Реконструкция сталеплавильного производства ОХМК с целью производства трубных марок сталей повышенной прочности

Таблица 19. Технические меры защиты от выявленных опасных и вредных факторов

Опасный и вредный фактор производ-ственной среды	Проектируемое защитное устройство	Тип, параметры и характеристика устройства	Место установления на плане цеха
1. Повышенная температура воздуха в рабочей зоне - тепловое излучение - световое излечение	Теплоотражающий и теплопоглощающий экран	Теплоотражающий экран из альфоля на асбесте, степень экранизации 1,8. Толщина 0,05 мм	Пульт управления агрегата «ковш-печь»
2. Повышенный уровень шума	Звукоизоляционные перегородки, смазка, кожух с звукопоглощающим материалом внутри	Материал: сталь толщиной 2 мм, звукопоглощающий материал: стекловата. 0,5	внутренняя поверхность стен пульта управления
3. Электрический ток	Защитное отключение	30УП - 25, Н=10 А, U=380 В, =50 Гц, =20 А	Электрощит

4.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях

В соответствии с НПБ 105-95 по взрывопожарной и пожарной опасности ЭСПЦ, в котором расположен пульт управления установкой «ковш-печь», относится к категории Г (пожароопасное производство), степень огнестойкости , а помещение пульта управления относится к категории «В».

В соответствии со СНиП 12.01.02-85 пульт управления относится ко степени огнестойкости.

Произведем расчет пожарной нагрузки пульта управления АКОС /32/.

Для веществ и материалов, находящихся в помещении пульта управления, любой процесс горения можно свести к виду:

.

Тепловой эффект этой реакции составляет Q_тепл = 34,07 МДж/кг углерода. Количество горючих веществ и материалов, находящихся в помещении поста управления составляет примерно G_гв = 150 кг.

Пожарная нагрузка помещений определяется по формуле

,

где Q - пожарная нагрузка, МДж;

G_i - количество материала пожарной нагрузки, кг;

- низшая теплота сгорания материала пожарной нагрузки, МДж/кг углерода.

Таким образом пожарная нагрузка составит:

Q=15034.07=5110,5 МДж.

Удельная пожарная нагрузка определяется по формуле:

,

где q - удельная пожарная нагрузка, МДж/м²;

S - площадь помещения пульта управления, м².

q== 212,9 МДж/м².

В ЭСПЦ предусмотрена система противопожарного водоснабжения. Согласно СНиП 12.01.02-85 расход воды на наружное пожаротушение составляет 20 л/с. Продолжительность тушения пожара должна составлять 3 часа. Расчетный расход воды на тушение пожара должен быть обеспечен при наибольшем расходе воды на другие нужды. На тушение пожара внутри здания, оборудованного внутренними пожарными кранами, дополнительный расход воды составит 35 л/с. Здание цеха оборудовано системой электрической пожарной сигнализации. В случае пожара сигнал поступает диспетчеру цеха. Кроме того, в здании цеха предусмотрены пожарные щиты с огнетушителями ОХП-10, ОУ - 3,35 и песком в количестве 10 штук. Для тушения локальных возгораний внутри пульта управления используются огнетушители типа ОУ-15.

В случае пожара эвакуация людей ведется непосредственно на улицу. Расстояние до ближайшего выхода от рабочего места 50 м. Против дверных проемов проходы шириной в 2 м. Существуют наружные пожарные лестницы шириной 0,6 м.

4.6 Инженерная разработка. Расчёт теплоотражающего экрана

Для защиты от воздействия излучения на рабочих местах применим теплоотражающие экраны. Наиболее высоким теплозащитным качеством обладает экран из альфоля.

Произведем расчет теплоограждения установки «ковш-печь» охлаждающим экраном.

Температура стенки T₁=553 К, температура воздуха T₂=293 К. Агрегат укрыт листами черного железа. Степень частоты E_н=0,8. Требуется получить на наружной поверхности ограждения температуру не более 303 К.

Определяем степень экранизации по формуле /31/:

,

где - степень экранизации;

Т_и - температура экранизируемого источника излучения, К;

Т_э - заданная температура экрана, К.

Выбираем экран из альфоля, степень черноты которого E_э = 0,07, тогда приведённые степени черноты будут:

- между железной стенкой агрегата и экраном:

- между стенкой агрегата и воздухом:

,

где E_В - степень черноты воздуха, равная 0,82.

Определяем число экранов по формуле:

Таким образом, достаточно однослойного экрана из альфоля, чтобы обеспечить температуру поверхности ограждения агрегата «ковш-печь» в пределах желаемой температуры - 303 К.

5. Охрана окружающей природной среды

5.1 Характеристика выбросов

При работе в цехе вредными факторами являются запыленность и загазованность. В воздушное пространство выбрасывается большое количество пыли, аэрозолей окислов железа, марганца, хрома и никеля, а также окислов углерода и азота (при обслуживании ДСП и установки АКОС). Характеристика выбросов в ЭСПЦ приведена в табл. 20

Таблица 20. Характеристика выбросов в ЭСПЦ

Источник	Газы	Пыль, мг/м3	MnO2	СО
	Общий объем выбро-сов, м3/ч	Температура,С	Кол-во до очистки	Объёмное содержа- ние О2, %	Кол-во, кг/т.	Количество, кг/т.
Печное отделение	54000	1000	3	20,3	9,5	50,1

5.2 Способы и средства очистки, нейтрализации отходящих газов

Наиболее важной задачей газоочистки является сокращение объема отходящих газов, идущих на газоочистку.

Мероприятия по снижению выбросов пыли и газов в ЭСПЦ и рекомендуемые методы очистки основных выбросов, приведены в табл. 21, 22.

Таблица 21. Мероприятия по снижению выбросов пыли и газов

Цех, участок, агрегат	Мероприятия
ЭСПЦ, участок загрузки и выгрузки металлов	Над печами поставить вытяжные зонты, связанные с дымососами

Таблица 22. Рекомендуемые методы очистки основных выбросов

Объект	Газы	Вредность	Методы очистки или мероприятия по уменьшению выбросов
ДСП	Печной газ с температурой 1000 С, после очистки 50 С	Пыль, сернистый ангидрид, MnO2	Для очистки уловленных газов от пыли используют тонкую газоочистку с использованием электрофильтров, с предварительным охлаждением газов

Схема газоочистки состоит из следующих ступеней:

1 ступень - предварительное охлаждение газов;

2 ступень - тонкая очистка в электрофильтре.

5.3 Технологический расчет электрофильтра /33/

Исходные данные для расчета:

- количество отходящих газов V = 10036,8 м³/ч;

- температура газа t = 250 C;

- разрежение в системе р = 1960 Па;

- содержание пыли в газе q = 4 г/м³;

- барометрическое давление р_бар = 1,01310³ Па;

- состав газа: 5% СО, 14% О₂, 74% N₂, 7% H₂O.

Фракционный состав пыли характеризуется данными, приведенными в табл. 23

Таблица 23. Фракционный состав пыли

Размер частиц, мкм	<0,07	0,07-0,1	0,1-0,2	0,2-0,3	0,3-0,4	0,4-0,6	0,6-0,8	0,9-1,0	1,0
%, (по массе)	4,45	3,15	14,4	17,0	15,5	16,0	10,5	7,5	11,5

Принимается к установке электрофильтр типа УГ. Скорость газа в электрофильтре

= 1 м/с.

Площадь активного сечения:

F =,

Выбирается по каталогу электрофильтр УГ -2-3,5, у которого площадь активного сечения составляет 3,5 м².

Уточняется скорость газа в электрофильтре:

м/с.

По технологической характеристике электрофильтра, характеристике газа и содержащейся в нем пыли рассчитываются электрические параметры и степень очистки газа.

Вычисляется относительная плотность газа:

,

Критическая напряженность электрического поля при отрицательной короне:

,

где R₁ = 1 10^-3 - радиус коронирующего электрода, м.

В/м

Критическое напряжение короны или разность потенциалов между коронирующим и осадительным электродами при возникновении коронного разряда в пластинчатом электрофильтре:

,

где Н = 0,1375 - расстояние между коронирующим и осадительным электродами, м;

В

Линейная плотность тока короны для пластинчатого электрофильтра:

,

где U = 80 - напряжение, приложенное к электродам, кВ.

Тогда:

Диэлектрическая проницаемость вакуума:

,

Ф/м.

Напряженность поля в пластинчатом электрофильтре определяется по формуле:

,

В/м.

Динамическая вязкость газовой смеси:

Пас;

Пас;

Пас;

Пас;

Молекулярная масса газовой смеси:

г/моль.

Тогда:

Отсюда вязкость газовой смеси:

Пас

Далее рассчитывается теоретическая скорость движения заряженных частиц к электродам электрофильтра. Скорость дрейфа частиц размером от 0,05 до 1 мкм вычисляется по формуле:

,

Подставив в это уравнение значение радиуса частиц пыли, содержащейся в газе, получаются следующие значения скорости дрейфа (табл. 24).

Таблица 24. Скорость дрейфа частиц пыли

r, мкм	<0,07	0,07-0,1	0,1-0,2	0,2-0,3	0,3-0,4	0,4-0,6	0,6-0,8	0,9-1,0	>1
п, 10-2, м/с	57,55	103,6	172,6	287,7	402,8	517,9	748,1	1093,4	1151

Для фильтра типа УГ1-2-3,5 общая площадь осаждения осадительных электродов составляет 180 м². Отсюда удельная поверхность осаждения:

м²/(м³с).

Фракционную степень очистки газа (табл. 25) в выбранном пластинчатом электрофильтре рассчитывается по номограмме.

Таблица 25. Фракционная степень очистки газа

п10-2, м/с	57,55	103,6	172,6	287,7	402,8	517,9	748,1	1093,4	1151
, %	97	99,85	100	100	100	100	100	100	100

Общая степень очистки газа в электрофильтре составит:

Содержание пыли в очищенном газе будет:

,

г/м³ = 5,6 мг/м³

6. Организация и экономика производства

6.1 Маркетинговые исследования

6.1.1 Обоснование сортамента и объема выплавляемой стали

Для обоснования сортамента и объема выплавляемой в электросталеплавильном цехе стали необходимо провести оценку рынка и возможных потребностей различных отраслей промышленности в продукции металлургических предприятий.

В таблице 26 приведены данные института экономики черной металлургии по ориентировочной потребности в прокате по России, сортамента продукции, производимой на станах ОАО «НОСТА» к концу века.

Таблица 26. Потребность в прокате по России

Сортамент продукции прокатного цеха	Потребность в прокате по годам, млн. т
	1990	2000
Толстый лист и штрипсы	15.3	6.0-8.0
Крупный сорт и заготовка	6.3	2.3-2.6
Конструкционный сорт	3.3	3.5-4.7

Основными потребителями продукции металлургических предприятий (проката) останутся:

по толстолистовому прокату и штрипсам трубные заводы, заводы нефтяного тяжелого и энергетического оборудования, судостроения;

по крупносортному прокату и конструкционной сортовой стали предприятия машиностроительного комплекса, металлургические предприятия, капитальное строительство. Более 70% перечисленных видов проката, производимых на прокатных станах

OAO «НОСТА», потребляется в пяти экономических районах: Уральском, Центральном, Центрально - Черноземном, Волго-Вятском и Северном.

Практически все мерки стали, идущие на производство вышеперечисленной продукции прокатных цехов, могут выплавляться в ДСП ЭСПЦ. Поэтому целесообразно выплавлять в ЭСПЦ следующие марки стали:

сталь марок 10-50СП, 35ГС и 25Г2С, идущая на производство заготовок переката;

сталь марок 17Г1Су и 12Г2СБ для производства штрипсов, идущих на производство труб большого диаметра в «северном» исполнении:

сталь марок 20,20Г, 20ХГ, идущая на производство трубных заготовок;

сталь марки 15ХСНДА, идущая на производство толстого листа.

Россия на сегодняшний день является основным потребителем труб большого диаметра для нефтяной и газовой промышленности в СНГ. На ее долю приходится 77% общей потребности в трубах диаметром 530-1420 мм, в том числе 88% в трубах диаметром 1520 мм и 100% в трубах «северного» исполнения.

Федеральная программа «Топливо и энергия» на период 1996-2000 г. предусматривает проложить 30 тыс. Км газопроводов с северных районов Тюменской области и полуострова Ямал. Потребность в штрипсах для изготовления труб в «северном» исполнении на 2000 г. была определена в размере 2,1-2,6 млн. т, в том числе сортамента стана 2800 ОАО «НОСТА» - 0,9-1,1 млн. т. Кроме того эксплуатируемые на сегодняшний день газо- и нефтепроводы имеют степень износа от 30 до 70%, а следовательно требуют ремонта и замены. С учетом этого потребность в штрипсах может возрасти в 1,5-2 раза.

В настоящее время ни одно российское металлургическое предприятие не производит требуемых для труб в «северном исполнении» штрипсов. Они производятся только на Украине («Азовсталь» и меткомбинат им. Ильича) и в дальнем зарубежье («Маннесман» (Германия), «Фест - Альпине» (Австрия), «Ниппон-Стил» (Япония) и др.).

При организации выпуска труб большого диаметра на Челябинсском трубном заводе из штрипсов, изготовленных на ОАО «НОСТА», их цена составит 2400 руб./т, что на

200 руб./т меньше цены штрипсов, привезенных из дальнего зарубежья.

Из представленных данных видно, что одной из основных стратегических целей в развитии ОАО «НОСТА» является внедрение и освоение технологий выплавки и прокатки стали, идущей на производство труб большого диметра в «северном» исполнении, и завоевание этой части рынка.

Возможности российских заводов по производству труб в «северном» исполнении и возможные производители штрипсов для них приведены в табл. 27.

Таблица 27. Возможности российских заводов по производству труб

Изготовители труб	Диаметр труб, мм	Толщина стенки, мм	Класс прочности	Возможные изготовители штрипса
Челябинский	530	8-16 6-12	K52; K56 K52; K56	НЛМК ОАO «НОСТА»
трубопрокат-ный завод	720-820	8-16	K52; K56	ММК; ЧерМК; ОАO «НОСТА»
	1220 двух шовные	10-16 10-12	K52; K56 K52; K56	ОАO «НОСТА» НЛМК; ММК
Выксунский	720-820	8-16 8-14 14-32	K52; K56 K60 K52; K56; K60	ОАO «НОСТА» Ижоросталь
мет. завод	1020	10-14 14-32	K52; K56; K60 K52; K56	Ижоросталь
Волжский трубный завод	1420 спирально-шовные	14-22	K53; K56; K60	Ижоросталь
	820-1220	8-10	K52; K56	НЛМК

Из представленной таблицы видно, что ОАO «НОСТА» может производить штрипсы практически для всех видов труб большого диаметра в «северном исполнении».

С целью решения вопроса реализации продукции ОАO «НОСТА» в 1994 г. было организовано ОАO «НОСТА-ТРУБЫ-ГАЗ», совместно с РАО «ГАЗПРОМ» и других предприятий. Из произведенных на ОХМК штрипсов трубы большого диаметра будут изготовляться на Челябинском трубопрокатном заводе и Выксунском металлургическом заводе.

Для северных районов России требуются трубы классов К52, К56 и К60 с толщиной стенки от 7 до 32 мм.

Для надежной эксплуатации труб «северного» исполнения применяемые стали должны обладать сочетанием высоких показателей таких свойств, как прочность, пластичность, вязкость, хладостойкость и свариваемость. Предел текучести стали должен быть равен 450 - 480 Мпа, относительное удлинение 22%, ударная вязкость на образцах Шарпи КСV равна 90 ДЖ/см при температуре минус 15 С, углеродный эквивалент не более 0,43. согласно современным представлениям, только упрочнение, связанное с измельчением зерна, приводит одновременно с увеличением предела текучести и прочности к повышению вязкости и хладостойкости. Всем вышеперечисленным требованиям удовлетворяет сталь 17Г1СУ, которая выбирается основной маркой стали, выплавляемой в ЭСПЦ после реконструкции. К стали 17 Г1СУ представляются повышенные требования по содержанию серы и фосфора, а также сталь содержит титан, который сильно понижает величину зерна.

6.1.2 Рынок сбыта

Имея высокие потребительские свойства, сталь с маркой АО «НОСТА» (ОХМК) находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства.

Комбинат единственный в отрасли имеет свидетельства отечественных органов стандартизации и метрологии, удостоверяющие, что его прокат является новой и высокоэффективной продукцией. Комбинат имеет свидетельства фирм Ллойд, АБС, ТЮФ и турецкого института стандартов, удостоверяющие, что АО «НОСТА» (ОХМК) является предприятием, гарантирующим поставку проката по международным стандартам. Наряду с этим, АО «НОСТА» (ОХМК) производит около 20% стали повышенного качества с комплексом свойств, не имеющих аналогов в зарубежном производстве.

Продукцию комбината знают по всей стране и за её пределами. Трубную заготовку из углеродистых, низколегированных и легированных сталей получают Челябинский трубопрокатный завод, Первоуральский новотрубный завод, Волжский и Синарский трубные заводы. Прокат из листовой стали для котлов и сосудов, работающих под давлением, используют на нефтехимических заводах в городах: Дзержинске, Рузаевске, Салавате.

Прокат из конструкционной стали отправляют на мостостроительные заводы

г. Улан-Удэ, Воронежа, Чехова, Кургана. Получателями листового и полосового проката повышенного качества являются известные автомобилестроительные заводы: ПО «ГАЗ»,

АО «КАМАЗ», «БЕЛАЗ», «МАЗ», ПО «АЗЛК», ПО «ЗИЛ».

Являясь поставщиком таких крупных отечественных предприятий, АО «НОСТА» (ОХМК) экспортирует свою продукцию и за рубеж.

В настоящее время в РОССИИ сложилась парадоксальная ситуация. Будучи одним из крупнейших в мире поставщиков газа, она не имеет собственного производства труб большого диаметра для магистральных газопроводов, которые бы отвечали современным требованиям по качеству. Годовая потребность России в трубах диаметром 1420 мм для вновь строящихся газопроводов составляет более 1500 тыс. тонн, диаметром 530 - 1220 мм около 800 тыс. тонн. Однако, трубы диаметром 1420 мм Россия не производит. В связи с этим Россия вынуждена закупать за границей трубы не только для строительства новых газонефтепроводов, но и для поддержания в рабочем состоянии действующих.

О низком качестве труб и их дефиците свидетельствует, в частности, всё увеличивающееся число аварий на газонефтепроводах.

Российские заводы и традиционно с ними связанные предприятия СНГ выпускают широкую номенклатуру типоразмеров труб, многие из которых применяются в нефтегазовом комплексе. Однако некоторый сортамент труб большого диаметра с особыми свойствами приходится закупать у ведущих мировых производителей (фирм Японии, Германии, Италии).

Обоснованность импорта труб - это очень важный и болезненный вопрос. Надо признать, что на сегодняшний день российские (и украинские) трубные заводы не могут закрыть весь сортамент, который нужен РАО «Газпром». И прежде всего это касается труб большого диаметра для строительства магистральных газопроводов. Трубы диаметром 1420 мм для магистральных газопроводов изготавливаются в России только в спиральношовном исполнении Волжским трубным заводом. Основное же производство труб, как и стального листа для изготовления сварных труб большого диаметра на давление 75 атм., находится на Украине. Поставщиком газопроводных труб диаметром 1420 мм был и остается Харцызский трубный завод. Завод производит их из металла, поставляемого предприятиями Украины. Однако использовать их прежде всего на строительстве газопровода Ямал - Западная Европа можно только для участков 3 - 4 категорий условий работы. Вопрос обеспечения производства труб металлом высокого качества на ответственные участки газопроводов до настоящего времени не решён. /34/

Начиная с 1990 года, с момента распада СССР и перехода России на рыночные отношения, в сфере промышленного производства начался интенсивный спад объёмов выпуска стальных труб. Основные причины резкого спада объёмов производства в основном связаны с государственной перестройкой всего народного хозяйства. В то же время, следует отметить и другие причины организационно-технического характера:

- падение платёжного спроса на трубы;

- недостаточная конкурентоспособность труб на зарубежных рынках;

- поступление труб на внутренний рынок по более низким ценам;

- недостаточно высокие показатели качества труб, не позволяющие гарантировать безопасность и надёжность трубопроводных систем.

Следует отметить, что для всех сварных труб общим недостатком является структурная и механическая неоднородность различных зон сварного соединения и наличие разнородного поля остаточных напряжений в стенке трубы. Эти недостатки влияют на снижение несущей способности трубопровода. Бесшовные трубы с наличием типичных дефектов имеют ограничения по их использованию в трубопроводах ответственного назначения.

Основной потребитель труб в лице РАО «Газпром» и нефтяных компаний, постоянно требуют устранить указанные недостатки и ввести новые, более совершенные гарантирующие составляющие на повышение надёжности и безаварийной эксплуатации труб.

6.1.3 Конкурентоспособность продукции

В табл. 28 представлены качественные показатели стали различных заводов.

Таблица 28. Качественные показатели стали

Фирма	Показатели
	цена, руб./т	[S], %	[N], %	[P], %	[HB], %
НЛМК	4000	0,012	0,004	0,02	0,004
АО «Северсталь»	4150	0,006	0,009	0,008	0,003
ОАО «НОСТА» (б)	4550	0,013	0,012	0,014	0,003
ОАО «НОСТА» (пл)	4700	0,003	0,005	0,007	0,002
L		0,3	0,2	0,25	0,25

Представленные в таблице данные основаны на информации, полученной от самих заводов-изготовителей. В соответствии с методикой оценки конкурентоспособности был проведён анализ конкурентоспособности стали, производимой электросталеплавильным цехом ОАО «НОСТА» (ОХМК), в результате которого было определено, что сталь ОАО «НОСТА» (ОХМК) (плановая) превосходит по конкурентоспособности продукцию двух других заводов, а также и базовый вариант. В связи с увеличением себестоимости плановой продукции цена на неё принимается немного выше базовой. Результаты анализа приведены в таблице 29.

Таблица 29. Оценка конкурентоспособности стали

Параметры	L	Предприятие
		НЛМК	Север-сталь	НОСТА (б)	НОСТА (пл)
[S]	0,3	0,25	0,5	0,23	1
[N]	0,2	1	0,44	0,33	0,8
[P]	0,25	0,35	0,88	0,5	1
[HB]	0,25	0,5	0,67	0,67	1
Сводный индекс по потребительским параметрам		0,49	0,63	0,43	0,96
Экономические параметры		1	1,04	1,14	1,18
Интегральный показатель конкурентоспособности		0,49	0,61	0,38	0,81

Из табл. 29 видно что несмотря на самую высокую цену среди заводов-изготовителей плановая продукция имеет самую высокую конкурентоспособность. Это связано с высоким уровнем качества, заложенным в продукцию.

6.2 Экономика производства

6.2.1 Организация производственных потоков

Производительность печи №1 составляет 202000 т в год из них разливается на УНРС 90300 т и в слитки 111700т. Производительность печи №2 составляет 202000 т в год, из них 85000 т разливается на УНРС и 115300 разлито в слитки.

Данная схема не удовлетворяет современной тенденции развития производства, так как не обеспечивает получения металла высокого качества.

Схема производственных потоков после реконструкции цеха представлена на рис. 5

После реконструкции разливка трубной стали предусматривается на слябовой МНЛЗ.

В табл. 30 представлена базовая калькуляция себестоимости трубной стали выпускаемой в электросталеплавильном цехе ОАО «НОСТА».

Таблица 30. Базовая калькуляция себестоимости 1т электростали на ОХМК

Статьи затрат	Цена, руб.	Кол-во	Сумма, руб.
1. Сырье и основные материалы, т
Чугун	986,9	0,26	256,6
Лом	320	0,836	267,6
Итого ферросплавов	24317,6	0,032	773,3
Железо из руды		0,015
Итого сырья и основных материалов		1,143	1297,5
2. Отходы (-), т
Обрезь технологическая	205	0,02	4,1
Скрап	158	0,025	4
Угар		0,098
Итого отходов и брака		0,143	8,1
Задано за вычетом отходов и брака		1,0000	1289,4
4. Добавочные материалы
Агломерат	221	0,002	0,44
Известь	132	0,077	10,16
Уртит	653	0,004	2,61
Окатыши	290	0,022	6,38
Силикокальций	6034	0,001	6,03
Коксовая мелочь	386	0,003	1,16
Магнезитовый порошок	705	0,018	12,7
Железо-флюс	248	0,002	0,5
Итого добавочных			39,98
5. Расходы по переделу
5.1. Топливо
Газ природный, тыс. м3	280	0,033	9,24
Электроды, т	18284	0,008	146,27
5.2. Энергозатраты
Эл-энергия, тыс. кВт. ч	128	0,708	90,62
Пар, Гкал	38	0,072	2,74
Вода оборотная, тыс. м3	83	0,1	8,3
Сжатый воздух, тыс. м3	21	0,336	7,06
Аргон, м3	1071	0,002	2,14
Кислород, тыс. м3	126	0,013	1,64
Итого энергозатрат			112,5
5.3. Фонд оплаты труда			20
5.4. Отчисления в общественные фонды фонды			7,8
5.5. Содержание основных средств			62,00
5.6. Сменное оборудование			9,00
5.7. Ремонтный фонд			55,00
5.8. Амортизация			47,00
5.9. Внутризаводское передвижение груз.			9,00
5.10. Прочие расходы			12,00
Итого расходов по переделу			489,81
6. Общезаводские расходы			109
Итого затрат			1928,19
7. Потери от брака			3,15
8. Расходы на АКОС			3,04
Производственная себестоимость			1934,38

6.2.2 Расчёт годового производства цеха

Номинальное время определяется вычитанием из календарного простоев на холодных ремонтах:

,

Ремонтный цикл - 2 года. Структура ремонтного цикла:

20Т₁+3Т₂+Т_к,

Продолжительность текущих ремонтов: Т₁, - 8 час, Т₂ - 16 час, капитального

Т_К - 120 час.

час.

Среднегодовые простои на ремонтах составляют 164 час (328:2).

Следовательно, номинальное время равно:

Т_Н = 365 *24-164 = 8636 час.

Горячие простои в сталеплавильных цехах при нормальных условиях эксплуатации оборудования составляют 6-8% от номинального времени.

Фактическое время равно:

Т_Ф=86360,94=8118 час.

Удельная производительность сталеплавильных агрегатов определяется по формуле:

,

где Q - масса садки (завалка), т;

T - принятая единица времени, час, мин;

T_пл - длительность плавки, час, мин;

К₁ - коэффициент выхода годного (К₁ = 0,85 - 0,9).

т/час.

т/год.

Р^пл_УД=1000,875/2,25=38,9 т/час.

Р^пл=38,98118=315790,2 т/год.

=315790,2/281694,6=1,12

6.2.3 Расчет дополнительных капитальных затрат

В проекте предусматриваются мероприятия по повышению качества металлопродукции и технико-экономических показателей работы цеха. Реализация мероприятий связана с дополнительными капитальными затратами. Капитальные вложения на осуществление проекта рассчитываются на основе затрат на оборудование и технологию, на их приобретение или на разработку.

Расчет дополнительных капитальных затрат производится по формуле:

,

где К_Д - стоимость оборудовании;

К_С-М - стоимость строительно-монтажных работ;

К_Л - стоимость ликвидационного оборудования.

Таблица 31. Расчет капитальных вложений

Наименование	Сумма, руб.	Удельный вес, %
Вакуумное оборудование «печь-ковша»	5760000	61,3
Строительно-монтажные работы	2880000	30,7
Крышка на промковш МНЛЗ	500000	5,3
Строительно-монтажные работы	250000	2,7
Итого капитальных вложений	9390000	100

Указанные мероприятия предусматривается осуществить в одну очередь без остановки производства.

Стоимость основных фондов определяется по формуле:

ОФ=,

где С_А - затраты на амортизацию, руб./т;

H_А - средняя норма амортизации составляет 12%.

ОФ_Б=(47100281694,6)/12=110330385 руб.

6.2.4 Расчет показателей до труду

Предусматривается изменение плановых показателей в плане по труду:

- расстановочная численность производственных рабочих снижается на (6-8)%;

- средняя заработная плата производственных рабочих увеличивается на 20%;

- доля заработной платы производственных рабочих цеха в общем фонде оплаты труда составляет 60 °/о. Она не меняется в плановом периоде;

- коэффициент численности - 1,12 (не изменяется).

Численность ППП цеха определяется из расчета фонда оплаты труда (калькуляция себестоимости) и средней заработной платы рабочего.

Фонд оплаты труда в базовом периоде равен:

,

где С_ОТ - статья затрат на оплату труда ППП (базовая калькуляция), руб.;

Р_б - объем производимой продукции в базовом периоде, условные тонны.

ФОТ_Б=281694,620=5633892 руб.

Начисление: ФОТ_(НАЧ) = 0,39 ФОТ_б=0,395633892=2197217,9 руб.

Численность ПП цеха (списочная):

Ч_С,

где ЗП_СР - средняя заработная плата рабочего без доплат из прибыли, руб.

Средняя заработная плата рабочих отрасли в условиях инфляции постоянно меняется, в расчетах она может быть принята на уровне 1,5-2,0 тыс. руб. (без доплат из прибыли).

Ч_С=5633892/1594=3534 чел.

В непрерывном производстве расстановочная численность рабочих составляет:

Ч_Р=Чс/4Кр,

где К_Р - коэффициент резерва (численности);

4 - количество бригад.

Ч_Б^Р=3534/(41,12)=789 чел.

По плану расстановочная численность уменьшается на (6 - 8)%.

Ч_пл^Р=789(1-0,06)=742 чел.

Уменьшение численности основных производственных рабочих позволяет сократить фонд оплаты труда по цеху. Эта сумма фонда оплаты труда составит:

ФОТ=Ч_СЗП_ср,

где Ч_с; - высвобождение списочной численности рабочих, чел.

ЗП_ср - средняя заработная плата одного рабочего, составляющая 1594 руб.

ФОТ=1594(3534-74241,12)=33474 руб.

Ч_пл^С=3324 чел., Ч_С=210 чел.

Начисление на ФОТ составит:

ФОТ_НАЧ = 0,39ФОТ=0,3933474=130549 руб.

Общая экономия фонда оплаты труда и начислений:

ЭФОТ = ФОТ + ФОТ_НАЧ

ЭФОТ=33474+130549=465289 руб.

Если средняя заработная плата 1594 руб. в месяц, а доля основных производственных рабочих в цехе 60% от ППП и их средняя заработная плата в плановом периоде увеличивается на 20%, то плановый фонд оплаты труда составит:

ФОТпл = (ФОТ(б)0,6 - ЭФОТ)1,2 + ФОТ(б) - 0,4 + 0,39 ФОТ(б).

ФОТ_пл=(56338920,6-465289)1,2+56338920,4+2197217,9=7948830 руб.

На одну условную тонну оплата труда с начислениями в плановом периоде будет равна:

Сфот(пл) = ФОТ(пл) / Рпл

Сфот_пл=7948830/315790,2=25,2 руб./т

Определяется выработка (производительность труда) на одного рабочего базового и планового периодов.

Производительность труда базового периода:

ПТ(б) = Р(б). ус. т / Чс(б),

ПТ_Б=281694,6/3534=80 т/чел.

Производительность труда планового периода:

ПТ(пд) = Р(«д), ус. т. / Чс(пл),

ПТ_пл=315790,2/3324=95 т/чел.

Рост производительности труда составит:

ПТ = (ПТ(пл) - ПТ(б))100% / ПТ(б),

ПТ=(95-80)100/80=19%

6.2.5 Расчеты плановой калькуляции себестоимости продукции

Расчеты издержек производства выполняются по статьям с учетом факторов, влияющих на их изменение.

Расходы по переделу для основного вида продукции определяются на основе базовых калькуляции себестоимости. При этом учитываются:

изменение численности и фонда оплаты труда;

дополнительные капитальные затраты, изменение амортизационных отчислений;

изменение энергоемкости продукции;

изменение норматива образования ремонтного фонда;

рост годового объема производства.

С_i=C_i^Бd_ус-пер+С_i^Бd_{ус-пост}/

1. Затраты на природный газ:

С_пл=9,241/1,12=8,25 руб./т

2. Расход электродов снижается на 12%:

С_пл=[0,008(1-0,012)]18284=128 руб./т

3. Энергозатраты:

а). Расход электроэнергии снижается на 12%:

С_пл=[0,708(1-0,12)]128=79,75 руб./т

б). Пар:

С_пл=2,740,6+(2,740,4)/1,12=2,62 руб./т

в). Вода:

С_пл=8,31/1,12=7,41 руб./т

г). Сжатый воздух:

С_пл=7,061=7,06 руб./т

4. Затраты на содержание основных фондов:

С_пл=620,35+(620,65)/1,12=57,68 руб./т

5. Затраты на сменное оборудование:

С_пл=90,9+(90,1)/1,12=8,9 руб./т

6. Затраты на ремонтный фонд:

С_пл=550,35+(550,65)/1,12=51,17 руб./т

7. Амортизация:

С_пл=(110330385+9390000)12/(315790,2100)=45,5 руб./т

8. Затраты на прочие расходы:

С_пл=120,2+(120,8)/1,12=10,97 руб./т

9. Общезаводские расходы:

С_пл=1091/1,12=97,32 руб./т

Таблица 32. Плановая калькуляция себестоимости 1т электростали на ОХМК

Статьи затрат	Цена, руб.	Кол-во	Сумма, руб.
1. Сырье и основные материалы, т
Чугун	986,9	0,26	256,6
Лом	320	0,836	267,6
Итого ферросплавов	24317,6	0,032	773,3
Железо из руды		0,015
Итого сырья и основных материалов		1,143	1297,5
2. Отходы (-), т
Обрезь технологическая	205	0,02	4,1
Скрап	158	0,025	4
Угар		0,098
Итого отходов и брака		0,143	8,1
Задано за вычетом отходов и брака		1	1289,4
4. Добавочные материалы
Агломерат	221	0,002	0,44
Известь	132	0,084	11,09
Уртит	653	0,006	3,92
Окатыши	290	0,022	6,38
Силикокальций	6034	0,001	6,03
Коксовая мелочь	386	0,003	1,16
Магнезитовый порошок	705	0,018	12,7
Железо-флюс	248	0,003	0,75
Итого добавочных			42,47
5. Расходы по переделу
5.1. Топливо
Газ природный, тыс. м3	280	0,029	8,25
Электроды, т	18284	0,007	128
5.2. Энергозатраты
Эл-энергия, тыс. кВт. ч	128	0,623	79,75
Пар, Гкал	38	0,069	2,62
Вода оборотная, тыс. м3	83	0,089	7,41
Сжатый воздух, тыс. м3	21	0,336	7,01
Аргон, м3	1071	0,002	2,14
Кислород, тыс. м3	126	0,013	1,64
Итого энергозатрат			100,62
5.3. Фонд оплаты труда			25,2
5.4. Отчисления в общественные фонды фонды			9,83
5.5. Содержание основных средств			57,68
5.6. Сменное оборудование			8,9
5.7. Ремонтный фонд			51,17
5.8. Амортизация			45,5
5.9. Внутризаводское передвижение груз.			9
5.10. Прочие расходы			10,97
Итого расходов по переделу			455,05
6. Общезаводские расходы			97,32
Итого затрат			1884,24
7. Потери от брака			3,15
8. Расходы на АКОС			56,62
9. Расходы на МНЛЗ			40
Производственная себестоимость			1984,01

Как видно из табл. 32 в плановой калькуляции появились довольно значительные расходы на МНЛЗ. Это связано с применением фильтров, цена на которые очень высокая, а также с применением РЗМ для модификации неметаллических включений.

В следствии этого возросла себестоимость продукции. Процент увеличения себестоимости равен:

С=(С_Б-С_ПЛ)100/С_Б

С=(1984,01-1934,38)100/1934,38=2,6%

,

где Ц_i - оптовая цена продукции, руб.;

С_i - себестоимость продукции, руб.;

Р_i - производительность, руд/т.

П_Б=(4550-1934,38)281694,6=736806030 руб./год

П_ПЛ=(4700-1984,01)315790,2=857683025 руб./год

Чистая прибыль:

ЧП=П[1 - (НП+ПН)],

где НП - налог на прибыль, 35%;

ПН - прочие налоги, составляют примерно 15%.

ЧП_Б=7368060300,5=368403015 руб./год

ЧП_ПЛ=8576830250,5=428841513 руб./год

6.2.7 Экономическая эффективность проектных решений

Годовой экономический эффект определяется /35/:

Эг=[(Ц_ПЛ-С_ПЛ) - (Ц_Б-С_Б)]Р_ПЛ

Эг=[(4700-1984,01) - (4550-1934,38)]315790,2=31695862,4 руб./год

Срок окупаемости проекта составляет:

Т=К_Д^УСЛ/ЧП^УСЛ

Т=30/(1357,995-1307,81)=0,6 года

Точка безубыточности составляет:

n_o=S^постР_ПЛ/(Ц-S^пер)

S^пост=0,45455,05+97,35+0,45(56,62+40)=345,6 руб./т

S^пер=0,55455,05+1331,87+0,55(56,62+40)=1635,3 руб./т

n_о=345,6315790,2/(4700-1635,3)=35611 т

Из представленных расчётов видно, что при принятой цене 4700 руб./т проект окупается уже за 3,6 месяца, а точка безубыточности приходится на 10 - 12% производительности. Следователь вносимые капитальные затраты несопоставимо малы по сравнению с экономическим эффектом от проекта.

Полученные при расчете данные сведены в табл. 33.

Таблица 33. Технико-экономические показатели

Показатели	Базовые	Проектные
Годовой объем производства, т	281694,6	315790,2
Удельная производительность агрегата, т/ч	34,7	38,9
Время плавки, час.	2,52	2,25
Численность трудящихся, чел.	3534	3324
Производительность труда, т/чел. год	80	95
Капитальные вложения: - общие, руб. - удельные, руб./т		9390000 30
Себестоимость одной тонны готовой продукции, руб./т В том числе: - заданное, руб./т - РПП, руб./т	1934,38 1289,4 489,81	1984,01 1289,4 455,05
Срок окупаемости, годы		0,6
Точка безубыточности, т		35611
Прибыль, руб./год	736806030	857683025
Чистая прибыль, руб./год	368403015	428841513
Годовой экономический эффект, руб./т		31695862,4

На рис. 6 показан график безубыточности проекта.

График безубыточности

Рис. 6

Выводы

1. Детальные маркетинговые исследования на рынке металлопродукции убедительно показывают, что приоритетным направлением перспективного развития ОАО «НОСТА» является производство высококачественной трубной заготовки, для труб большого диаметра магистральных нефтегазопроводов, работающих в условиях крайнего севера и высоких давлений.

2. Конкурентоспособность металла на внутреннем и внешнем рынке металлопродукции во многом определяется эксплуатационными свойствами (предел текучести, предел прочности, относительное удлинение при рабочих температурах и давлениях, достаточная вязкость и стойкость к хрупкому разрушению, а также свариваемость в полевых условиях) трубных марок стали, которые, как показали результаты анализа металловедческих исследований зависят главным образом от уровня содержания вредных примесей ([0] 20 ppm, [N] 50 ppm, [H.B] < 20 ppm, [P] 70 ppm, [S] 20 ppm).

3. Для получения в металле ультранизких содержаний вредных примесей 150 - 200 ррм, была разработана комплексная технология глубокого рафинирования металлического расплава во внепечных агрегатах, включая установку «ковш-печь» и промковш.

4. Результаты физико-химического анализа рафинирующих свойств нетрадиционных шлаковых смесей (в том числе содержащих TiO₂) позволили определить их сорбционные характеристики по отношению к азоту и сере, при регулируемом уровне окисленности системы. При этом степень одновременного рафинирования стали от азота и серы может достигать R_S =94% R_N =33% (при расходе смеси 15 кг/т и содержании TiO₂ в ней 20%).

5. Для осуществления данной технологии была усовершенствованна конструкция АКОС, в частности предусмотрена вакуумная обработка стали.

Для дополнительного рафинирования стали от НВ и микролегирования РЗМ сконструирован промковш, в состав которого входят: крышка, продувочный узел и перегородка с фильтрующими элементами.

6. Результаты внедрения разработанных мероприятий приводят к существенному повышению экономических показателей производства, в частности чистая прибыль составляет 428, 8 млн. руб.

Список использованных источников

1. Рекламный проспект «Новости ОАО НОСТА» - Новотроицк. Изд. НОСТА, 1997 - №1, 2

2. Орско-Халиловский металлургический комбинат: перспективы развития. // Металлоснабжение и сбыт. - 1999.- №1.

3. Рафинирование расплавов от азота при внепечной обработке в условиях ОЭМК. / А.И. Кочетов, Л.Н. Кац, Р.А. Алеев, А.А. Клачков и др. // Электрометаллургия. - 1998. - №1.

4. Порошковая проволока для внепечной обработки металла. / А.Ф. Каблуковский, С.И. Ябуров, А.Н. Никулин и др. // Электрометаллургия. - 1998. - №3.

5. Смирнов Н.А., Кудрин В.А. Теоретические предпосылки и опыт глубокого рафинирования стали от фосфора и серы. // Металлургия России и СНГ в 21 веке. Международная конференция. - М.: Металлургия, 1994. Т. 3.

6. Качество толстолистового проката (штрипса) из новых низколегированных сталей и труб для магистральных трубопроводов. Всесоюзное совещание. Мариуполь 1989. - 50 с.

7. Матросов Ю.И., Литвиненко Д.А., Голованенко С.А. Сталь для магистральных трубопроводов. - М.: Металлургия, 1989. - 288 с.

8. Хулка К., Петерс П., Хайстеркамп Ф. Тенденции разработки сталей для труб большого диаметра. // Сталь - 1997 - №10.

9. Внепечное рафинирование и непрерывная разливка при производстве чистых сталей.

 // Новости чёрной металлургии за рубежом. - 1995. - №2.

10. Уткин Ю.В. Обеспечение крупнейших государственных программ высококачественной металлопродукцией. // Чёрная металлургия России и стран СНГ в веке. Сборник трудов международной конференции. - М.: Металлургия, 1994. Т. 2.

11. Стали для газопроводных труб и фитингов. Труды конференции. - М.: Металлургия, 1985. - 480 с.

12. Производство высокопрочных марок стали для применения в условиях крайнего севера. / К. Антлингер, Р. Шимбек, и др. Труды четвёртого конгресса сталеплавильщиков. - М.: Черметинформация, 1997. с. 55-59.

13. Лузгин В.П., Близнюков С.А., Близнюков А.С. Влияние природы неметаллических включений на механические свойства трубной стали 10Г2БТ. // Сталь - 1995. - №6.

14. Казаков С.В., Неретин А.А., Капнин В.В. Повышение качества трубного металла кальций алюминиевым реагентом. // Сталь - 1997. - №6.

15. Штремель М.А. Решённые и не решённые задачи физики разрушения. Научные школы МИСиС-75 лет.

16. Свяжин А.Г., Романович Д.А. Фильтрация неметаллических включений. // Известия вузов. Чёрная металлургия. - 1997. - №3.

17. Овчинников Н.А., Разумный П.К., Овсянников А.М. Перспективы производства особо чистой стали на АО «Мариупольский металлургический комбинат». Труды четвёртого конгресса сталеплавильщиков. - М.: Черметинформация, 1997. с. 62-63.

18. Старк С.Б., Белянчиков Л.Н. Воздуходувные машины и вакуумные установки в чёрной металлургии. - М.: Металлургия, 1971. - 264 с.

19. Егоров А.В. Расчёт мощности и параметров электропечей чёрной металлургии. - М.: Металлургия, 1990. - 280 с.

20. Субачев В.В. Исследование теплового баланса 150-тонной установки типа ковш-печь.  // Электротехническая промышленность. Серия Электротермия. - 1984. - №9.

21. Кикоин И.К. Таблицы физических величин. Справочник. - М.: Атомиздат, 1976. - 1008 с.

22. Поволоцкий Д.Я., Кудрин В.А., Вишкарёв А.Ф. Внепечная обработка стали. - М.: МИСИС, 1995. - 256 с.

23. Романович Д.А., Свяжин А.Г. Глубокое рафинирование жидкой стали от неметаллических включений путём флотации и фильтрации. // Металлургия России и СНГ в 21 веке. Международная конференция. - М.: Металлургия, 1994. Т. 3.

24. Использование кислородных зондов для контроля окисленности и процесса раскисления малоуглеродистой стали. / А.Г. Свяжин, В.В. Рябов, Д.А. Романович и др.

 // Сталь - 1996. - №2.

25. Тен Э.Б. Количественная оценка рафинирующей способности фильтров. // Известия вузов. Чёрная металлургия - 1997. - №7.

26. Уточкин Ю.И. Дисертация на соискание учёной степени доктора технических наук. - М., 1987. - 454 с.

27. Смирнов Н.А., Магидсон И.А., Разина М.Г. Расчётный метод определения сульфидной ёмкости рафинировочных шлаков. // Известия вузов. Чёрная металлургия. - 1997. - №5.

28. Стадниченко Д.В., Уточкин Ю.И. Связь между нитридной ёмкостью и оптической основностью рафинировочных шлаков.

29. Рекомендации по экологическому содержанию дипломных проектов и работ не природоохранительных специальностей. Утверждено Президиумом Методического совета МГИСиС от 15 февраля 1999.

30. ГОСТ 12.0.003-74. ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. - М.: Издательство стандартов, 1975.

31. Бриз В.Н. Охрана труда и окружающей среды. Учебное пособие для практических занятий. - М.: МИСИС, 1985. - 122 с.

32. Бабайцев И.В., Варенков А.Н., Потоцкий Е.П. Безопасность жизнедеятельности и экология. Учебное пособие по разделу в дипломной работе. - М.: МИСИС, 1997. - 60 с.

33. Старк С.Б. Пылеулавливание и очистка газов в металлургии. - М.: Металлургия, 1977. - 328 с.

34. Когадеев А. ГАЗПРОМ серьёзный партнёр трубных заводов. // Металлоснабжение и сбыт. - 1998. - №5.

35. Бочков Д.А. Управление производством. Учебное пособие. - М.: МИСиС, 1998. - 68 с.