Пути повышения эффективности производства медных гранул медеплавильного цеха ОАО «Уралэлектромедь»

Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

" Уральский государственный технический университет — УПИ"

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА МЕДНЫХ ГРАНУЛ МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО ЦЕХА ОАО «Уралэлектромедь»

2012 г.

РЕФЕРАТ Дипломный проект содержит: 82 стр., 5 рис., 25 табл., библиографический список — 10 наименований, 5 приложений.

Объектом исследования и анализа дипломного проекта является медеплавильный цех производства медных гранул ОАО «Уралэлектромедь» .

В дипломном проекте рассмотрены теоретические вопросы, проведен анализ производственно-хозяйственной деятельности медеплавильного цеха по гранулированной меди.

Рассмотрена безопасность и экологичность проекта, в которой дан анализ условий труда в медеплавильном цехе, а также анализ травматизма.

На основании анализа предлагается мероприятие с целью повышения эффективности работы цеха по производству медных гранул, дается его экономическое обоснование.

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ

1. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПРЕДПРИЯТИЯ В УСЛОВИЯХ РЫНКА

1.1 Предприятие в условиях рыночной экономии

1.2 Понятие эффективности производства в условиях рынка

1.3 Направления, пути и факторы эффективности производства

1.4 Методических подход определению экономической эффективности мероприятий по повышению эффективности производства

2. ХАРАКТЕРИСТИКА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО ЦЕХА

2.1 Общая характеристика цеха

2.2 Организационная структура и схема управления

2.3 Технологический процесс

2.4 Характеристика сырья

2.5 Характеристика основного оборудования

3. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННО — ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

3.1 Анализ выполнения производственной программы

3.2 Анализ ритмичности

3.3 Анализ использования основных фондов

3.4 Анализ выполнения плана по труду

3.4.1 Анализ численности персонала

3.4.2 Анализ использования рабочего времени

3.4.3 Анализ производительности труда

3.5 Анализ использования фонда заработной платы

3.6 Анализ себестоимости

3.6.1 Анализ затрат на один рубль товарной продукции

4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ

4.1 Введение

4.2 Безопасность работы медеплавильного цеха

4.3 Анализ травматизма в цехе

4.4 Экологичность проекта

4.5 Чрезвычайные ситуации

4.6 Противопожарные мероприятия

5. ПРОЕКТНОЕ РЕШЕНИЕ

5.1 Мероприятия по повышению эффективности

5.2 Капитальные затраты (инвестиции)

5.3 Анализ калькуляции себестоимости по проекту

5.4 Финансовый профиль проекта ЗАКЛЮЧЕНИЕ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Эффективность производства относится к числу ключевых категорий рыночной экономики, которая непосредственно связана с достижением конечной цели развития общественного производства в целом и каждого предприятия в отдельности. В наиболее общем виде экономическая эффективность производства представляет собой количественное соотношение двух величин — результатов хозяйственной деятельности и производственных затрат.

Повышение экономической эффективности производства состоит в увеличении экономических результатов на каждую единицу затрат в процессе использования имеющихся ресурсов.

Повысить эффективность производства — значит, добиться хозяйственных наибольших результатов при наименьших затратах.

Чем эффективней предприятие ведет свое производство, тем больше средств может быть направлено одновременно и на дальнейшее его расширение, и на повышение материального благосостояния трудящихся.

Оценку деятельности предприятия и его экономической эффективности невозможно произвести одним каким-либо показателем. Многообразие свойств и признаков различных видов производственно-хозяйственной и коммерческой деятельности предприятия обуславливает и многообразие показателей. При этом проблема их использования состоит в том, что ни один из них не выполняет роль универсального показателя, по которому однозначно можно было бы судить об успехах или неудаче в бизнесе. Поэтому на практике всегда используют систему показателей, которые связаны между собой и оценивают или показывают различные стороны деятельности предприятия.

Конкуренция заставляет предприятие наиболее полно воспринимать научно-техническое достижение, принять эффективные технику, технологию, современные методы организации производства и труда, тем самым повышает эффективность производства.

Цель данного дипломного проекта — проанализировать работу медеплавильного цеха ОАО «Уралэлектромедь» по производству медных гранул, выявить резервы и наметить ряд мероприятий по повышению эффективности работы.

В ходе анализа производства хозяйственной деятельности медеплавильного цеха выявлены основные направления деятельности организации, способствующие повышению эффективности работы цеха по производству медных гранул, на основании чего рассмотрены предложения, заключающиеся в капитальных вложениях, которые приведут к экономии расхода оборотной воды и за счет попутной продукции — выработки пара.

1. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПРЕДПРИЯТИЯ В УСЛОВИЯХ РЫНКА

1.1 Предприятие в условиях рыночной экономики Рынок — совокупность интересов и действий, существующих и потенциальных покупателей и продавцов, а также условий, характеризующих состояние и движение таких интересов и действий. Рынок — это механизм взаимодействия покупателей и продавцов, реализующийся через рыночные цены, взаимное соотношение спроса и предложения.

Предприятие в рыночной экономике выступает на различных рынках: производственных ресурсов и готовой продукции, финансовых рынках, рынке труда, ориентируется на локальный, национальный или даже международный рынок. Предприятие в рыночном механизме выступает агентом спроса и агентом предложения, предлагает свои цены потребителям и поставщикам, и, одновременно, учитывает сложившийся на рынке уровень цен, реализует свои интересы и предложения, и учитывает (в той или иной степени) предложения других рыночных агентов, стоит свою стратегию и тактику в соответствии с существующим типом рыночной структуры и текущей ситуацией.

Для осуществления своей деятельности предприятие должно располагать определенным набором экономических ресурсов (или факторов производства) — элементов, используемых для производства экономических благ.

Состав применяемых предприятием экономических ресурсов различен. Особое значение для успеха производственной деятельности имеет наличие определенного запаса ресурсов длительного пользования или капитала.

Различаются две основные формы капитала физический или материально-вещественный капитал (машины, здания, сооружения, сырье и т. п.). Человеческий капитал или общие и специальные знания, трудовые навыки, производственный опыт, что отражает все возрастающую роль человеческого фактора в развитии современного производства, особое значение инвестиций (капитальных вложений) в образование, в профессиональную подготовку и т. п.

1.2 Понятие эффективности производства в условиях рынка Экономическая эффективность — это соотношение между результатами хозяйственной деятельности и затратами живого и овеществленного труда, ресурсами. Экономическая эффективность зависит от экономического эффекта, а также от затрат и ресурсов, которые вызвали данный эффект. Таким образом, экономическая эффективность — величина относительная, получаемая в результате сопоставления эффекта с затратами и ресурсами.

Повышение эффективности производства может достигаться как за счет экономии текущих затрат (потребляемых ресурсов), так и путем лучшего использования действующего капитала и новых вложений в капитал (применяемых ресурсов).

Важнейшим экономическим результатом рыночной деятельности предприятия, с учетом долговременной перспективы его развития, является получение максимальной прибыли на вложенный капитал. Соотношение прибыли и единовременных затрат становится исходной основной для реального повышения эффективности производства.

Производительность труда, как показатель эффективности производства. Означает плодотворность производственной деятельности людей и определяется величиной затрат живого и овеществленного труда, приходящихся на единицу продукции. Отсюда рост производительности труда отражает использование лишь потребляемых ресурсов (текущих затрат), тогда как повышение эффективности производства характеризует использование всех ресурсов. Включая текущие и единовременные затраты. Понятие единовременных затрат, капитальных вложений и вложений в капитал — имеют одинаковый экономический смысл, который сводится к необходимости соблюдения общего правила окупаемости этих ресурсов за счет прибыли, получаемой в процессе производства.

В рыночной практике хозяйствования встречаются самые различные формы проявления экономической эффективности. Технические и экономические аспекты эффективности характеризуют развития основных факторов производства и результативность их использования. Социальная эффективность отражает решение конкретных социальных задач (например: улучшение условий труда, охрану окружающей среды и т. д.). Обычно социальные результаты тесно связаны с экономическими, поскольку основу всякого прогресса составляет развитие материального производства.

В условиях рынка каждое предприятие, будучи экономически самостоятельным товаропроизводителем, вправе использовать любые оценки эффективности развития собственного производства в рамках установленных государством налоговых отчислений и социальных ограничений. Особенности функционирования рынка (субъективность интересов различных участников рыночного процесса, неопределенность достижения конечных результатов, подвижность параметров производства и сбыт продукции. множественность критериев оценки и прочие), также отторгают деление эффективности на общую и сравнительную, характерную для отечественной теории и практики, поскольку возможности способа развития производства и выбор наилучшего варианта зависит от рыночной конъюнктуры. Рыночная стихия весьма сложна и переход к рынку обуславливает важность разработки единых подходов к измерению затрат и результатов для отбора и реализации подлинно эффективных решений на всех уровнях управления производством, которые превращают расчет экономической эффективности из формальной хозяйственной процедуры в жизненную необходимость.

1.3 Направления, пути и факторы эффективности производства Рыночная экономика по сущности является своего рода механизмом, обеспечивающим рост производительности труда и повышение эффективности производства.

Экономическую эффективность следует учитывать на всех фазах воспроизводства материальных благ, а также при их распределении и использовании, в том числе и в непроизводственной сфере. Эффективность может определяться на каждой стадии производства и распределения материальных благ, как с позиции всего народного хозяйства, так и в пределах отдельного предприятия, производственного звена.

Эффективность производства проявляется как в экономическом, так и в социальном аспектах (связан с ростом благосостояния людей, совершенствованием охраны труда и техники безопасности, охраной окружающей среды).

Для достижения наибольшей эффективности производства следует четко определить основные направления, пути и факторы его роста, методы определения эффективности.

Факторы, влияющие на эффективность, классифицированные по различным признакам, можно разделить на позитивные и негативные, внутренние и внешние. Факторы настолько разнообразны, что для лучшего их понимания, учета, анализа и выявления резервов использования целесообразно объединить их в группы представленные на рис. 1.1.

Факторы, влияющие на эффективность производства Рис. 1.1

Эта классификация условная, и она не отражает всего многообразия факторов, но позволяет более детально их представить, а также выявить направления увеличения эффективности производства.

Важнейшим фактором роста эффективности был и остается научно-технический прогресс. В современных условиях нужны качественные изменения, переход к принципиально новым технологиям. Однако на данном этапе развития главное внимание уделяется материальному стимулированию труда. Большая часть прибыли после уплаты налогов идет в фонд потребления. Очевидно, что по мере развития рынка должно уделяться большее внимание развитию производства на перспективу, а средства будут направляться на развитие новой техники и обновление производства.

Немаловажную роль играет и режим экономии. Ресурсосбережение должно превратиться в решающий источник удовлетворения растущих потребностей в топливе, энергии, сырье и материалах. Сегодня Россия в расчете на единицу национального дохода расходует топлива и электроэнергии существенно больше, чем развитые страны. Это ведет к дефициту ресурсов при больших объемах производства, что вынуждает выделять все новые средства на наращивание сырьевой базы и топливно-энергетической базы.

Со временем возрастает роль организационно-экономических факторов, так как растут масштабы производства, усложняются хозяйственные связи. К ним относятся развитие и совершенствование рациональных форм организации производства — концентрация, специализации, комбинирования и кооперирования.

Что касается внешних факторов, то здесь нельзя недооценивать роли государства. Именно от государства в значительной степени зависит эффективность деятельности российских предприятий; стабилизация рынка; обеспечение социальной защиты и социальных гарантий для населения; разработка, принятие и организация выполнения хозяйственного законодательства.

Возможности действия всех факторов увеличения эффективности расширяются в период перехода к рынку. Осуществляется структурная перестройка народного хозяйства, переориентация его на потребителя; модернизация важнейших отраслей народного хозяйства; переход к смешанной экономике, в которой создаются на равных правах различные формы собственности — государственная, частная, акционерная.

В результате этого должно сформироваться регулируемое, цивилизованное рыночное хозяйство, которое явится действенным средством, стимулирующим рост производительности труда и эффективности производства.

Основные пути повышения эффективности представлены на рис. 1.2:

Рис. 1.2

1.4 Методический подход к определению экономической эффективности мероприятий по повышению эффективности производства Эффективность проекта характеризуется системой показателей, отражающих соотношение затрат и результатов применительно к интересам его участников.

Оценка экономической эффективности на уровне предприятия подразумевает оценку производственных результатов проекта, объем выручки от реализации производственной продукции за вычетом средств, израсходованных на собственные нужды. Для эффективности производства необходимо провести анализы производственно-хозяйственной деятельности, которые в свою очередь рассматривают следующие показатели Коэффициент обновления (Кобн.) показывает интенсивность обновления основных фондов. Он представляет собой стоимость фондов, поступивших за анализируемый период, к общей стоимости на конец периода.

где ОПФввед.- основные производственные фонды введенные;

ОПФк.г. — основные производственные фонды на конец года.

Коэффициент выбытия (Квыб.) отражает степень интенсивности выбытия основных фондов из сферы производства. Он исчисляется как отношение стоимости выбывших за определенный период фондов к стоимости основных фондов на начало периода.

где ОПФвыб. — основные производственные фонды выбывшие;

ОПФн.г. — основные производственные фонды на начало года.

Изучение технического состояния основных фондов определяет коэффициент износа (Кизн.), который определяется как отношение величины износа к первоначальной стоимости основных фондов.

Коэффициент износа показывает, в какой степени находящиеся в эксплуатации основные фонды изношены, т. е. какая их стоимость уже перенесена на готовый продукт.

Фондоотдача (fо), руб. — выражает отношение объема продукции к стоимости основных фондов, она рассчитывается по формуле:

где В — объем выпущенной продукции;

Ф — среднегодовая балансовая стоимость основных производственных фондов, руб.

Фондоотдача показывает, сколько продукции получено с каждого рубля действующего основного капитала.

Фондоемкость (руб.) — величина обратная фондоотдачи. Показатель фондоемкости отражает величину стоимости основных фондов, необходимую для получения данного объема продукции. Фондоемкость (fе) определяется по формуле:

Для анализа вооруженности работников средствами труда применяются следующие показатели [2]:

Фондовооруженность (ф_в) рассчитывается по формуле:

где Ч — численность персонала, чел.

Механовооруженность (Ф_м), руб/чел.:

где Ф_мо — среднегодовая баланс. стоимость машинооборудования, руб.;

Ч_рос — численность рабочих в основную смену, чел.

Анализ численности персоналии предусматривает для расчета следующие основные показатели движения кадров [2]:

Коэффициент приема (Кпр.):

где Чпр. — количество принятых работников за период;

Чср.сп. — среднесписочная численность за период.

Коэффициент выбытия (Кув.) (увольнения):

где Чув. — количество уволенных работников.

Коэффициент текучести (Ктек.):

где Чсоб.жел. — число уволенных по собственному желанию;

Чпрог. — число уволенных за прогулы.

Анализ производительности труда (Пт) в натуральном или стоимостном выражении определяется по формуле:

где В — выпуск продукции или объем работ;

Ч — среднесписочное число работников (рабочих).

По снижению себестоимости 1 тонны гранулированной меди необходимо знать, за счет каких факторов произошло ее изменение относительно плановой себестоимости [4]:

Отклонения за счет норм расхода материалов (Он) рассчитываем по формуле:

где Нф — фактическая норма расхода;

Нпл. — плановая норма расхода;

Цпл. — плановая цена сырья.

Отклонения за счет изменения цен (Оц) по формуле:

где Цф — фактическая цена сырья.

Оценка предстоящих затрат и результатов при определении эффективности инвестиционного проекта осуществляется в пределах расчетного периода, продолжительность которого (горизонт расчета) принимается с учетом следующих факторов:

— продолжительности создания, эксплуатации и ликвидации объекта;

— среднего нормативного срока службы оборудования;

— достижения заданных характеристик прибыли.

Горизонт расчета измеряется количеством шагов расчета. Шагом расчета при определении показателей эффективности в пределах расчетного периода могут быть месяц, квартал или год.

При оценке эффективности проекта соизмерение разновременных показателей осуществляется путем приведения (дисконтирования) их к ценности в начальном периоде. Для приведения разновременных затрат, результатов и эффектов используются норма дисконта (Е). Иначе ее называют ставкой сравнения, поскольку с ее помощью осуществляется сравнительная оценка эффективности вариантов инвестиций при различном их использовании.

Приведение к базисному моменту времени затрат, результатов и эффектов, имеющих место на t-ом шаге реализации проекта, удобно производить путем их умножения на коэффициент дисконтирования a_t, определяемый для постоянной нормы дисконта Е по формуле:

где t — номер шага расчета (t = 0, 1, 2 … Т);

Е — норма дисконта.

Сравнение различных инвестиционных проектов (или вариантов проекта) и выбор лучшего из них проводится с использованием следующих показателей:

— чистый дисконтированный доход;

— индекс доходности;

— внутренняя норма доходности;

— срок окупаемости.

Чистый дисконтированный доход (ЧДД) определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период, приведенная к начальному шагу, или как превышение интегральных результатов над интегральными затратами. Величина ЧДД для постоянной нормы дисконта вычисляется по формуле:

где Rt — результаты, достигаемые на t-ом шаге расчета;

Зt — затраты, осуществляемые на том же шаге;

T — горизонт расчета.

Rt — Зt — эффект, достигаемый на t-ом шаге.

Если ЧДД проекта положителен, то проект является эффективным при данной норме дисконта.

Индекс доходности (рентабельности) инвестиций является относительным показателем: он характеризует уровень доходов на единицу затрат, то эффективность вложений — чем больше значение этого показателя, тем выше отдача каждого рубля, инвестированного в данный проект. Индекс рассчитывается как отношение суммы приведенных эффектов к величине капитальных вложений по формуле:

где К — сумма дисконтированных капитальных вложений;

Зt^х — затраты на t-ом шаге, при условии, что в них не входят капиталовложения.

Индекс доходности тесно связан с ЧДД. Он строится из тех же элементов и его значение связано со знанием ЧДД: если ЧДД >0, то ИД>1, и наоборот.

Внутренняя норма доходности (ВНД) — это норма дисконта (Евн), при которой величина приведенных эффектов равна приведенным капиталовложениям. Если расчет ЧДД проекта отвечает на вопрос, является ли он эффективным при заданной норме дисконта, то ВНД проекта определяется в процессе расчета и сравнивается с требуемой инвестором нормой дохода на вкладываемый капитал.

Срок окупаемости проекта — это минимальный временной интервал, за пределами которого интегральный эффект становится, и в дальнейшем остается неотрицательным. То есть этот период, начиная с которого первоначальные вложения и другие затраты, связанные с проектом покрываются суммарными результатами его внедрения.

Ни один из перечисленных критериев сам по себе не является достаточным для принятия проекта. Решение об инвестировании средств должно приниматься с учетом значений всех перечисленных критериев и интересов всех участников проекта.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО ЦЕХА

2.1 Общая характеристика цеха Медеплавильный цех ОАО «Уралэлектромедь» является основным производственным подразделением завода. Генеральным проектировщиком выступал институт «Гипромез» .

Строительство цеха началось в мае 1931 года. 3 августа 1934 года была разлита первая плавка, цех выдал первые аноды, а в ноябре цех выдал первые слитки.

Строительство комплекса по производству гранулированной меди в медеплавильном цехе провели в апреле — мае 2009 года. Ввод комплекса в эксплуатацию в июне 2009 года.

Регламентирующим документом производства гранулированной меди в медеплавильном цехе ОАО «Уралэлектромедь» является инструкция на основании пояснительной записки рабочего проекта «Производство гранулированной меди в медеплавильном цехе» и в соответствии с СТП 0318−020−2009 «Порядок разработки, оформления, утверждения технологических инструкций» .

Строгое соблюдение всех параметров технологической инструкции обеспечивает рациональное ведение производственного процесса.

Готовой продукцией медеплавильного цеха (МПЦ) является выпуск чистой меди, по участку гранул являются медные гранулы, выпускаемые в соответствии с СТП 0318−080−200 «Гранулы медные для купоросного цеха» .

Обеспечивается выпуск высококачественной продукции за счет отработанных технологий и высокого профессионализма рабочих и инженерно-технических работников.

2.2 Организационная структура и схема управления Медеплавильный цех представляет собой территориально и административно обособленную единицу. Цех состоит из основных участков производства анодов и производства медных гранул, а также и вспомогательных участков ремонта оборудования, отделения по пылеулавливанию и газоочистке, участка подготовки вторичного сырья и шихты (на консервации).

Начальнику МПЦ подчиняется начальник МЭП и заместитель начальника по производству. Заместителю начальника МПЦ по производству в свою очередь подчиняются старшие мастера по производству анодов и медных гранул, старший мастер отделения пылеулавливания и газоочистки, а также старший мастер по ремонту оборудования и старший мастер участка по подготовки вторичного сырья и шихты.

Руководство участком осуществляют начальник участка и старший мастер. Они отвечают за выполнение плана выпуска, соблюдение технологических параметров, состояние техники безопасности. Непосредственное руководство процессом и текущий контроль за производством во время смены осуществляют сменные мастера, которые подчиняются начальнику участка.

Начальник МПЦ еженедельно отчитывается перед советом директоров завода о технико-экономическом состоянии цеха. Он несет полную ответственность за выполнение плановых показателей, соблюдение технологических норм, использование сырья и электроэнергии, ТБ и дисциплину в цехе.

Ежедневно плановым бюро составляются сводки о выполнении цехом плана на сутки, которые получают начальник МЭП, начальник медеплавильного цеха и другие. Организационная структура управления медеплавильного цеха ОАО «Уралэлектромедь» представлена в прил.1.

2.3 Технологический процесс Сущность процесса получения гранулированной меди заключается в том, что расплавленную очищенную от примесей медь насыщают металлическим кремнием, способным при разливе металла в воду превратить его в тонкостенные гранулы, имеющие хорошо развитую поверхность.

Технологическая схема производства гранулированной меди приведена в прил. 2.

Плавление меди. Расплавленная медь с поверхности окисляется газо-воздушной смеси, сжигаемой в горелке. При этом образуется пленка оксида меди. В процессе плавления протекают следующие химические реакции:

4Сu + 2O₂ = 4CuO

4CuO = 2Cu₂O + O₂

CuO + Cu = Cu₂O

По мере накапливания в расплавленной меди оксида меди, он начинает отдавать свой кислород примесям, окисляя их в соответствующие оксиды по реакции:

Cu₂O + Me = Cu + MeO

Таким образом, оксид меди является переносчиком кислорода в расплаве, с помощью которого происходит окисление примесей. В процессе окисления образовавшиеся окислы взаимодействуют между собой и образуют шлак, который всплывает на поверхность расплава.

Подготовка расплава меди к грануляции.

Подготовка расплава меди к грануляции заключается в следующем: в расплав меди входят металлический кремний до массовой доли 0,07 — 0,10%, что необходимо для получения частиц гранулированной меди с развитой поверхностью.

Металлический кремний (отсев производства кремния) представляет собой твердые частицы серого цвета, крупностью менее 5 мм. Химический состав металлического кремния: Si — не менее 96%;

Fe — не более 1,5%;

AI — не более 1,5%;

Ca — не более 1,5%.

Расплавленную медь полученную при расплавлении медного сырья (катоды, анодный скрап, лом и др.) нагревают в печи до температуры 1250⁰С, так как при более низкой температуре металлический кремний (далее по тексту кремний) растворяется медленно.

Чтобы ввести требуемое количество кремния в расплав меди, его предварительно глубоко раскисляют (в исходном расплаве меди содержится 0,3 — 0,4% кислорода).

Раскисление меди. Раскисление (восстановление) меди проводят в две стадии. Сначала в расплав погружают дразнилку «дерево», затем на поверхность расплава забрасывают кремний. Раскисление меди в этой последовательности позволяет снизить расход металлического кремния и объем образующих шлаков.

Восстановление оксида меди при дразнении расплава осуществляется продуктами пиролиза и древесины по реакциям:

4Cu₂O + C₂H₄ = 8Cu + CO + H₂O + H₂ + CO₂

Cu₂O + CO = 2Cu + CO₂

Cu₂O + H₂ = 2Cu + H₂O

3Cu₂O + 2C = 6Cu + CO + CO₂

Часть образующихся летучих горючих компонентов сгорает над поверхностью ванны за счет подсасываемого воздуха. Дразнение ведут до массовой доли кислорода в расплаве 0,05−0,08%.

После второй стадии раскисления меди отсевом кремния массовая доля кислорода составляет менее 0,01%, что обеспечивается реакцией.

2Cu₂O + Si = 4Cu + SiO₂

Реакция протекает вправо весьма полно из-за значительно большого сродства кремния к кислороду, чем меди.

Растворение кремния в глубоко раскисленной меди при последующей обработке ее второй порцией металлического кремния происходит достаточно полно и быстро из-за отсутствия диффузионных затруднений, обусловленных при большом содержании кислорода образования слоя оксида кремния на частицах металлического кремния. Последним объясняется необходимость последовательной обработки расплава двумя порциями металлического кремния (для глубокого раскисления и растворения). В противном случае неизбежно увеличивается расход металлического кремния.

Грануляция расправленной меди, содержащей кремний.

Кремний, введенный в расплав меди в небольшом количестве (до 0,1%), существенно изменяет физико-химические свойства:

— снижает теплопроводность на 30 — 40%;

— увеличивает интервал кристаллизации до 50−60⁰С;

— уменьшает поверхность натяжения.

В основном, изменением этих свойств расплава объясняется безопасное ведение процесса грануляции (без «хлопков») и получения конечных частиц меди с развитой поверхностью в виде пластин и пластинчатых сростков неправильной формы, а также увеличение их габаритных размеров.

Отсутствие «хлопков» при сливе в воду кремнийсодержащей меди обусловлено замедлением отъема тепла от расплава и рассредоточением выделяющейся теплоты кристаллизации во времени. Медь, не содержащая кремний, при сливе в воду небольшими струями охлаждает до температуры кристаллизации на расстоянии от поверхности воды 300−350 мм. Теплота кристаллизации, выделяющаяся в короткий интервал времени, практически полностью отнимается водой, в результате имеет место локальное парообразование, что является причиной «хлопков». При сливе больших масс расплава «чисто2 меди кристаллизация сдвигается на глубину 0,5 — 0,8 м., что вызывает более сильные «хлопки», в том числе за счет частичного разложения воды.

Кремнесодержащий расплав меди, слитый в воду, сохраняет жидкотекучесть при погружении в воду на глубину в 2−3 раза большую, чем «чистая» медь. Это позволяет целенаправленно воздействовать на расплав под слоем воды для формирования конечных гранул.

Механизм грануляции кремнесодержащей меди можно представить следующим образом. Струя расправа, слитая в воду (среду с меньшей плотностью), распадается на крупные «пряди» и капли, чему способствует пониженная величина поверхностного натяжения. «Пряди» и капли, частично охлаждаясь, достигают в расплавленном состоянии подводный воздушно-водный поток, который их и деформируют. Деформирование и кристаллизация происходят одновременно: затвердевание отдельных участков расправленных частиц, растекание и сдавливание на других участках. Выделяемая теплота кристаллизации поглощается сами расплавом, а не только отводится водой, что способствует поэтапному затвердеванию частиц.

При сливе расплава с большой производительностью в нагретой воде, деформированные частицы могут утолщаться после воздействия подводного потока. Это исключается интенсификацией отъема тепла от частиц за счет создания второго нижнего воздушно-водного потока, который также участвует в деформировании частиц при повышенной производительности по сливаемой меди.

Производство гранулированной меди состоит из следующих операций:

— загрузка шихты в печь;

— плавление шихты и нагрев расплава;

— раскисление и съем первичного «бедного» шлака;

— раскисление (глубокое) и съем вторичного «богатого» шлака" ;

— насыщение расплава кремнием и съем вторичного «богатого» шлака;

— разлив металла в зумпф.

Загрузка шихты в печь и подплавление шихты.

1. До начала загрузки печи, за 10−20 минут до конца разлива, плавильщик 5 разряда в присутствии мастера ежеплавочно производит:

— промер лещади специальным шупом, для проверки ее целостности;

— визуальный осмотр состояния футеровки печи.

Один раз в неделю промер лещади и визуальный осмотр футеровки печи производят в присутствии старшего мастера, один раз в присутствии старшего мастера, один раз в месяц — в присутствии заместителя начальника цеха. Результат промера лещади и состояние футеровки печи записывают в плавильный журнал печи и подтверждают росписями проверяющих.

2. Перед загрузкой печи производят разделку летки от настылей, шлака, глины и меди на глубину не менее 250 м., глубину разделки определяют визуально. Недостаточно тщательная очистка летки, оставленные в ней прослойки меди могут привести при плавке в прорыву металлом.

3. Мастер осматривает очищенное леточное отверстие и дает разрешение на заделку. Без осмотра мастером качества разделки заделывать леточное отверстие запрещается.

4. Леточное отверстие заделывают в присутствии мастера.

5. Стенки леточного отверстия и образовавшиеся подрезы в кладке откоса в районе летки на глубину не менее 250 мм промазывают белой глиной, после чего производят заделку выпускного отверстия на всю высоту в два слоя.

Внутренний слой, соприкасающийся с жидким металлом, заделывают на глубину не менее 100 мм огнеупорной «черной глиной», состоящей из: 30% дробленного каменного угля; 25% молотого кварца; 45% динасового мертеля.

Внешний слой, плотно прилегающий к внутреннему, заделывают на толщину не менее 150 мм огнеупорной «белой глиной», состоящей из: 40% молотого кварца; 60% динасового мертеля.

Общая толщина заделанного леточного отверстия не менее 250 мм. Толщину каждого слоя заделка летки определяют визуально.

6. После заделки внешнего слоя огнеупорной массой в специальные пазы вставляют упорную пластину и винтом прижимают к заделке.

7. Сдачу-приемку заделки летки оформляют в плавильном журнале печи на каждую плавку.

8. До начала загрузки заправляют шлаковый порог, закрывают специальной заслонкой, заслонку прижимают и все неплотности вокруг заслонки по периметру замазывают огнеупорной глиной.

9. Загрузку шихты в печь должны проводить с максимальной скоростью с целью меньшего охлаждения печи. Это достигают сжиганием максимального количества топлива в единицу времени, своевременным поднятием и опусканием заслонки загрузочного окна, а также согласованной работой загрузочного крана и электрошпиля для подачи вагонеток с шихтой.

10. Загрузку шихты необходимо производить рядами, не допуская беспорядочного нагромождения шихтовых материалов.

Не допускается загрузка сырой или заснеженной шихты в расплавленный металл из-за опасности хлопков и взрывов, могущих вывести печь из строя.

11. После загрузки части шихты (примерно 70−75% от общего количества шихты) опускают и прижимают заслонку и все неплотности загрузочного окна по периметру замазывают огнеупорной глиной.

12. Подплавление шихты ведут в течение одного часа, после чего загружают остальную часть шихты.

13. После полной загрузки шихты в печь производят заправку загрузочного порога огнеупорной глиной (приготовленной из динасового мертеля) на тщательно очищенную от медных настылей поверхность порога. Все неплотности загрузочного окна замазывают огнеупорной глиной. Мастер и плавильщик 5 разряда расписываются в плавильном журнале печи за заправку загрузочного порога.

Плавление шихты и нагрев расплава. Плавление шихты и нагрев расплава ведут при форсированном режиме работы газовых горелок. Операция нагрева расплава считается законченной при достижении температуры 1250−1270⁰С.

Съем первичного «бедного» шлака. Во время плавления шихты и нагрева расплава образуется первичный «бедный» шлак, который всплывает на поверхность ванны. Источником образования шлака являются продукты окисления меди и примесей взаимодействия окислов между собой и с кладкой печи, огнеупорная глина оборотных материалов. Шлак снимают через порог шлакового окна с помощью шлакосъемной машины или специальных гребков в шлаковую чашу. Содержание меди в первичном «бедном» шлаке должно быть не более 40%.

Раскисление. Операция раскисления заключается в перемешивание расплава путем сжигания дразнилки (содержание кислорода в расплаве меди менее 0,1%), что способствует выходу на поверхность дополнительного количества первичного «бедного» шлака. Образовавшийся «бедный» шлак снимают в шлаковую чашу.

Глубокое раскисление расплава металлическим кремнием. При операции глубокого раскисления на поверхность расплава равномерно забрасывают кремний в количестве 1,3 — 1,5 кг на тонну шихты, кремний прогревают до красного «каления», расплав перемешивают путем сжигания дразнилки в течение 3−5 минут, проводят отстрой расплава в течение 10 минут и снимают вторичный «богатый» шлак.

Содержание меди во вторичном «богатом» шлаке составляет 80−90%.

Содержание кислорода в расплаве меди должно быть менее 0,1%.

Показателем хорошего проведения операции глубокого раскисления является «сыпучесть» шлака.

Первичный и вторичный шлаки собирают в разные шлаковые чаши. «Бедный» шлак отгружают на шлаковую площадку медеплавильного цеха, «богатый» шлак поступает в загрузку анодных печей.

Насыщение расплава металлическим кремнием.

1. После съема вторичного шлака производят насыщение расплава кремнием путем равномерной загрузки второй порции на поверхность расплава в количестве 1,4 — 1,6 кг на тонну шихты.

2. Для равномерного распределения кремния в расплаве меди производят его перемешивание путем сжигания «дразнилки» в течение 3−5 минут, после чего дают выдержку в течение 20−30 минут. Затем производят дополнительный съем вторичного «богатого» шлака.

3. Операция ввода металлического кремния в расплав должна обеспечить его содержание не менее 0,1% для качественного выполнения операции разлива и получения гранул.

4. Показателем ввода необходимого количества металлического кремния в расплав является выход шлака, он должен быть в 2 — 2,5 раза меньше, чем после глубокого раскисления.

Контроль за окислительно-восстановительными процессами, происходящими при плавлении меди производят визуально при помощи штыковой пробы, отлитой в пробную изложницу.

1. Конец окисления меди характеризуется ярко выраженной утяжкой поверхности и крупно морщинистой «рожей», излом характеризуется крупнозернистой структурой и матовым красно-бурым цветом.

2. После раскисления меди штыковая проба имеет мелкоморщинистую поверхность без признаков утяжки, излом мелкозернистый, розовый, с металлическим блеском.

Разлив металла.

1. Разлив металла ведется в заполненный водой зумпф. При заполнении зумпфа водой надо визуально проверять центровку водного потока, создаваемого соплами, относительно сливного канала желоба. Средняя температура воды в зумпфе не должна превышать 50⁰С, что достигается непрерывной подачей воды и откачка ее из зумпфа.

2. Металл из печи выпускают ровной струей в течение всего периода разлива. Температуру металла поддерживают в пределах 1240 — 1270⁰С.

3. Продолжительность разлива меди выдерживают в зависимости от исходной температуры воды в зумпфах: 50 — 60 минут при 10−12⁰С, далее продолжительность разлива необходимо увеличить из расчета 5 минут на каждый градус повышения исходной температуры воды.

4. Форсированный режим разлива металла в начальный период разлива не ухудшает качества гранул, но это приводит к более быстрому нагреву воды и требует в дальнейшем снижения производительности по сливу расплава.

5. Чтобы повысить устойчивость ведения процесса грануляции меди из кремнесодержащего расплава и стабильность получения качественных гранул при нагреве воды, производят диспергирование расплава, которое осуществляют водо-воздушным потоком с давлением 0,1 — 0,25 МПа.

Для этого в зумпфе смонтированы два подводных сопла, которые находятся на глубине 0,4 — 0,7 м от поверхности воды под углом, обеспечивающим поддержание угла водо-воздушного потока к горизонту и глубине его погружения равным (+ 25) — (-40) град. угловых/м. Соотношение между начальным давлением воды и приростом общего давления водо-воздушного потока 1: (1,0 — 3,01).

6. Контроль количества сливаемого металла при нагреве воды можно осуществлять по площади, занимаемой неостывшими раскаленными гранулами по водой в зумпфе. Если она имеет большие размеры, следует уменьшить количество сливаемого металла, но сохранить непрерывность струй, падающих в воду. Это исключает свариваемость частиц и образование «спеков» .

7. Качество гранул в процессе грануляции определяют по внешнему виду — они должны иметь пластинчатую структуру (отдельные пластины неправильной формы, габаритный максимальный размер 15 — 25 мм, более 300 мм — пластинчатые сростки), по окончании разлива качество гранул определяется по объемной массе.

Осмотр и заправка печи. В конце разлива плавильщик 5 разряда визуально производит тщательный осмотр состояния огнеупорной кладки печи (откосов, стен, простенков и свода печи).

Заправке подлежат все обнаруженные оголенные места откосов, стыки стен и простенков со сводом, подрезы шлакового пояса и другие дефекты кладки печи.

Увлажненную заправочную массу забрасывают (вручную лопатой) небольшими порциями на оголенные участки поверхности печи. Особое внимание должно быть обращено на заправку порогов и подрезов, образующихся в кладке ванны.

Состав заправочной массы: ППТИ-88 или ППТИ-92 — 75%; белая молотая глина — 25%.

Заправку печи ведут при отключенных горелках. После нанесения слоя заправочной массы на поверхность кладки печи, горелки включают в работу, и при температуре под сводом печи 1200−1300⁰С в течение 15 — 20 минут оплавляют заправочную массу. При необходимости такую операцию повторяют несколько раз.

При нахождении печи в горячем резерве температуру в рабочем пространстве печи должны снизить до 700−800⁰С с целью предотвращения разъедания футеровки шлаком.

Выгрузка гранул. После окончания процесса грануляции меди контейнера с гранулами извлекают из зумпфа, устанавливают на вагонетки и перевозят из МПЦ в купоросный цех.

Режимные параметры технологического процесса получения гранулированной меди приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 Режимные параметры производства гранулированной меди

2.4 Характеристика сырья Основными сырьем для производства чистой меди являются:

— катоды регенеративных ванн по СТП 0318−021−97;

— катоды медные по ГОСТ 546–79;

— анодные остатки цеха медных порошков (ЦМП) по СТП 0318−010−97 (используются только при отсутствии регенеративных катодов);

— высевки ЦМП по СТП 0318−010−97;

— скрап грануляции;

— другие материалы из рафинированной меди;

— катодный скрап цеха электролиза меди по СТП 0318−021−97;

— отходы меди (1 и 2 категории) по СТП 0318−003−2009.

Состав шихты для получения гранулированной печи для производства гранулированной меди используется природный газ по ГОСТ 5542–87.

Топливо. В качестве топлива на отражательной печи для производства гранулированной меди используется природный газ по ГОСТу5542−87.

Вспомогательные материалы:

— Мертель динасовый МДК-2 по ТУ-14−8-569−88.

Массовая доля контролируемых компонентов в мертеле: SiO₂ — не менее 92%; AI₂O₃ — 3.5 — 5.0%.

Мертель используется для приготовления: «черной глины» для заделки внутреннего слоя летки; «белой глины» для заделки наружного слоя летки и шлакового порога; глины для заправки порогов загрузочного окна.

— Заполнитель кварцевый марки ЗКВ-97 по ГОСТ 23 037–78.

Массовая доля контролируемых компонентов в кварците: SiO₂ — не менее 97%; AI₂O₃ — не более 1,6%. Кварцит используется для приготовления «черной глины» и «белой глины» .

— Уголь каменный по ГОСТ 25 543–88.

Уголь каменный крупностью не более 4 мм используется для приготовления «черной глины» .

— Лесоматериалы круглые применяются без переработки для подачи шлака, перемешивания ванны, «дразнения» металла. Лесоматериалы должны соответствовать требованиям ГОСТ 9462–88, ГОСТ 9463–88 и ТУ 48−0318−10−88 к лесоматериалам второго сорта.

— Порошок глины ПГОСБ по ТУ 14−8-90−74 (белая молотая глина).

Белая молотая глина используется в приготовлении кладочного раствора для ремонта печи и заправочной массы для заправки печи.

— Порошок периклазовый тонкозернистый марки ППТИ-88 или ППТИ-92 по ГОСТ 10 360–85.

Порошок (ППТИ-88 или ППТИ-92) используется в приготовлении кладочного раствора и заправочной массы.

— Стекло натриевое жидкое по ГОСТ 13 078–81.

Жидкое стекло используется в приготовлении кладочного раствора.

2.5 Характеристика основного оборудования Основным оборудованием для производства гранулированной меди является отражательная печь емкостью 15 тонн, выполненная из термостойких магнезиальных огнеупоров. Ширина печи по кладке — 2774 мм, длина печи по кладке — 5150.

Период работы печи межу капитальными ремонтами составляет 6 лет. Текущие ремонты должны проводить через 5−7 месяцев, горячие ремонты — через 2−4 месяца.

Кроме печи для непосредственного получения гранулированной меди используют зумпф, насосы, форсунки (подводные сопла), кран-балку, грейфер и специальную тару.

Отходящие газы из отражательной печи поступают в техноэнергетический агрегат (ТЭА), где они охлаждаются, и крупные частички пыли из отходящих газов оседают в бункере. Затем отходящие газы по газоходу поступают в дымовую трубу и выбрасываются в атмосферу.

Аппаратурная схема по производству гранулированной меди представлена в прил. 3.

3. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ МПЦ Основным технико-экономическим показателем работы медеплавильного цеха по производству медных гранул является его производительность, которая характеризуется количеством выпускаемой продукции.

Важнейшим показателем работы является себестоимость выпускаемой продукции, которая отражает всю деятельность и результаты производства. Себестоимость выпускаемой меди слагается из следующих составных частей:

1) стоимость проплавленного сырья;

2) стоимости израсходованного топлива;

3) расходов по переделу, в которые входят:

— заработная плата рабочим и служащим со всеми на нее начислениями;

— стоимость разных запасных частей и сменных деталей, дутья, электроэнергии, воды для охлаждения и т. п.;

— расходы по погрузке, выгрузке и перевозке грузов;

— стоимость грануляции шлака и его уборки;

— оплата услуг по ремонту.

4) отчислений на амортизацию (износ) основного капитала цеха, т. е. зданий, сооружений и оборудования, имеющих целью накопление оборотных средств на капитальные ремонты;

В связи с тем, что в производстве меди получается ряд отходов, имеющих определенную ценность и используемых в других цехах завода или отпускаемых на сторону (использование тепла отходящих газов под котлами для производства пара, использование серы из газов для производства серной кислоты и т. д.), стоимость их вычитается из стоимости вышеприведенных статей. Себестоимость 1 т. меди представляет сумму всех затрат для производства 1 т. меди за вычетом стоимости отходов на 1 т. меди.

Все мероприятия в производстве меди имеют целью уменьшить себестоимость меди. На этот главный технико-экономический показатель — себестоимость меди — оказывают наибольшее влияние:

1) Производительность основных металлургических агрегатов;

2) Расход топлива на единицу продукции;

3) Расход вспомогательных материалов;

4) Простои металлургических агрегатов.

Большие возможности имеются по снижению цеховых расходов. На размеры этих расходов влияет производительность цеха: чем выше производительность, тем ниже цеховые расходы по переделу на 1 т. продукции.

При повышении производительности цеха расходы на заработную плату не единицу продукции также снижаются, так как возрастает выработка на одного рабочего.

Хороший уход и наблюдение за состоянием печей позволяет снизить расходы по текущему ремонту и увеличить продолжительность их работы.

Таким образом, для повышения производительности завода и снижения стоимости предела большое значение имеет борьба за снижение потерь меди в производства и повышение ее извлечения в каждом металлургическом переделе, на каждом металлургическом агрегате.

Огромное значение для экономики предприятия имеет производительность труда, которая зависит от производительности агрегатов и механизации работ. Весьма важным вопросом в производительности труда является техническое нормирование.

Задачей технического нормирования является определение норм выработки. Для этого предварительно, тщательно изучают условия технологического процесса в течение продолжительного времени, чтобы избежать влияния случайных причин на производительность. Техническое нормирование способствует выявлению резервов производственных мощностей оборудования и дает возможность повысить производительность труда путем лучшей организации работ на отдельных участках.

3.1 Анализ выполнения производственной программы Производственная программа — это один из разделов бизнес плана предприятия (цеха), в котором содержатся планируемые объемы производства в натуральном и стоимостном выражениях.

Основанием для формирования производственной программы является перспективный план выпуска продукции. Такой подход подразумевает выяснение растущих потребностей в выпускаемой продукции.

Данные производственной программы медеплавильного цеха по производству медных гранул представлены в табл. 3.1.

Таблица 3.1 Анализ производственной программы за 2011 г.