книги из ГПНТБ / Писчиков М.М. Организация и планирование производства в черной металлургии учебник

силы за счет механизации и автоматизации производственных про­ цессов и улучшения организации труда.

Выполнение плана по себестоимости продукции анализируют по отчетным и плановым калькуляциям, материалам бухгалтерского и оперативного учета. Так как показатель себестоимости отражает результаты всей производственно-хозяйственной деятельности пред­ приятия, анализ ее должен быть всесторонним.

В первую очередь определяют общие отклонения фактической себестоимости от плановой по каждой статье. Затем в общей сумме отклонений выделяются отклонения, вызванные изменением расход­ ных коэффициентов, цен и состава заданного с учетом отходов и брака.

Расходы по переделу анализируют отдельно в целом по цеху.

Прокатное производство является последней, завершающей сту­ пенью металлургического цикла. Здесь образуется 70—80% готовой товарной продукции предприятия, в которой аккумулируются за­ траты живого и овеществленного труда всех предшествующих стадий передела.

Металл, как основной материал орудий труда, используется в большинстве случаев в виде проката различных профилей, раз­ меров, произведенного из сталей разных марок. От уровня органи­ зации и экономики прокатного производства во многом зависит стоимость орудий производства, а качество и сортамент проката в значительной мере обусловливают характер оборота основных фондов народного хозяйства, эффективность их использования, а также воздействуют на технический прогресс в металлопотребля­ ющих отраслях.

Перед металлургами страны в настоящее время в соответствии с Директивами XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971— 1975 гг. стоит важная задача — добиться значительного улучшения качества металлопродукции и довести его до уровня лучших мировых стандартов. Улучшение качества и расширение сортамента проката намечается обеспечить за счет опережающего развития производства новых экономичных видов продукции, в частности металлургической продукции более высокой степени готовности (холоднокатаного листа, жести, гнутых и фасонных профилей, профилей высокой точности, термообработан­

ного проката, проката с антикоррозийными покрытиями), продукции повышенного и высокого качества (холоднокатаной трансформатор­

230

ной и динамной сталей с высокими электротехническими свойствами, нержавеющей холоднокатаной, высоколегированной конструкцион­ ной сталей и др.)> а также внедрения прогрессивных способов про­ изводства металла и осуществления мероприятий, обеспечивающих значительное улучшение общего качества металлургической про­ дукции по уровню и однородности свойств, состоянию поверхности и точности размеров.

Проведение этих мероприятий обеспечивают снижение расхода металла, повышение его эксплуатационных свойств, надежности машин, долговечности сооружений и конструкций, а также значи­ тельную экономию затрат в отраслях — потребителях этой продук­ ции и смежных с ними отраслях народного хозяйства. Все это спо­ собствует значительному повышению эффективности применения металла в народном хозяйстве.

Производство готового проката в 1975 г. будет доведено до 101— 105 млн. т по сравнению с 80,6 млн. т в 1970 г. и 87,4 млн. т в 1972 г.

Характерными особенностями прокатного производства являются: поточность, непрерывность работы обжимных, заготовочных и боль­ шинства чистовых станов, крупные масштабы производства, разно­ образие видов выпускаемой продукции, высокая степень механиза­ ции, наличие большого количества аппаратуры, приборов и специаль­ ных средств автоматики, применение управляющих и электронных вычислительных машин, высокая капиталоемкость, а также весьма большая доля заданного в себестоимости проката.

Различают два основных потока металла в прокатном производ­ стве: 1) на участках обжимного стана или обжимного и заготовочного станов; 2) на участках чистовых станов. Чаще всего эти потоки раз­ делены складом заготовок, где производится складирование и за­ чистка металла.

При сооружении на заводе установок непрерывной разливки стали (УНРС) и производстве на них слябов появляется поток, свя­ занный с охлаждением и зачисткой литых заготовок, а также поток на чистовом прокатном стане. В ряде установок, проектируемых в последние годы, поток разливки заготовок совмещен с потоком прокатки на стане.

Прокатка на всех потоках производится непрерывно для лучшего использования тепла нагретого металла и уменьшения сопротивления деформации.

В условиях насыщенности современного прокатного производ­ ства различными агрегатами и механизмами возникает необходи­ мость тщательного координирования их действия, строгой увязки во времени работы всех производственных участков.

Новые и реконструируемые металлургические заводы оснащаются прокатными станами и отделочными агрегатами, а также агрегатами для зачистки, термической обработки, лужения, цинкования, лаки­ рования, покрытия лент и листов пластмассами, эмалями, алюми­ нием. Конструкции этих станов и агрегатов отвечают принципам непрерывности технологического процесса и обеспечивают улучше­ ние технико-экономических показателей работы прокатных цехов.

231

Прокатные цехи металлургических заводов, имеющие современ­ ные прокатные станы, обладают большой производительностью. Так, годовая производительность некоторых станов составляет, млн. т.; блюминга 1300—6,0; непрерывного широкополосного 2000— 5,8; толстолистового 3600—2,0; рельсобалочного 800— 1,5; полу­ непрерывного крупносортного 600— 1,6; непрерывного среднесорт­ ного 450—1,5; полунепрерывного среднесортного 350— 1,0; непре­ рывных мелкосортного или проволочных 250—0,8— 1,0; непрерыв­ ного пятиклетевого 2000 холодной прокатки — 2,0.

Остановка чистовых прокатных станов даже на один час означает потерю для народного хозяйства сотен тонн проката.

Прокатные цехи являются крупнейшими потребителями топлива, электрической и тепловой энергии, воды, сжатого воздуха и кисло­

30—35; воды оборотной 50—55; сжатого воздуха 35—40; кислорода 50—55.

Сортамент сортового проката в настоящее время превышает 3000 профилеразмеров (1340 профилей), изготовляемых из сталей более чем 850 марок. Сортамент гнутых профилей из полосы толщи­ ной 0,2—8,0 мм и шириной до 2000 мм насчитывает 560 профилей. Большие различия сортовой прокат имеет и по длине. Если учесть еще особые требования стандартов и технических условий, а также способы выплавки стали, то номенклатура сортамента проката в сумме составит десятки тысяч наименований.

В прокатных цехах устанавливаются специальные прокатные агрегаты, каждый из которых выпускает только определенный сортамент проката. В зависимости от специализации количество прокатываемых на стане сталей составляет до 30—40 различных марок, а число профилеразмеров 70— 150. Разнообразие видов выпу­ скаемой продукции в прокатных цехах вызывает сложность опера­ тивного планирования и регулирования производства.

Стремление к повышению пропускной способности прокатных агрегатов, увеличению производительности труда и его облегчению обусловливает необходимость высокой механизации этого производ­ ства. Однако в прокатных цехах многие операции, например клей­ мение проката, зачистка, отделка, сортировка, технический кон­ троль, упаковка, отгрузка и другие, являются пока неполностью механизированными.

Прокатные цехи оснащаются специальными средствами автома­ тики, которые управляют процессами пуска, ускорения и замедления, торможения, реверса валков, автоматического регулирования ско­ ростями и соотношениями скоростей валков, рольгангов, ножниц

ипил.

Впоследние годы для управления прокатными станами или его отдельными агрегатами внедряются управляющие вычислительные

машины и системы автоматического управления прокатными станами для регулирования нагрева металла, степени обжатия, режима ско-

232

ростей, ширины и толщины полосы, натяжения между клетями,

атакже для рационального раскроя заготовки.

Впрокатном производстве труднее всего поддаются автоматиза­ ции участки отделки, технологического контроля, сортировки, упаковки и отгрузки прокатной продукции, несмотря на то, что на

этих участках занято наибольшее количество обслуживающего персонала.

Впоследние годы в прокатных цехах находит все более широкое применение промышленное телевидение. Телевизионные установки помогают осуществлять контроль за производственным процессом, облегчают условия труда на отдельных участках, сокращают число постов управления и численность обслуживающего персонала.

Капитальные вложения в строительство прокатных цехов наи­ более значительны по сравнению с другими основными цехами ме­ таллургических заводов и связаны главным образом с затратами на технологическое, крановое и электрическое оборудование.

Внастоящее время из общих капитальных вложений в основное производство металлургического предприятия более 50% приходится на прокатные цехи.

Стоимость заданного в себестоимости проката составляет 90% и более.

Прокатное производство имеет также ряд организационно-тех­ нических особенностей, обусловливающих формы и методы органи­ зации и нормирования труда. Эти особенности следующие:

1)наличие физико-механических явлений, что определяет усло­ вия протекания процесса, особенности технологического оборудо­ вания и характер его использования;

2)непостоянство структуры производственного процесса, вызы­ ваемое многообразием исходного материала для прокатки, и конеч­ ных видов продукции (по размерам, массе, профилям и маркам стали), прокатываемых на одних и тех же станах;

3)значительная зависимость пропускной способности отдельных ступеней производства от изменений в структуре процесса прокатки, связанных с различиями в трудоемкости отдельных профилей, раз­ меров проката и марок стали;

4)большие скорости протекания процесса, обусловливающие исключительную важность фактора времени в вопросах производи­ тельного и экономичного использования оборудования и необходи­ мость синхронизации выполнения всех производственных опе­ раций;

5)кратковременность рабочих циклов и высокая частота их повторяемости. В связи с этим малейшие потери времени в каждом цикле вызывают значительное снижение производительности ста­ нов;

6)?возможность работы с большими перекрытиями циклов про­ катки и повышения на этой основе производительности прокатных станов.

233

§ 2. Классификация проката, станов и цехов

Сортаментом прокатной продукции называется совокупность профилей (форм поперечных сечений), размеров и марок сталей.

Весь сортамент проката может быть разделен на следующие шесть основных групп:

1) сортовая сталь, включающая простые профили (горячеката­ ную круглую диаметром 5— 250 мм и квадратную размером 5— 250 мм; полосовую шириной 12— 200 мм и толщиной 4—60 мм и др.), фасон­ ные профили (угловую равнобокую 2 0 x 2 0 x 3 — 2 5 0x2 5 0 x30 мм и неравнобокую 2 5 x 1 6 x 3 — 2 5 0 x1 6 x2 0 ; балки, швеллеры; рельсы и др.) и периодические профили (сталь горячекатаную периодического профиля для армирования железобетонных конструкций № 6— 90, сталь для лемехов и др.);

2)листовая сталь, включающая листы холоднокатаные толщи­ ной 0,2—3,9 мм и шириной 600— 1500 мм; листы горячекатаные тол­ щиной 0,5—3,9 мм и шириной 600—2000 мм; сталь толстолистовая толщиной 4— 160 мм и шириной 600—3800 мм; сталь широкополосная универсальная толщиной 4—60 мм и шириной 160— 1050 мм; сталь тонколистовая кровельная и декапированная и др.;

3)специальные виды проката: бандажи, кольца, колеса цельно­ катаные, центры цельнокатаные, оси;

4)болванка обжатая сечением 140x140—450x450 мм, слябы, заготовка (для переката, кузнечная, осевая и трубная) и сутуночная полоса;

5)трубы из слитков;

6)поковки из слитков.

Первые три группы, а также кузнечная, осевая и трубная заго­ товки составляют готовый прокат.

Современная номенклатура прокатной продукции отличается большой сложностью и насчитывает тысячи профилеразмеров. Так, круглый профиль имеет 77 размеров, угловой равнобокий 100, поло­ совая сталь 386 размеров и т. д.

Классификацию проката можно осуществлять по потребитель­ скому, производственному и смешанному принципам. Потребитель­ ский принцип, сочетающийся с определенными требованиями к ка­ честву металла, предусматривает выделение отдельных позиций в сортаменте проката в соответствии со спецификой спроса на него со стороны тех или иных групп потребителей. Производственный принцип предполагает разбивку металлопродукции на виды в соот­ ветствии с возможностью ее производства на станах определенного типа. Существующая номенклатура сортамента металлургической продукции, применяемая в планировании и отчетности, построена по смешанному принципу, сочетающему в себе потребительский (инструментальная, быстрорежущая, шарикоподшипниковая сталь и т. д.) и производственный (сталь крупно-, средне- и мелкосортная, катанка и др.) принципы.

В настоящее время предполагается при сохранении потребитель­ ского принципа усилить производственное начало в номенклатуре

234

проката и строить ее в более тесной увязке с классификацией про­ катных станов по выпуску продукции.

Прокатные станы классифицируют по назначению выпускаемой продукции, по конструкции рабочих клетей, по способу приведения валков во вращение и по расположению рабочих клетей. Наибольший интерес с точки зрения организации производства в прокатных цехах представляет классификация прокатных станов по расположению рабочих клетей.

В зависимости от степени дифференциации процессов горячей прокалки все прокатные станы могут быть разделены на следующие шесть групп (рис. 46):

I — одноклетевые станы (блюминги, слябинги, обжимные, заго­ товочные и листовые);

II — однолинейные сортовые станы;

III — станы ступенчатого типа (сортовые и проволочные);

IV — станы с двумя или тремя последовательно расположенными клетями, допускающие несколько проходов в отдельных клетях (блюминги, листовые станы);

V — полунепрерывные мелкосортные и проволочные станы (ста­ рой конструкции), имеющие одну или несколько линий, каждая из которых включает одну или несколько рабочих клетей. Полуне­ прерывные листовые станы состоят из двух групп — черновой (одна-три клети, прокатка в которых производится в несколько проходов) и чистовой непрерывной. Эти станы являются современ­ ными высокопроизводительными агрегатами с полной механизацией труда;

VI — непрерывные, станы с последовательным расположением клетей, в каждой из которых осуществляется только один проход.

Станы этой группы в свою очередь подразделяются на три под­ группы:

1) станы последовательно-возвратные, процесс прокатки в них осуществляется с интервалом, в течение которого полоса переме­ щается из одной клети к следующей;

2)полунепрерывные современные сортовые станы, прокатка осу­ ществляется в отдельных группах клетей, расположенных последо­ вательно и непрерывно;

3)непрерывные станы, полоса в которых одновременно нахо­ дится в нескольких рабочих клетях. Поэтому на этих станах значи­ тельно увеличивается производительность и можно прокатывать более длинные полосы, сокращая тем самым величину отходов. Длина здания цеха с этим станом существенно уменьшается по сравне­

нию с другими.

К станам первой подгруппы относятся, например, шахматные станы, станы с зигзагообразным расположением клетей, ко второй подгруппе — среднесортные и крупносортные полунепрерывные станы, а к третьей — проволочные, мелкосортные, среднесортные, штрипсовые и широкополосные непрерывные станы.

В станах шестой группы (непрерывные станы) процесс прокатки максимально дифференцирован. Это дает возможность выбрать пара-

235

236

метры отдельных клетей так, чтобы они наилучшим образом соот­ ветствовали бы процессу прокатки — в каждой клети свой диапазон скоростей. Поэтому эти станы отличаются высокой производитель­ ностью..

Абсолютные и относительные капитальные затраты на строитель­ ство непрерывных прокатных станов больше, чем на строительство станов других типов, но себестоимость проката на непрерывных ста­ нах за счет уменьшения расходных коэффициентов металла на 1 т годного и сокращения расходов по переделу значительно ниже, а следовательно, меньше и приведенные затраты.

Прокатные цехи на металлургических заводах классифицируют по технологическому процессу, установленному прокатному обору­ дованию, сортаменту выпускаемого проката.

Отсутствие единого критерия классификации прокатных цехов затрудняет анализ технико-экономических показателей их работы и в первую очередь производительности труда, себестоимости про­ ката и показателей использования основных и оборотных средств.

Состав прокатного цеха определяется многими факторами, основ­ ные из которых следующие: число станов, их производительность, сортамент проката, территориальное расположение прокатных ста­ нов, поточность, занимаемая площадь.

Сортовые и листовые станы при большой годовой производитель­ ности (1 млн. т и выше) и разнообразном сортаменте проката вклю­ чаются в состав цеха по одному, например рельсобалочный, или крупносортный, или широкополосный (1700/200Q; 2500), или толсто­ листовой 2800 и др.

Всостав одного прокатного цеха включается и несколько станов, непосредственно связанных потоками горячего металла, т. е. терри­ ториально смежных станов. Например, если в составе прокатных станов имеется блюминг (слябинг), то он вместе со складом заготовок включается в обжимной цех. Если за блюмингом установлен непре­ рывный заготовочный стан, то и он тоже включается в состав единого обжимно-заготовочного цеха.

Впрактике применяют следующие наименования прокатных цехов: обжимной (блюминг или слябинг); рельсо-балочный; крупно­

сортный (стан 650 или 600); сортопрокатный (блюминг и рельсо­ балочный стан); сортовой (станы 500, 300-1 и 300-3); тонколистовой; листопрокатный; холодной прокатки; жести; гнутых профилей.

§ 3. Исчисление норм времени по элементам процесса прокатки

Подразделяя производственный процесс в прокатных цехах на стадии, отдельные технологические операции, а затем на элементы, следует выделить те из них, которые непосредственно связаны с са­ мой прокаткой, и те, которые связаны с действиями вспомогатель­ ных механизмов.

Стадия процесса—группа операций, технологически взаимосвя­ занных между собой и выполняемых на одном и том же агрегате

237

(группе однотипных агрегатов) или на одном и том же производствен­

ном участке.

Основным машинным временем в прокатке называют время,

втечение которого металл находится в валках.

Квспомогательному времени относят: 1) время движения про­ катываемой полосы по рольгангу к стану до начала процесса про­ катки или от стана при выбросе полосы из валков, а затем к стану для захвата ее валками в следующем проходе; 2) время работы вспо­ могательных механизмов —• нажимного устройства по перемещению верхнего валка, кантователя и манипулятора по кантованию и пере­ мещению полосы от калибра к калибру, подъемного стола по подъему

или опусканию полосы; 3) время операций, выполненных вручную. В прокатных цехах в зависимости от конкретных условий и целей исследования применяют следующие методы определения машинного

времени прокатки:

расчетный, основанный на технической и кинематической харак­ теристике стана, принятой технологии прокатки и данных о качестве и размерах прокатываемого металла;

экспериментальный, основанный на результатах хронометражных наблюдений.

Расчетный метод эффективно применять для анализа фактических режимов прокатки, проектирования новых режимов для действу­ ющих и сооружаемых прокатных станов. Основным его недостатком является неточность исходной информации, что связано с трудно­ стями учета всех возникающих в процессе прокатки явлений: изме­ нения диаметра валка, скольжения металла, несоответствия факти­ ческого числа оборотов валков заданному и т. д.

Определение вспомогательного времени прокатки производится главным образом проведением хронометражных наблюдений и реже

При расчете машинного времени прокатки на нереверсивном стане скорость прокатки принимается величиной постоянной, и машинное время рассчитывается по формуле

При нормировании скорость прокатки принимается равной окруж­ ной скорости и определяется по формуле

где D — катающий диаметр валков, м;

щ — число оборотов валков в минуту.

238

В отдельных случаях учитывают опережение 5 металла при про­ катке в процентах, например, для непрерывных станов. Тогда

Для расчета машинного времени прокатки на реверсивном стане (блюминге, слябинге, листовом) необходимо построить диаграмму изменения скорости прокатки для одного прохода (рис. 47). При

Рис. 47. Изменение скорости прокатки по трапецеидальной диаграмме для одного прохода на реверсивном стане

отсутствии периода постоянной скорости вместо трапецеидальной диаграммы скорости прокатки имеем треугольную (рис. 48). Для упрощения расчетов ускорения рабочих валков при разгоне (а) и торможении (b) принимаются постоянными, а графики скорости при разгоне и торможении линейные.

Методика расчета машинного времени прокатки для отдельного прохода через обороты рабочих валков следующая.

При выбранных числах оборотов валков при захвате п у, макси­ мальном п 2 и выбросе полосы п3 период ускорения валков с полосой

«2 — «1 М— „ >

период замедления валков с полосой

„_ п 2 — п3

тз — ь

Если путь, проходимый рабочими валками в течение машинного времени, и соответствующие его периоды обозначить через N, N

N 2 и N 3 оборотов (N = оборотов и т. д.), то выражение для пе­

риода постоянной скорости удобнее иметь в виде

239