Techniki wytwarzania – ćwiczenia I

Proces jest to zmiana własności (cech) rozpatrywanego zasobu (surowców, materiałów pomocniczych, energii) w wyniku celowego oddziaływania czynników zewnętrznych.

Jeżeli zmiana następuje w wyniku oddziaływania czynników niezależnych od człowieka, to mamy do czynienia …………….

Proces technologiczny (technologia) jest to celowa i określona zmiana stanu własności (cech) zasobu dla uzyskania założonych własności (cech) produktu. Proces technologiczny określa jak produkt ma być wykorzystany.

Procesem produkcyjnym nazywamy sumę wszystkich działań wykonanych w celu wytworzenia w danym zakładzie gotowego wyrobu z materiałów, półfabrykatów, części lub zespołów.

Proces produkcyjny obejmuje proces technologiczny oraz działania pomocnicze takie jak transport, magazynowanie, transport………

Proces wytwarzania (wytwarzanie), jest to realizacja procesu technologicznego przez oddziaływanie na zasób z góry określonymi czynnikami zewnętrznymi, dla uzyskania założonych własności (cech) wyrobu (produktu). Proces wytwarzania określa jak i czym produkt ma być wytwarzany.

Proces technologiczny jest to …………..

W dziedzinach technologicznych bilansem nazywa się zestawienie wpływających i wypływających z procesy technologicznego czynników, np. bilans materiałowy (bilans mas), bilans cieplny, bilans energetyczny.

Bilans

Każdy przypływ materiałów jest zbilansowany. Przykładami takich bilansów są bilanse:

• Całego zakładu

• Wydziału

• Procesu

• Produktu

• Operacji technologicznych

Cechy charakterystyczne bilansu:

1. Bilanse są sporządzane w odniesieniu do:

- pewnej jednostki czasu

- jednostki produkcji

1. Bilanse muszą być sporządzone w jednakowych jednostkach

- miary

- czasu

SCHEMAT PRODUKCJI HUTY STALI

Rodzaje hut:

• surowcowe (ilościowe) produkcja liczona w milionach ton

• jakościowe (stali specjalnych) produkcja liczona w tysiącach ton, produkcja zaczyna się od stalowni

W produkcji blach specjalizuje się na przykład huta w

W produkcji profili specjalizuje się na przykład huta w

COS – linia ciągłego odlewu stali

Gaz koksowy jest dwukrotnie, zaś gaz wielkopiecowy dziewięciokrotnie mniej kaloryczny od gazu ziemnego. Jako odpad jest wykorzystywany.

Spiek charakteryzuje się porowatością – musi przepuszczać tlen do koksu w wielkim piecu. Koks pełni rolę paliwa i reduktora.

Surówka płynna ma temperaturę około 1200^oC , materiał surowy, zawartość węgla wynosi 4-4,5%.

Stal ma teoretycznie 2% węgla, ogromna większość rodzajów stali zawiera jednak 0,2%/0,4%/0,6%.

W stalowni pracują kompresory tlenowe. Dzięki nim bez dostarczania ciepłą z zewnątrz topi się stal (spalanie węgla powoduje wydzielanie ciepła).

Striper - ……….

Sporządzenie bilansu przedstawione będzie na przykładzie bardzo uproszczonym dotyczącym całego zakładu (huty). Będziemy korzystać z wskaźników (charakterystycznych dla danej produkcji, wsadu, technologii i urządzeń takich jak…….

Jednostokowe zapotrzebowanie materiałów wejściowych (wsad) określające ile jednostek wsadu potrzeba na wyprodukowanie. 1 jednostka produktu – oznaczenie q.

$q_{i} = \frac{w_{i}}{p_{i}}\ $ [Mg wsadu/Mg produktu]

Uzyski – określający jaka część wsadu zawarta będzie w produkcie – oznaczenie η_i

$$\eta_{i} = \frac{p_{i}}{w_{i}}$$

Udziały określające w przypadku więcej niż jednego materiału wejściowego, udziały poszczególnych materiałów składowych we wsadzie oznaczamy u_i^x

Wsad a = u_i^a * W_i

Wsad b = (1−u_i^a) * W_I

Zadanie: Jednostkowe zapotrzebowanie materiałów wejściowych (wsadu) wynosi q₁ = 0, 89 [Mg rudy/Mg spieku samotopliwego], zaś q₂ = 1, 90 [Mg spieku samotopliwego/Mg surówki WP]

Udziały:

u₂^surowki = 0, 75

u₃^zlomu = 0, 25

Uzyski:

η₃ = 91%

η₄ = 96%

η₅ = 94%

η₆ = 92%

Zakładamy, że zapotrzebowanie na blachy zimnowalcowane (cienkie) wynosi 10⁶ Mg/rok, czyli:

p₆ = 10⁶ Mg/rok, a zapotrzebowanie na blachy gorącowalcowane (grube) wynosi 0,8*10⁶ Mg, czyli

p′₅ = 0, 8 * 10⁶ Mg/rok.

Schemat zaczynamy obliczać OD TYŁU

w₆ = ? (ilość blach gorąco walcowanych stanowiących wsad walcowni zimnej)

$$w_{6} = \frac{p_{6}}{\eta_{6}}*100\% = \frac{10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}}{92\%}*100\% = 1,087*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}$$

p₅ – wymagana produkcja blach gorącowalcowanych

$$p_{5} = w_{6} + {p'}_{5} = 1,097*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}} + 0,8*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}} = 1,887*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}$$

$$w_{5} = \frac{p_{5}}{\eta_{5}}*100\% = \frac{1,887*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}}{94\%}*100\% = 2,007*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}$$

$p_{4} = w_{5} = 2,007*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}$ – wymagana produkcja wsadu do COSu

$$w_{4} = \frac{p_{4}}{\eta_{4}}*100\% = \frac{2,007*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}}{96\%}*100\% = 2,09*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}$$

p₃ = w₄

$$w_{3} = \frac{p_{3}}{\eta_{3}}*100\% = \frac{2,09*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}}{91\%}*100\% = 2,29*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}$$

Teraz korzystamy z drugiego schematu:

$$p_{2} = u_{3}^{surowki}*w_{3} = 0,75*2,29*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}} = 1,72*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}$$

$$p_{2}^{zlomu} = \left( 1 - u_{3}^{surowki} \right)*w_{3} = 0,25*2,29*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}} = 0,57*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}$$

$$w_{2} = q_{2}*p_{2} = 1,9*1,72*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}} = 3,26*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}$$

$$p_{1} = w_{2} = 3,26*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}$$

$$w_{1} = q_{1}*p_{1} = 0,89*3,26*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}} = 2,9*10^{6}\frac{\text{Mg}}{\text{rok}}$$