Proizvodstvennye_tekhnologii

1. Цель преподавания дисциплины – формирование у студентов технологического мышления, базирующего на общих закономерностях формирования, функционирования и развития технологических процессов и их систем, являющихся основным объектом управления в производстве, важнейшим элементом, с которого начинается усовершенствование производства.

Программа курса "Производственные технологии" предназначена для технологической подготовки экономистов.

Задачи изучения дисциплины:

- определение объективных закономерностей формирования, функционирования и развития технологических процессов и их систем;

- ознакомление с технологическими основами промышленного производства;

- выработка навыков оценки и анализа технологических процессов, проведения простейших технико-экономических расчетов;

- ознакомление с прогрессивными технологиями современного производства;

- выявление существенного влияния уровня технологии на формирование качества и конкурентоспособности продукции.

2. В переводе с греческого технология определяется как искуство, мастерство, умение, или совокупность приёмов и способов обработки и переработки различных ресурсов. Технологией также называют сами операции добычи, переработки, транспортирования, складирования, сбережения, которые явл. Частью произв. процеса. Понятие технология обычно рассматривается в связи с конкретной отраслью производства. Различают: технологию строительства, химическую, технологию получения конкретного продукта, технологию проектирования и конструирования, технологию социальную, технологию штамповки металла, технологию печатанья денег. Технологии непрерывно обнавляются по мере развития науки и техники. Основные тенденции развития современных произв. технологий составляют 3 основные направления: переход от дискретных технологий к непрерывным произв. процессам, внедрение замкнутых технолог. циклов в составе производства, повышение наукоёмкости технологий.

3. класификация отрослей промышлености определяет состав каждой отросли, наименование отрослей, подотрослей и производств. Группировка предприятий по отраслям производится исходя из назначения выпускаемой продукции. Каждое отдельное предприятие относится только к одной отросли промышленности. Каждая укрупненная отрасль включает несколько отраслей. В составе топливной промышленности выделены нефтедобывающая, газовая, угольная и др. В составе отраслей включают производства(в угольной промышленности-добыча угля, обогащение угля, произв. Брикетов). К сфере материального производства отнесены 14 отраслей нар. Хозяйства: промышленность, лесное хозяйство, транспорт и связь, торговля и обществ. Питание, информац-вычесл. Обслуживание, сельское, рыбное хозяйство, строительство и др. К непроизводственной сфере-9 отраслей нар. Хозяйства: здравоохранение, физ. Культура, финансы кредит, страхование, пенсионное обеспечение, и др.

4. Под производственным процессом понимают совокупность действия людей и оборудования, необход. На данном предприятии для выпуска продукции. Технолог. Процесс – процесс использования естественных(природных) процессов в рамках сложившейся производственной системы. Все процессы подраздел. На 3 группы:1). Физические( связаны с таким воздействием на исходное сырьё, которое не приводит к качественному изменению сырья). 2). Химические( связаны с глубоким необратимым процессом, который соправожд. Хим. Реакцияй). 3). Биологические( связаны либо с использованием живых микроорганизмов для получения ценных продуктов, либо с воспроизведением искуственных условий процессов происходящих в живой клетке). Физ. Процессы разделяются на 4 группы: механические, гидромеханические, тепловые, массообменные. Процессы изменения размеров твёрдых цел подраздел. На дробление и измельчение.

5. Смешивание – это процесс образования однородных систем из сыпучих материалов, для приготовления раствора, эмульсий, суспензий, паст. Высокой точности и малой широховатности поверхности деталей можно достичь с помощью механизма обработки – резаньем. Наиболее распрастранёнными способами обработки резаньем явл. Точение, сверление, стригание. Гидромеханическими процессами, используемыми в технологии явл.: процессы перемещения жидкостей и газов, процессы фильтрования, отстаивания и ценрифугирования и сепарации. Перемещение жидкостей и газов в промышленности осуществляется по трудопроводам. Для данного метода характерно отсутствие материальных потерь, а также возможность автоматизации данных процессов. Отстаивание – это осождение под воздействием силы тяжести. Оно применяется в основном для предворительного грубого разделения, его проводят в аппаратах, назыв. Отстойниками или сгустителями. Фильтрование – это процесс разделения с помощью пористой перегародки, способной пропускать жидкость, но задерживать взвешенные часцицы. Центрифугирование – процесс разделения имульсий и суспензий в поле центробежных сил с использованием сплошных либо проницаемых для жидкости перегородок. Цепловые процессы связаны с передачей тепла от более нагретых цел к менее нагретым. Сущ. 3 способа передачи тепла:1).теплопроводность(перенос тепла в следствии беспорядочного теплового движения малекул непосредственно соприкосающихся друг с другом). 2). Конверкция(процесс переноса теплоты за счёт естественного или искуственного перемешивания газов либо жидкостей с разной температурой.)3). Тепловое(инфракрасное) излучение (происходит в следствие распространения электромагнитных излучений). Массообменные процессы соправождаются переходом одного или нескольких веществ из одной фазы в другую. Наиболее распрастранёнными явл.: 1).абсорбция( процесс поглащения газа или пара жидким поглатителем).2).адсорбция(процесс избирательного поглащения одного или нескольких компонентов из жидкой или газовой смеси твёрдым поглатителем).3). перегонка, реакцификация(основаны на различных температурах кипения фракций, составляющих жидкость).4)кристолизация(выделение твёрдой фазы в виде кристалов из растворов или расплавов).5) сушка(процесс удоления влаги испорением, вымораживанием, адсорбцияй идр.).6). экстракция(процесс избирательного поглащения жидкостью ценных компонентов, которые содержатся в исходном твёрдом сырье(лекарство, чай, кофе)). Хим. Процессы связаны с глубокими и необратимыми процессами, которые соправождаются необратимой реакцияй. По тепловому эфекту подраздел. На: экзотермические(процессы, при которых теплота выделяется), эндотермические( при которых теплота поглащается). Биологические процессы делятся на 2 группы: традиционная биотехнология(основана на процесса брожения) и современная биотехнол.(микробеологический синтез, генная и клеточная инжинерия).

6. Процессы с дискретными технологическими циклами характеризуются последовательным проведением всех стадий процесса в одном агрегате. Он образуется при наличии регулярного чередования рабочих и вспомогательных ходов с четким разграничением их по времени реализации. Чаще всего технологические процессы с дискретными циклами реализуются в машиностроении, добывающих отраслях промышленности, капитальном строительстве и т.д.

Процессы с непрерывными технологическими циклами не имеют резко выраженного чередования во времени рабочих и вспомогательных ходов, сырье непрерывно вводится в технологический процесс и готовый продукт выдается непрерывно.

Технологические процессы с непрерывными технологическими циклами реализуются в химической промышленности, металлургии, энергетике и т.д.

Наиболее экономичным видом процессов являются непрерывные, имеющие преимущества перед периодическими (дискретными):

- отсутствие простоев, вызываемых загрузкой сырья и выгрузкой готовой продукции;

- возможность максимальной механизации и автоматизации процесса;

- создание благоприятных условий для использования вторичных энергоресурсов;

- облегчение работы оборудования;

- повышение качества выпускаемой продукции за счет обеспечения постоянства заданных технологических параметров.

12. ТЭК – это многоотраслевая система, которая включает добычу, транспортировку, хранение и распределение всех видов энергоносителей(газа, нефтии её продуктов, торфа и т.д.), а также переработку разных видов топлива и производства энергии. Развитию ТЭК способствует размещение на територии РБ нефтеперерабатывающих заводов, которые находятся в Мозыре и Новополацке. Они связаны магистральными нефтепроводами с нефтедобывающими регионами: Зап. Сибирь и Поволжья. Газоснабжение потребителей осущ. В основном за счёт поставок из России(16,3 млрд. м в кубе ежегодно).

13. Виды энергии: 1). Механическая(проявляется при взаимодействии отдельных тел или часциц. Данная энергия широко используется в транспортных и технологических машинах).2).Электрическая(применяется для преобразования в механическую и явл.одным из современных видов энергии. В промышленности она используется для осуществления механических процессов обработки материалов, а также для получения тепловой энергии).3).ядерная(высвобождается при делении тяжёлых ядер при ядерной реакции, так при распаде одного грамма урана выделяется такое же количество теплоты как при сгорании 300тыс тон каменного угля, поэтому атомные электростанции обладают высоким каэфициентом полезного действия).4).тепловая(получается при сгорании топлива. Широко применяется для сушки, нагревании, перегонки).5). химическая энергия( связана с выделением в экзотермических химических реакциях. Она также характериз.высоким КПД).6).Световая( используется в промышленности при создании фотоэлементов, фотоэлектрических датчиков. Источником световой энерги явл. Солнце, где происходят атамные реакции синтеза ядер вадарода и углерода. В наст. Время широко используются солнечные батареи).7). Энергия воды(разделяется на энергию рек и морских приливов и отливов. Среди работающих в РБ небольших ГЭС выделяются Осиповичская(2.2тыс киловат/часов) и чигиринская(1.7 тыс кил/часов). Энергия морских приливов это разновидность энергии водного потока. Приливы обладают огромной энергияй порядка 500млн тон условного топлива в год.

14. Энергетический потенциал планеты включает невосполнимые источники энергии, которые связаны с использованием полезных ископаемых. К проктически неистощимым источникам относятся солнце, ветер, вода рек, морей. 1). Ветроэнергетика(использует силу ветра. От ветра получают механ.энергию, которую преобразуют в электрическую). 2). Гелиоэнергетика(энергия от солнца. Потенциал ресурсов солнечной энергии в 15 тыс раз больше потребления атомной энергии и энергии скопаемых источников. Недостатком явл. Высокая стоимость солнечных батарей. Одна устрановлена в Беловежской пущи и несколько в чернобыльской зоне). 3). Биоэнергетика( энергетика, основанная на использовании биомассы. Биомассой явл.отходы древесины, новоз, городские стоки, мусор. Переработка биомассы в топливо осущ.путём микробиологического разложения органических веществ специальными видами бактерий. При этом образуется газообразное топливо(биогаз) и жидкого топлтва(бутанол-этанол). Для нашей республики развитие биоэнергетики явл. Экономически целесообразным.)

15. Все виды сырья разделяют на промышленные и сельскохозяйственные. Промышленное сырьё добывается и производится в промышленности и потребляется отраслями тяжёлой индустрии. Его подраздел. На сырьё материального происхождения т.е минирального, которое добывается из недр земли(руда, нефть, цветные металлы) и сырьё получаемое путём переработки естественного(искуственного). Минерально-сырьевые ресурсы которые извлечены из недр земли, т.е. полезные ископаемые подраздел. На 3 группы: 1). Горючие ископаемые( торф, нефть, уголь, газ). 2). Минеральные полезные ископаемые(чёрн. И цв. И благородные материалы) 3). Неметалические полезные ископаемые( сырьё для хим. Промышленности и различные строй. Материалы). С/Х сырьё производится в C/Х и потребляется в отраслях лёгкой и пищевой промышленности. Различают материалы основные и вспамогательные. К основным относят те которые в натуральной форме входят в готовый продукт, т.е. составляют его материальную основу. Вспамогательные материалы способствуют формированию вкусовых свойств продуктов( пряности, соль, кислота). Топливо и энергия по своей эконом. Природе относится к вспамогательным материала. В Белоруси разведено и открыто 5000 месторождений и залежи полезных ископаемых, которые включают около 30 видов минерального сырья. Основными явл. Запасы калийных удобрений, залежи бурого угля и торфа.

16. Нефть – это жидкий горючий маслообразный минерал, имеющий окраску от светло-желтой до темно-коричневой и почти черной. Нефть в основном состоит из углерода (83–87%) и водорода (12–14%), входящих в состав сложной смеси углеводородов.

Перегонка нефти

Установка для перегонки нефти представляет собой трубчатую печь для нагревания нефти и ректификационной колонны, где нефть разделяется на фракции – отдельные смеси углеводородов в соответствии с их температурами кипения – бензин, керосин и т.д. После нагревания нефти в трубчатой печи в змеевике, пары нефти попадают в ректификационную колонну. В ней горизонтально расположены несколько десятков перегородок с отверстиями. Пары нефти, поступая в колонну, поднимаются вверх и проходят через отверстия в перегородках. Постепенно охлаждаясь при своем движении вверх, они сжижаются на тех или иных перегородках в зависимости от температур кипения.

В процессе перегонки нефти фракции отгоняются в порядке возрастания их температур кипения. Из этих фракций вырабатываются так называемые светлые нефтепродукты: авиационные и автомобильные бензины; бензины-растворители; керосины; различные сорта дизельного топлива. Выход бензина при перегонке составляет от 5 до 20%. После отбора светлых нефтепродуктов остается мазут, из которого в процессе переработки при температуре свыше 300°С получают смазочные и специальные масла. Остаток после разгонки мазута (выше 500°С) называется гудроном, из которого получают битум и высоковязкие смазочные вещества.

Крекинг нефти

Крекингом называют процесс разложения углеводородов нефти на более летучие вещества.

По сравнению с перегонкой при крекинг-процессе выход бензина составляет 40-50 и даже 70% от массы сырья.

Сырьем для крекинга служат не только нефть, но и фракции, получаемые при перегонке нефти. Существует несколько видов крекинга нефти и нефтепродуктов.

Термический крекинг ведут при температуре 450-550°С и давлением 2-7 МПа. В качестве сырья используются керосин, газойли, мазут. Выход бензина составляет 30-35%, газов 10-15% от массы сырья.

Одним из основных методов производства автомобильных бензинов является каталитический крекинг. Его ведут при несколько меньшей температуре (480-490°С). В качестве катализаторов применяются алюмосиликаты. Основными видами сырья являются газойли прямой гонки нефти. При каталитическом крекинге выход бензина достигает 70%, газа – 12-15% от массы сырья.

17. Каучук имеет огромное значение в технике, на его основе изготавливают резиновые, резинотканевые, резинометаллические изделия. Из каучуков изготавливают более 40000 наименований резиновых изделий. В состав резиновой смеси входит много различных кампонентов. Каждый кампонент имеет своё назначение. Первичной операцией при обработке каучука явл. Вулканизация. Данный процесс может происходить под влиянием хим.реакции, световой и тепловой энергии, радиации. Вулканизация может быть горячей и холодной и протекать с присутствием серы как вулканизирующего вещества, а также при помощи ускарителей, активаторов. При горячей вулканизации резиновую смесь с серой окисью цинка и другими веществами выдерживают некоторое время при температ. 130-170. Холодная вулканизация протекает в растворах полухлористой серы при комнотной температ. Свойство резины в значительной мере определяется дозировкой серы. Для получения мягкой резины вводят от 1,5 до 6 весовых частей серы на 100 весовых частей каучука. При введении до 30-40 весовых частей. Получается жосткая резина, каторая назыв. Эбонит. Для придания резине требуемой окраски в смесь вводят органические и неорганические красители отличающиеся светостойкостью, устойчивастью при вулканизации и большой красящей способностью. Процесс приготовления резины состоит из: 1). Приготовления сырой резиновой смеси из ингридиентов. 2). Изготовление или формирование заготовок из сырой резиновой смеси. 3). Вулканизация изделий. 4). отделка изделий. Каландрование – процесс получения резиновых листов или профильных заготовок, а также покрытие тканей слоем резины, выполняется на спец.оборудованиях – каландрах, основным раб.органом которых явл.валки. При выходе из валков резина проходит охладительные барабаны и поступает на транспартёр.

18. Пластмассы изготовляют из связующего вещества-полимера, наполнителя, пластификатора и ускорителя отверждения. При изготовлении цветных пластмасс в их состав вводят минеральные красители. При изготовлении пластмасс в качестве связующих веществ используют синтетические смолы, синтетические каучуки и производные целлюлозы, относящиеся к высокомолекулярным соединениям полимерам.

Способы переработки пластмасс подразделяют на группы:

в вязком текущем состоянии: прессованием, давлением, выдавливанием.

в высокоэластичном состоянии: штамповка, пневмо - и вакуум-формовка.

Получение пластмассовых деталей из жидких полимеров: литье.

Переработка пластмасс в твердом состоянии состоит из следующих этапов: резка, механическая обработка. Получение неразъемных соединений: сварка, пайка, склеивание.

К прочим способам можно отнести: напыление, спекание и др.

Прессование - производство выполняется в металлических пресс-формах с одной или несколькими формовыми полостями - матрицами. В них пластмасса подается в исходном состоянии в виде порошков, таблеток. Под воздействием тепла и давления пресс-материал заполняет формирующие полости, приобретая требуемую форму и размер, здесь же протекает процесс полимеризации.

Литьевое прессование. Начальные этапы проводятся в отдельном устройстве - предварительная камера. повышается стойкость пресс-формы, точность и качество деталей, т. к. заполнение идет только в жидком состоянии. Но усложняется конструкция.

Литье под давлением применяется для термопластичных материалов. Повышенная производительность до нескольких сот деталей в минуту. Возможна полная автоматизация циклов, на машинах получают детали очень сложной формы. Процесс литья заключается в том, что расплавленный материал подается в рабочую полость стальной пресс-формы под давлением 300-500 МПа.

19. Принципиальная схема производства хим. волокна независимо от исходного сырья делится на 4 стадии: 1). Получение исходного материала. 2). Приготовление предельной массы. 3). Формование волокна. 4). Отделка волокна.

1.Получение исходного материала может быть осуществлено из такого материала, малекулы которого имеют строгий линейный характер либо обладают малоразвлетвлённой структурой. Если сырьём явл. Прир. Высокамалекулярное соединение, то его предворительно необход. Очистить от примесей для синтетических волокон – это синтез полимеров и получение смолы.

2. Для получения искуственных волокон на основе эфиров целюлозы их расворяют в 5-6% растворе едкого натра и получают предельный раствор. Предельную массу готовят расстворением полимеров.

3. формование волокны заключается в вытягивании нитей из раствора или расплава полимера. Расствор или расплав продавливают через очень маленькие отверстия назыв. Фильерами. Тонкие струйки раствора или расплава выходящие из фильеры обрабатывают хим. Реагентами либо охлаждают, в результате чего они твердеют и превращаются в нити. Существеут 2 способа формавания волокна: мокрый и сухой. Мокрый используется в случае прядения волокна из раствора. Прядельный раствор прадавливается через отверстие фельеры с образованием нитей волокна, которые наматываются на бабину. Мокрый способ используют для изготовления искусственных волокон, в частности весткозного волокна. Сухой способ применяется в случае прядения волокна из раствора или расплава при этом формование волокон осущ. При помощи попадания тонких струек расствора в барабан с нагретым воздухом. Сухой способ применяют для получения ацетатного волокна.

4. Отделка волокна включает удаление загрязнений, сушку и отбеливание и окраску.

20. Производство серной кислоты - одной из самых сильных и дешевых кислот имеет важное народнохозяйственное значение, обусловленное ее широким применением в различных отраслях промышленности.

Производится серная кислота двумя способами: контактным и нитрозным. Контактным способом получают около 90 % от общего объема производства кислоты. Он включает три стадии: очистку газа от вредных для катализатора примесей; контактное окисление сернистого ангидрида; абсорбцию серного ангидрида серной кислотой. Главной стадией является контактное окисление SO2 в SO3; по названию этой операции именуется и весь способ.

Сущность нитрозного способа состоит в том, что сернистый ангидрид при соприкосновении с нитрозой окисляется находящимися в ней окислами азота, образуя в присутствии воды серную кислоту.

21. Азотная кислота является одной из важнейших минеральных кислот и по объему производства занимает второе место после серной кислоты.

Существуют два способа производства азотной кислоты:

1. получение разбавленной кислоты с последующим концентрированием ее в случае необходимости.

2. непосредственное получение концентрированной кислоты.

Наиболее распространен первый способ, что связано с использованием в народном хозяйстве как концентрированной, так и разбавленной кислоты. Методы различаются физико-химическими закономерностями протекающих процессов и технологическими схемами. Однако независимо от схемы, синтез азотной кислоты из аммиака описывается общей химической схемой:

Первая стадия процесса (конверсия аммиака) одинакова как для получения разбавленной, так и для получения концентрированной кислоты, вторая стадия (переработка нитрозных газов) отличается рядом особенностей. Решающее значение при выборе параметров той или иной технологической схемы имеет выбор оптимального давления на каждой из стадий процесса. В производстве азотной кислоты повышение давления существенно интенсифицирует химические реакции на всех стадиях процесса, способствует эффективности теплообмена, позволяет использовать более совершенные массообменные устройства, уменьшает размеры аппаратуры и коммуникаций и, в конечном итоге, позволяет снизить капитальные расходы.

22. Производство пиломатериалов является одной из отраслей лесного хозяйства. Производство пиломатериалов начинается с закупки круглого леса, от качества которого будет зависеть качество получаемых пиломатериалов и их прямое назначение.

Из качественного крупного круглого леса можно производить пиломатериалы высшего сорта и высокой стоимости. Если древесина имеет много пороков, то получится низкосортная готовая продукция. В процессе производства пиломатериалов из такой древесины будет много отходов.

Для производства пиломатериалов используют дереворежущие станки с различным режущим инструментом, с помощью которых от древесины отделяется некоторая часть с целью получения изделий заданных форм и размеров.

Если производство пиломатериалов вырабатывается из сырья диаметром 50-80 см, то необходим ленточнопильный станок, а для производства пиломатериалов из бревен хвойных пород до 12 см в диаметре больше подойдет круглопильный станок.

Ленточные станки применяют для глубокой обработки древесины с получением точных геометрических размеров. Они имеют тонкий гладкий пропил и могут применяться для производства пиломатериалов экспортного качества.

На крупном предприятии по производству пиломатериалов могут использоваться и другие станки, например фрезерные, кромкообрезные или рейсмусовые. Важным моментом в организации производства пиломатериалов является переработка отходов. Для этих целей используют дробильные или рубильные станки для того чтобы получить из кусковых отходов технологическую щепу для целлюлозных предприятий.

23. Керамика – это материалы и изделия, получаемые путём спикания глин и их смесей с минеральными добавками, а также с аксидами других неорганических соединений.

Материал который получается после обжига глины назыв. Керамическим черепком. В зависимости от исходного сырья керамические изделия можно получить пластическим методом и шликерным.

По конструктивному назначению различают керамические изделия: стенавые(керамический кирпич и керам. Камни). Керам. Камни могут быть полнотелыми и пустотелыми. Облицовачные(плитка для внутренней облицовки стен и пола для наружной облицовки фасадов (плитка типа кабанчик).

Технология пр-ва керамики состоит из добычи и подготовки сырья, получение пластичной массы, формирование изделий, их сушку, обжиг и отделку. Добыча глин обычно осуществляется в карьерах, которые, как правило, располагаются вблизи заводов по пр-ву керамики. Нельзя использовать в пр-ве мерзлую глину, поскольку это приводит к повышению процента брака, поэтому для зимнего пр-ва глину заготавливают в теплое время либо определенный участок в карьере на зимний период утепляют.

По полусухому методу изготовления керамики исходные материалы дробят, высушивают до остаточной влажности 6-8%, затем измельчают и просеивают, добавляют воду до 10% и перемешивают. Данный способ в основном применяется для пр-ва облицовочной плитки.

Шликерному методу высушенные сырьевые материалы измельчают в порошок и разводят водой до сметанообразного состава, который называется шликером. Шликерный метод позволяет получать изделия практически любой формы, но при данном методе требуется длительный этап сушки, при котором, как правило, имеют место большие объемные изменения, которые зачастую приводят к нежелательным деформациям. Данный способ является наиболее длительный и энергоемким по сравнению с остальными. Им производятся санитарно-технические изделия и декоративная керамика.

Обжигание – главная часть технологического процесса. Суммарные затраты на обжиг составляют 35-40% от общей себестоимости продукции. Обжиг проводится в специальных печах при температуре до 1400 градусов.

24. Пр-во стекла состоит из следующих основных операций: подготовка составляющих материалов, которая заключается в сушке и очистке песка от посторонних примесей, дробление и сушка мела, доломитом и помоле угля. Составляющие материалы дозируют и перемешивают. Подготовленная шихта расплавляется в специальных печах непрерывного либо периодического действия. Варку шихты производят при температуре 1100-1200 градусов. Варку производят до полного отделения всех примесей, которые собираются на поверхности в виде пены. В этот период происходит обесцвечивание стекла путем введения специальных добавок, а также удаление пузырьков воздуха и газа. Затем из расплавленной массы с помощью машин горизонтального и вертикального типа вытягивают ленту стекла, которая, проходя между волками машины, охлаждается и отжигается для снижения хрупкости.