с отходящими газами.

Характеристика шихтовых материалов, их гранулометрический и химический состав, требования, предъявляемые к ним и стадии подготовки шихты.

Физико-химические и технологические исследования процесса синтеза карбида кремния в самоходной печи сопротивления.

Особенности конструкции самоходной печи сопротивления, её геометрические параметры и преимущества над печами предыдущих образцов.

Ход процесса плавки черного карбида кремня, последовательность технологических стадий синтеза, реакции, протекающие во время синтеза черного карбида кремния. Схема грузопотоков синтеза черного карбида кремния.

Последовательность разборки печи и дальнейшие стадии передела куска карбида кремния.

Калькуляция себестоимости шихтовых материалов, а так же затраты на производство куска черного карбида кремния.

Охрана труда и окружающей среды, создание безопасных условий для работников предприятия. Рассмотрены основные вредности и опасности при синтезе черного карбида кремния, а так же меры по их устранению.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Гасик М.И., Лякишев Н.П. Физикохимия и технология электроферросплавов. - Днепропетровск: ГНПП «Системные технологии», 2005. - 448 с.

2. Минералогическая энциклопедия/Под ред.К. Фрея: Пер. с англ.\Л.: Недра, 1985. 512 с.

3. Куликов И. С. Термодинамика оксидов. Справочник._М.: Металлургия, 1986. 344 с.

4. Лаптев Д.М., Васильев В.В., Мизин В.Г., и др. Термодинамические характеристики в системе Si-O-C.- Изв. вузов. Черная металлургия, 1982, № 3, с. 9.

5. Водопьянов А.Г., Памятных О.А., Кожевников Г.Н., Кузьмин Б.П. Влияние минеральных добавок на процесс образования дисперсного карбида кремния//Неорганические материалы, 2000. Т36. № 7. с. 831-835.

6. Порада А.Н., Гасик М.И. Электротермия неорганических материалов.- М.: Металлургия, - 1990. - 232 с.

7. Комплект документов на технологический процесс производства карбида кремния в условиях ОАО “ЗАК”.

8. Сокульский Г.П., Лагунов Ю.В.Сернистые выбросы в производстве карбида кремния // Абразивы. 1982. Вып. 9. С. 11-13.

9. Г. Г. Гнесин, А. В. Курдюмов, Сб. «Карбид кремния», «Наукова думка», К., 1966.

10. Толстогузов И. С. Теоретические основы и технология плавки кремнистых и марганцевых сплавов, - М.: Металлургия. 1992. - 283 с.

11. Производство абразивных материалов./А.С. Полубелова, В.Н. Крылов, В. В. Кармен, И. С. Ефимов. - Л.: Машиностроение, 1968.-180 с.

12. Миндин В. Ю., Мазмишвили С. М. Термодинамический анализ взаимодействия в системе двуокись кремния-углерод.// Журнал прикладной химии. 1984.№5. С. 1204 - 1206.

13. Толстогузов Н. В. К вопросу о диаграмме фазовых равновесиях в системе Si - О - С. // Производство ферросплавов. Кемерово. 1976. Вып. 3. С.70 - 75

14. Мизин В.Г., Рябчиков И.В., Толстогузов Н.В. Влияние добавок солей и окислов на кинетику взаимодействия кварца с графитом//Изв. вузов. Черная металлургия. - 1967. - № 6. - С.65.

15. Водопьянов А.Г., Памятных О.А., Кожевников Г.Н., Кузьмин Б.П. Влияние минеральных добавок на процесс образования дисперсного карбида кремния//Неорганические материалы, 2000. Т36. № 7. с. 831-835.

16. Охрана труда в черной металлургии: Учеб. пособие/Каракаш В

20. Злобинский Б.М. Охрана труда в металлургии. - М.: Металлургия, 1975. 536 с.

17. Методическое пособие по выполнению раздела «Охрана труда» в

дипломных проектах для студентов всех специальностей / Сост.: Л.В. Бабенко. - Днепропетровск: ГИПО МКУ, 2002. - 111 с.

18. Методические указания по разработке экономической части дипломного проекта (для студентов технических специальностей) / Сост.: Р.В. Ильина, В.А. Емельянов. - Днепропетровск: НметАУ, 1998. - 16 с.

19. Методичні вказівки до організації виконання дипломних проектів і робіт для студентів усіх спеціальностей: форм навчання /Укл.: А.К. Тараканов, Г.О. Білай, І.І. Бойко та ін. Дніпропетровськ: НметАУ,2001.-75 с.

20. Методичні вказівки до організації виконання дипломних проектів і робіт для студентів усіх спеціальностей: форм навчання /Укл.: А.К. Тараканов, Г.О. Білай, І.І. Бойко та ін. Дніпропетровськ: НметАУ,2001.-75 с.

Размещено на Allbest.ru