Производство алюминия

В настоящем проекте применяется АСУТП ''Тролль'' отечественной фирмы ЗАО ''ТокСОФТ''. Эта система аналогична системе ''Волга'', но в ней применяются шкафы управления нового поколения, позволяющие управлять процессом электролиза как с центрального пункта, так и непосредственно с рабочего места электролизника, уменьшается количество кабельных трасс.

Эта система обладает большой информативностью.

Система ''Тролль'' предназначена для автоматизированного управления процессом электролиза алюминия. Технологическим объектом управления является серия электролизеров на номинальный ток 150 кА.

Данная система имеет большой набор функций, реализующих в процессе работы.

Функции обработки информации:

- сбор и первичная обработка дискретных и аналоговых сигналов;

- расчет технологических параметров работы электролизера: приведенного напряжения, средних значений рабочего и приведенного напряжения за различные периоды, расхода вольт-часов по звеньям и бригадам.

Функции взаимодействия с персоналом:

- отображение технологической информации - параметров работы электролизера и установок регулирования на панели блока управления (БУ) и АРМ-оператора;

- оповещение световой (лампы ''авария'') и звуковой сигнализацией о возникновении нештатных ситуаций и индикацией кода ошибки;

- ручное управление оборудованием электролизера: переключение режима управления анодом ''ручной/автоматический'', включение/выключение режимов сопровождения регламентных операций, ручное перемещение анода, отстрел расцепителей питания двигателей с панели БУ и АРМ-оператора, отключение групповых контакторов с АРМ-оператора;

- изменение уставок и параметров управления электролизера;

- изменение уставок управления группы из нескольких электролизеров или корпуса в целом с АРМ-оператора корпуса;

- обеспечение защиты доступа к определенным технологическим операциям например, изменению установок, выключению регламентных режимов и т.п. иерархической системы паролей;

- определение и корректировка администратором системы на верхнем уровне списка операций, требующих паролей и представляемых ими уровней доступа.

Функции обмена и хранения информации:

- хранение информации о работе электролизеров в БУ и контроллере тока/напряжения серии не менее 3 суток;

- хранение информации на верхнем уровне (базе данных) информации по всем электролизерам в течении 1 месяца и в виде архива до 3 лет;

- передача текущей информации о работе системы: значений тока серии от контроллера тока и напряжения серии (КТНС) к БУ, текущих технологических параметров (для отображения) от БУ и КТНС к АРМ-оператора корпуса, команд оператора по управлению и изменению уставок от АРМ-оператора к БУ с гарантированным временем доставки пакета данных не более 200 мс;

- передача суммарной (сохраненной) информации о работе системы от БУ к КТНС на верхний уровень по мере накопления и по запросам;

- в случае утери сохраненной и уже переданной информации на нижнем уровне передача ее обратно с верхнего уровня по специальному запросу.

Функции управления анодом:

- управления двигателями анода с помощью дискретных сигналов включения по определенному алгоритму тиристорных пускателей (ручное управление анодом, автоматическое поддержание межполюсного расстояния, сопровождение выливки и т.д.);

- ручное управление анодом с клавиатуры БУ и АРМ-оператора через контроллер Micro PC;

- автоматическое поддержание межполюсного расстояния;

- обработка нештатных ситуаций: отсутствие любой из фаз силового напряжения, переноса фаз на включенном двигателе, несрабатывания или самохода двигателя - запрещение перемещения анода, световой и звуковой сигнализации на БУ и АРМ-оператора, оповещение по громкоговорящей связи корпуса;

- ручной и полуавтоматический режим управления АПГ, поддержание концентрации глинозема (автоматический режим АПГ) и управление частотой анодных эффектов.

Функции сопровождения особых ситуаций:

- прогнозирование и сопровождение анодных эффектов;

- обнаружение и устранение МГД - нестабильности;

- сопровождение снижения и отключения тока серии.

Функции сопровождения регламентных работ:

- сопровождение выливки металла;

- сопровождение перестановок анодов;

- перетяжка анодной ошиновки;

- сопровождение обработки ванн.

9. Безопасность жизнедеятельности и охрана окружающей среды

9.1 Анализ опасных и вредных факторов в процессе производства алюминия

Условия труда при электролитическом получении алюминия характеризуется комплексом неблагоприятных факторов, наличием в атмосфере корпусов фтористых соединений в виде фтористого водорода, или фторидов, пыли глинозема, наличием неблагоприятных метеорологических условий, как в теплый, так и в холодный период.

Ряд производственных операций связан со значительными магнитными полями, а некоторые сырье: фтор соли, глинозем находятся в тонкодисперсном состоянии, а это ведет к значительному содержанию пыли в корпусе.

Электрооборудование так и серия электролизеров питается высоким напряжением опасным для жизни.

Постоянно в работе находится движущиеся механизмы (краны, МПК, МРГ, МНР) представляющие собой немалую опасность.

Микроклимат электролизного цеха вредно воздействует на организм человека, тепловое излучение порядка 2,09 - 3,3 Дж/см².мин.

9.2 Производственная санитария

Таблица 9.1

Характеристика вредных веществ технологического процесса.

Наименование вещества	Физико-химические свойства	ПДК мг/м3	Класс опас-ности	Характерное воздействие на организм человека
	с, г/см3	tпл, ?С	tкип, ?С
1. Глинозем	3,99	1030	3300	6,0	4	Хроническое поражение дыхательных путей, алюминоз легких
2. HF				0,5	1	Вызывает отравление и отложение фторидов в костях
3. Криолит	2,95	1010	1704	1,0	2	Ухудшает состав крови, при попадании внутрь тяжелые отрав
4. NaF	2,79	979	1704	1,0	2	Тоже что и криолит, сильно действует на нервную систему
5. AlF3	2,88	возг	1270	1,0	2	Тоже что и криолит.
6. CaF2	3,18	1418	2500	1,0	2	Аналогичен NaF, но менее токсичен.
7. CO				20,0	5	Вызывает удушение, головную боль, головокружение, шум в ушах, тошноту, слабость. При сильном воздействии - судороги
8. CO2						Раздражает кожу, слизистые оболочки, вызывает головную боль, шум в ушах, усиленное сердцебиение, головокружение, обмороки.

9.2.1 Вентиляция

Работа электролизников и анодчиков относится к работам средней тяжести 2б разряда. Для создания оптимальных условий труда для данного разряда необходимо создать оптимальные условия микроклимата рабочей зоны (12.2)

Таблица 9.2

Микроклимат рабочей зоны.

Время года	Условия	Температура, ?С	Влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодное	Оптимальные	17-19	40-60	0,2
	Допустимые	15-21	до 75	не более 0,4
Теплое	Оптимальные	20-22	40-60	0,3
	Допустимые	16-27	до 70	0,2-0,5

В корпусах предусмотрена естественная приточно-вытяжная вентиляция. Приточно-вытяжная вентиляция от электролизеров обеспечивает содержание газов, пыли и тепла в рабочей зоне в пределах санитарных норм.

Осуществление принудительного газоотсоса - обязательно. Для этого на электролизерах имеется местные отсосы и укрытия. Во время газоотсоса все люки на каналах должны быть герметично закрыты. Система принимаемого газоотсоса имеет 100% резерв. Отходящие газы системы организированного газоотсоса электролизерного цеха перед выбросом в атмосферу подвергается обязательной очистки от фтора и пыли. Эвакуация газов производится по каналам в дымовую трубу. На вентиляционных системах имеется закрывающиеся отверстия для проведения контрольных замеров. Отчистка вентиляционных каналов механизирована. Валовое выделение фтористых соединений в воздух из цеха на втором этаже составит 2,13% от общего количества газов, выделяющихся при производстве алюминия. Количество тепла выделяемого в помещении электролизером, составляет 70 Вт/м³ (60ккал/час) на 1 м³. В летнее время необходимо обеспечить в цехе кратности воздухообмена равную 26,5. При этом предельное содержание фтористых соединений в воздухе удаляемом из цеха, будет не менее 0,5мг/м³. Подача приточного воздуха, на площадку электролизеров производится через рифленки, должна быть равной 18% площади пола. Как показали результаты исследований, лучшим вариантом является установка рифленок шириной 1570 мм, с двух сторон каждого электролизера.

Приточный воздух, подаваемый через рифленки, должен отвечать санитарным нормам, т.к. он подается в зону работы людей непосредственно. Для равномерной подачи воздуха через рифленку, его скорость должна превышать 0,5-1 м/с. Вытяжка воздуха из корпуса осуществляется через П - образный аэрационный фонарь, проемы которого перекрываются щитами с вертикальной осью поворота и механическими приводами. Не задуваемость фонаря обеспечивается установкой ветроотражающих листов.

9.2.2 Газоочистка

В последние годы за рубежом и на отечественных заводах широкое применение находят ''сухие'' способы очистки газов о вредных веществ. Особенно хорошо этот способ зарекомендовал себя на электролизерах с обожженными анодами, от которых не выделяются смолистые вещества. На БрАЗе в четвертой серии электролизного цеха №1, смонтирована и проходит пробные испытания ''сухая'' газоочистка. В электролизных цехах БрАЗа удалось, почти полностью дожечь смолистые вещества в горелках собственной конструкции ВСТС.

''Сухие'' методы очистки газов основаны на адсорбции фтористого водорода окисью алюминия (глиноземом), являющейся сырьем для производства алюминия. При этом не требуется регенерации фтора, как в ''мокрой'' газоочистке, работающей на отечественных алюминиевых заводах, оборудованных электролизерами с самообжигающимися анодами.

При ''сухой'' газоочистке уловленные фтористые соединения вместе с глиноземом возвращаются в процесс электролиза. ''Сухая'' газоочистка обеспечивает высокие стабильные степени очистки газов.

В настоящем проекте для очистки электролизных газов принимается ''сухая'' газоочистка. ''Сухая'' схема очистки представляет собой 2^х ступенчатую аппаратно-технологическую схему, включающую:

- 1 ступень (''сухая'') - очистка от фтористого водорода и пыли;

- 2 ступень (''мокрая'') - очистка от диокиси серы и доулавливание фтористого водорода, пыли, оставшихся в газах после 1 ступени очистки.

Отходящие газы от укрытий электролизеров по внутренним и внешним газоходам поступают в реакторы-адсорберы с фонтанирующем слоем адсорбента-глинозема. Реактор-адсорбер представляет собой цилиндрический аппарат с пережимом в центральной части. Газ подается тангенциально под пережимом и выходит в верхней конусной части аппарата. В реакторе над пережимом одновременно подается свежий и рециркулированный глинозем. Количество подаваемого свежего глинозема составляет 50% от общего количества глинозема, поступающего на электролизную серию. Над пережимом, по его горловине проложен коллектор аэрационного воздуха. Подача воздуха на аэрацию производится газодувками. В реакторе происходит процесс химадсорбции фтористого водорода оксидом алюминия:

Al₂O₃ + nHF > Al₂O₃*nHF

После реакторов электролизные газы поступают в рукавные фильтры, где осуществляется разделение твердой и газовой фаз. Рукавные фильтры устанавливаются над реакторами.

Фторированный глинозем осаждается на внешней поверхности рукавов фильтра и периодически сбрасывается с них в бункер, откуда удаляется шнеками. Сбрасывание происходит при помощи импульсов сжатого воздуха, подаваемого компрессорами сверху и снизу внутрь рукава. Сжатый воздух подается осушенным. Для чего в блоке газоочистки предусмотрены установки осушки воздуха. Часть уловленного в фильтрах фтористого глинозема в количестве, равном количеству поступающего свежего глинозема, отводится в силос фторированного глинозема, откуда направляется пневмотранспортом в корпуса электролиза. Остальная часть фторированного глинозема поступает на рециркуляцию в реакторы.

9.2.3 Освещение

Одним из факторов, влияющих на производительность и безопасность труда, является рациональное освещение производственных помещений и рабочих мест. Освещение применяется естественное и искусственное. Равномерное и естественное освещение в корпусе достигается посредством двух рядов оконных проемов, расположенных на высоте с отметкой + 8,4 м и 10,8 м по боковым стенам корпуса, и сверху через аэрационный фонарь.

Выполняемые работы в корпусах относятся к работам 8б разряда, т.е. требующего общего наблюдения за ходом технологического процесса. Коэффициент естественного освещения для данного разряда работы составляет 0,3%.

Для 8б разряда работ норма искусственного освещения составляет 50 люкс. В качестве источника света принимаются ртутные лампы высоковольтного давления. Напряжение в осветительной сети 220В. в корпусах используются светильники прямого света, расположенные на высоте 17 м. Расстояние между светильниками принимается равным шагу колонны, т.е. 6 м. Кроме системы общего освещения применяется система аварийного освещения. Она устанавливается с независимым источником питания или автоматически переключается на него в случае аварии. Система аварийного освещения создается на рабочих местах для продолжения работ освещенность 5% нормы, т.е. 1,5 люкс, что также достаточно для эвакуации людей.

9.2.4 Бытовые помещения

Согласно СНИП 2.09.04-087 электролизер относится к группе производительных процессов.

В бытовых помещениях цеха электролиза алюминия имеются камеры сушки спецодежды, респираторная, прачечная, мастерская по ремонту обуви и спецодежды, ингаляторий и здравпункт.

Основы бытовых помещений составляют:

- гардеробные уличные и домашние одежды;

- гардеробные рабочие одежды;

- душевые комнаты;

- умывальные (кран на 7 чел);

- уборные.

В гардеробной рабочей и чистой одежды устанавливаются шкафы. Гардеробная рассчитана на 300 чел. В цехе 8 гардеробных чистой одежды и 8 гардеробных рабочей одежды.

9.2.5 Мероприятия по борьбе с опасностями технологического процесса

При технологическом обслуживании электролизеров на рабочего воздействует тепловое излучение, нагревая рабочий инструмент до высоких температур. Для защиты от указанных вредных факторов электролизники снабжаются защитной спецодеждой: суконными штанами, валенками и щитком. При непосредственной работе с сыпучими пылеобразующими материалами рабочие пользуются респираторами одноразового пользования типа ''лепесток 200''.

Наиболее важными мероприятиями по борьбе с опасными факторами являются:

- сокращение времени, в течении которого электролизер находится в открытом состоянии, выделяя в окружающую среду большое количество газов;

- не нарушение технологического процесса;

- сокращение времени на гашение анодного эффекта.

Для защиты от пыли и газов на каждом рабочем месте имеются респираторы и промышленные противогазы.

9.3 Техника безопасности

При обслуживании электролизеров работающий персонал в корпусах должен знать причины возможных электропоражений и меры защиты от них. Для этой цели в условиях производства разрабатываются соответствующие правила и инструкции по электробезопасности, обязательные при эксплуатации серий электролизеров. Для обеспечения электробезопасности ведения работ в корпусах электролиза согласно действующим ''Правилам безопасности при производстве глинозема, алюминия, магния, кристаллического кремния и электролитического силумина'', предусматриваются следующие мероприятия:

- полы первого этажа выполняются из асфальтобетона на битумно-щебеночном основании для электроизоляции от земли;

- полы второго этажа выполняются из асфальтобетона по бетонному основанию, нанесенному на железобетонные перекрытия, оклеенные рулонной изоляцией из гидролиза;

- все железобетонные конструкции первого этажа, перекрытия рабочей отметки +0,4м, стены и колонны второго этажа выполняются с защитным слоем бетона поверх арматуры;

- строительные колонны на высоту 3,5 м от рабочей площадки имеют усиленную изоляцию;

- аэрационные проемы первого этажа закрываются сетчатыми заземленными ограждениями с целью предотвращения произвольного попадания людей в это помещение;

- в торцах корпуса выполняются стенки из неэлектропроводных материалов, отделяющие часть первого этажа, в которой расположены катодные кожухи и катодная ошиновка электролизеров, с целью предотвращения произвольного попадания людей;

- катодный кожух электроизолируется от опорных железобетонных конструкций;

- катодная ошиновка электроизолируется от опорных бетонных столбиков;

- обрамление шинных проемов в полу второго этажа на участках опирания стальных плит перекрытия выполняются из сборных брусков, изготовленных из бетона повышенной плотности;

- металлическим плитам перекрытия рабочей площадки придается катодный потенциал соответствующего электролизера;

- трубопроводы сжатого воздуха и вакуум-сети изолируются от строительных конструкций и имеют электроизоляционные разрывы через каждые 40 м;

- газоходы от электролизеров изолируются от строительных конструкций и перед выходом из корпуса имеют электроизоляционные разрывы;

- питание электродвигателей на электролизерах выполняется от силовой сети через разделительные трансформаторы;

- в мостовых и анодных кранах предусматриваются три ступени электроизоляции для защиты от замыкания на ''землю'';

- исключается попадание осадочной и другой влаги в рабочую зону корпуса.

При работе в корпусах электролиза каждый работник должен знать и строго выполнять технологические инструкции, инструкции по технике безопасности и по ремонту оборудования

Все рабочие, вновь поступившие на завод или переведенные с одной работы на другую, должны получить непосредственно на рабочем месте инструктаж по технике безопасности. К самостоятельной работе эти рабочие допускаются после обучения, сдачи экзаменов и получения удостоверения. Все рабочие электролизных цехов не реже двух раз в год должны проходить повторный инструктаж по технике безопасности, безопасным приемам и методам работы. К обслуживанию электролизеров допускаются рабочие, обеспеченные исправной и сухой спецодеждой, спец. обувью и индивидуальными защитными средствами.

Все операции по обработке ванн разрешается выполнять при защите лица спец. щитком, а головы - каской или шляпой.

9.4 Чрезвычайные ситуации

1) Противопожарная профилактика

Электролиз алюминия характеризуется работой с расплавленным металлом при температуре 950 - 970?С. По степени опасности относится к категории ''Г''. При данной категории опасности по пожарной безопасности, при двухэтажном исполнении корпуса и при площади пола 27584=15768 м², принимаем первую степень огнестойкости. В соответствии с этим элементы строительных конструкции приняты со следующими пределами огнестойкости:

- стены из железобетонных панелей 80 мм - RE 30;

- перекрытие из сборных огнеупорных плит 200 мм - RE 30;

- колонны железобетонные 1500500 - R 120.

Для тушения пожара применение воды категорически запрещено из-за наличия токопроводящих частей. В корпусе имеются стенные огнетушители типа ОУ - 5, ОУ - 8, а также предусматривается тушение пожара иеющимися в наличии сырьем: криолитом, глиноземом. Для оповещения о пожаре предусмотрена пожарная связь. Для тушения пожара внутри бытовых помещений предусмотрен внутренний водовод. При категории ''Г'' и первой степени огнестойкости расстояние до выхода не ограниченно.

2) Аварийные ситуации

Наиболее часто встречающейся аварийной ситуацией в электролизных корпусах является прорыв расплава из шахты ванны на отметку +0,0. Прорыв расплава может привести к разрыву тока серии. Кроме того, ели расплав попадет на ошиновку, возможно е расплавление, что приведет к аварийному отключению серии и длительному простою для замены ошиновки. Чтобы избежать этого, при прорыве расплава опускают анод и забивают место прорыва оборотным электролитом с добавками глинозема и фтористого кальция. Одновременно, защищают ошиновку от расплава стальными листами. Если таким образом удалось остановить течь расплава, то ремонт футеровки проводят без отключения электролизера, иначе электролизер отключают на капитальный ремонт.

10. Экономическая часть

10.1 Определение годовой производительности серии (2 корпуса)

Технология производства алюминия требует непрерывной работы основного оборудования - электролизеров, следовательно, рабочее время, связанное с режимом работы серии равна 0. По статистике, время капитального ремонта 1 ванны - 2 суток, текущего 1 сутки в год. Принимая эти данные, в таблице №1 произведем расчет эффективного рабочего времени за год 1 ванны.

Таблица № 10.1

Элементы времени	Дни	Часы
Календарный фонд времени.	365	8760
Нерабочее время, связанное с режимом работы	0	0
Режимный фонд времени.	365	8760
Продолжительность простая в ремонте; в том числе: капитальный текущий:	3 2 1	72 48 24
Эффективный фонд времени за год.	362	8688

Годовая производительность определяется, исходя из часовой производительности ведущего оборудования (электролизеров). Числа его единиц количества часов работы в год по балансу рабочего времени.

Определяем часовую производительность одной ванны по формуле:

Q_час = n * I * E/100000

где:

n - выход по току, %;

I - сила тока, А;

Е - электрохимический эквивалент.

Тогда:

Q_час = 90 * 105000 * 0,3355/100000 = 0,03166тн.

Тогда суточная производительность электролизера:

Q_cут = Q_час * 24

где:

Q_час - производительность электролизера за 1 час.

Q_сут = 0,03166тн * 24 = 0,75984тн.

Годовая производительность корпуса:

П_год = Q_час * А * Т_{эф. об.}

где:

А - количество установленных электролизеров в корпусе.

Т_эф.об. - эффективный фонд времени работы за год.

П_год = 0,03166 * 146 * 362 * 24 = 40159,06тн

Годовая производительность серии:

П_{год.сер.} = П_{год.кор.} * 2

П_{год.сер.} = 40159,06 * 2 = 80318тн.

10.2 Анализ выполнения производственной программы

Для анализа выполнения производственной программы составляем таблицу №10.2 в нее вносятся показатели работы по ОАО БрАЗ за 2002год.

Таблица № 10.2

Анализ выполнения производственной программы.

Показатели	Ед.изм	Индекс	План	Отчет	Процент выполнения%	Абсолютное отклонение
Кол-во ванн: Установлен. В работе Отработанно одной ванной Суточная производительность ванны Сила тока Выход по току Выдано металла	шт шт сут кг кА % тн	А А Т Q I n П	292 290 365 760 105 90 80318	180 178 362 1107 158 87 71331	0,62 0,61 0,99 1,46 1,5 0,96 0,89	-114 -114 +347 -8987

Рассмотрим влияние факторов на выпуск металла:

?П = П_Ф - П_пл = 71331 - 80318 = - 8987тн.

Влияния изменения суточной производительности ванны:

±ДП₁ = (Q_ф - Q_пл) * Т_пл * А_пл = (1107 - 760) * 365 * 292 = 36983тн.

Влияние изменения обработанного одной ванной времени:

±ДП₂ = (Т_ф - Т_п) * Q_ф * А_п = (362 - 365) * 1107 * 290 = -963тн.

Влияние количество ванн в работе:

±ДП₃ = (А_ф - А_п) * Q_ф * Т_ф = (178 - 292) * 1107 * 362 = -45684тн.

Совокупное влияние указанных факторов:

ДП = (±ДП₁)+(±ДП₂)+(±ДП₃) = 36983 + (-963) + (-45684) = -9664тн.

Определяем влияние факторов на изменение суточной производительности ванны, выпуск металла одной ванной в сутки зависит от силы тока и выхода по току.

Общее изменение суточной производительности ванны:

ДQ = Q_ф - Q_пл = 1107 - 760 = 347кг.

Это произошло за счет увеличения тока:

И за счет уменьшения выхода по току:

Совокупное влияние факторов на суточную производительность ванны:

±ДQ = (±ДQ₁) + (±ДQ₂) = 371 + (- 0,242) = 370,758кг.

Вывод.

Рассмотрев два расчета с разными значениями силы тока и выхода по току можно убедиться, что при увеличении этих значений количество вырабатываемой продукции тоже увеличивается. Также при увеличении количества электролизеров в корпусе, увеличивается и трудоёмкость. Но мы снижаем себестоимость алюминия-сырца при снижении силы тока и увеличении выхода по току, чем повышаем рентабельность продукции.

10.3 Организация труда и отдыха

Основная производительная, единица в корпусе электролиза, бригада электролизников. Во главе бригады стоит генеральный бригадир - наиболее опытный и квалифицированный электролизник. Бригада делится на звенья.

Каждым звеном руководит старший электролизник из наиболее квалифицированных.

Электролизеры обслуживаются электролизниками посменно, под руководством сменного мастера. Звено анодчиков входит в состав смены электролизников и непосредственно подчиняется мастеру смены.

Организационно техническое руководство по обслуживанию электролизеров осуществляется старшим мастером корпуса, указание и распоряжения которого обязательны для всех мастеров и рабочих.

10.3.1 Исходные данные для расчета

Условия труда особо вредные.

Продолжительность рабочей смены 8 часов

Организация труда бригадная

Бригада обслуживает 146 электролизеров (292 эл-ров)

Бригада состоит из пяти звеньев (К_зв)

Явочная численность рабочих звена (Ч_яв)

Количество корпусов - 2 шт.

Длительность 1 отпуска - 48 дней

Время больничных - 3 дня

Выполнение гос. Обязанностей - 1 день

Таблица № 10.3

Годовой баланс рабочего времени.

№ п/п	Показатели	Непрерывное производство
1	Календарный фонд рабочего времени	365
2	Число выходных и нерабочих дней согласно графика невыходов	138
3	Номинальный фонд рабочего времени (дн)	227
4	Номинальный фонд рабочего времени (час)	1816
5	Не выходы на работу по причине: -основной, очередной, дополнительный отпуск -болезни -гос. обязанности -итого не выходов	48 3 1 52
6	Эффективный фонд рабочего времени (дн)	175
7	Эффективный фонд рабочего времени (час)	1400
8	Коэффициент списочного состава	1,79

Режим работы бригад:

- начало 1 смены - 23:00;

- начало 2 смены - 7:00;

- начало 3 смены - 15:00.

10.3.2 Расчет численности бригады на корпус

Таблица № 10.4

Численность трудящихся с электролизерами (самообжигающимся анодом). (1 корпуса).

№	Наименование профессии, Должность	Кат. Тр-ся	К-во раб. в смену	Всего яв.численость; Чел.	Коэф. Спис. Сост. Ксп.	Всего спис. сост. Чел.
			I	II	III
Производственный персонал
1	Бригадир электролиз.		-	1	-	1	1,0	1
2	Пом. бригадира		-	4	-	4	1,0	4
3	Электролизник		20	20	20	60	1,79	107
4	Бригадир анодчиков		-	1	-	1	1,0	1
5	Анодчик		5	5	5	15	1,79	27
6	Машинист крана		2	3	2	7	1,79	13
	Итого		27	33	27	88		153
Инженерно - технический персонал
1	Мастер корпуса		-	1	-	1	1,0	1
2	Мастер смены		1	1	1	3	1,79	5
3	Мастер анодного х-ва		-	1	-	1	1,0	1
4	Главный технолог		-	1	-	1	1,0	1
	Итого		1	4	1	6		8
	Всего по корпусу		28	37	28	94		161

В корпусе работает бригада электролизников и анодчиков. Во главе бригады стоит генеральный бригадир, который имеет 4 помощников бригадира, работающих в одну вторую смену.

Бригадир анодчиков работает в одну вторую смену.

а)Расчет численности электролизников:

Численность звена электролизников 20 человек.

Ч_бр.эл. = Ч_зв * К_см = 20 *3 * 1,79 = 107чел.

б) Расчет численности анодчиков:

Численность звена анодчиков 5 человек.

Ч_бр.ан. = Ч_зв * К_см = 5 * 3 * 1,79 = 27чел.

в) Расчет численности крановщиков:

1 смена - 2чел.;

2 смена - 3чел.;

3 смена - 2чел.

Ч_сп.кр = Ч_яв * 1,79 = 7 * 1,79 = 13чел.

Согласно исходным данным численность работников основного состава на корпус равна:

Ч_{осн.сост} = 1 + 4 + 107 + 1 + 27 + 13 = 153чел.

Ч_{осн.сост} = 153 * 2 = 306чел.

Численность вспомогательных рабочих (машинисты технологических машин) рассчитывается укрупнено по отношению к ним основных рабочих.

Ч_{осн.раб сер.}= 306 * 0,8 = 245чел.

Общая численность серии:

Ч_{осн.сост} = 306чел.

Ч_{всп.раб} = 245чел.

Ч_итр = 8 * 2 = 16чел.

Ч_общ. = 306 + 245 + 16 = 567чел.

10.4 Расчет трудоемкости продукции

Полная трудоемкость серии рассчитываются как сумма производственной трудоемкости (Т_пр) и трудоемкости управления (Т_упр).

Т_сер = Т_пр + Т_упр

где:

Т_пр - затраты труда на единицу продукции всех рабочих;

Т_упр - затраты труда на единицу продукции всех ИТР.

Производственная трудоемкость:

Т_пр = Т_тех + Т_обсп

где:

Т_тех - технологическая трудоемкость отражающая затраты труда на единицу продукции рабочих.

где:

Т_эф - эффективный фонд рабочего времени, основного рабочего;

А - планируемый выпуск продукции;

Ч_осн.р - численность списочная основных рабочих.

Т_сер = Т_пр + Т_упр

где:

Т_обсл - трудоемкость обслуживания отражающая затраты труда на единицу продукции.

Тогда производственная трудоемкость рассчитывается по формуле:

Т_пр = Т_тех + Т_обсл =5,3 + 4,2 = 9,5чел/тн.

Трудоемкость управления равна:

Т_сер = Т_пр + Т_упр = 9,5 + 0,32 = 9,82чел*час/тн.

10.5 Организация оплаты труда

Электролизники.

Оплата труда - бригадная сдельно - премиальная. Основана на сдельной расценке за одни отработанные ванна - сутки, определяемой исходя из суммы тарифных ставок членов бригады по явочной численности и устанавливаемой норме обслуживания электролизеров.

Общий месячный заработок бригады рассчитывается путем умножения общебригадной сдельной расценки на количество ванна - суток и распределяется между членами бригады пропорционально отработанному времени и тарифным ставкам в соответствии с квалификацией. Бригадиру за руководство бригадой выплачивается 15% тарифного фонда.

Условия премирования:

а) выход на ванна - сутки (760 кг) - 35%;

б) при производстве высоких сортов (А8, А7, А7Э (50%)) - 30%;

в) при достижении нормы разгерметизации электролизеров (13%) - 10%;

Максимальный размер премии при выполнении 100% всех показателей - 75%.

Анодчики.

Оплата труда - бригадная сдельно - премиальная производится за качественные результаты по выпуску АL сырца.

Условия премирования:

а) выход на ванну - сутки (720 кг) - 30%

б) при производстве высших сортов (А8, А7, А7Э)(50%) - 35%

в) при достижении перепада напряжения шина-штанга (9МВ) - 10%.

Максимальный размер премии при выполнении 100% всех показателей - 75%.

Крановщики.

Расчет сдельного заработка производится умножением ванна - суток на количество ванн в корпусе и количество календарных дней в месяце, с учетом квалификации, в соответствии с тарифными ставками.

Условия премирования:

При выполнении плана на 100% выплачивается премия не выше 30%.

10.5.1 Расчет годового фонда заработной платы основных рабочих

Таблица № 10.5

Тарифные ставки основных рабочих

№	Профессия	Тарифный разряд	Тарифная ставка
1	Генеральный бригадир	6	32,71
2	Помощник бригадира	6	25,64
3	Электролизник	6	22,41
4	Электролизник	5	20,09
5	Электролизник	4	17,2
6	Электролизник	3	15,31
7	Бригадир анодчиков	6	32,71
8	Анодчик	6	22,41
9	Анодчик	5	20,09
10	Крановщик	5	22,73
11	Машинист дымососной	5	22,73

Таблица № 10.6

Распределение численности персонала по профессиональному составу и по квалификации на корпус

№	Профессия	Тариф.раз- -ряд	Яв.числен. чел	Спис.чис. Чел.
1	Бригадир электролизников	6	1	1
2	Помощник бригадира	6	4	4
3 4 5	Электролизник Электролизник Электролизник	6 5 4	30 18 12	53 - 20% 32 - 30% 22 - 20%
6	Бригадир анодчиков	6	1	1
7	Анодчиков	5	15	27
8	Крановщики	5	7	13

10.5.2 Расчет годового фонда зарплаты основных рабочих 1 корпуса

Пример: электролизник 6 разряда.

Расчет выполнен при условии 100% выполнения всех проектируемых технико-экономических показателей. Районный коэффициент - 40%, северные надбавки - 50%.

Система расчета:

1. Тарифный фонд (Т_ф):

Т_ф = Т_ст * Т_эф * Ч_сп = 22,41 * 1400 * 53 = 1662,82т.руб

где:

Т_ст - тарифная ставка, руб/час;

Т_эф - эффективный фонд рабочего времени(1400час);

Ч_сп - списочный состав (чел).

2. Премия 75%:

П_р = Т_ф * 0,75 = 1662,82 * 0,75 = 1247,12 т.р

3. Доплата за работу в ночное время 40%:

Н = Т_ст * Т_эф.н * Ч_сп * 0,4 = 22,41 * 585,6 * 53 * 0,4 = 278,21т.р

где:

Т_эф.н - эффективный фонд работы в 1 смену.(585,6час.)

4. Доплата за работу в вечернее время 20%:

В = Т_сп * Т_эф.в * Ч_сп* 0,2 = 22,41 * 585,6 * 53 * 0,2 = 139,11т.р

5. Доплата за работу в праздничные дни:

П_р = Т_ст * число пр. дн. * 24 * Ч_яв = 22,41 * 11 * 24 * 30 = 177,49т.р

6. Доплата бригадирских 15%.

Б_р = Т_ф * 0,15

7. Основной фонд заработной платы:

ФЗП_осн. = Т_ф + П_р + Н + В + П_р + Б_р = 1662,82 + 1247,12 + 278,21 + 139,1 + 177,49 = 3504,75 т.р

8. Оплата отпуска:

ОТ = ФЗП_осн * Т_от / Т_эф = 3504,75 * 48/175 = 960,3 т.р

9. Оплата выполнения гос. обязанностей:

ГО = ФЗП_осн * Т_го / Т_эф = 3504,75 * 1 / 175 = 19,98 т.р

10. Оплата за выслугу лет:

ВЛ = Т_ф * 0,5 = 1662,82 * 0,5 = 831,41т.р

11. Дополнительный фонд заработной платы:

ФЗП_доп = ОТ + ГО + ВЛ = 960,3 + 19,98 + 831,41= 1811,69 т.р

12. Общий фонд заработной платы:

ФЗП_общ = (ФЗП_осн * ФЗП_доп) * 1,9 = 3504,75 * 1811,69 т.р

13. Среднемесячная зарплата одного среднесписочного рабочего с учетом северных надбавок и районного коэффициента.

СЗП = ФЗП_общ / 12 * Ч_сп = 1811,69 / 12 * 153 = 15882,5руб.

10.5.3 Расчет годового фонда заработной платы вспомогательных рабочих

Оплата труда повременно премиальная. Премия выплачивается за индивидуальные результаты работы по следующим показателям:

-выполнение и перевыполнение показателей плана серии.

-повышение производительности труда.

По данным ОАО БрАЗа среднемесячная зарплата одного среднесписочного вспомогательного рабочего составляет 9 т.р.

9000 * 245 * 12 = 26460 т.р.

10.5.4 Расчет годового фонда зарплаты специалистов

Оплата труда ИТР производится согласно штатно должностного оклада, кроме того предусмотрены дополнительные выплаты:

-за квалификацию

-за деловые качества

-за работу в ночное время

-за работу в вечернее время

-праздничные дни для сменных мастеров

-выслуга лет

Выплачивается текущая премия по итогам года за перевыполнение плана из фонда прибыли. По данным БрАЗа среднемесячная заработная плата специалиста 20 т.р.

20000 * 16 * 12 = 3840000 ~ 3840т.р.

10.6 Расчет себестоимости алюминия сырца

10.6.1 Расчеты капитальных затрат

Капитальные затраты определенны на основе цен узлов электролизеров (данные ОАО БрАЗ).

Таблица № 10.7

Стоимость одного электролизера

№ п/п	Наименование затрат	Электролизер 100 - 130кА
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13	Катодный кожух Футеровка Анодная рама Механизм подъема анода: -основной -вспомогательный Секция АПГ Зажимы для штыря Анодная ошиновка Катодная ошиновка Штыри Газосборный колокол Горелки	164502 174066 27018 57200 54800 27840 40 - 500 46740 107502 40 - 800 7200 5400
	Итого	753568

Таблица № 10.8

Стоимость одного корпуса

№ п/п	Наименование затрат	Стоимость корпуса в т.р.
1 2 3 4 5 6 7 8	Электролизеры Перекрытие шинных проемов Технологическое оборудование и инстр. Общекорпусная катодная ошиновка Электротехнические работы по корпусу Строительная часть корпуса Пневмотранспорт. Газоочистка (сухая)	110020,92 19,45 28363,68 293,3 3405,83 53931,45 13577,5 22418,6
	Итого	232030,73

10.6.2 Капитальное вложение и сумма амортизационных отчислений

Таблица № 10.9

Капитальные вложения на серию

№ п/п	Состав капитальных вложений	Стоимость серии в т.р
1 2 3	Корпуса электролиза Пневмотранспорт Газоочистка	392069,26 27155 44837,2
	Итого	464061,46

Для расчета суммы амортизационных отчислений от капитальных затрат, делаем разбивку на группы «Здания и сооружения», «оборудование».

Согласно статистическим данным ОАО БрАЗ.

1. Корпуса электролиза.

«Здания и сооружения»

а) перекрытие шинных проемов - 38,9 т.р.

б) общекорпусная катодная ошиновка - 586,6 т.р.

в) электротехнические работы 64% - 4359,46 т.р.

г) строительная часть - 107862,9 т.р.

Итого: 112847,86 т.р.

«Оборудование»

а) электролизеры - 220041,84 т.р.

б) технологическое оборудование и инструменты - 56 727,36 т.р.

в) электротехнические работы 36% - 2452,2 т.р.

Итого: 279221,4 т.р.

2. Пневмотранспорт.

а) здания и сооружения 72% - 19551,6 т.р.

б) оборудования 28% - 7603,4 т.р.

Итого: 27155 т.р.

3. Газоочистка «сухая».

а) здания и сооружения 72% - 32282,78 т.р.

б) оборудование 28% - 12554,42 т.р.

Итого: 44837,2 т.р.

Таблица № 10.10

Расчет суммы амортизационных отчислений

№ п/п	Состав капитальных вложений	Стоимость серии	Амортизация
			Ср. норма	Сумма т.р
I. Здания и сооружения
1 2 3	Корпус электролиза Пневмотранспорт Газоочистка	112847,86 19551,6 32282,78	1,8 3,0 2,0	2031,26 586,548 645,656
	Итого по п. I	164682,24		3263,464
II. Оборудования
1 2 3	Корпус электролиза Пневмотранспорт Газоочистка	279221,4 7603,4 12554,42	6,3 6,0 5,6	17590,948 456,204 703,048
	Итого по п. II	299379,22		18750,2
	Всего по I и II	464061,46		22013,664

Расчет смет и затрат по содержанию эксплуатации оборудования и сметы затрат по содержанию зданий и сооружений

Таблица № 10.11

Сметы затрат по содержанию и эксплуатации оборудования

№ п/п	Статьи затрат	Пояснения	Серия с уст. эл-ров с СА.
			Год.сум. Т.р	Сум. 1тн Руб.
1 2 3 4	Амортизация оборуд. Затраты на содержание и эксплуатацию оборуд Зар.плата вспомогат. рабочих Отчисления на соц. Нужды	50% от амортизации 39% от ФОТ	18750,2 9375,1 26460 10319,4	233,45 116,72 329,44 128,48
	Итого:		64904,17	808,09
5	Прочие затраты	10% от итого	6490,47	80,81
	Всего:		71395,17	888,9

Таблица № 10.12

Смета затрат на содержание зданий и сооружений

№ п/п	Статьи затрат	Пояснения	Серия с уст. Эл-ров с СА.
			Год.сум. Т.р	Сум. 1тн Руб.
1 2 3 4 5	Зар.плата специалистов Отчисления на соц.нужды Амортизация здании и сооружений Затраты на содержание зданий и сооружений Расходы на охрану труда	39% от ФОТ 70% от амортизации 5% от ФОТ	3840 1497,6 3263,46 2284,42 114,22	47,81 18,64 40,63 28,44 1,42
	Итого:		10999,7	136,94
6	Прочие затраты	20% от итого	2199,94	27,388
	Всего :		13199,64	164,328

Таблица № 10.13

Калькуляция себестоимости производства алюминия сырца, на серию электролизеров СОА

Статьи затрат	Ед. Из.	На единицу продукции	На весь выпуск
		Цена руб	Расходн Коэф.	Сумма руб	Кол - во	Сумма т.руб
1	2	3	4	5	6	7
Ст1. Сырье и основные материалы. глинозем анод.масса(сухая) криолит смеш. криолит свеж. фтористый Al Итого: Вспомогательные материалы: попутный пр-кт (пена) шест гасильн. Итого по ст1: Ст2 Энергетич. затраты: - технологическая - эл. Энергия - силовая эл.энергия - сжатый воздух итого по ст2: Ст3 Зар.плата осн.рабочих. Ст4 Отчисления на социальные нужды 39%. Ст5 Расходы на содержания и эксплуотации оборудования. Ст6 Расходы на содержание здании и сооружений Цеховая с/с: Ст7 Общезаводские расходы(12% от цеховой с/с) производств.с/с Ст8 Внепроизводственые расходы (2% от производ.%)	Тн Тн Тн Тн Тн Тн Шт К/вт Т.м3 Т.р	9268 4141 5440 18750 19623 1800 3 261,95 255,02 52,73	492 0,525 0,043 0,002 0,034 -0,052 0,95 15,764 0,108 0,109	17794,56 2174,025 233,92 37,5 667,182 20907,19 -99,6 2,85 20816,44 4129,38 27,542 5,7476 4162,669 686,6 267,77 889 164,34 31149,49 3737,94 34887,43 697,749	154210,56 42166,95 3453,67 160,636 2730,81 -4176,54 76302,1 1266132,9 8674,34 8754,66	1429223,4 174613,33 1878,96 3011,93 53586,68 1679223,1 -7517,77 228,9 1671934,3 331663,51 2212,13 461,63 334337,27 55144,92 21506,52 71395,17 13199,64 2501855 300222,6 2802077,6 6041,6
Полная с/с:				35585,2		2858119,2

Сводная таблица технико-экономических показателей

№ п/п	Наименование показателей	Ед.измерения	Величина показател.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	Годовой выпуск продукции Численность работающих рабочих ИТР Выработка продукции на одного работающего на одного рабочего Фонд оплаты труда всего персонала рабочих ИТР Среднегодовая заработная плата На одного работающего на одного рабочего Среднемесячная зарплата на одного работающего на одного рабочего Полная себестоимость 1тн. Al - сырца. На весь объема продукции Цена 1тн. AL - сырца Прибыль (Ц - с/с) 1тонна Al - сырца на весь объем продукции Рентабельность Рпр. = Прибыль/себестоимость*100%	Тн. Чел Чел Тн/чел Тн/чел Тыс.руб Т.руб Т.руб Руб Т.руб Руб Руб Руб %	80318 567 551 141,65 145,77 294217 290377 3840 518,9 527 43,24 43,9 35585,2 2858119,2 41540 5954,8 478290,5 16,73

Выводы

алюминий электролизер технологический баланс

Чистый алюминий применяется в электротехнической промышленности для изготовления проводов и кабеля, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей. В силу большой коррозионной стойкости он широко применяется в химическом машиностроении, для изготовления бытовых приборов, в пищевой промышленности для хранения пищевых продуктов.

Алюминий сплавы - литейные и деформируемые - также находят широкое применение в различных областях техники, главным образом в авиастроении автомобильном, транспортном машиностроении, в промышленном и гражданском строительстве.

Все большее значение приобретает спеченые алюминиевые порошки и сплавы. Широкое распространение получили алюминиевые сплавы с добавкой лития, обладающие пониженной прочностью и повышенной пластичностью, а также сплавы, полученные с применением высоких скоростей затвердевания.

Основоположником электролитического способа производства алюминия является француз Поль Эру и американец Чарльз Холл. В 1886 г они независимо друг от друга - один во Франции, а другой в США - подали почти аналогичные патенты на способ получение алюминия электролизом глинозема, растворенного в расплавленном криолите.

В настоящее время в СНГ 20% алюминия выпускается на устаревших электролизеров с боковым токоподводом,60% электролизеров с верхним токоподводом и только 205 на современных ваннах с обоженными анодами на силу тока 160, 175 и 225 кА.

Проблемы по защите окружающей природной среды, улучшений условий труда, повышению технико-экономических показателей работы определяет необходимость модернизации и реконструкции основной части алюминиевых заводов Росси.

Вновь строящиеся алюминиевые заводы, как правило, оснащаются современными электролизерами с обоженным анодом большой мощности, которые благодаря использования системы автоматического питания глиноземом, укрытий электролизеров, эффективной газоочистки и компьютерному управлению прессом электролиза достигают минимальных выбросов вредных веществ в атмосферу. Старые алюминиевые заводы, не обеспечивающие соответствие уровня технологического ожесточающимся требованиям по выбросам вредных веществ, вынуждены или закрываться или подвергаться модернизации.

Наибольшей эффект достигается при коренной реконструкции серий электролиза, заключается в переходе с технологии Содерберга на технологию предварительно обоженного анода. При этом применяются электролизеры большой мощности с центральной автоматической загрузкой глинозема, и газоочистными системами сухого типа.

Генеральным направлением в развитии отечественной алюминиевой промышленности остается оставаться применение автоматизированного электролизера с предварительно обоженными анодами, как более экологически чистого и требующего на производстве алюминия меньшего расхода электроэнергии. Электролизеры с обоженными анодами будут использоваться и при реконструкции устаревших предприятий.

Совместно с фирмой “Lurgy” компания “VAW” разработана схема очистки анодных газов, которая позволяет направлять глинозем, использованный в системе газоочистки, в производстве алюминия без ухудшения сортности товарного металла. С этой целью на первой стадии газоочистки устанавливается электрофильтр, который улавливает твердые вещества из отходящих технологических газов, содержащие соединение вредных примесей железа, ванадия, фосфора, а также смолу коксования анодов.

Список литературы

1. Борисоглебский Ю.В. Расчет и проектирование алюминиевых электролизеров - А; ЛПЦ, 1981.

2. Терентьев В.Г., Школьников Р.М., Гринберг И.С., Зельберг Б.И., Чалых В.И. Производство алюминия - И; Папирус - АРТ, 1998.

3. Костюков А.А., Киль И.Г., Никифоров В.П. и др. Справочник металлурга цветных металлов. Производство алюминия - Металлургия, 1971.

4. Криворученко В.В., Коробов М.А. Тепловые и энергетические балансы алюминиевых и магниевых электролизеров - М; Металлургия, 1974.

5. Борисоглебский Ю.В., Галевский Г.В., Кулагин Н.М., Сиразутдинов Г.А. - 2-е изд - Новосибирск; Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000.

6. Ветюков М.М., Цыплаков Н.М., Школьников С.Н. Электрометаллургия алюминия и магния, 1987.

7. Михеев М.А., Михеев И.М. Основы теплопередачи - М; Энергия, 1977.

8. Троицкий И.А., Железнов В.А. Металлургия алюминия - М; Металлургия, 1984.

9. Коркунов А.И. Механизация производственных процессов на алюминиевых заводах - М; Металлургия, 1984.

10. Оверин Б.А. Электробезопасность в электролизных установках - М; Металлургия, 1986.

11. Галевский Г.В., Кулагин Н.М., Минцин М.Я. Экология и утилизация отходов в производстве алюминия. - Новосибирск; Наука. Сиб. отделение, 1997.

12. Экономика предприятия. Профессор В.Я. Горфинкель, профессор Е.М. Купряков. Издательское объединение ''Юнити''. Москва ''Банки и биржи''. 1996.

13. Современная экономика. Научный редактор: профессор Мамедов О.Ю. Издательство ''Феникс''. Ростов-на-Дону 1995 г.

Размещено на Allbest.ru