Таблица 8 - Уровень вибрации в цехе

№	Источник	Фактич. уровень вибрации	ПДУ ГОСТ 12.1.012-90
1 2 3 4	Разливной кран Конвертор Тепловоз Рольганги	117 98 93 98	92 92 92 92

Устранение вредного воздействия вибрации достигается путём снижения вибрации в источнике, отстройки от режима резонанса, вибродемпфирования, динамического гашения вибрации, виброизоляции, использование виброгасящих оснований.

Таблица 9 - Уровень теплового излучения

№	Источник излучения	Факт, Вт/см?	Норма, Вт/см?
1 2	Конвертор Зона вторичного охлаждения	670 430	140 140

В ККЦ-2 для защиты рабочих от воздействия теплового излучения используются следующие меры:

1) Рабочим, находящимся вблизи источника теплового излучения, выдаётся специальная одежда и тёмные защитные очки;

2) Соблюдение питьевого режима (выдача чая на рабочем месте);

3) Чередование труда и отдыха.

Таблица 10 - Уровень вредных примесей в цехе

№	Место	Наименование фактора	Концентрация, мг/м?
			Фактическая	Допустимая
1	Отделение перелива чугуна	пыль сернистый ангидрид окись углерода	5,4 8,5	6,0 10,0
2	Отделение подачи сыпучих материалов	пыль	14,7	6,0
3	Разливочное отделение	пыль сернистый ангидрид окись углерода	7,5 12,6	6,0 10,0
4	Кабина разливочного крана	пыль сернистый ангидрид окись углерода	4,7 11,8	6,0 10,0
5	Шлаковый пролёт	пыль	8,7	6,0

Обеспечение чистоты воздушной среды в рабочем помещении является одним из наиболее необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда. Поддержание нормальной температуры и влажности в ККЦ-2 так же является необходимым условием для нормальной работы электромонтёров.

Исследование микроклимата показало следующие данные, приведённые в таблице 11.

Таблица 11 - Температура и относительная влажность воздуха ГОСТ 121005-88 (январь 2003)

Профессия	Температура, оС	Влажность воздуха, %	Скорость воздуха, м/с
	Факт	Допустимая	Факт	Допустимая	Факт	Допустимая
Машинист крана Сталевар Электрик Каменщик Контролёр ОТК	15 -16 -20 -5 -12	17-23 17-23 17-23 17-23 17-23	40 38 41 35 45	15-75 15-75 15-75 15-75 15-75	0,17 0,23 0,27 0,18 0,18	<0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3

Как видно из таблицы 11, влажность воздуха на всех рабочих местах соответствует ГОСТу. Однако температура воздуха на рабочих местах в зимнее время недостаточна для комфортной работы. Это проявляется прежде всего в быстром замерзании рабочего персонала. Во избежание обморожений и простудных заболеваний, выдаётся тёплая одежда и валенки, а так же предоставляется возможность обогрева в тёплом помещении.

4.3 Расчёт защитного заземления электропривода механизма качания кристаллизатора МНЛЗ ОАО «ЗСМК»

Рассчитаем защитное заземление для электрооборудования механизма качания кристаллизатора МНЛЗ ОАО «ЗСМК».

Отделение, содержащее механизм качания кристаллизатора, имеет железобетонный фундамент 20*60 м., который используется как естественный заземлитель. Искусственный заземлитель представляет собой систему расположенных по контуру вертикальных электродов из угловой стали с шириной полки 40 мм., длиной l=2,5 м., соединённых стальной полосой сечением 40*4 мм.

Порядок расчёта ведём согласно литературному источнику /12/.

Определяем расчётный ток замыкания на землю Iз, А и норму на сопротивление заземления Rз, Ом (по ПУЭ-2001) в зависимости от напряжения, режима нейтрали мощности и других данных электроустановки. По ПУЭ и ГОСТ 12.1.030-81. В электроустановках до 1000 В., при суммарной мощности источников N>1000 кВ*А., Rз?4 Ом., Iз?10 А.

Определим расчётное удельное сопротивление грунта ?, Ом*м с учётом климатического коэффициента К, доли ед.

?расч = ?*К /12, с. 144/

Приближённые значения ? и К берём из [12], с. 145, табл. 10.1, 10.2

?расч = 300*1,6 = 480 Ом*м.

Рассчитываем сопротивление естественного заземления Rе, Ом.

Rе = 0,5*?/vS /12, с. 148, табл. 10.6/

где ? - площадь фундамента, м?.

Rе = 0,5*480/v1200 = 6,93 Ом.

Определим требуемое сопротивление искусственного заземления Rи, Ом.

Rи = Rе*Rз/Rе-Rз /12, с. 145/

Rи = 6,93*4/6,93-4 = 9,46 Ом.

Определяем фактическое сопротивление одного вертикального заземлителя Rст.од., Ом.

Rст.од.= (?/(2*?*l))*(ln(2*l/d)+(1/2)*ln((4*H+l)/(5*H-l))) /12, табл. 10.3/

Где d - эквивалентный диаметр стержней, м.

d=0,95*0,04=0,038 м.

Rст.од.=(480/(2*?*2,5))*(ln(2*2,5/0,038)+(1/2)*ln((4*1,75+2,5)/(5*1,752,5))) = 218,91 Ом.

Определяем число вертикальных заземлителей и расстояния между ними: по этим данным определяем коэффициент использования вертикальных стержней ?ст., доли ед.

Периметр прямоугольника равен 160 м. Вертикальные стержни размещаются через каждые 4 м. - всего 40 стержней. По /12, с. 147/, табл. 10.4 ?ст=0,42 доли ед.

Определяем сопротивление соединительных полос Rп., Ом, с учётом коэффициента использования полосы ?п., доли ед. по /12, с. 147, табл. 10.5/

Rп.= (?/(2*?*l))*ln(2*l?/(B*H)) /12, с. 146, табл. 10.3/

где В - ширина полосы, м.

Rп.= (480/(2*?*160))*ln(2*120?/(0,04*0,5))=6,66 Ом.

С учётом ?п.=0,25 доли ед.

Rп.=6,66/0,22=30,27 Ом.

Определяем сопротивление стержней (вертикальных заземлителей) Rст.,Ом.

Rст.= (Rп.*Rи)/ (Rп.-Rи) /12, с. 147/

Rст.= (30,27*9,46)/ (30,27-9,46)=13,76 Ом.

Уточняем число вертикальных заземлителей:

n=Rст.од./ (?ст*Rст.) /12, с. 147/

n=218,91/(0,42*13,76)=37,88?40 шт.

Таблица 12 - Данные расчёта защитного заземления электрооборудования механизма качания кристаллизатора МНЛЗ ОАО «ЗСМК»

Данные расчёта	Значение
Грунт Тип заземлителя Длина заземлителя l, м. Соотношение а/l, доли ед. Размещение заземлителей Площадь фундамента S, м?. Удельное сопротивление грунта ?, Ом*м. Сопротивление естественного заземлителя Rе, Ом Сопротивление искусственного заземлителя Rи, Ом Сопротивление соединительных полос Rп., Ом Число вертикальных заземлителей n, шт.	суглинок вертикальный 2,5 1,6 контурное 1200 480 6,93 9,46 30,27 40

4.4 Пожарная безопасность

На промпредприятиях пожарную опасность представляют хранение, обработка и транспортировка различных горючих материалов (топливо, различные масла, битумы, лаки, растворители и т.д.).

В электроустановках потребителей электроэнергии причины пожаров и взрывов могут быть электрического и неэлектрического характера.

Причинами электрического характера являются:

а) искрение в электрических аппаратах и машинах, а также искрение в результате электростатических разрядов и ударов молнии;

б) токи коротких замыканий и перегрузок проводников, вызывающие их перегрев до высоких температур, что может привести к воспламенению их изоляции;

в) плохие контакты в местах соединения проводов, когда вследствие большого переходного сопротивления выделяется значительное количество тепла и резко повышается температура.

г) электрическая дуга, возникающая между контактами коммутационных аппаратов, особенно при неправильных операциях с ними, а также при дуговой электросварке;

д) аварии с маслонаполненными аппаратами (выключатели, трансформаторы и др.), когда происходит выброс в атмосферу продуктов разложения масла и смеси их с воздухом;

е) перегрузка и неисправность обмоток электрических машин и трансформаторов при отсутствии надлежащей защиты и др.

Причинами пожаров и взрывов неэлектрического характера могут быть:

а) неосторожное обращение с огнём при проведении сварочных работ;

б) неправильное обращение с газосварочной аппаратурой, с паяльными лампами и нагревателями для плавления кабельных масс и пропиточных составов;

в) неисправность котельных, производственных печей, отопительных приборов и нарушение режимов их работы;

г) неисправность производственного оборудования (перегрев подшипников и т. п.), нарушение технологического процесса, в результате чего возможно выделение горючих газов, паров, пыли в воздушную среду;

д) курение в пожароопасных и взрывоопасных помещениях;

е) самовоспламенение и самовозгорание некоторых материалов.

Для устранения причин пожаров и взрывов проводятся различные мероприятия - технические, эксплуатационные, организационные и режимные.

К техническим мероприятиям относится соблюдение противопожарных норм при сооружении зданий, устройстве отопления и вентиляции, выборе и монтаже электрооборудования, устройстве молниезащиты и др.

Эксплуатационные мероприятия предусматривают правильную техническую эксплуатацию производственных агрегатов, котельных, компрессорных и других силовых установок и электрооборудования, правильное содержание зданий и территории предприятия.

К организационным мероприятиям относится обучение производственного персонала противопожарным правилам, издание необходимых инструкций и плакатов.

Режимными мероприятиями являются ограничение или запрещение в пожароопасных местах применения открытого огня, курение, производства электро и газосварочных работ. Работы с огнеопасными и взрывчатыми веществами должны быть оформлены специальным нарядом.

Расчёт энергии взрыва, возникающего при взаимодействии с водой расплава стали.

Определим энергию взрыва при аварийном проливе из ковша 780 кг. стали, имеющей температуру 1810° К, если она вступает во взаимодействие с 5 кг. воды, находящейся при температуре 291° К, а так же расстояние, соответствующее полному отсутствию разрушений (1-ая степень безопасности).

По справочным данным определяем необходимые исходные данные:

Мм - масса металла, вступающего во взаимодействие с водой: 780 кг.;

Тн.м. - начальная температура металла, находящегося в оборудовании или вышедшего из него при аварии: 1810° К;

Тпл.м. - температура плавления металла: 1623° К;

Qпл.м. - теплота плавления металла: 270 кДж/кг.;

См - средняя теплоёмкость металла в диапазоне температур от Тн.м. до Ткр.в.: 0,62 кДж/(кг*К);

Мв. - масса воды, вступающей во взаимодействие с расплавленным металлом: 5 кг.;

Тн.в. - температура воды в момент начала взаимодействия с расплавом: 291° К;

Св. - средняя теплоёмкость паров воды в диапазоне температур между Тн.в. и Ткон.в. - конечной температурой паров воды: Св. = 2,35 кДж/(кг*К).

Рассчитаем отношение массы воды и массы расплавленного металла, взаимодействующих друг с другом:

Мв./Мм. = 5/780 = 0,0064;

Учитывая, что отношение Мв./Мм. < 0,01, то принимаем Ткон.в. = Тн.м., и расчёт тротилового эквивалента взрыва производим по формуле:

Стнт. = Св.* Мв.*(Ткон.в. - Тн.в.)/4520;

Стнт. = 2,35* 5*(1810 - 291)/4520 = 3,94 кг.

Определяем согласно Единым правилам безопасности при взрывных работах расстояние, на котором отсутствуют повреждения. Согласно приложению 1 /13, с. 12/, первый радиус зоны первой степени безопасности рассчитывается по формуле:

R = Кв.*v Стнт.;

Где Кв = 50 ? 150, в зависимости от состояния здания. Так как сведений о состоянии здания нет, выбираем значение Кв. = 100.

R = 100*v 3,94 = 198 м.

В производственных условиях, а также при выполнении ремонтно-монтажных работ в электроустановках при нарушении противопожарных мер и в случаях аварий не исключено возникновение очагов загорания, которые могут превратиться в пожар. Поэтому в электроустановках, где возможно загорание изоляции электрических машин и аппаратов, проводов и кабелей, минерального масла и других горючих веществ, ПУЭ и местные противопожарные инструкции предписывают меры борьбы с распространением пожаров и ликвидацией очагов загорания.

Кабели, проложенные открыто, не должны иметь наружной джутовой оплётки, предохраняющей броню от коррозии. Взамен снятой джутовой оплётки броня окрашивается огнестойкой краской.

Кабельные сооружения и конструкции, на которых закрепляют кабели, должны быть выполнены из огнестойких материалов.

В электромашинных помещениях необходимо иметь первичные средства огнетушения - ящик с сухим песком, огнетушитель.

Большую опасность распространения пожара представляют маслонаполненные аппараты - трансформаторы и выключатели. С целью ограничения пожара в случае загорания масла под трансформатором оборудуется специальная маслопримёмная яма, покрытая решёткой, поверх которой насыпают гравий. При пожаре трансформатора масло из бака через нижний спускной кран сливают через гравий в яму.

Двери камер, содержащих масляные трансформаторы и выключатели с большим количества масла (больше 60 кг), выполняются трудносгораемыми. Выход из камеры трансформатора, выключателя должен быть наружу или в помещение с огнестойким полом, стенами и перекрытием, не содержащее огнеопасных или взрывоопасных предметов, аппаратов и производств. При выполнении этого требования загорание масла в трансформаторе или в результате взрыва выключателя не вызовет распространения огня на электрооборудование или производственное помещение. Во всех помещениях, в которых установлены маслонаполненные аппараты, необходимо иметь ящики с сухим песком и огнетушители.

В производственных помещениях, на подстанциях и в электромашинных помещениях должны быть первичные средства огнетушения, которые применяет обслуживающий персонал для ликвидации пожара до прибытия вызванной пожарной части.

Для тушения пожаров можно использовать воду, водяной пар или специальные химические вещества.

Для тушения пожара в закрытых помещениях рекомендуется применять водяной пар, огнегасительные свойства которого заключаются в разбавлении воздуха, в результате чего понижаются концентрация кислорода и температура горящего вещества. Водяной пар может быть использован для тушения обмоток электрических машин, а также различных твёрдых и жидких горящих веществ.

Хорошие результаты при тушении пожара даёт химическая пена, образуемая при смешивании пеногенераторных порошков (ПГП) с водой.

Огнегасительные свойства пены состоят в изолирующем действии, способности уменьшать испарение горючего вещества и охлаждать его верхний слой.

Тушить пожар целесообразно с помощью воздушно-механической пены, образуемой в результате механического перемешивания водяного раствора пенообразователей (например, типа ПО-1) с воздухом, осуществляемое в специальном аппарате - пеногенераторе. Отношение количества полученной пены к воде, применяемой для получения пенообразующего раствора, называется кратностью пены.

Для тушения пожара электроустановок можно применять порошковый огнетушитель типа ОПС-10 ёмкостью 10 л, который также пригоден для тушения небольших очагов загорания щелочных металлов.

Следует отметить и такие простейшие средства огнетушения, как сухой песок и асбестовую или грубошерстную ткань, наброс которых на очаг загорания может быстро затушить пламя.

Важную роль для ликвидации пожара играет специальная пожарная сигнализация, с помощью которой вызывается к месту пожара пожарная команда. В качестве пожарной сигнализации служит городская и внутризаводская телефонная связь. Все работники предприятия должны знать номера для вызова городской и местной пожарных команд. Кроме телефонной применяется специальная сигнализация, которая состоит из приборов-извещателей, приёмной станции, сигнальной электросети и источников питания. Извещателями могут быть приборы ручного управления (кнопки) или автоматические приборы, например термоизвещатели.

Таблица 13 - Перечень взрывов и пожароопасных мест

Наименование мест	Категория ИПБ 105-95	Класс пожароопасной зоны
Машинные залы с пультами управления Будки с распределением газа Кабельные галереи Мостовые краны Помещения систем управления Склад хранения эл. продукции Склад ГСМ Помещения АБК	Г А В Д Г Д А В	- В-1 П-2а - - - В-1 П-2а

4.5 План ликвидации электрических аварий

Таблица 14 - Ликвидация аварийных положений

Вид аварии	Меры устранения
Аварийное отключение ввода № 1?3 10 кВ. при последовательном успешном срабатывании АВР. Аварийное отключение фидера высоковольтного двигателя Аварийное отключение фидеров двухтрансформаторной ТП.	Произвести осмотр работающих агрегатов, при обнаружении отключающегося, включить резервный. Доложить о случившимся начальнику смены. Вывести в ремонт ячейку отключившегося ввода. Принять меры к отысканию и устранению повреждения. Включить в работу резервный агрегат. Сообщить начальнику смены об аварийном отключении агрегата. Произвести осмотр ячейки отключившегося фидера. Вывести ячейку в ремонт. Принять меры к отысканию и устранению повреждения. Осмотреть ячейку отключившегося фидера. Проверить работу АВР отключившегося фидера. Проверить по приборам не перегружается ли трансформатор, оставшийся в работе. Вывести в ремонт ячейку аварийно отключившегося фидера. Принять меры к отысканию и устранению повреждения.

5. ЭКОЛОГИЯ

5.1 Очистка воздуха от загрязнений в сталеплавильном производстве

Защита атмосферы в металлургии играет важную роль, так как на долю предприятий чёрной и цветной металлургии приходится 20-25 % общих загрязнений промышленностью, а в городе Новокузнецке, на территории которого расположены четыре металлургических предприятия, эта доля ещё выше (70-80 %).

Работа основных и вспомогательных цехов заводов чёрной металлургии сопровождается выбросами в атмосферу большого количества пыли и газов, содержащих сернистый ангидрид, окись углерода, окислы азота и другие вредные соединения. Количество вредных выделений зависит от перерабатываемого сырья и принятого технологического процесса. В среднем на 1 млн. тонн готовой производительности заводов валовое выделение пыли и газов составляет в сутки: 350 т. пыли, 200 т. сернистого ангидрида, 400 т. окиси углерода и 42 т. окислов азота. Средствами очистки газа улавливается лишь часть загрязняющих атмосферу веществ, которые содержатся в газах, отводимых от технологических агрегатов в системы газоочистки.

Для защиты атмосферы от вредных выбросов строят пылегазоочистные сооружения и совершенствуют технологические процессы и конструкцию металлургических агрегатов. В настоящее время созданы достаточно надёжные аппараты для очистки технологических газов от пыли и сернистого ангидрида.

Однако до сих пор нет методов очистки газов от окиси углерода и окиси азота, выбросы которых на металлургических предприятиях достаточно велики. В большинстве промышленно развитых стран ведутся интенсивные работы по изысканию промышленных способов очистки технологического газа от окиси углерода и азота. Поэтому в данное время достижение снижения выбросов окислов углерода и азота возможно в основном за счёт усовершенствования технологических процессов и конструкций металлургических печей.

Обеспечение в атмосферном воздухе жилых массивов концентраций вредных веществ не выше допустимых санитарными нормами достигается осуществлением комплексных мероприятий: правильным расположением предприятий по отношению к жилью, совершенствованием технологических процессов, установкой аппаратов для очистки газов от вредных веществ.

Конечной целью осуществления комплекса мероприятий по защите атмосферы является обеспечение приземных концентраций вредных веществ (на уровне дыхания) в пределах санитарных или экологических нормативов. Санитарные нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в атмосферном воздухе впервые были установлены в СССР, в настоящее время ПДК загрязняющих веществ являются едиными на всей территории России.

Во всех конверторных цехах на металлургических заводах страны за конвертерами устанавливают котлы-утилизаторы (котлы-охладители). Газы, содержащие до 90 % окиси углерода, выходят из конвертера при температуре около 1600°С. В зависимости от коэффициента избытка воздуха, теоретическая температура горения газов в охладителе колеблется от 1600° С до 2850°С. Фактическая температура горения составляет около 2400°С. В большинстве цехов в качестве охладителей конвертерных газов используют паровые котлы.

По движению теплоносителя охладители газов подразделяются на котлы с принудительной, естественной и комбинированной циркуляцией, по размещению поверхностей в газоходах охладителей - на радиационные и радиационно-конвективные.

Радиационные котлы-охладители работают во всех схемах отвода газов: с полным дожиганием, частичным дожиганием и регулированной схемой без дожигания. Котлы-охладители типа ОКГ-250 работают с конвертерами ёмкостью 350 тонн ККЦ-2 и состоят из следующих элементов: кессона; навешиваемой на кессон юбки-колокола; стационарного радиационного газохода; сменных элементов кессона в местах пропуска сыпучих и прохода фурм; барабана.

Газоочистная установка должна обеспечивать очистку конвертерных газов от пыли до санитарных норм при любом способе отвода и охлаждения газов. Способы очистки можно разделить на две основные группы: мокрую и сухую очистку. Для мокрой очистки используют скрубберы различной конструкции и трубы Вентури различных модификаций, размеров и конструкций. Принципиально для всех аппаратов мокрой очистки характерны увлажнение газа и, следовательно, смачивание находящейся в нём пыли, коагулирование частиц пыли и удаление их из потока газов. Неотъемлемой частью мокрых газоочисток является водное хозяйство. Весьма часто качество очистки определяется не собственно конструкцией аппаратов, а качеством воды, поступающей на газоочистку. Не допускается работа мокрых очисток по разомкнутому циклу, и даже эпизодический сброс воды из оборотных циклов в водоёмы.

Для аппаратов сухой очистки характерно удаление пыли без смачивания, например, за счёт зарядки и осаждения частиц в электрофильтрах или путём фильтрации в рукавных фильтрах.

Сухие газоочистки имеют следующие преимущества:

- не требуется вода, что позволяет обойтись без сопутствующих хозяйств - грязного оборотного цикла, установок по стабилизации воды, устройств для дегазации воды и т.д.;

- сокращается неизбежный выброс окиси углерода в атмосферу, так как зажигание свечи при сухом газе с температурой 150-200°С обеспечивается уже при 12-18 % СО, тогда как газы, насыщенные влагой и имеющие температуру 40-50°С, загораются только при 22-30 % СО;

- увеличивается период использования газа как топлива;

- сокращается расход электроэнергии на отсос газов.

Несмотря на эти преимущества у сухих фильтров есть недостатки. Электрофильтр может явиться запалом для взрывоопасной смеси газов, образование которой не исключено при различных технологических неполадках. Рукавные фильтры сложны, громоздки и не обеспечивают необходимой газоплотности. Именно по этим причинам в настоящее время отдают предпочтение мокрым газоочисткам.

Основным элементом мокрых газоочисток являются трубы Вентури. Температура газов, входящих в трубу Вентури с сопротивлением более 8000-10000 Па, не должна превышать 300-400°С. Поэтому в зависимости от температуры газов после котла-охладителя размещают скруббер или другие устройства, в которых происходит охлаждение газов до указанных температур. Вслед за трубами Вентури в тракт включаются сепараторы (циклоны или другие влагоотделители). Таким образом, мокрая газоочистка является многоступенчатой.

Газоочистка, в которой применяются малые трубы-распылители с круглым сечением горловины, выполняется многоступенчатой и состоит из скруббера, группы труб-распылителей и циклонного влагоотделителя. Наиболее часто применяются малые трубы с диаметром горловины 90 мм. Степень улавливания пыли в таких трубах в зависимости от их сопротивления (от 1000 до 9000 Па) составляет 99,48-99,83 %, расход газа через каждую трубу примерно 2000 м?/ч, расход воды 1,0 л/м?, скорость газов в горловине около 90 м/с. Недостатком таких конструкций является большое количество труб и сопел, подлежащих обслуживанию.

Более простыми являются газоочистки, состоящие из труб Вентури большого диаметра, так как их количество невелико. Для обеспечения высокой эффективности очистки гидравлический перепад на больших трубах обычно принимается равным 12000 Па. Скорости газов в горловине больших труб 120-180 м/с. Трубы-распылители с горловиной больших сечений применяются во всех схемах отвода конвертерных газов. Применяется сочетание труб-распылителей большого диаметра, выполняющих функцию скруббера и аппарата тонкой очистки. Прямоугольные трубы применяются в регулируемых системах отвода газов без дожигания.

Практически все конвертеры ёмкостью 300 тонн и более в отечественных кислородно-конвертерных цехах оборудуются прямоугольными трубами, выполненными с регулирующими створками; положение створок соответствует давлению над конвертером и, следовательно, количеству газов, выходящих из него.

Газы, выходящие из конвертера, пройдя котёл-охладитель, имеют температуру 800-1000°С и поступают в орошаемый газоход газоочистки. Вода к орошаемому газоходу поступает из оборотного цикла и охлаждает газы до температуры 250-300°С. К бункеру орошаемого газохода примыкают две трубы Вентури первой ступени, затем в бункере первой ступени газ делает поворот и, пройдя по газоходу, поступает во вторую регулируемую трубу Вентури, затем после бункера второй ступени направляется в каплеуловитель с лопастным завихрителем (лопасти завихрителя нерегулируемые, установлены под углом 48° к вертикали) и к дымососу. Отвод шлама из элементов газоочистки осуществляется через гидрозатворы по отводящим линиям.

кристаллизатор электропривод расплав сталь

6. УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ

Согласно ГОСТ 15467-79: Качество продукции - это совокупность свойств продукции, обуславливающих её пригодность удовлетворять определённые потребности в соответствии с её назначением.

Таким образом, можно говорить о том, что качество проектируемого электропривода (ЭП) качания кристаллизатора МНЛЗ будет складываться из следующих составляющих:

ь качества контроллера;

ь качества частотного преобразователя EL-7011;

ь качества асинхронного двигателя;

ь качества тахогенератора;

ь качества передающих частей и механизмов (в т.ч. эксцентриковый редуктор);

ь качества информационных каналов связи.

В соответствии с /14, с. 8/, в данном разделе необходимо рассмотреть следующие вопросы:

ь системный анализ технических требований, предъявляемых к проектируемой системе;

ь ресурсное обеспечение качества;

ь контроль и оценка качества;

ь затраты на создание качества системы.

6.1 Системный анализ технических требований

Системный подход к формированию технических требований основан на построении функциональной структуры проектируемого объекта и отображающей её структуры технических требований. Взаимосвязанный анализ функций и требований состоит в выделении иерархии блоков трехуровневых структур, каждый из которых соответствует определенному этапу проектирования объекта /14, с. 10/.

Проектируемая система ЭП предназначена для управления скоростью асинхронного двигателя.

Подробное описание функционирования проектируемой системы ЭП дано в разделе «Специальная часть». Ниже приведено краткое её описание.

Принимая команду с пульта оператора (ПО) на установление определённой скорости вращения двигателя, а также оценивая текущую его скорость контроллер в соответствии с заложенной в него программой осуществляет выдачу управляющих сигналов на частотный преобразователь (с промежуточным звеном постоянного тока). Который в зависимости от них выдаёт на двигатель напряжение необходимой частоты. Двигатель за счёт использования обратной связи по скорости выходит на требуемый режим работы.

Таблица 15 - Функциональная структура производственного модуля

Уровни структурного описания функций
Первый	Второй
Основные и дополнительные функции системы управления скоростью асинхронного двигателя
1 Принятие команды с ПО	1.1 Приём команды контроллером 1.2 Определение текущей скорости вращения двигателя 1.3 Принятие решения (в зависимости от заложенного в контроллер алгоритма функционирования)
2 Выдача управляющего сигнала на частотный преобразователь	2.1 Выдача контроллером управляющего сигнала на частотный преобразователь 2.2 Приём частотным преобразователем сигнала управления
3 Подача напряжения определённой частоты на асинхронный двигатель	3.1 Преобразование частоты питающей сети в частоту управления скоростью вращения двигателя 3.2 Подача напряжения определённой частоты на асинхронный двигатель
4 Обратная связь	4.1 Измерение тахогенератором текущей скорости вращения двигателя 4.2 Приём контроллером сигнала с тахогенератора



Рисунок 10- Функциональная схема системы управления электроприводом

Таблица 16

Структура технических требований к системе управления ЭП

Код функции	Код связи	Требования и ограничения	Технические характеристики и показатели качества
1.1	1.1 1.2	Приём контроллером первичной информации и управляющего сигнала	Достоверность информации; Отсутствие (или сведение к минимуму) помех
1.2	1.1 1.2 1.3	Принятие решения контроллером	Быстродействие контроллера должно обеспечивать адекватное и своевременное принятие решения в зависимости от команды с ПО и данных с тахогенератора
2.1	1.3 2.1	Выдача контроллером управляющего воздействия	Соответствие уровней сигналов контроллера и системы управления частотным преобразователем
2.2	2.1 2.2	Приём частотным преобразователем сигнала управления	Отсутствие нарушений в канале управления
3.1	3.1 3.2	Преобразование частоты питающей сети в частоту управления скоростью вращения двигателя и подача напряжения определённой частоты на асинхронный двигатель	Допустимые колебания: ь входного напряжения +10%, -15%; ь частоты входного напряжения ±5%; Точность частотных режимов: ь цифровая команда ±0,01%; ь аналоговая команда ±0,1%.
4.1	4.1 4.2	Осуществление обратной связи по скорости	Номинальная скорость вращения двигателя 1420 об/мин. Максимальное выходное напряжение тахогенератора 10 В.

6.2 Ресурсное обеспечение качества

Любая работа - это процесс преобразования вводимых факторов в выходные результаты. Поэтому для обеспечения качества в процессе производства и при окончательном контроле и испытаниях продукции одним из основных этапов, подлежащих обязательной разработке и внедрению, является входной контроль и испытания вводимых в процессе производства сырья, материалов и комплектующих. В связи с этим необходимо составлять перечень вводимых факторов и выделять требования к ним.

Вводимые факторы - это материалы и информация, необходимые для осуществления рабочего процесса. Требования к ним показывают то, какими должны быть вводимые факторы, чтобы соответствовать потребностям потребителей.

В итоге, такое определение исходных элементов процесса, дает ясное его описание, позволяющее ставить задачи усовершенствования.

Таким образом, ресурсным обеспечением качества является формулировка требований к каждому из ресурсов, обеспечивающих качество работы устройства (системы, объекта и т.д.).

Ресурсы не являются частью системы и поставляются в неё из вне, т.о. в нашем случае необходимо определить вводимые факторы.

Для проектируемой системы такими факторами являются: напряжение питающей сети, характеристики сигналов ОС, квалификация персонала (см. табл. 17).

Таблица №17 - Требования к ресурсам, обеспечивающим качество системы

Ресурс	Требования
Напряжение питающей сети (обеспечивает стабильную, без сбоев, работу системы)	380 В
Программное обеспечение	Должно соответствовать требованиям, предъявляемым к безаварийному обеспечению технологического процесса
Техническая документация	Должна содержать чертежи и схемы, поясняющие работу устройства, снабжённые соответствующими пояснениями; кроме того, необходимо наличие инструкции пользователя.
Квалификация персонала	Должна соответствовать указанной в соответствующих нормативных документах. Четкое знание инструкции пользователя и основ работы системы - строго обязательно.
Обеспеченность ЗИП*	Необходимо иметь набор ЗИП для скорейшего устранения неполадки в случае возникновения таковой, а также для профилактического и прочих видов осмотра.

* ЗИП - Запасные части, инструменты и принадлежности

6.3 Контроль и оценка качества

Контроль соблюдения технологии является многоступенчатым и подразделяется на непрерывный, периодический и внеочередной в соответствии с таблицей 17 /14, с. 21/.

Непрерывный контроль предусматривает две ступени.

Первая ступень контроля осуществляется рабочими, старшими рабочими, контролерами ОТК, сменными мастерами производства и ОТК. Контроль осуществляется раз в месяц и фиксируется в оперативных документах (журналах, рапортах, дневниках и т.д.).

Вторая ступень осуществляется старшими мастерами, начальниками участков, технологами цехов, начальниками участков (мастерами) ОТК, старшими контролерами ОТК.

Контроль производится ежесуточно. В процессе контроля на второй ступени производится проверка знаний технологическим персоналом основных положений нормативно-технической и технологической документации, ведения дневника качества, ведения технологических процессов в соответствии с требованиями технологических инструкций. Результаты контроля записываются проверяющими в специальные журналы с указанием необходимых мер и сроков устранения выявленных нарушений.

Непосредственными исполнителями (рабочими) по всем замечаниям принимаются незамедлительные меры по устранению выявленных нарушений. Периодический контроль также предусматривает две ступени.

Третья ступень осуществляется цеховой комиссией, в состав которой входят:

ь главный инженер (председатель комиссии);

ь представители ОТК, лаборатории метрологии;

ь начальник проверяемого участка.

Контроль проводится один раз в два месяца по графику, утвержденному главным специалистом или начальником производства.

По результатам контроля с указанием замечаний и предложений комиссией издается распоряжение.

Четвертая ступень осуществляется наладочной организацией, в состав которой входят:

ь главный специалист (главный инженер производства) - председатель комиссии;

ь представитель наладочной организации - зам. председателя комиссии;

ь представители технического отдела комбината, ОТК, лаборатории метрологии.

Контроль осуществляется один раз в шесть месяцев по графику, утвержденному начальником производства. Результаты контроля оформляются актом, который утверждается главным инженером. Акт направляется в проверяемый цех и ОТК для выполнения и контроля.

По выявленным нарушениям разрабатываются мероприятия с указанием нарушений.

Мероприятия направляются главному специалисту, ОТК.

Таблица 18 - Контроль технологии производства

Вид контроля	№ ступени	Исполнитель контроля	Периодичность	Объем контроля
Непрерывный	I	Оператор, мастер, электрик, гл. инженер	Раз в месяц	Исполнение операций на рабочих местах в соответствии с технологической документацией и схемой контроля
Непрерывный	II	Оператор, мастер, электрик	Ежедневно	Соблюдение технологии работы системы
		Оператор, гл. инженер		Знание технологии у двух - трех рабочих и мастеров
Периодический	III	Комиссия предприятия (под руководством гл. инженера)	2 раза в месяц по графику	В соответствии с требованиями пп. 306, 369 ЕПБ от 28.05.2003
Периодический	IV	Наладочная организация	Раз в 6 месяцев	В соответствии с требованиями пп. 368, 369 ЕПБ от 28.05.2003
Внеочередной	V	Комиссия, назначенная руководством предприятия	По указанию руководства Предприятия	В соответствии с требованиями п. 410 ЕПБ от 28.05.2003
Периодический	III	Комиссия предприятия (под руководством гл. инженера)	2 раза в месяц по графику	В соответствии с требованиями пп. 306, 369 ЕПБ от 28.05.2003
Периодический	IV	Наладочная организация	Раз в 6 месяцев	В соответствии с требованиями пп. 368, 369 ЕПБ от 28.05.2003
Внеочередной	V	Комиссия, назначенная руководством предприятия	По указанию руководства Предприятия	В соответствии с требованиями п. 410 ЕПБ от 28.05.2003

Третья и четвертая ступени контроля включают следующий перечень вопросов:

ь выполнение мероприятий по результатам предыдущих проверок;

ь выполнение мероприятий по повышению качества продукции и подготовка к внедрению вновь вводимых стандартов;

ь наличие в цехе и на рабочих местах технологических инструкций, ГОСТов, ТУ, СТП и другой НТД;

ь состояние метрологического обеспечения;

ь наличие и ведение «Дневников качества»;

ь проверка знаний исполнителями требований ТИ, ГОСТов, ТУ, СТП и другой информации;

ь наличие на участках цеха и правильность ведения журналов по проверке знаний технологических инструкций у рабочих;

ь проведение выборочного контроля готовой продукции;

ь проверка документации о ведении контроля на первой и второй ступенях.

Внеочередной контроль предусматривает пятую ступень и осуществляется по указанию руководства комбината. Комиссию возглавляет начальник технического отдела комбината. В состав комиссии входят главные специалисты (по переделам), начальники ЦЗЛ, ОТК, ЦТЛ, цехов, главный метролог. По требованию председателя в комиссию могут привлекаться и другие лица.

Результаты проверки оформляются актом, который утверждается генеральным директором (главным инженером) комбината. Копия утвержденного акта направляется по назначению в подразделения комбината для выполнения, в отдел технического контроля и технический отдел комбината для контроля.

Внеочередной контроль предусматривает более глубокий анализ по производственным участкам, видам продукции, технологическим процессам и операциям.

6.4 Затраты на создание качества системы

Для начала, вспомним, что качество - это совокупность характеристик объекта, относящихся к его способности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности /Курс лекций по дисциплине «Управление качеством»/.

Следовательно, все затраты, направленные на поддержание оборудования в требуемом состоянии, а также мероприятия направленные на его модернизацию и создают качество системы.

К таким мероприятиям следует отнести:

ь разработку и внедрение;

ь проверку и тестирование системы;

ь устранение неполадок;

ь разработку мер, снижающих вероятность отказов системы;

ь модернизацию системы.

Таким образом, затраты связанные с качеством системы можно рассчитать по фомуле.

Здесь: ЗСКС - полные затраты на создание качества системы;

ЗРиВ - затраты на разработку и внедрение, для проектируемой системы привёдены в разделе 4;

ЗПиТ - затраты на проверку и тестирование системы;

ЗУН - затраты на устранение неполадок;

ЗИ - затраты на исследования;

ЗМ - затраты на модернизацию.

Произведём эскизный расчёт затрат. Для чего определим средний размер оплаты труда одного рабочего.

На сегодняшний день, средний размер оплаты труда рабочего составляет шесть тысяч рублей в месяц (6000 р.), следовательно, при восьмичасовом (8) рабочем дне пять (5) дней в неделю он проработает в течение месяца сто шестьдесят (160) часов. Таким образом, час его труда стоит 37,5 рубля в час, будем в дальнейших расчётах опираться на эту цифру.

Затраты на разработку и внедрение проектируемой системы составят 31727,9 р. (см. раздел «Экономическая часть»).

Затраты на проверку и тестирование системы. Состоят в тестировании системы путём подачи на её измерительные входы сигналов определённой формы. Время, необходимое для тестирования системы составляет 4 часа, следовательно, затраты на одну проверку составят: 150 р.

Затраты на устранение неполадок. Заключаются в устранении последствий нештатной ситуации. С учётом того, что система имеет блочную структуру и все модули унифицированы, то при наличии инсталяционного пакета, на демонтаж отдельных элементов и блоков, их замена, с последующим тестированием, затраченное время (при условии наличия запасных модулей) будет составлять 16 часов (так как необходимо более тщательное тестирование, плюс временные затраты обусловденные необходимостью производить частичный демонтаж и сборку системы). Отсюда, затраты составят 600 р. (без учёта стоимости замены вышедших из строя модулей).

Затраты на исследования. Обусловлены необходимостью производить модернизацию раз в пять лет, с учетом новых требований, результатов научно-технического прогресса и экономических условий. Зависят от числа задействованных сотрудников. При условии, что один сотрудник в течении месяца подготовит проект модернизации системы, то затраты составят 6000 р. (опять же без учёта докупаемого оборудования).

Затраты на модернизацию. Возможны следующие варианты:

1. Руководитель не ограничивает разработчика в средствах на модернизацию системы (что бывает в исключительных случаях), в этом случае затраты определяются сметой проекта модернизации;

2. Руководитель заранее определяет размер средств, направляемых на модернизацию. Если разработчик укладывается в отведённые на модернизацию средства - замечательно, если же нет, то возможна корректировка размера направляемых на модернизацию средств. В любом случае затраты определяются сметой проекта (руководитель лишь устанавливает «верхнюю планку» превышение которой крайне нежелательно).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом разработки данного дипломного проекта явилось проектирование системы электропривода ЧП-АД с КЗ ротором взамен существующей системы электропривода ТП-Д кристаллизатора МНЛЗ ОАО «ЗСМК». В ходе проектирования был рассчитан и выбран асинхронный двигатель, подобран современный частотный преобразователь, удовлетворяющий всем требованиям технологического процесса литья заготовок. Составлена функциональная и структурная схемы, которые наглядно изображают структуру разработанного электропривода качания кристаллизатора МНЛЗ ОАО «ЗСМК». Выбраны элементы защиты и контроля, в частности тахогенератор.

В результате предложенных мероприятий повысилась производительность установки, увеличилось полезное время работы кристаллизатора и его электропривода в 2 раза. Экономический эффект предложенных технических решений взамен применяемых в промышленности составил 70 тыс. руб. при сроке окупаемости проекта 2,4 года.

Для безопасности рабочего персонала рассчитано заземление установки. Также произведен расчет эквивалента взрыва при выбросе расплавленного металла из ковша и определена безопасная дистанция от него, которая составила около 200 м.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Марголин Ш.М. Электропривод машин непрерывного литья заготовок. - М.: Металлургия, 1987. - 520 с.

2. Марголин Ш.М. Электрооборудование конверторных цехов. - М.: Металлургия, 1977. - 340 с.

3. Явойский В.И., Кряковский Ю.В. Металлургия стали. - М.: Металлургия, 1983. - 630 с.

4. Соколов Г.А. Производство стали. - М.: Металлургия, 1982. - 610 с.

5. Кристаллизатор. Инструкция по монтажу, эксплуатации и техобслуживанию. № папки 4276. 12.1. мм01.

6. Елисеев В.А., Шинявский А.В. Справочник по автоматизированному электроприводу. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 683 с.

7. Крупович В.И. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 660 с.

8. Кравчик А.Э. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 430 с.

9. Каталог CRUPPO INDASTRIALE ERCOLLE MARELLE (Италия).

10. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода, М.: Энергоатомиздат, 1981. - 740 с.

11. Рекомендации к выполнению экономической части дипломного проекта для студентов специальности «Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов» /Сост.: Э.Г. Выгодская: СМИ. - Новокузнецк, 1992. - 33 c.

12. Расчет защитного заземления /Сост.: И.Г. Шеленговский, Е.Б. Серебряная: СМИ. - Новокузнецк, 1989. - 14 c.

13. Управление качеством: Метод. указания /Сост.: Н.Н. Малушин, О.И. Нохрина: СибГИУ. - Новокузнецк, 2004. - 37 с.

Размещено на Allbest.ru