UMK_БГУ


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.


2




Учебно
-
методический комплекс по курсу


«
Производственные технологии
»


Электронный учебно
-
методический комплекс (УМК) по учебной
дисциплине «
Производственные технологии
» создан в соответствии с
требованиями

Положения об учебно
-
методическом комплексе
на уровне
высшего образования

и предназначе
н для студентов специальности
«
М
ировая экономика». Содержание разделов УМК соответствует
образовательным стандартам данной специальности, структуре и тематике
учебной программы по дисциплине «
Производственные технологии
».

Главная цель УМК


оказание методической помощи студентам в
сист
ематизации учебного материала в процессе подготовки к итоговой
аттестации по курсу «
Производственные технологии
». Отличительной
особенностью данного комплекса
является его профильная направленность,
учитывающая особенности специальности «Мировая экономика»
.

Структура УМК включает:

1.
Учебно
-
программные материалы

(разделы: организационно
-
методический
,

содержание учебного материала
),

включающие
примерный
тематический план дисциплины,
содержание
рабочей
программы по курсу
«
Производственные технологии
»,
планы
се
минарских занятий для
самостоятельной подготовки студентов.


2.

Учебно
-
методическое обеспечение

дисциплины

(
конспект лекций

по

вопросам
курса «
Производственные технологии
», вопросы для подготовки
к зачету по дисциплине, задания, тесты, вопросы для с
амоконтроля, тематика
рефератов и докладов, список литературы)
. Материал может быть
использован для самостоятельной подготовки студентов к лекциям и
практическим занятиям.


3.
Учебно
-
практические указания по самостоятельной работе студентов,
подготовке

к семинарским занятиям, выполнению контрольных заданий,
тестов,
подготовке рефератов и докладов.


4.
Форма контроля по дисциплине
«
Производственные технологии»
(
систем
а


контроля и оценки знаний студентов
).


5.
Справочные материалы, включающие о
тдельные положения
нормативно
-
правовых актов Республики Беларусь, регу
лирующих
экономические процессы, п
рограммно
-
планирующую документацию
воспитательной работы БГУ.


Содержание и структура УМК рассмотрена и одобрена на заседании кафедры
международных экон
омических отношений
ФМО

(п
ротокол №

10

от

22.05.12

г.)



3


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСК
А



Программа курса «Производственные технологии» предназначена для
технол
о
гической подготовки экономистов широкого профиля.

Целью преподавания дисциплины является формирование у

студентов
технологич
е
ского мышления, обобщающего представления о технологиях
как об объектах, обл
а
дающих общими закономерностями возникновения,
функционирования и ра
з
вития и определяющих эффективность производства
и конкурентоспособность проду
к
ции в услов
иях рыночной экономики.

Задачами изучения дисциплины является: ознакомление студентов с
пр
о
грессивными направлениями развития технологических процессов и их
систем, с базовыми технологиями производственных процессов, с общими
закономерностями формирования,

функционирования и развития
технологических процессов и их систем, с основными напра
в
лениями
научно
-
технического прогресса; выработка навыков оце
н
ки и анализа
технико
-
экономической эффективности технологических процессов и новой
техники, выполнения элемен
тарных и технико
-
экономических расчетов с
уч
е
том ресурсо
-

и энергосбережения, правильного решения технологических,
экономических, экологических и социальных в
о
просов.

В результате изучения дисциплины студент должен

знать:

-

место технологии как базового зв
ена производства в современном
обществе и ее роль в развитии экономики;

-

общие закономерности формирования, функционирования и развития
технологических процессов и их систем;

-

технологические основы важнейших производств, в том числе для
Республики Бела
русь;

уметь
:

-

использовать категории курса, технологическую терминологию и
понятия, теорию технологического развития производства в своей
практической деятельности;

-

проводить технико
-
экономическую оценку технологических
процессов;

-

рассчитывать показат
ели производительности труда, уровня
технологии, технологической вооруженности и использовать их для оценки
качества производства.

Дисциплина изучается студентами на 1 курсе. Для ее усвоения
необх
о
димо достаточно хорошее знание дисциплин программы средней

школы, особенно ф
и
зики, химии и математики.



4



Распределение часов согласно стандарту и учебному плану для
дисциплины «
Производственные технологии
» специальности 1
-
25 01 03
«Мировая экономика»




n/n

Название

дисциплины

Распределение по
семестрам

экз. зач. к/р

Количество часов

Всего Лекции

Семинар.
Лабор.

КСР

ауд.


Производственные

технологии


1




68

34

8


24 2













































5


РАЗДЕЛ 1.

ОРГАНИЗАЦИОННО
-
МЕТОД
ИЧЕСКИЙ

ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН






п/п


Наименование разделов, тем

Количество часов

Аудиторные

Самост.

работа

Лекции

Практич.,
семинар.

Лаб.
занят.

КСР


Раздел 1. Технологические
процессы и закономерности
их развития

12

2

2




Тема 1.1. Введ
ение в
производственные технологии

4






Тема 1.2. Общая
характеристика и анализ
технологических процессов

2






Тема 1.3. Закономерности
развития те
х
нологических
процессов и их систем

2






Тема 1.4. Технологическая и
экономич
е
ская эффективность
про
изводства

4

2

2




Раздел 2. Важнейшие
технологические системы
производства

22

6

22

1



Тема 2.1. Сырьевая и
энергетическая база
производства

4


4




Тема 2.2. Металлы и сплавы в
машин
о
строении

2

2

2




Тема 2.3. Основы технологии
металлу
р
гического
про
изводства

4

2

4




Тема 2.4. Основы технологии
машин
о
строительного
производства

4

2

6




Тема 2.5. Основы технологии
химич
е
ских производств

4


4




Тема 2.6. Основы технологии
строител
ь
ного производства

4


2




Тема 2.7. Основы технологии
легкой промыш
ленности




0,5



6


Тема 2.8.Основы технологии
пищевой промышленности




0,5





Раздел 3. Прогрессивные
технологии в современном
производстве




1



Тема 3.1. Прогрессивные
технологии а
в
томатизации
производства




0,5



Тема 3.2. Прогрессивные
технологи
и производства и
обработки новых
конс
т
рукционных материалов и
изделий




0,5



































7


РАЗДЕЛ 2.

СОДЕРЖАНИЕ
УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА



Раздел 1. Технологические процессы и закономерности их развития

Тема 1.1. Введение в производственные

технологии

1.Роль технологии в современном прои
з
водстве.

2.Понятие технологии и отрасли промышленности, их взаимосвязь. 3.Классификация
отраслей промышленности по о
с
новным признакам.

4
.
Отраслевая структура промышленности Респу
б
лики Беларусь.

5. Характ
е
рис
тика промышленного комплекса РБ. Перспективные направления развития
отраслей промышле
н
ности РБ.

Тема 1.2. Общая характеристика и анализ технологических процессов

1.Типы производства, их основные признаки, характ
е
ристика и эффективность.

2.Понятие о произво
дственном и технологическом процессах. Структура
производственного процесса. Значение и назначение технологич
е
ских процессов.

3. Виды технологической документ
а
ции.

4
.
Структура технологического процесса и характеристика его элементов.



5. Классификация те
хнологических пр
о
цессов. Их характеристика, оценка
эффективности, области применения.

6.Основные параметры технологических процессов, их роль для
сравнительной характеристики ТП.

Тема 1.3. Закономерности развития те
х
нологических процессов и их
систем

1.Вар
ианты динамики удельных трудовых затрат при реализации
технологических проце
с
сов. Их влияние на эффективность технологических
процессов.

2.Оптимальное с
о
отношение трудозатрат. Технологическая вооруженность.

3.Основные направления развития те
х
нологических
процессов. Способы
интенсификации вспомогательных действий при реализации эволюционного
пути развития. Технические решения р
е
волюционного типа.


Тема 1.4. Технологическая и экономич
е
ская эффективность
производства

1.Типизация технологических процессов мног
оотраслевого промышленного
производс
т
ва.

2 Научно
-
технический прогресс, его о
с
новные формы и направления.

3.Важнейшие технико
-
экономические показатели производства. Виды и
структура себестоимости продукции, пути ее снижения. Качество продукции,
его основ
ные показатели.


4.

Новая техника и технология. Основные признаки и классификация.
Показатели техн
и
ческого уровня и эффективности новой техники и
технологии.

Раздел 2. Важнейшие технологические системы производства


8

Тема 2.1. Сырьевая и энергетическая база
производства

1.Классификация и виды промышле
н
ного сырья. Основные виды
минерального сырья, области его примен
е
ния.

2.Горючее сырье, его классификация и основные показатели. Условное
топл
и
во.

3.Методы технологической подготовки пр
о
мышленного сырья.

4. Основ
ные тенденции в решении сырь
е
вой проблемы. Роль малоотходных
и безотходных технологий, комплексное использов
а
ние сырья.

5.Вода в промышленности. Показатели качества воды. Промышленная
водоподготовка

6.О
с
новные источники и виды энергии, применяемые в народн
ом хозяйстве.
Рациональное использование энергии.

Тема 2.2. Металлы и сплавы в машин
о
строении

1.Свойства конструкционных материалов, мет
о
ды их оценки.

2
.
Классификация металлов и сплавов.

3. Характеристика и маркировка чугуна, стали и спл
а
вов цветных металл
ов

4.Коррозия металлов и спл
а
вов.

Тема 2.3. Основы технологии металлу
р
гического производства

Производство чугуна.

1.Исходные м
а
териалы и их подготовка. Устройство и работа доменной печи.

2.Продукты доменной плавки, их и
с
пользование.

3.Способы интенсификац
ии доменного процесса.

4.Технико
-
экономические показатели доменной плавки.

5
.

Способы пр
я
мого получения железа из руд.

Производство стали

1.Кислородно
-
конвертный процесс. Интенсификация кислородно
-
конвертного процесса.

2. Конвертные процессы с до
н
ным дутье
м.

3. Мартеновское производство стали.

4. Выплавка стали в электропечах.

5.Технико
-
экономические показатели различных способов пр
о
изводства
стали.

6.Металлургические методы повышения качества стали.

Металлургия цветных металлов.

1. Производство меди. Обога
щение медных руд, выплавка черновой меди и
ее рафиниров
а
ние. 2.Свойства и применение меди.

3.Производство алюминия. Сырье и полуфабрикаты. Технология
производства алюминия методом эле
к
тролиза расплава глинозема в
криолите.

4. Способы рафинирования, свойств
а и применение алюминия.

Тема 2.4. Основы технологии машин
о
строительного производства

1.Технология литейного производства. Сравнительная эффективность
способов л
и
тья.

2.Технология порошковой металлургии. Ее эффективность.


9


3.Технология обработки металлов д
авлением. Способы обработки мета
л
лов
давлением, их характеристика и сравнительная технико
-
экономическая
э
ф
фективность.

4.Технология получения неразъемных и разъе
м
ных соединений.
Классификация, основы технологии и применение способов сварки
плавл
е
нием и дав
лением. Их эффективность.

5.

Технология обработки материалов р
е
занием. Характеристика процесса.
Показатели качества и точности механической обработки. Технология
основных способов обр
а
ботки материалов резанием.

6. Термическая и химико
-
термическая обработка

металлических изделий;
технологические разновидн
о
сти, назначение, применение, технико
-
экономическая оценка.


Тема 2.5. Основы технологии химич
е
ских производств

1.Роль химической технологии в промышленном производстве. Виды
химической пр
о
дукции.

2. Химико
-
технологические процессы и их классификация.

3.Основные направления интенсиф
и
кации химико
-
технологических
процессов.

4.Свойства, применение и технология получения серной к
и
слоты, аммиака и
азотной кислоты.

5.Роль, классификация и технологические осн
о
вы про
изводства
минеральных удобрений, их технико
-
экономическая оценка и особенности
применения.

6.Основы технологии переработки топлив.

7.Технология производства полиме
р
ных материалов и изделий из них.
Технико
-
экономическая эффективность их производства. и при
менения

8.Прогрессивные химико
-
технологические процессы

Биохимические процессы в промышленности.

Процессы бр
о
жения, микробиологического синтеза, биологическая очистка
сточных вод
.


Тема 2.6. Основы технологии строител
ь
ного производства

1.Классификация и св
ойства строител
ь
ных мате
-
риалов и изделий.
Природные каменные материалы.

2.Классификация и основные показатели вяжущих веществ.

3. Производство портландцемента мокрым и сухим способом, их
сравнительная эффективность.

4.Новые технологии производства портлан
дце
-
мента. Его применение и
разновидн
о
сти.

5. Характеристика и применение строительных материалов и изделий на
основе портлан
д
цемента.

6.Технология и организация производства сборных изделий на основе
портландцемента.


10

7.Технология производства строительно
й извести и гипса, материалов и
изделий на их основе.

8.Изготовление асбестоцементных изделий.

9.Керамические строительные материалы. Классиф
и
кация, технология и
технико
-
экономическая оценка.

10.Производство строительных изделий из стекла.

Тема 2.7. Осно
вы технологии легкой промышленности

Тема 2.8.Основы технологии пищевой промышленности

Раздел 3. Прогрессивные технологии в современном производстве

Тема 3.1. Прогрессивные технологии а
в
томатизации производства
.

Тема 3.2. Прогрессивные технологии производст
ва и обработки новых
конс
т
рукционных материалов и изделий
.





Перечень расчетно
-
аналитических лабораторных работ

1. Расчетные технико
-
экономические показатели технического уровня и
эффективности новой техники и технологии.

2. Влияние технологической по
дготовки различных видов промышленного
сырья на повышение эффективности и уровня безотходности
технологических процессов. Расчетная оценка эффективности обогащения
сырья.

3. Методики оценки механических, физических, технологических и
эксплуатационных св
ойств конструкционных материалов.

4. Основы нормирования расхода металла в заготовительном производстве и
технико
-
экономическое обоснование выбора заготовки в машиностроении.

5. Технико
-
экономическое обоснование выбора способа производства
отливок.

6. Ра
счетная оценка и анализ уровня технологии механообрабатывающего
производства.

7. Расчет эффективности химической переработки сырья.















11




РАЗДЕЛ 3.


УЧЕБНО
-
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ




1.ВВЕДЕНИЕ В ПРОИЗВО
ДСТВЕННЫЕ ТЕХ
НОЛОГИИ


1.1.Роль технологии в современном производстве



В условиях рыночной экономики большое значение имеет
конкурентоспособность продукции и эффективность производства.
Здесь главную роль играет технология пр
оизводства, которая рассматривает
все способы и приѐмы переработки сырья для получения максимального
количества и качества продукции при минимальных затратах.


Технология как наука о способах и методах переработки сырья в
готовое изделие (продукт или полуп
родукт) возникла в связи с развитием
промышленного производства продукции в больших объѐмах. В настоящее
время технология промышленного производства является самостоятельной
отраслью знаний с накопленным обширным теоретическим и опытным
материалом. Из опис
ательной она превратилась в точную науку,
использующую основные положения физики, химии, механики,
теплотехники, кибернетики, экономики, организации и планирования
производства, а также крупнейшие открытия, изобретения и передовой
мировой опыт.


Широкое ис
пользование научных достижений в технологии
промышленного производства и внедрение достижений научно
-
технического
прогресса позволяет создавать наиболее рациональные производственные
процессы и совершенствовать организацию производства. Это обеспечивает
со
кращение затрат тяжѐлого труда и повышение его производительности.
Поэтому высокий уровень технологии производства обеспечивает высокое
качество и низкую себестоимость продукции при достаточно большом
объеме ее выпуска, что в конечном итоге оказы
вает решающее влияние на
высокую конкурентоспособность и рентабельность продукции и
производства. Технология промышленного производства играет также особо
важную роль в ускорении научно
-
технического прогресса.

Таким образом, технология промышленного произ
водства является основой
эффективности производства, что предопределяет эффективность экономики
в целом. Следовательно, уровень технологии промышленного производства
определяет уровень экономики. Уровень экономики страны в свою очередь
определяет междунаро
дный статус государства. Знание основ технологии

12

промышленного производства даѐт экономистам ключ к более полному
анализу и повышению эффективности хозяйственной деятельности
предприятий, отраслей и всей промышленности в целом.


1.2.Понятие технологии и о
трасли промышленности


В переводе с греческого «техно»


мастерство, искусство; «логос»


наука,
учение. Следовательно, дословно «технология»


наука о мастерстве.
Технология



это совокупность знаний о способах и средствах проведения
производственных
процессов с целью переработки продуктов природы в
готовую продукцию (предметов потребления и средств производства).

Технология раскрывает также последовательность процесса изменения
состояния, свойств и формы предмета труда при изготовлении продукции.

Поэт
ому можно сказать, что технология
-

это логика производства, которая
раскрывает суть, способы и последовательность получения из исходного
сырья материалов, полуфабрикатов и изделий с заданными свойствами и
параметрами.

Разнообразие производств обусловливае
т и разнообразие видов технологии.
Разработка технологии осуществляется в основном по отраслям производства
(технология машиностроения, приборостроения, строительного
производства, химических производств и т.д.). Поэтому технология
промышленного производст
ва определяется особенностями отраслей
промышленности.

Основным и обязательным признаком промышленной отрасли является
применение
в основном производстве

единых типовых методов обработки
исходного сырья и материалов.

Отрасль промышленности

представляет со
бой совокупность предприятий,
характеризующихся сходством перерабатываемого сырья, технологических
процессов, экономического назначения производимой продукции и
общностью и профессиональных кадров. Обычно отрасль включает головной
научно
-
исследовательский
институт, несколько проектно
-
конструкторских
организаций и десятки производственных предприятий и объединений.
Объединение нескольких специализированных отраслей промышленности
представляет собой комплексную отрасль или межотраслевой комплекс
(машинострое
ние, черная металлургия, электро
-

и теплоэнергетика и т.д.).

Каждая отрасль имеет свои специфические особенности производства,
организации и экономики.


1.3.Классификация отраслей промышленности


В экономике все отрасли подразделяются по следующим основным

признакам:

1. По экономическому назначению выпускаемой продукции:


13

а) группа А, включающая отрасли, изготавливающие средства производства
(ведущие отрасли тяжелой промышленности


металлургия, машиностроение
и др.);

б) группа Б, включающая отрасли, произво
дящие предметы потребления
(лѐгкая, пищевая, текстильная, обувная и др.).

В Республике Беларусь доля производства средств производства (группа А)
составляет около 56 %.

2. По характеру воздействия на предмет труда:

а) добывающие;

б) обрабатывающие.

Первые

заняты добычей и заготовкой природного сырья. Это угольная,
торфяная, лесозаготовительная, нефтедобывающая и др. отрасли, где не
происходят изменения свойств предметов труда (процесс добычи и заготовки
ограничивается лишь извлечением сырья из природной с
реды).

Обрабатывающие отрасли промышленности заняты переработкой этого
сырья и сельскохозяйственной продукции. При этом предмет труда (сырой
материал) изменяет свои свойства или форму

3. По функциональному назначению продукции:

а) отрасли, производящие

промежуточную продукцию (полуфабрикаты,
служащие в дальнейшем предметом труда);

б) отрасли, производящие конечную продукцию (предметы потребления и
средства труда).

Доля промежуточной продукции в РБ составляет около 60% от общего
объѐма продукции. Это отр
ицательно сказывается на развитии экономики
страны, т.к. валовой внутренний продукт определяется по количеству
конечной продукции.



1.4.Отраслевая структура экономики Республики Беларусь



Отраслевая структура



это соотношение между отде
льными отраслями
народного хозяйства страны. Основным еѐ количественным показателем
является доля производства отрасли в объѐме валового внутреннего продукта
(ВВП


это количество конечной продукции в денежном выражении,
выпущенной страной за год).

В наше
й стране основная доля в производстве ВВП принадлежит про
-
мышленности


27,4%. На долю сельского хозяйства приходится 3,2%,
на долю строительства


6,0%, на долю транспорта и связи


11,1%; на
другие отрасли материальной сферы


16,0%, на производство усл
уг


26,3%. Для сравнения в США на долю промышленности в ВВП
приходится 24 %, сельского хозяйства


2%, строительства


5%,
транспорта и связи


6%, торговли


16% и сферы услуг


47 %.

Таким образом, в отраслевой структуре экономики республики наибольший
удельный вес принадлежит промышленности. Кроме того, эта отрасль
практически определя
ет и весь внешнеторговый оборот республики, так как
доля промышленности во внешней торговле составляет более 90 %.

14

Промышленность производит также орудия труда для всех

отраслей
народного хозяйства и определяет поэтому технический уровень всех
отраслей и эффективность их производства.

Промышленный комплекс Республики Беларусь

включает более 150
отраслей, насчитывающих около 1,6 тыс. объединений и предприятий.


По удел
ьному весу отдельных отраслевых комплексов структура
промышленности Республики Беларусь следующая:


1.Машиностроение и металлообрабтка


20,3 %;


2.Пищевая

21,7 %;


3.Химическая и нефтехимическая


15,6 %;


4.Электроэнергетика


15 %;


5.Топливная


6,9 %
;


6.Лѐгкая


6,1 %;


7.Строительных материалов


4,2 %;


8.Лесная, деревообрабатывающая, целлюлозно
-
бумажная


4%;


9.Чѐрная металлургия


2,7 %.

Необходимо отметить, что многие отрасли промышленности республики

зависят от внешних поставок сырья и матери
алов, комплектующих изделий и

по
луфабрикатов.

В перспективе ожидается, что структура промышленности изменится в
пользу пищевых отраслей, электроэнергетики и топливной промышленности.
В несколько уменьшенных размерах (20 % против 32
-
35 %) сохранится доля
п
ро
дукции машиностроения, главным образом за счет экспортных и
импортозамещающих производств. Увеличится примерно до 17 % в общем
объеме промыш
ленного производства доля продукции химической и
нефтехимической промышленности. В легкой промышленности ожидает
ся
сокращение, так как необходимо перейти на производство продукции
главным образом из местного сельскохозяйственного и химического сырья.

В республике выявлены запасы металлических руд, что позволит развивать
добывающие отрасли и ослабить зависимость от
внешних поставок сырья.
Большое значение имеет быстрейшая конверсия пред
приятий ВПК, перевод
их на выпуск товаров народного потребления. Необходимо расширить
количество предприятий по выпуску наукоемкой продукции, перехо
дить на
новые энерго
-

и ресурсосб
ерегающие технологии.


1.5.Типы производств



В зависимости от объѐма выпуска и номенклатуры изделий,
регулярности и стабильности производства различают 3 типа
производств: единичное, серийное, массовое.


Единичное

производство имеет широкую номенклатуру
и
зготавливаемых изделий с малым объѐмом их выпуска. Здесь применяется
универсальное оборудование, универсальные приспособления и
измерительные средства, стандартный режущий инструмент. Для единичного
производства требуются рабочие высокой квалификации и шир
окой

15

специализации. Оборудование располагается по типовым группам (токарные,
фрезерные и т.д.). В единичном производстве относительно низкая
производительность труда, а себестоимость продукции относительно
высокая.


Серийное

производство имеет ограниченну
ю номенклатуру изделий,
изготовляемых периодически повторяющимися партиями со сравнительно
большим объѐмом их выпуска. В зависимости от количества изделий в серии
(партии) различают мелко
-
, средне
-

и крупносерийное производство. Для
серийного производства
характерна периодичность выполнения операций
технологического процесса по отдельным сериям изделий, то есть
технологическая и временная цикличность производства. Здесь используются
заготовки, близкие по форме и размерам к изготавливаемым деталям
(отливки,
поковки, штамповки, сортовой и специальный прокат), что
позволяет выпускать продукцию с меньшими затратами, чем при единичном
производстве. Детали обрабатывают на универсальных и
специализированных станках с использованием специальных
приспособлений. Техно
логический процесс расчленяется на ряд операций,
выполняемых обычно на различных станках. Серийное производство не
требует высокой квалификации рабочих, так как ограниченная номенклатура
изделий и их повторяемость способствуют быстрому приобретению
трудовы
х навыков.


Массовое

производство отличается узкой номенклатурой и большим
объѐмом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течение
продолжительного времени. Здесь применяется высокопроизводительное
специальное оборудование, специальная оснастка и ин
струмент.
Оборудование расставляется последовательно в соответствии с
технологическим процессом и имеет автоматический цикл. На каждом
рабочем месте выполняется одна операция. Широко используется
автоматизация процессов, что обеспечивает высокую производит
ельность
труда, высокое качество и низкую себестоимость продукции. Рабочие
высокой квалификации требуются только для наладки специальных станков
и приспособлений.


2.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИ
КА И АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГ
ИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ


2.1.Понятие о производственном и
технологическом процессах



Производственный процесс


это совокупность действий, в результате
которых исходные материалы превращаются в готовую продукцию.


Производственный процесс включает основные (технологические) и
вспомогательные процессы. С помощью

основных процессов сырьѐ и
материалы перерабатываются в готовую продукцию. К вспомогательным
процессам относятся производство энергии для собственных нужд,
изготовление инструментов, оснастки, запасных частей для ремонта

16

собственного оборудования, трансп
ортировка сырья и изделий, эксплуатация
зданий и др.


Технологический процесс


это основная часть производственного
процесса, непосредственно связанная с последовательным превращением
исходного материала в продукт производства (полуфабрикат, готовое
издел
ие, сборочную единицу). Он представляет собой совокупность
последовательных операций по добыче или переработке сырья в
полуфабрикаты или готовую продукцию.


При проектировании новых и реконструкции действующих
предприятий разработанный технологический проц
есс является основой
всего проекта. С его помощью определяется потребность производственных
площадей, оборудования, рабочей силы, исходных материалов, капитальных
вложений и т.д.


Технологический процесс должен обеспечивать выполнение всех
требований по из
готовлению деталей и сборке изделий, указанных в
чертежах, стандартах и технических условиях. При этом он должен
обеспечивать наименьшую стоимость изготовления продукции. От качества
разработки и точности соблюдения технологических процессов существенно
за
висят производительность труда, качество и себестоимость продукции, а в
итоге


рентабельность производства. Поэтому на действующих
предприятиях имеются технологические службы, которые контролируют
выполнение технологических процессов и при необходимости
вносят в них
коррективы.


Для организации выпуска продукции необходима
технологическая
подготовка производства
. Она включает разработку технологических
процессов, проектирование и изготовление технологической оснастки,
приспособлений и инструмента, разрабо
тку методики контроля и
изготовление специальных контрольных и испытательных устройств,
разработку и выпуск необходимой технологической документации.


Технологический процесс осуществляется в соответствии с
разработанной
технологической документацией
, кото
рая разрабатывается на
основе действующих стандартов в соответствии с Единой Системой
Технологической Документации (ЕСТД).


К технологической документации

относятся: технологический
проект, технологические и маршрутные карты, операционные карты,
технологич
еские инструкции, чертежи и др.


Технологическая карта



один из основных документов
технологического процесса. В ней отражѐн весь процесс изготовления
изделия: указаны все операции и их составные части, основные и
вспомогательные материалы, оборудование,
инструмент и приспособления;
режимы, необходимые для изготовления изделия.


Маршрутная карта

составляется в зависимости от типа и характера
производства. В ней указана лишь последовательность обработки детали
(маршрут) с основными данными об оборудовании,
приспособлениях и
инструменте. Применяется в основном в единичном и мелкосерийном

17

производстве; в массовом производстве она составляется как
предварительный документ, предшествующий детальной разработке
технологического процесса.


Операционная карта

содерж
ит описание технологической операции,
расчленѐнной на переходы; режимы обработки, оборудование и средства
оснащения.

Технологические инструкции

содержат дополнительные сведения по
выполнению операций и приготовлению различных вспомогательных
материалов.




2.2.Структура технологического процесса



Каждый сложный технологический процесс состоит из более простых
технологических процессов. Например, сложный процесс сборки автомобиля
включает более простые процессы сборки двигателя, коробки передач,
заднего мо
ста и т.д. Простые процессы также расчленяются на более мелкие
составные части. Например, сборка двигателя включает сборку кривошипно
-
шатунного механизма и т.д. Таким образом, любой сложный
технологический процесс можно последовательно разделить на более
п
ростые и далее на элементарные.


Элементарным технологическим процессом, то есть простейшим
процессом, дальнейшее упрощение которого приводит к потере характерных
признаков технологического процесса, является технологическая операция.


Технологическая опер
ация



законченная элементарная часть
технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте
непрерывно над одной заготовкой или сборочной единицей (или
несколькими одновременно обрабатываемыми заготовками или сборочными
единицами).


Технологическая

операция состоит из технологического и
вспомогательных переходов.


Технологический переход



законченная часть технологической
операции, которая сопровождается обработкой и характеризуется
постоянством предмета труда (заготовки), средства труда (инструме
нта) и
орудия труда (оборудования).


Вспомогательный переход



законченная часть технологической
операции, которая не сопровождается обработкой, но необходима для
выполнения технологического перехода.

Например, технологическая операция сверления отверстия

заготовки состоит
из следующих действий: а) установка заготовки в станке, закрепление
режущего инструмента, включение станка, составляющих первый
вспомогательный переход; б) подвод сверла к заготовке, снятие стружки с
образованием отверстия по мере переме
щения сверла и отвод сверла,
составляющие технологический переход; в) выключение станка, снятие

18

обрабатываемой детали со станка и замена инструмента (при
необходимости), составляющие второй вспомогательный переход.

Технологический переход состоит из рабоче
го и вспомогательных ходов.

Вспомогательный ход



законченная часть технологического перехода,
состоящая из однократного перемещения инструмента относительно
заготовки, но не сопровождаемая изменением состояния предмета труда и
необходимая для выполнения р
абочего хода. В данном примере
вспомогательными ходами являются подвод инструмента к заготовке и отвод
инструмента.

Рабочий ход



это законченная часть технологического перехода,
непосредственно связанная с изменением формы, размеров, структуры,
свойств, с
остояния или положения в пространстве предмета труда в
соответствии с целью технологического процесса. В данном примере
рабочим ходом является снятие стружки с образованием отверстия по мере
перемещения сверла. Таким образом,
рабочий ход


это основная час
ть
технологической операции.

Структуру технологического процесса целесообразно представлять в виде
схемы (рис. 2.1).

Расчленение технологического процесса на составляющие позволяет
проанализировать затраты труда на рабочий ход и на вспомогательные
действия

для выявления путей повышения эффективности технологического
процесса.

В зависимости от вида технологического процесса соотношение между
рабочими и вспомогательными действиями может значительно колебаться, а
для некоторых технологий они могут совмещаться
во времени. Например,
непрерывные процессы обычно не имеют резко выраженного чередования во
времени рабочих и вспомогательных ходов. В них всегда можно выделить
группу вспомогательных ходов, которые реализуются одновременно с
рабочим, и вспомогательные ход
ы, которые периодически повторяются во
времени в зависимости от результатов рабочего хода. Преимущества
непрерывных технологических процессов перед дискретными процессами
основаны на более выгодном соотношении доли рабочего и вспомогательных
ходов в технол
огической операции.












Рис. 2.1 Структура технологического процесса

Сложный технологи
-

ческий процесс

Простой технологичес
-

кий

процесс

Простой технологичес
-

кий

процесс

Простой технологичес
-

кий процесс

Технологическая

операция

Технологическая
операция

Технологическая
операция

Технологический
переход

Вспомогательный
переход

Вспомогательный
переход



19


2.3.Классификация технологических процессов


Классификация основных технологических процессов производства может
быть произведена на основе следующих осно
вных признаков: способ
организации технологических процессов, кратность и способ обработки
материала, вид используемого сырья.

1.
По способу организации

технологические процессы делятся на
периодические (дискретные), непрерывные и комбинированные.

Дискретны
е

процессы характеризуются тем, что технологическое
оборудование загружается материалами через определѐнные промежутки
времени. После их обработки полученный продукт выгружается также
периодически (литьѐ в форму, плавка и термообработка в печах
периодичес
кого действия). Все этапы процесса выполняются поочередно
через определенные промежутки (периоды) времени.


Недостатки такого процесса: простой оборудования на этапах загрузки
сырья и выгрузки продукта, приводящий к снижению производительности;
непостоянст
во технологического режима в начале и конце процесса, что
приводит к снижению качества продукта; сложность автоматизации и
обслуживания процесса, что затрудняет соблюдение заданного режима
обработки; потери тепла.

Непрерывные

процессы осуществляются при н
епрерывном поступлении
сырья и непрерывной выгрузке конечного продукта. При этом все стадии
процесса протекают одновременно (параллельно) либо в различных частях
аппарата (термообработка в печах непрерывного действия, перегонка нефти),
либо в различных апп
аратах, составляющих данную установку в виде
последовательной цепочки (производство цемента).

Непрерывные процессы не имеют недостатков периодических. Они легко
автоматизируются, что обеспечивает стабильность технологического режима
и качества продукции, в
ысокую производительность труда; требуют
меньшие капитальные затраты ввиду большей компактности оборудования;
имеют меньшие потери тепла и расходы на эксплуатацию, ремонт,
обслуживание при меньшей потребности в рабочей силе. Поэтому при
массовом и крупносе
рийном производстве экономически целесообразно
использование непрерывных технологических процессов.

Периодические процессы сохраняют своѐ значение в производствах
небольшого масштаба: мелкосерийных, единичных, опытных с
разнообразным ассортиментом продукци
и. Здесь применение периодических
процессов позволяет достичь большой гибкости в использовании
оборудования при меньших затратах.


Комбинированные

процессы являются сочетанием стадий периодических и
непрерывных процессов.

2
.
По кратности обработки сырья

раз
личают процессы:

а)
с разомкнутой

(открытой) схемой


сырьѐ или материал превращается в
готовый продукт за один цикл обработки (получение стали в конвертере);


20

б)
с замкнутой

(закрытой) схемой


сырьѐ или вспомогательные материалы
неоднократно возвращаются

в реактор для повторной обработки,
использования или регенерации (производство аммиака).

Процессы с замкнутой схемой более компактны, требуют меньшего расхода
сырья, вспомогательных материалов и энергии. Они являются основой
создания безотходных, энергос
берегающих производств.

в)
комбинированные

схемы являются сочетанием открытых и закрытых схем
(утилизация тепла отходящих газов в доменном и мартеновском процессах).

3.По способу обработки сырья

различают физические, механические и
химические.

Физические и

механические

процессы характеризуются изменением внешней
формы и физических свойств при неизменном составе вещества. К
физическим процессам относятся термообработка, литье; к механическим
относятся процессы переработки материалов в изделия (пластическая
д
еформация, резание, сварка).

Химические

процессы характеризуются изменением не только физических
свойств, но и химического состава и строения вещества. Например,
переработка природного газа в водород, этилен, ацетилен и другие продукты;
гидролиз древесины
с получением скипидара, дѐгтя, камфары, спирта,
канифоли и т.д. Химико
-
технологические процессы являются основой
многих промышленных производств: строительных материалов, металлов,
пищевых продуктов и т.д.

Деление процессов переработки сырья на физические,

механические и
химические является иногда условным из
-
за невозможности проведения
чѐткой границы между ними. Однако такое деление способствует типизации
процессов промышленного производства и облегчает выбор наиболее
эффективного способа переработки сырья
.

4.По виду используемого сырья

различают технологические процессы
производства изделий из металлов, полимеров, стекла, керамики, дерева и др.


2.4.Основные параметры технологических процессов


Для характеристики и анализа технологических процессов использ
уют
различные параметры, которые можно объединить в 3 группы: частные,
единичные и обобщѐнные.

Частные параметры

характеризуют индивидуальные особенности
конкретного технологического процесса и дают возможность выделить его из
ряда однотипных. Например, те
мпература, давление процесса, состав сырья,
технические характеристики оборудования и т.д. С помощью частных
параметров можно сравнить эффективность процессов по выпуску одной и
той же продукции по одинаковой технологии. При этом можно
проанализировать, на
пример, эффективность использования оборудования в
этих процессах. Однако частные параметры не дают возможность проследить
динамику развития технологического процесса под действием различных
факторов.


21

Единичные параметры

позволяют сравнивать эффективность
процессов,
производящих одну и ту же продукцию, но по разной технологии. Например,
производство стали конвертерным и мартеновским способами. К единичным
параметрам, характеризующим технологический процесс, относятся
материалоѐмкость и энергоѐмкость (удельн
ый расход материалов и энергии
на единицу продукции), фондоѐмкость и производительность труда,
себестоимость и качество выпускаемой продукции, капитальные затраты и
т.д. Однако эти параметры не позволяют выявить динамику развития
технологических процессов
.

Обобщѐнные параметры

могут быть использованы для сравнения и для
выявления динамики развития абсолютно разных технологических
процессов. Например, процесс сборки автомобиля и процесс изготовления
конфет. Такими параметрами являются затраты живого и прош
лого труда.
Лучшим является тот технологический процесс, у которого суммарные
затраты меньше.

Живой труд



это затраты труда человека в данном технологическом
процессе для получения продукции.

Прошлый труд

включает все затраты труда, связанные с получени
ем
исходного для данной технологии предмета труда (полуфабрикат, заготовка),
а также затраты на орудия труда, используемые в данном технологическом
процессе.

Суммарные затраты труда на производство любого вида продукции
представляют собой совокупность прош
лого и живого труда. Такие затраты
являются обобщѐнными технологическими параметрами: с их помощью
можно проводить наиболее общий экономический анализ технологических
процессов.



3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ РА
ЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСК
ИХ ПРОЦЕССОВ


3.1.Динамика трудовых
затрат при реализации технологических процессов


Производство любого вида продукции всегда связано с определѐнными
затратами труда. Общие затраты труда на производство продукции состоят
из затрат живого и прошлого (овеществлѐнного) труда. Поэтому
совершенс
твование любого технологического процесса осуществляется за
счѐт большего использования прошлого труда и снижения затрат живого
труда.

Целью экономической деятельности предприятия является уменьшение
общих трудозатрат на производство продукции. При этом ум
еньшение затрат
живого труда достигается в основном заменой его прошлым трудом за счѐт
механизации и автоматизации производства, повышения технической
вооружѐнности труда.

Для характеристики технологического процесса служит соотношение
величин удельных зат
рат живого и прошлого труда. Именно этот показатель
определяет эффективность применяемой технологии. Поэтому, анализируя

22

изменения величин удельных затрат живого и прошлого труда во времени,
можно определить динамику и закономерности развития любого конкре
тного
технологического процесса. Удельными затратами труда живого и прошлого
являются затраты труда в денежном выражении, приходящиеся на единицу
продукции.

Развитие технологических процессов возможно по следующим вариантам
динамики трудовых затрат:

а)
одновременное снижение удельных затрат живого и прошлого труда;

б) одновременное повышение удельных затрат живого и прошлого труда;

в) повышение удельных затрат живого труда и снижение удельных затрат
прошлого труда;

г) снижение удельных затрат живого труд
а и повышение удельных затрат
прошлого труда.

Для эффективного развития технологических процессов должны
соблюдаться следующие условия:

1. Постоянное сокращение удельных затрат суммарного труда для
обеспечения роста рентабельности производства. Поэтому сум
ма удельных
затрат живого и прошлого труда в любом технологическом процессе с
течением времени должна уменьшаться.

2. Постоянное снижение удельных затрат живого труда для роста
производительности труда.

3. В случае повышения удельных затрат прошлого труд
а темп этого
повышения должен быть меньше темпа снижения удельных затрат живого
труда для обеспечения снижения затрат суммарного труда.

Анализ возможных вариантов развития с учѐтом перечисленных условий
показывает, что абсолютно неприемлемо развитие по вар
ианту б), так как
здесь постоянно возрастают удельные затраты как суммарного труда, так и
живого труда. Это тупиковый путь развития.

Вариант в) предполагает первоначальное уменьшение суммарного труда при
уменьшении прошлого и увеличении живого труда. Здесь

рост удельных
затрат живого труда свидетельствует о постепенном снижении
производительности труда, что не отвечает условиям прогрессивного
направления технического развития. Это тупиковый путь развития. Такой
вариант встречается при организации ремонтных
и других работ при
преобладающем использовании рабочей силы и низкой технической
вооружѐнности труда.

Самым эффективным является вариант а), так как обеспечивает снижение
удельных затрат как суммарного, так и живого и прошлого труда. Этот
вариант допускает

неограниченное развитие технологических процессов.

По варианту г) налицо снижение удельных затрат живого труда, что
свидетельствует о постепенном росте производительности труда. Здесь
развитие процесса сопровождается заменой действий человека действиями
м
ашины. Однако увеличение механизации и автоматизации процесса
определяет постепенный рост удельных затрат прошлого труда. Поэтому на
первом этапе до определѐнного времени удельные затраты суммарного труда

23

уменьшаются, а затем могут возрастать. Рост удельны
х затрат суммарного
труда на втором временном этапе развития может произойти в случае
превышения темпа роста удельных затрат прошлого труда над темпом
снижения удельных затрат живого труда. Это вариант ограниченного
развития.

Поэтому в варианте г) важно оп
ределить тот предел, когда дальнейшее
увеличение удельных затрат прошлого труда может привести к увеличению
затрат суммарного труда. Для обеспечения постоянного снижения удельных
затрат суммарного труда в этом варианте необходимо, чтобы темп снижения
удел
ьных затрат живого труда превышал темп роста удельных затрат
прошлого труда.

Одним из относительных показателей соотношения затрат живого и
прошлого труда в конкретном технологическом процессе является
технологическая вооружѐнность, то есть доля технологич
еских фондов,
приходящаяся на одного работающего в данном технологическом процессе.
Технологические фонды


это годовые затраты прошлого труда в
технологическом процессе (или сумма годовых амортизационных
отчислений от стоимости оборудования, занятого в те
хнологическом
процессе, и всех годовых технологических затрат в этом процессе, за
исключением затрат на предмет труда).


3.2. Основные направления развития технологических процессов


Исходя из структуры технологического процесса выделяют два основных
напра
вления совершенствования технологических процессов:

1.Совершенствование вспомогательных ходов и переходов.

2.Совершенствование рабочего хода.

В дискретном технологическом процессе значительная часть рабочего
времени обычно тратится на вспомогательные дейст
вия. Например, на
подвод и отвод инструмента, на закрепление и снятие заготовки и т.д. При
этом действия человека можно заменить действиями механизмов и
автоматов, что обеспечивает ускорение вспомогательных действий и
приводит к повышению производительност
и труда. Здесь суть рабочего хода
не меняется. Это путь эволюционного развития.

Таким образом, при эволюционном развитии технологических процессов
рост производительности труда в большинстве случаев происходит за счѐт
механизации и автоматизации вспомогат
ельных ходов и переходов при
увеличении удельных затрат прошлого труда. Этот путь принципиально
ограничен.

Совершенно другой принцип развития технологических процессов
реализуется при совершенствовании рабочего хода. Для этого необходимо
внедрить в произво
дство совершенно новые технологии, нетрадиционные
способы переработки сырья и обработки материалов на основе последних
достижений науки и техники. Например, применение лазерного излучения

24

для обработки металлов взамен резания, переход от некаталитических
п
роцессов к каталитическим и т. д.

Революционным называется путь технического развития технологических
процессов, в котором рост производительности труда происходит за счѐт
замены рабочего хода при снижении удельных затрат прошлого труда. Этот
путь принципи
ально не ограничен.

Совершенствование технологических процессов возможно попеременно по
эволюционному и революционному путям. Если будет преобладать
эволюционный путь, совершенствование технологического процесса будет
иметь ограниченное развитие; при преоб
ладании технических решений
революционного типа будет иметь место неограниченное развитие.



3.3. Научно
-
технический прогресс и его основные направления


Научно
-
технический прогресс (НТП)


это постоянный процесс открытия
новых знаний и применения их в про
изводстве. Он представляет собой
непрерывное развитие и совершенствование орудий труда, технологических
процессов и методов управления производством, создание и применение
новых видов сырья и энергии, систематический рост технической
оснащѐнности труда за
нятых в производстве работников.

Протекает НТП в двух формах


эволюционной и революционной.

Эволюционная

форма


это постепенное, медленное усовершенствование
технических средств труда и технологий без их коренного изменения. При
этом происходит замена ус
таревшей техники аналогичной новой, внедрение
механизации для замены ручного труда машинным. Всѐ это приводит к
росту производительности труда.

Революционная

форма связана с качественными изменениями техники, с
использованием открытий и изобретений, кото
рые вызывают резкое
изменение в средствах труда, видах энергии и технологических процессах
производства. Поэтому научно
-
техническая революция характеризуется
крупнейшими скачками в развитии производства (переходом на новые
источники энергии и сырьевые мате
риалы, к автоматизации,
автоматизированным поточным линиям, промышленным роботам). Она
приводит к резкому повышению производительности труда. К
революционным формам НТП относятся применение вычислительной
техники, появление ЭВМ, кибернетических машин, разв
итие и
промышленное использование атомной энергии и т.д.

Основные направления

научно
-
технического прогресса:

1.
Электрификация производства



широкое применение электроэнергии в
радиоэлектроники и ЭВМ технологических процессах и в средствах
управления произ
водством.

2.
Химизация производства



внедрение в различные отрасли
промышленности новейших видов сырья, материалов, а также химических
методов их обработки. Химические процессы характеризуются более
высокой степенью непрерывности, чем механические. Химиза
ция

25

производства даѐт возможность сократить длительность производственного
цикла и создавать безотходные технологии.

3.
Механизация и автоматизация производства

дает возможность
осуществлять производственные процессы без физических усилий человека,
а лишь п
од его контролем.

Различают несколько ступеней автоматизации: частичная, комплексная и
полная.

Частичная автоматизация

предполагает автоматизацию управления
технологическими параметрами на отдельных станках.


Комплексная автоматизация

обеспечивает управлен
ие как основными, так и
вспомогательными процессами, начиная с поступления сырья и кончая
выходом продукции. Например, цех
-
автомат с системой общего
электронного управления, которая осуществляет контроль за ходом всех
производственных процессов. В этом слу
чае рабочий выполняет функцию
контролера и регулятора производственного процесса.

Полная автоматизация

обеспечивает автоматическое функционирование всех
участков производства от проектирования до выпуска готовой продукции.

4.
Применение новых видов энергии

в качестве движущей силы и
технологического компонента при обработке предметов труда.

НТП должен снижать затраты живого и прошлого труда. Однако
технический прогресс требует создания и применения дорогостоящих
средств производств, поэтому при выборе вариан
тов новой техники и
технологии требуется тщательный экономический анализ.



4.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ И
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФ
ЕКТИВНОСТЬ
ПРОИЗВОДСТВА


4.1.
Типизация технологических процессов



Для современной промышленности наряду с быстрым ростом числа
производств
и видов продукции характерна всѐ возрастающая типизация
технологических процессов. В результате в различных отраслях
промышленности используются однотипные технологические процессы.

Например, высокотемпературные процессы производства металлов,
строительны
х материалов и различных химических веществ основаны на
однотипных химических реакциях и происходят в типовой аппаратуре
-

печах различной конструкции. Электрохимические процессы применяются в
металлургии для производства многих цветных металлов, в химичес
кой
промышленности для производства щелочей, хлора, органических веществ и
в машиностроении для электрохимической обработки металлов, для
нанесения защитных покрытий и т.д.


Современное многоотраслевое промышленное производство
характеризуется также исполь
зованием типовых методов переработки сырья.
Например, дробление и сортировка, сушка, термическая обработка,
химическое взаимодействие, формообразование и т.д. Эти и другие

26

технологические процессы к настоящему времени стали типовыми для
многих производств
и отраслей промышленности. Например, процесс
придания изделиям круглого сечения при продавливании сырья через
отверстие используется при формовании химических волокон,
пластмассовых прутков, резиновых нитей, макаронных изделий, колбас из
фарша и др.

На про
изводстве для группы сходных типов изделий разрабатывают типовой
или групповой технологический процесс. Это ускоряет и удешевляет работу
по подготовке производства, снижая затраты прошлого труда; улучшает
систему организации производства и позволяет повыси
ть
производительность труда.

Однако и типовые технологические процессы имеют множество различий в
параметрах в зависимости от вида производства. Даже в одной и той же
отрасли типовые процессы имеют некоторые параметрические отличия,
существенно влияющие на

качество продукции.


4.2.Важнейшие технико
-
экономические показатели производства


Важнейшими технико
-
экономическими показателями предприятия являются
себестоимость и качество продукции. Поэтому основной задачей
производства является выпуск продукции возмо
жно более высокого качества
с наименьшими затратами.


4.2.1.Виды и структура себестоимости продукции


Различают два основных вида себестоимости:

1.Полная себестоимость


это совокупность материальных и трудовых затрат
предприятия в денежном выражении для и
зготовления и реализации единицы
продукции.

2.Фабрично
-
заводская себестоимость


это затраты предприятия, связанные
непосредственно с производством продукции.

Структурой себестоимости продукции называется соотношение между
различными видами затрат, составл
яющих себестоимость. Все затраты,
необходимые для изготовления продукции, можно разделить на 4 основные
группы:

1.На приобретение сырья, полуфабрикатов, вспомогательных материалов,
топлива, воды, электроэнергии.

2.На заработную плату всего числа работников
.

3.На амортизацию, то есть отчисления на возмещение износа основных
производственных фондов (оборудования, сооружений, зданий и т.д.).

4.Прочие денежные затраты (на технику безопасности, оплата за аренду
помещений, оплата процентов банку, расходы на содер
жание и ремонт
оборудования, зданий и др.).

Соотношение затрат по различным статьям себестоимости зависит от вида
технологического процесса. Например, для химических процессов

27

важнейшей статьѐй себестоимости в большинстве случаев являются затраты
на сырьѐ,

в электрохимических и электротермических процессах
производства металлов и многих химических веществ


затраты на энергию.
Так, в среднем по химической промышленности 60


70 % себестоимости
составляют затраты на сырьѐ, а в производстве алюминия 50 %
себе
стоимости составляют затраты на энергию.

Доля заработной платы колеблется от 4 до 35 %. Она тем ниже, чем выше
степень механизации и автоматизации технологических процессов.

Амортизация составляет 3


4 % себестоимости. При внедрении новой
технологии зачас
тую приходится применять дорогостоящее оборудование
(автоматические поточные линии, станки с ЧПУ, роботы


манипуляторы,
САПР, плазмотроны и др.). Однако при чѐткой организации работ
предприятия, при отсутствии простоев и высокой производительности
работы
оборудования можно избежать повышения затрат на амортизацию
основных производственных фондов.

Анализ структуры себестоимости необходим для выявления резервов
производства, интенсификации технологических процессов, поиска путей
снижения себестоимости. Глав
ными резервами снижения себестоимости при
сохранении высокого качества продукции и хороших условий труда
являются рациональное и экономное использование сырья, материалов,
топлива, энергии и внедрение высокопроизводительного оборудования.

Новая техника и т
ехнология, вводимые в производство, должны быть
эффективнее прежних.


4.2.2.Качество продукции и его основные показатели


Качество продукции
-

это совокупность свойств и характеристик продукции,
обусловливающих еѐ пригодность удовлетворять определѐнные пот
ребности
в соответствии с еѐ назначением. Качество продукции отражает степень
соответствия еѐ свойств предъявляемым требованиям.

Повышение качества продукции в экономическом отношении эквивалентно
дополнительному объѐму еѐ выпуска.

Качество продукции завис
ит от уровня технологии, еѐ соблюдения и
определяется рядом таких факторов, как механизация и автоматизация
технологических процессов, их непрерывность и стабильность, качество
исходных материалов, энерговооружѐнность и научная организация труда и
т.д.

Для

количественной оценки качества продукции используется система
показателей, которая состоит из следующих групп показателей качества:

1.Показатели назначения характеризуют пригодность изделий для
использования по назначению и обусловливают область их приме
нения. К
показателям назначения можно отнести: мощность двигателя, скорость,
производительность станка, грузоподъѐмность и т.д.

2.Показатели надѐжности характеризуют способность изделия сохранять
технические параметры в заданных пределах при определѐнных
условиях

28

эксплуатации. К этой группе показателей относятся безотказность,
долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность.

3.Показатели технологичности характеризуют эффективность
конструктивно
-
технологических решений для обеспечения высокой
производител
ьности труда при изготовлении и ремонте продукции
(показатели трудоѐмкости, материалоѐмкости, энергоѐмкости и др.).

4.Показатели стандартизации и унификации характеризуют степень
использования в продукции стандартизованных изделий и уровень их
унификации (
взаимозаменяемости).

5.Эргономические показатели характеризуют систему «человек
-
изделие
-
среда» и учитывают комплекс гигиенических, антропометрических,
физиологических и психологических свойств человека. Они позволяют
определить степень удобства и конструк
тивной безопасности изделий
(степень освещѐнности, влажности, задымленности, вибрации, шума,
удобство расположения сидений и органов управления, рациональность
интерьера и рабочего места и т.д.). С их помощью измеряются параметры
продукции, влияющие на раб
отоспособность человека при еѐ эксплуатации.

6.Показатели безопасности характеризуют уровень безопасности изделий в
процессе их эксплуатации, использования и применения.

Например: наличие в изделиях вредных выделяющихся компонентов,
попадающих на кожу и в
нутрь организма человека, радиационных и
ионизирующих излучений, чрезмерных световых и тепловых воздействий, и
т. д.

7.Эстетические показатели характеризуют выразительность и
оригинальность продукции, соответствие среде, стилю, моде и т.д.

8.Показатели п
атентной защиты и патентной чистоты продукции. Они
характеризуют удельный вес отечественных изобретений в данном изделии и
возможность беспрепятственной реализации продукции в своей стране и за
рубежом.

Основные показатели качества продукции от
ражены в го
сударственных
стандартах и технических условиях на продук
цию.


4.3.Понятие новой техники и технологии


Научно
-
технический прогресс постоянно приводит к внедрению новой
техники и технологии. Только новая техника и современная технология
оказыва
ют значите
льное влияние на экономическую эффективность
производства. Одна
ко перед предпринимателем часто возникает вопрос,
какую технику и технологию можно отно
сить к новой.

Мировая практика выработала следующие требования к новой технике:

-

многофункциональность

машин и оборудования, то есть еѐ способность к
переналадке на выполнение различных операций при изменении
номенклатуры выпускаемой продукции;

-

изменение характера воздействия
на предмет труда за счѐт применения по
-
следних достижений науки и техники;


29

-

м
ногократный рост (единичной) мощности оборудования
;

-

оснащенность современными приборами
, (которые дают возможность
автоматического контроля и саморегулирования машин и оборудования;

-

более высокая экономичность
.

Для анализа новую технику и техноло
гию подразделяют на три категории:


1.
Принципиально новая техника
,
которая не имеет аналогов в мировой
практике. Такая техника появляется в результате научно
-
технической
революции. Для ее создания требуется значительное время,

большие финансовые затраты.
Внедрение такой техники позволяет
совершить технологический рывок, значи
тельно повысить
производительность труда, улучшить качество продукции. Все это приводит
к резкому повышению эффективности производства. Затраты на та
кую
технику велики, но окупаются
быстро.


2.
Новая техника

и технология

современного научно
-
технического
уровня, но
имеющая аналоги
. Как правило, такая техника заимствуется из
других от
раслей, на ее разработку и внедрение требуются меньшие затраты и
более корот
кий срок. Сейчас,

когда происходит конверсия предприятий
военно
-
промышленного комплекса, многие ранее секретные разработки
внедряются в различные отрасли народного хозяйства.

3.
Новая техника как результат модернизации

и рационализаторской

работы,
которая требует для разра
ботки и внедрения относительно небольших затрат
и очень короткого времени.

Для каждого конкретного предприятия новой техникой и технологией
является такая техника, с помощью которой можно значительно
повысить производительность труда и качество выпускаемой

продукции.



4.4.Показатели технического уровня и эффективности

новой техники и технологии


В практике экономического анализа новой техники и технологии приме
-
няются самые различные и многочисленные показатели, которые дают
возмож
ность анализировать техн
ический уровень производства,
экономичность новой техники и технологии, эффективность использования и
т.д. Все эти показатели классифицируют по разным признакам.
Рассмотрим основные.


Группа показателей характеризует воздействие орудий труда на

техническую оснащенность. Приобретение новой и выбытие устаревшей
техники характеризуют коэффициент обновления и коэффициент выбытия.

Коэффициент обновления

определяется как отношение стоимости новой
техники, введенной за год, к стоимости активной части о
сновных
производствен
ных фондов на конец года:




30




где

Ф
н

-

стоимость новой техники, введенной за год на предприятии, руб.;

Фа.к.
-

стоимость активной части основных производственных фондов на
конец года, руб
.


Коэффициент обновления

показывает, как идет процесс внедрения новой
техники на предприятии. К сожалению, на многих предприятиях нашей
страны он составляет 2
-
3 процента, то есть техника обновляется в среднем за
30
-
50 лет. На ведущих предприятиях Японии к
оэффициент обновления
доходит до 18 процентов,

Коэффициент выбытия

определяется как отношение стоимости техники,
выбывшей за год, к стоимости активной части основных производствен
ных
фондов на начало года:








где Ф
с

-

стоимость

старой техники, выбывшей за год, руб.,

Фа.н.
-

стоимость активной части основных производственных фондов на
начало года, руб.



Показатели обновления и выбытия всегда необходимо анализировать
вместе, так как раздельное их применение не позволяет дать п
равильную
оценку проводимой предприятием технической политики. Если коэффициент
обновления высокий, но в тоже время коэффициент выбытия низкий, то это
свидетельствует, что происходит накапливание устаревшей техники, что
может привести к некон
курентоспо
собности предприятия.

Фондоотдача

определяется как отношение стоимости конечной продукции,
произведенной предприятием за год, к стоимости активной части основных
производственных фондов.

В наиболее общем виде показатель фондоотдачи может отражать количе
с
тво
продукции (национального дохода) на один рубль основных производствен
-
ных фондов.


Техническая вооруженность труда

определяется отношением
среднегодовой стоимости активной части основных производственных
фондов к среднегодовой численности рабочих.



Материалоемкость и энергоѐмкость

единицы выпускаемой продукции

определяются отношением стоимости сырья или энергии к стоимости
выпущенной продукции:



,

где

М
-

материалоемкость,
%;

Р
-

стоимость использованного сырья, топлива, энергии, материалов и
полуфабрикатов, руб.;

%,
100
.
.
.
н
Фа
Фс
Квыб
%
100
Q
P
M
%,
100
.
.
.
к
Фа
Фн
Кобн

31

Q

-

стоимость выпущенной продукции, руб.

В мировой практике используется также такой показатель,
как расход
условного т
оплива на вырабатываемый
I

кВт/ч электроэнергии.


Обобщающими показателями результата внедрения новой технологии
является
рост производительности труда, снижение энергоемкости
вы
пуска единицы продукции, экономия сырья и материалов.


При определении экономической эффективности новой техники и
технологии применяют два обобщающих показателя
-

экономический эффект
и эконо
мическая эффективность.



Э
кономический эффект

-

это конечный, результативный показатель
внедрения новой техники и технологии, который измеряется величинами
-

прибыль, снижение затрат, рост объема продукции и т.д. за определенный
период использования инновации. Обычно расс
читывают
годовой
экономический эффект
. Экономический эффект может быть рассчитан:

На основе разницы в цене на произведенный и реализованный товар:

Э = (Ц
н



Ц
с
)
Q
,

где

Ц
н

-

новая цена за единицу товара более высокого качества, руб.;

Ц
с

-

старая цена за ед
иницу товара, руб.;

Q

-

объем реализации за год, ед.

2) На основе издержек производства:

Э= (С
с
-

С
н
)
Q
,

где С
с
и С
н

-

себестоимость единицы товара до и после внедрения новой
технологии, руб.


Экономическая эффективность


показывает соотношение годового
экономического эффекта и вложенных затрат, чаще всего соотношение
(сравнение) прибыли и произведенных капитальных вложений.

Например, срок окупаемости капитальных
затрат определяется отношением
стоимости новой техники и технологии (капитальных затрат) к величине
годового экономического эффекта от их внедрения.



5.СЫРЬЕВАЯ И ЭНЕРГЕТ
ИЧЕСКАЯ БАЗА ПРОИЗВО
ДСТВА


32

5.1.Классификация промышленного сырья. Виды минерального с
ырья


По агрегатному состоянию сырье делится на твердое, жидкое и газообразное.

По происхождению: ископаемое, растительное и животное; естественное и
искусственное.

По составу: минеральное и органическое.

Сырье, подвергшееся предварительной промышленной об
работке, называют
полуфабрикатом.

Минеральное сырье

делят на
рудное и нерудное
.

Рудным сырьем

называют горные породы, содержащие металлы, которые
могут быть экономически выгодно извлечены в технически чистом виде. По
числу содержащихся металлов, целесообр
азных для извлечения, руды
делятся на монометаллические, биметаллические и полиметаллические.
Металлы в рудах находятся либо в виде химических соединений (оксидов,
сульфидов и т.д.), либо в виде сплава с другими металлами, либо в чистом
виде.

Нерудное сырь
е

служит источником получения неметаллов. К нему
относятся самородная сера, апатиты, природные соли (калийные, поваренная,
сода и др.), редкие минералы (графит, алмаз) и горные породы, не
содержащие металлы. Горные породы делятся на извержѐнные (гранит,
ба
зальт, пемза и др.), осадочные (гипс, известняк, мел, глина и др.) и
метаморфические или видоизмененные (мрамор, кварцит и др.). По
химическому составу большинство извержѐнных пород состоит из
кремнезѐма (
SiO
2
) и глинозѐма (
Al
2
O
3
). Осадочные породы помимо
этих
оксидов содержат карбонаты кальция (известняк), магния (доломит), сульфат
кальция (гипс) и т.д. По распространенности в земной коре первое место
занимает кремнезѐм, второе глинозѐм. Нерудные горные породы могут
применяться самостоятельно в виде естест
венных строительных материалов
(мрамор, гранит, гравий, глина, известняк, гипс) и в качестве исходного
сырья для получения искусственных строительных материалов (цемента,
бетона, кирпича, керамики и др.) и для производства химических веществ.



5.2.Топливо



Топливо подразделяется:


а) по агрегатному состоянию на твердое, жидкое и газообразное;

б) по происхождению на естественное и искусственное. К естественным
относятся: уголь, нефть, природный газ. К искусственным относятся: кокс
(получаемый нагревом к
аменных углей до температуры 1000
0
С без доступа
воздуха и обладающий большей прочностью, теплотой сгорания и чистотой
от примесей серы), бензин, керосин, мазут, генераторный, доменный и
коксовый газы.

Основной показатель топлива


его
удельная теплота сг
орания
, то есть
количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы или
объема топлива (Дж/кг и Дж/м
3
). Теплота сгорания тем выше, чем больше

33

содержание горючей массы (углерода и водорода) и меньше содержание
негорючей массы (кислорода, азота,

золы и влаги). Например, удельная
теплота сгорания (кДж/кг) нефти


42000, антрацита


33000, каменного угля
~ 29300, бурого угля


от 15000 до 21000. Для сравнительного анализа топлив
введено понятие «условное топливо» с теплотой сгорания 29300 кДж/кг.
При
пересчете оказывается, что одна тонна бурого угля эквивалентна по
теплосодержанию 0,5 т условного топлива, 1т каменного угля эквивалентна

1 т условного топлива, 1 т нефти эквивалентна 1,4 т условного топлива.



5.3.Основные технологические методы подг
отовки сырья



Подготовка сырья необходима для повышения производительности и
эффективности производства.


Основные методы подготовки:

1.Дробление и измельчение;

2.Сортировка;

3.Обогащение;

4.Укрупнение.

Дробление

сырья может быть основной или подготовител
ьной операцией.
Основной операцией оно является тогда, когда дробленое сырье
непосредственно используется в технологическом процессе. В качестве
подготовительной операции дробление применяют перед обогащением или
укрупнением материала. Дробление осуществля
ют в дробилках, а
измельчение
-

в мельницах. Целесообразно сырье дробить до нужных
размеров с многократной промежуточной сортировкой для отделения
готовых по размеру кусков, чтобы не подвергать их дальнейшему
дроблению. Это обеспечивает экономию энергии, у
меньшение износа
оборудования, увеличение производительности и выхода годного продукта.

Сортировка

дробленых и измельченных материалов по классам крупности
материалов производится при помощи механических решеток или сит.
Разделение в воде или в воздухе с и
спользованием разности скоростей
осаждения частиц различной величины называют классификацией
(гидравлической или воздушной).

Обогащение

сырья производят с целью повышения
относительного
содержания в нем полезных компонентов. Это обеспечивает более
эффектив
ное и рациональное использование оборудования, экономию
транспортных средств и улучшение качества готовой продукции.
Суть
обогащения

заключается в частичном отделении и удалении из сырья
ненужных в данном технологическом процессе компонентов (пустой
породы
).
Целевым продуктом

обогащения являются
концентраты
, то есть
фракции с повышенным относительным содержанием полезных
компонентов.


Методы обогащения

сырья зависят от его агрегатного состояния и свойств
основных компонентов. Они основаны на различии свойст
в (плотность,
магнитная проницаемость, смачиваемость и т.д.) полезных компонентов и

34

пустой породы. Виды обогащения подразделяют на механические
(гравитационное разделение, электромагнитная сепарация и др.), физико
-
химические (флотация, адсорбция, абсорбция
, выпаривание) и химические.

Укрупнение

сырья производится для превращения мелких материалов в
кусковые заданных размеров. Это повышает степень использования сырья и
безотходность производства, обеспечивает и улучшает технологические
показатели перерабатыв
ающего оборудования. Различают три основных
способа укрупнения сырья: 1) брикетирование


изготовление брикетов
определенных размеров и формы под избыточным давлением, 2)
агломерация


спекание измельченного материала в слое смеси с
измельчѐнным углем,


3)

производство окатышей путем окомкования измельченного сырья с
добавками связующих веществ с последующим обжигом их.



5.4.Основные тенденции в решении сырьевой проблемы



На долю сырья в себестоимости продукции приходится значительная
часть (до 70 %). Поэ
тому важен правильный выбор сырья и экономически
эффективное его использование. Это достигается следующим:


1.Применение более дешевых видов сырья, в том числе замена
привозного сырья местным с учетом высокой стоимости транспортировки;


2.Применение концен
трированного (обогащенного) сырья;


3.Комплексное использование сырья, т.е. максимальное извлечение и
использование всех ценных компонентов, содержащихся в сырье. Например,
из одной горной породы возможно получение различных металлов и
неметаллов, солей и
строительных материалов. При этом повышается
экономическая эффективность производства и снижается себестоимость
основных продуктов;


4.Использование отходов производства в качестве сырья;


5.Замена пищевого и растительного сырья минеральным.


6.Сн
ижение материалоемкости продукции.



5.5.Вода в промышленности



Для промышленных и бытовых нужд применяется только пресная вода,
составляющая около 3 % ее мировых запасов. Поэтому в промышленности
широко используется повторное (оборотное) водоснабжение по

замкнутому
циклу.


Для промышленных вод основными показателями являются:
жесткость, солесодержание, количество растворенных газов и механических
примесей.


Жесткость

воды обусловлена наличием в ней солей кальция и магния.
Различают три вида жесткости воды
:1)
временную
, устраняемую
кипячением;


35

2)
постоянную
, обусловленную наличием в воде более прочных соединений
кальция и магния, которые при кипячении не удаляются; 3)
общую

(сумма
временной и постоянной).


Вода с содержанием солей более 1 г/кг относится к
с
оленой
. Наличие в
воде солей и механических примесей приводит к образованию накипи,
ухудшающей работу теплообменных устройств из
-
за уменьшения
теплопроводности и проходного сечения.


Растворенные в воде газы вызывают коррозию труб.


Подготовка промышленной

воды включает
:


1) отстаивание с использованием коагулянтов для ускорения
образования коллоидного осадка;


2) фильтрование в основном через песчаные фильтры;


3) обеззараживание: хлорирование, озонирование, кипячение,
обработка ультразвуковыми волнами и у
льтрафиолетовым облучением;


4) умягчение (удаление солей кальция и магния добавками соды,
гашѐной извести, едкого натра, кипячением, дистилляцией) и обессоливание
(удаление всех солей).



5.6.Энергия в технологических процессах



Все технологические проце
ссы являются потребителями энергии . В
промышленности наиболее широко применяются электрическая, ядерная,
тепловая и химическая энергии.


Электрическая энергия

применяется для получения механической
энергии, для осуществления различных физических и механич
еских
процессов, для нагревания, электрохимических, электростатических и др.
процессов. Источником электрической энергии служат энергия воды рек,
ядерные реакции и тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива.


Ядерная энергия

образуется при расщеплен
ии урана. При распаде 1 кг
урана выделяется количество теплоты, эквивалентное сгоранию 300 т
каменного угля. Мировые запасы ядерного горючего обладают
потенциальной энергией, превосходящей в десятки раз энергию разведанных
запасов угля, нефти и природног
о газа вместе взятых. Атомные
электростанции обладают высоким коэффициентом полезного действия и
являются эффективными поставщиками электроэнергии.


Тепловая энергия

выделяется при сжигании топлива и применяется для
отопления, проведения многих высокотемпе
ратурных технологических
процессов (нагревание, плавление, сушка, перегонка и т.д.) и для
преобразования в электрическую.


Химическая энергия
, выделяющаяся при экзотермических химических
реакциях, служит источником теплоты для проведения эндотермических
хи
мических процессов. Она также применяется в гальванических элементах
и аккумуляторах для преобразования в электрическую энергию. Эти
источники энергии характеризуются высоким к.п.д.


36


К числу
возобновляемых источников энергии

относятся энергия ветра
и Солн
ца, световая, геотермальная и энергия морских приливов.



6. ПРОИЗВОДСТВО МЕТА
ЛЛОВ И СПЛАВОВ



6.1.Свойства металлов и сплавов



Различают механические, физические, технологические и эксплуатационные
свойства материалов.


Механические свойства

включают
прочность, пластичность и
твердость.


Прочность

характеризует способность материала сопротивляться
разрушению под действием нагрузок. Она оценивается отношением
максимальной нагрузки до разрушения образца к площади его поперечного
сечения. Различают преде
л прочности при растяжении, при изгибе и при
сжатии (при статической нагрузке), а также ударную вязкость (при
динамической нагрузке).


Пластичность

характеризует способность материала деформироваться
под действием статической нагрузки без разрушения. Она о
ценивается
относительным удлинением и сужением образца при растяжении и
относительным его укорочением при сжатии и выражается в процентах.


Твердость

характеризует способность материала сопротивляться
вдавливанию в него другого более твердого тела (стально
й закаленный
шарик, алмазный конус, алмазная пирамида). Оценивается отношением
приложенной нагрузки (на шарик, конус, пирамиду) к площади полученного
отпечатка. Широко применяют методы оценки твердости по Бринеллю (для
чугунов, цветных сплавов и мягких ст
алей), по Роквеллу ( для мягких и
закаленных сталей), по Виккерсу (для твердых сплавов). Существуют и
другие методы оценки твердости (метод Шора, метод царапания и т.д.).


Физические свойства
:
плотность

( отношение массы вещества к его
объему),
температура

плавления
,
электро
-

и
теплопроводность
,
коэффициенты линейного и объемного расширения

(при изменении
температуры материала на 1
0
С).


Технологические свойства
: а)
обрабатываемость давлением

в
холодном и горячем состояниях (ковкой, штамповкой), б)
обрабаты
ваемость

резанием

(оценивается скоростью затупления резца), в)
свариваемость
(способность образовывать сварные соединения с требуемыми
механическими свойствами), г)
литейные свойства



оцениваются
совокупностью показателей: жидкотекучесть, усадка, газопогл
ощение,
ликвация (неравномерность распределения компонентов сплава по его
объему) и др., д)
упрочняемость



способность материала приобретать более
высокую прочность после термической и механической обработки.


Эксплуатационные свойства
: жаропрочность (сох
ранение прочности
при нагреве), жаростойкость (сопротивление окислению поверхности при
нагреве), термостойкость (способность выдерживать определенное число

37

циклов «нагрев
-
охлаждение»), коррозионная стойкость (в различных
агрессивных средах), износостойкост
ь ( сопротивление поверхностному
разрушению при трении) и др.



6.2.Классификация металлов и сплавов




Все металлы можно разделить на две большие группы: черные и

цветные. К черным относят железо и его сплавы, а также марганец и хром.

Все остальные мета
ллы цветные:


-

легкие (алюминий, магний, титан);


-

тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, никель);


-

благородные (золото, серебро, платина);


-

редкоземельные (лантан, церий);


-

радиоактивные (уран, радий).


К сплавам на основе железа относятся сталь (сод
ержание углерода до
2,14 %) и чугун (более 2,14 % углерода).


Стали

классифицируют:

1) по способу производства
-

мартеновская, кислородноконвертерная,
электросталь и т.д.;

2) по назначению


конструкционные (детали машин и станков,
металлоконструкции мост
ов и др.), инструментальные (резцы, фрезы,
штампы, измерительный инструмент), специального назначения
(нержавеющая, кислотоупорная, трансформаторная и др.);


3) по качеству
-

сталь обыкновенного качества (с содержанием серы и
фосфора до 0,06 %), качественн
ая (до 0,04 % серы и фосфора),
высококачественная (до 0,03 % серы и фосфора);


4) по химическому составу


углеродистые (низкоуглеродистые


до 0,25 %
углерода, углеродистые


от 0,26 до 0,6 % углерода, высокоуглеродистые


от 0,6 до 1,5 % углерода) и ле
гированные (низколегированные


до 2,5 %
легирующих элементов, среднелегированные

от 2,5 до 10 % легирующих
элементов и высоколегированные


более 10 % легирующих элементов);


5)по степени раскисленности и характеру затвердевания


спокойные,
полуспокойны
е и кипящие.

Чугуны

вследствие повышенного содержания углерода отличаются от стали
наличием в структуре включений графита (продукт кристаллизации
избыточного углерода). Включения графита ослабляют металлическую
основу , что обусловливает пониженную прочнос
ть чугуна по сравнению со
сталью. В зависимости от формы графитных включений различают
следующие виды чугунов:

1) серый (СЧ)


с пластинчатыми включениями графита;

2) ковкий (КЧ)


с более компактными хлопьевидными включениями
графита, что определяет его п
овышенную прочность;

3) высокопрочный (ВЧ)


с шаровидными включениями графита и высокой
прочностью, приближающейся к прочности стали.


38

Из числа
цветных сплавов

наибольшее применение имеют медные,
алюминиевые и магниевые сплавы.

К
медным

промышленным сплава
м относятся: латуни (
Cu

+
Zn
) , бронзы
оловянные (
Cu

+
Sn
) и безоловянные (
Cu

+
Fe
,
Al
,
Mn

и др.), мельхиоры (
Cu

+
Ni
). Обладают хорошими литейными, механическими, антифрикционными
и антикоррозионными свойствами.

Алюминиевые и магниевые

сплавы имеют дост
аточно высокие механические
свойства и низкую плотность, что обусловливает их широкое применение в
авиационной промышленности.


6.3.Производство чугуна


6.3.1.Технология производства чугуна


Исходными


материалами служат: железные руды, кокс и флюсы.
В

ру
дах

железо находится в виде оксидов. Содержание железа в рудах
-

от 40 до 70
%. Пустая порода состоит из оксидов кремния, кальция и других элементов.
Руды содержат также примеси полезные (
Mn
,
Ti
, Ni,
Cu
,
Cr
) и вредные
(
S
,
P
.
Zn
,
Pb
,
As
).
Кокс

служит топливом

процесса.
Флюсы



известняк (
CaCO
3
)
и доломит (
CaCO
3
.
MgCO
3)


применяют для перевода пустой породы и золы
топлива в шлак и для десульфурации.

Заранее рассчитанную смесь компонентов (руда, топливо, флюсы) в
определенном соотношении называют
шихтой
. Ее заг
ружают в доменную
печь сверху. Печь представляет собой вертикальную шахту со стенками из
огнеупорного кирпича. В нижней части печи происходит горение кокса. При
химическом взаимодействии углерода кокса с кислородом вдуваемого
воздуха выделяется большое ко
личество тепла. Для экономии кокса воздух
подогревают до 1000


1200
О
С. Образующиеся продукты горения кокса,
содержащие около 30 % СО, поднимаются вверх навстречу опускающейся
сверху шихте. Шихта постепенно нагревается и расплавляется.
Одновременно в рез
ультате химического взаимодействия СО с железной
рудой происходит восстановление железа из его оксидов (основной
составляющей железной руды). Восстановленное железо насыщается
углеродом из кокса, а также поглощает часть восстановленного кремния и
марганца.

В результате образуется жидкий чугун, который стекает по кускам
раскаленного кокса, скапливается в нижней части печи и затем выпускается
через специальное отверстие по желобу. Жидкий шлак выпускается через
отверстие, расположенное несколько выше.

В домен
ной печи получают
чугун передельный

(около 90 %),
предназначенный для дальнейшего передела в сталь, и
литейный
,
используемый в качестве компонента при выплавке марочных чугунов в
литейных цехах на машиностроительных заводах.


Шлак

обычно подвергают грануля
ции и используют для производства
строительных материалов.


39


Доменный газ
, выходящий из печи, имеет относительно высокую теплоту
сгорания (около 4000 кДж/м
3
) и используется для нагрева подаваемого в печь
воздуха, коксовых батарей, стальных слитков, для отоп
ления котлов и др.


6.3.2.Технико
-
экономические показатели и интенсификация доменного
процесса


Основные показатели доменной плавки:

1) Среднесуточная производительность. Для сравнительной оценки
производительности печей разного объема применяют коэффицие
нт
использования полезного объема печи: К.И.П.О.=
V
/
P
, где
V



полезный
объем печи в м
3
,
P



суточная производительность печи в т/сутки.

2) Удельный расход кокса: отношение суточного расхода кокса к полезному
объему печи или расход кокса в кг на 1 т чугу
на (360


400 кг/т).

3)
Расход руды (уменьшается при ее обогащении) и вынос пыли.

4) Себестоимость выплавляемого чугуна.


Способы интенсификации процесса:


1)Обогащение воздушного дутья кислородом (до 25


30 %) повышает
производительность на 50 % и сниж
ает расход кокса на 15 %.


2)Повышение давления газов в печи увеличивает производительность
на 9 %, снижает расход кокса на 6
-
7 % и уменьшает вынос пыли.


3)Комбинированное дутье (воздух + природный газ + угольная пыль)
обеспечивает прирост производительно
сти печи и экономию кокса до 30 %.


6.4.Производство стали



6.4.1.Производство стали в конвертерах



Суть процесса

заключается в удалении из жидкого чугуна избыточного
углерода путем его окисления при продувке воздухом или кислородом.


При бессемеровском
процессе

осуществляют продувку жидкого чугуна
воздухом через отверстия в днище конвертера, который представляет собой
сосуд грушевидной формы со стенками из огнеупорного кирпича с
преобладанием кремнезема


SiO
2
(кислая футеровка). Кислая футеровка
обусло
вливает наличие кислого шлака, который не способствует удалению
вредных примесей серы и фосфора из расплава.


Томасовский конвертер

имеет футеровку из основного огнеупорного
кирпича с преобладанием
CaO
. Это позволяет использовать основной шлак,
способству
ющий удалению серы и фосфора. В обоих процессах происходит
насыщение расплава азотом, что приводит к повышению хрупкости стали.
Ввиду указанных недостатков бессемеровский и томасовский процессы не
находят широкого применения, но послужили прототипом кисло
родно
-
конвертерного процесса, который в настоящее время обеспечивает более
половины всей выплавляемой в мире стали.


40


Кислородный конвертер

имеет основную футеровку, что обеспечивает
проведение процесса под основным шлаком с активным удалением серы и
фосфор
а из металла в шлак. В конвертер загружают скрап (стальной лом) и
заливают чугун, затем конвертер поворачивают в вертикальное рабочее
положение и опускают в него фурму (специальную трубу), через которую
подают
кислород
. В процессе продувки интенсивно окисл
яются компоненты
чугуна (железо, углерод, кремний, марганец) с выделением тепла, что
способствует повышению температуры расплава с 1250 до 1650
о
С.
Выделяющиеся пузырьки СО обеспечивают удаление из металла азота и
водорода и интенсивное перемешивание металл
а и шлака. Это способствует
улучшению дефосфорации с образованием стойкого соединения (
CaO
)
4
P
2
O
5

и
десульфурации с образованием и удалением в шлак Са
S
. Длительность
продувки 16


45 мин. в зависимости от заданного содержания углерода и
емкости конвертера
(до 500 т). Затем металл выпускают в ковш (путем
наклона конвертера). Под струю металла подают раскислители (сплавы
марганца, кремния и алюминия) для восстановления закиси железа
FeO
,
снижающей прочность и пластичность стали. По степени раскисления
различ
ают кипящую, полуспокойную и спокойную сталь. Чем полнее
раскислена сталь, тем спокойнее она кристаллизуется (без газовых
включений).


Кислородно
-
конвертерный процесс отличается
высокой
производительностью

(до 500 т /ч), сравнительно
небольшими капитальным
и
затратами

и
низкой себестоимостью стали достаточно высокого качества
. В
себестоимости выплавляемой стали 80


86 % приходится на стоимость
металлической шихты, 3,5 %
-

на добавочные материалы и 10

19 % на
расходы по переделу (чугуна в сталь). Стоимость

стального лома ниже
стоимости жидкого чугуна, поэтому целесообразно увеличение его доли в
шихте.



6.4.2.Мартеновское производство стали



Этим способом получают 20


25 % стали. В мартеновских печах
можно переплавлять чугун и скрап любого состава в любо
й пропорции, в
том числе использовать полностью твердую шихту или в сочетании с
жидким чугуном. Емкость печей до 900 т.


Процесс ведут на поду пламенной отражательной печи снабженной
регенераторами. Загруженная в печь шихта под действием факела
сжигаемого

топлива расплавляется. Для интенсификации процесса
подаваемые в печь воздух и газ предварительно подогревают в регенераторах
до 1000


1200
0

С. Подаваемый для образования факела воздух в
определенном избытке способствует окислению примесей чугуна и перед
елу
его в сталь. В результате окисления углерода выделяются пузырьки СО и
происходит «кипение» ванны. Это вызывает перемешивание расплава, что
способствует выравниванию температуры и состава металла по высоте ванны
и удалению неметаллических включений. Гот
овую сталь выпускают через

41

лѐтку в ковш и разливают в изложницы. При необходимости сталь
раскисляют добавками ферромарганца, ферросилиция и алюминия.


Недостатки процесса:


а) большая продолжительность (4


12 ч);


б) относительно низкая производительност
ь (в несколько раз ниже, чем
в кислородном конвертере);


в) себестоимость мартеновской стали на 3


5 % выше кислородно
-
конвертерной;


г) капительные затраты на 20


30% больше.


Поэтому выплавку в мартеновских печах постепенно сокращают.
Новые печи не стр
оят. Старые печи либо заменяют конвертерами, либо
переделывают на двухванные под одним сводом. Это снижает капитальные
затраты и повышает производительность печи.


6.4.3.Производство стали в электрических печах



Этим способом выплавляется около 25 % стал
и. В электропечах можно легко
обеспечить быстрый подъем и точное регулирование температуры металла,
создавать любую атмосферу (окислительную, восстановительную,
нейтральную или вакуум), осуществлять любые металлургические процессы,
выплавлять сталь и сплав
ы любого состава с низким содержанием серы и
фосфора. Поэтому все стали ответственного назначения (нержавеющие,
жаростойкие и др. высоколегированные) выплавляют в основном в
электрических печах. К недостаткам электроплавки относится невысокая
производитель
ность печей, большой расход электроэнергии и высокая
себестоимость стали.


Для электроплавки применяют преимущественно два типа печей:
дуговые и индукционные электропечи.


В электродуговых печах источником тепла служат электрические дуги,
возникающие между

металлом и графитовыми электродами при
прохождении по ним трехфазного электрического тока. Температура дуги
достигает более 5000
0
С. Это позволяет производить переплав тугоплавких
легирующих компонентов, но вызывает угар железа и других элементов.
Произво
дительность электродуговых печей повышается при подаче в металл
кислорода и при организации электромагнитного перемешивания металла с
помощью статоров, установленных под днищем печей.

В индукционных электропечах источником тепла служат вихревые токи,
воз
никающие в металле под действием переменных электромагнитных
полей, образующихся вокруг индуктора при прохождении по нему
переменного электрического тока. Особенностью индукционной плавки
является интенсивная циркуляция металла в печи, что ускоряет плавлен
ие и
выравнивает температуру и состав металла по объему. Однако образование
выпуклого мениска на поверхности ванны вызывает стекание шлака к
стенкам тигля и насыщение открытой части зеркала металла газами из
окружающей атмосферы.


42



6.5.Производство меди



Сырьем для получения меди служат медные руды. Медь в рудах находится в
виде сульфидов, оксидов и других соединений. Медные руды содержат 1

3
% меди. Поэтому их обогащают методом флотации с получением медного
концентрата, содержащего до 35 % меди. Затем
концентраты обжигают в
окислительной среде для удаления серы (около 50%).

Медь выплавляют в основном пирометаллургическим способом. Основу
процесса составляет плавка концентратов в печах, при которой
расплавленная масса разделяется на два жидких слоя: 1)

штейн


сплав
сульфидов меди и железа и 2) шлак


сплав окислов (
SiO
2
,
Al
2
O
3
и др.).
Штейн содержит до 55 % меди. Его переливают из печи в конвертер с
боковым дутьем и продувают воздухом для окисления сернистого железа с
переводом оксида железа в шлак и п
олучения черновой меди.


Черновая медь содержит до 2 % примесей. Поэтому ее подвергают
рафинированию: сначала
огневому

путем окисления примесей при продувке
воздуха через расплав черновой меди (содержание меди достигает 99,7 %),
затем
электролитическому
. П
ри этом аноды (+) делают из меди после
огневого рафинирования, а катоды (
-

)


из тонких листов чистой меди.
Электролитом служит раствор сернокислой меди. При пропускании
постоянного тока анод растворяется, медь переходит в раствор в виде ионов
и осаждаетс
я на катодах прочным слоем. Чистота меди достигает 99,99 % и
отделяются благородные и другие металлы.


6.6.Производство алюминия


По общему производству металлов алюминий занимает второе место после
железа. Содержание алюминия в земной коре составляет 7,5

%, т.е. занимает
третье место после кислорода и кремния. Вследствие высокого сродства к
кислороду алюминий в природе не встречается в чистом виде, а только в
виде соединений. Число минералов, содержащих алюминий, насчитывает
около 250.

К алюминиевым руд
ам относятся бокситы, нефелины, алуниты, каолины,
сирициты. Наибольшее промышленное значение имеют бокситы.
Содержание глинозема в них достигает 70 % (в нефелинах


30 %, в алунитах


22 %, в каолинах и сирицитах


до 39 %).

Производство алюминия включает
три основные операции:

1.Получение глинозема (
Al
2
O
3
)путем переработки бокситов, глины, каолина;

2.Получение криолита


двойной соли фтористого натрия и фтористого
алюминия (
Na
3
AlF
6
);

3.Получение металлического алюминия методом электролиза глинозема,
раств
оренного в криолите.

Глинозем получают путем выщелачивания из бокситов с образованием
раствора алюмината натрия. Затем раствор алюмината натрия разлагают с

43

выделением в осадок гидроокиси алюминия, которую обезвоживают
нагревом до температуры 1200
0
С. Продук
том является глинозем. После
охлаждения его подают на электролиз. На производство одной тонны
глинозема расходуется около 2


2,5 т боксита.

Сырьем для получения криолита служит плавиковый шпат (
CaF
2
). Его
нагревают в смеси с серной кислотой до температуры

200
0
С с образованием
фтористого водорода, который растворяют в воде для получения плавиковой
кислоты (
HF
). Из плавиковой кислоты получают ее соли с выпадением в
осадок криолита.

Затем в угольной ванне расплавляют криолит, растворяют в нем около 10%
глиноз
ема и опускают в полученный расплав (электролит) угольный анод.
Оптимальная температура расплава 950


970
О
С. Катодом служит сама
ванна. При прохождении тока через электролит выделяется тепло и
происходит разложение глинозема с выделением жидкого алюминия

на
катоде (на стенках и дне ванны). Он накапливается на дне ванны под слоем
электролита и извлекается периодически (через 3

4 суток) при помощи
вакуумного ковша или сифона. Для очистки полученного алюминия от
примесей применяют продувку расплава инертным
и газами. Чистота
алюминия достигает 99,85 %. Более высокая степень очистки достигается
электролитическим рафинированием (99,996 %
Al
) и зонной плавкой
(99,9999 %
Al
).

Для производства 1 т алюминия требуется около 2 т глинозема, 0,1 т
криолита, 0,7 т анодн
ой массы и 15


18
МВт
.
ч электроэнергии. Расход
электроэнергии составляет около 30 % себестоимости алюминия, а на сырье
и основные материалы приходится около 50 %.


7.ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОС
ТРОЕНИЯ


7.1.Технология литейного производства



7.1.1.Суть и характеристика процесса литья



2)обладает универсальностью, т.е. позволяет получать изделия
различной конфигурации, размеров и массы (от нескольких граммов до сотен
тонн) из сплавов любого состава;


3)специальные методы литья позволяют полу
чать отливки с высокой
точностью размеров и чистотой поверхности, не требующие дальнейшей
механической обработки.


Мировой объем выпуска фасонных отливок около 75 млн т/год.
Литейные формы могут быть разового и многократного применения.
Большую часть отли
вок (около 60 %) получают
Суть процесса литья
заключается в том, что расплав заданного химического состава заливается в
литейную форму, полость которой соответствует геометрии будущей
отливки. Затвердевшую отливку затем извлекают из формы.


44

Литье
-

наиболе
е простой и дешевый способ изготовления заготовок. Из всех
известных способов формообразования (обработка резанием и давлением,
сварка, порошковая металлургия) литейная технология наиболее эффективна,
так как:



1)позволяет получать изделия необходимой фо
рмы непосредственно из
расплава при сравнительно небольших затратах энергии, материалов и труда;

методом литья в разовые песчано
-
глинистые формы, особенно крупные и
средние по массе отливки.



7.1.2.Литье в песчано
-
глинистые формы


Процесс состоит из сле
дующих основных операций: 1)изготовление
модельной оснастки, 2)приготовление формовочных и стержневых смесей,
3)изготовление полуформ и песчаных стержней, 4)сушка стержней (и при
необходимости полуформ), 5) сборка формы, 6)приготовление жидкого
сплава и за
ливка его в форму, 7) удаление затвердевшей отливки из формы,
8) отделение литниковой системы от отливки, 9) удаление из отливки
песчаных стержней, 10) очистка и при необходимости термообработка
(закалка и др.) отливок, 11) контроль качества на всех этапа
х процесса.

Модельная оснастка включает: а) модель будущей отливки (из дерева,
металла, пластмассы) для получения в песчаной форме отпечатка,
соответствующего по конфигурации отливке, б) подмодельную плиту, к
которой крепится модель, в) опоку


металлическ
ую раму, которая
устанавливается на подмодельную плиту и заполняется формовочной смесью
с последующим уплотнением, г) стержневые ящики для изготовления
песчаных стержней, применяемых для образования внутренних полостей и
отверстий в отливке.


Формовочные м
атериалы представляют собой смесь кварцевого песка,
глины (5


8 %) и воды (3


4 %) с различными добавками и связующими.
Стержневые смеси готовят из песка и связующих. Широко используются
оборотные смеси с добавками свежих материалов.

Изготовление полуфор
м и стержней производится вручную и на
машинах. Машинная формовка повышает производительность и облегчает
условия труда. При изготовлении полуформ одновременно выполняют
формовку литниковой системы, служащей для заливки жидкого металла в
полость формы. Фор
му собирают из двух полуформ. При этом в нижнюю
полуформу устанавливают песчаные стержени и накрывают еѐ верхней
полуформой. Стержни служат для образования внутренних полостей в
отливках. При сборке формы обеспечивается точность совмещения полуформ
и скре
пление их во избежание подъема верхней полуформы под давлением
металла при заливке.

Жидкий сплав получают в плавильных печах. При необходимости
сплав модифицируют и рафинируют. Удаляют шлак и заливают расплав в
формы с помощью разливочных ковшей.


45

После ох
лаждения отливки формы разрушают на виброрешетках.
Литниковую систему отделяют от отливки ленточными и дисковыми пилами,
с помощью газовой и электродуговой резки. Удаление стержней из отливок
производят на вибрационных машинах и под давлением струи воды.

О
чистка отливок от пригоревшей формовочной смеси производится в
галтовочных барабанах, на дробеструйных и дробеметных установках и
другими методами.


Способ литья в песчано

глинистые формы отличается
универсальностью, но относительно низкой точностью размер
ов и чистотой
поверхности получаемых отливок наряду с возможностью образования
достаточно большого количества дефектов (пригар, недолив, засор формы,
усадочные раковины и др.). Ряд дефектов устраним.


7.1.3.Специальные способы литья


Специальные способы об
еспечивают повышенную точность размеров,
чистоту поверхности, мелкозернистую структуру отливок, более высокую
производительность и другие преимущества по сравнению с литьѐм в
песчано
-
глинистые формы.

Специальные способы литья подразделяют на литьѐ в разов
ые и в
постоянные формы.

К специальным методам литья в разовые формы

относятся: литьѐ в
оболочковые формы, по выплавляемым и выжигаемым моделям.


Для получения
оболочек

используют смесь мелкого кварцевого песка
с горячетвердеющей смолой. Формирование оболо
чки происходит на
нагретой металлической модели (до 250
0
С). Толщина оболочки составляет 6


10 мм. Две оболочковые полуформы скрепляют струбцинами или клеем,
форму устанавливают в опоку с песком для увеличения еѐ жесткости. Металл
заливают в форму через
литниковую систему, после его охлаждения форму
разрушают. Расход формовочной смеси снижается примерно в 10 раз,
повышенная точность отливок резко уменьшает затраты на механическую
обработку. Метод легко механизируется и автоматизируется, обеспечивая
высоку
ю производительность. Недостаток


высокая токсичность
выделяющихся газов при горении смолы.

Литьѐ по выплавляемым моделям

производится в
неразъемную
оболочковую форму, которая формируется вокруг разовой модели из
легкоплавкого материала (парафин, стеарин,

воск). Модель окунают в
огнеупорную суспензию, обсыпают мелким песком и сушат. Процесс
повторяют, пока толщина оболочки не достигнет нескольких миллиметров.
Затем модель расплавляется и вытекает из формы. Форму прокаливают,
устанавливают в опоку с песком
и заливают металлом. Метод обеспечивает
высокую размерную точность и чистоту поверхности
сложных

отливок, но
отличается высокой трудоѐмкостью и себестоимостью отливок.
Рентабельность обеспечивается в массовом и крупносерийном производстве
особо сложных отл
ивок из трудно обрабатываемых сплавов.


46

Литьѐ по выжигаемым моделям

в принципе сходно с литьѐм по
выплавляемым моделям. Однако здесь модель, изготовленную из
полистирола, не извлекают из формы перед заливкой металла. Модель
выжигается (заливаемым металло
м), освобождая полость для отливки. При
этом возникает опасность насыщения металла выделяющимися газами.

К специальным методам литья в постоянные формы

относится
литье в кокиль, под высоким и низким давлением, центробежное и
непрерывное.

Кокиль



металличе
ская литейная форма (из чугуна, стали, цветных
сплавов) многократного использования (около 1000 раз при заливке стали,
5000


при заливке чугуна, 20000


при заливке цветных сплавов). Стержни
используются металлические или из стержневой смеси. Перед зали
вкой
кокиль подогревают до 200


300
0
С и покрывают огнеупорной краской для
предохранения кокиля от термических ударов и для предотвращения
чрезмерного переохлаждения расплава при заливке. Преимущества


более
высокая точность и чистота поверхности отливо
к, мелкозернистая структура
металла, более низкая стоимость отливок, более высокая производительность
и улучшение условий труда. Недостатки


высокая стоимость кокилей, низкая
податливость формы.

Литьѐ под высоким давлением

осуществляется на специальных
ма
шинах. Стальная пресс
-
форма из двух полуформ с полированной рабочей
поверхностью заполняется расплавом под давлением поршня.
Обеспечивается высокая точность и чистота поверхности отливок, что резко
снижает объем механической обработки и трудоѐмкость (прим
ерно в десять
раз); очень высокая производительность и улучшение условий труда.
Недостатки


высокая стоимость пресс
-
форм и газовая пористость отливок.
Метод целесообразен при массовом и крупносерийном производстве.

Литьѐ под низким давлением

осуществляетс
я давлением сжатого
воздуха на зеркало расплава, который вытесняется по металлопроводу в
металлическую форму с относительно небольшой скоростью. Обеспечивается
высокая плотность, получение тонкостенных отливок большой
протяжѐнности, но относительно низкая
производительность.

Центробежное литьѐ

осуществляется заливкой расплава во
вращающуюся форму, который под действием центробежных сил
прижимается к внутренней поверхности формы, растекается по ней и
затвердевает. Обеспечивается плотная мелкозернистая стру
ктура, высокая
производительность, хорошие условия труда, но возможна ликвация по
удельному весу. Применяется в основном для изготовления отливок
цилиндрической формы, реже для фасонных отливок.

Непрерывное литьѐ

используют для получения протяжѐнных отливо
к
постоянного поперечного сечения путѐм непрерывной подачи расплава из
металлоприѐмника в водоохлаждаемый кристаллизатор и вытягивания из
него затвердевшей части отливки. Обеспечивается очень высокая плотность
отливок. Недостаток


ограниченность номенклат
уры.



47




7.2.Технология порошковой металлургии


Процесс производства изделий из металлических порошков состоит из
следующих операций:

1)
Получение металлических порошков
. Их получают механическими и
физико
-
химическими методами. При
механическом

измельчении
металлов
используют различные мельницы, ультразвук и метод гранулирования, при
котором капли металла, попадая в воду, застывают в виде мелких частиц.
Химические

и
физико
-
химические

методы основаны на восстановлении или
электролизе оксидов металла. Методы восстановления наиболее
экономичные и распространенные.

2)
Формование изделий

из металлических порошков в холодном
состоянии под избыточным давлением: а)методом одностороннего и
дв
ухстороннего сжатия в прессформах, б)мундштучным прессованием


выдавливанием через сужающийся канал смеси порошка с пластификатором,

в) прокаткой металлических порошков с получением спрессованной ленты,

г) гидростатическим методом


обжатием металлическо
го порошка,
находящегося в эластичной оболочке, жидкостью со всех сторон.

3)
Спекание

спрессованных изделий в электрических печах при
температуре 0,7


0,9 от температуры плавления порошка для обеспечения
заданной прочности. При горячем прессовании процесс
ы формования и
спекания порошка совмещаются.

4)
Отделка

полученных изделий.

Этим методом изготавливают детали широкой номенклатуры из
различных композиций металлических порошков, что позволяет получать
изделия с особыми свойствами (фрикционные, антифрикцион
ные, с
регулируемой пористостью, с пропиткой маслами и растворами и т.д.).

Порошковая металлургия отличается высокой технико
-
экономической
эффективностью за счет низких отходов металла (2
-
5 %), относительно
небольшой трудоемкости и себестоимости изготовле
ния изделий и
возможности более полного использования отходов
металлообрабатывающего производства.


7.3.Технология обработки металлов давлением (ОМД)


Суть метода заключается в пластической деформации заготовки для
придания ей заданной формы и размеров. Д
ля повышения пластичности
заготовку нагревают. Для предотвращения взаимодействия с окружающей
атмосферой нагрев осуществляют в защитной среде (засыпки, обмазки,
инертные газы). Метод отличается высокой производительностью, низкими
потерями металла, высокой

точностью и качеством получаемых изделий.

48

Этим методом получают заготовки и изделия массой от нескольких грамм до
сотен тонн.

Различают следующие технологические разновидности метода:
прокатка, волочение, прессование, ковка, штамповка.

Прокатка



наиболее

распространѐнный и экономичный способ ОМД.
Заготовка деформируется путѐм обжатия еѐ между вращающимися валками
прокатного стана. Продольную прокатку применяют для получения листового
и сортового проката, поперечную прокатку


для получения зубчатых колѐс,

поперечно
-
винтовую прокатку


для получения бесшовных труб, шаров,
осей.

Волочение

осуществляют протягиванием (в т.ч. многократным)
металлической заготовки в холодном состоянии через отверстие волочильной
доски. Получают проволоку, прутки различного пр
офиля, трубы с
уменьшенным диаметром. Обеспечивается точность размеров и качество
поверхности. Наклѐп (повышенная твердость и хрупкость поверхностного
слоя) снимается отжигом для восстановления пластичности заготовки.

Прессование



нагретый металл выдавлив
ается из замкнутой полости
через отверстие в матрице. Получают изделие с формой поперечного сечения,
соответствующей форме отверстия матрицы. Исходным материалом служат
нагретые прокатанные заготовки или слитки. Получают прутки разного
профиля и трубы. По
сравнению с прокаткой обеспечиваются более точные
размеры изделий и большая производительность. Однако предельные
размеры изделий ограничены, а отходы в виде прессостатка достигают 40 %
от массы заготовки.

Ковка



свободная пластическая деформация нагрето
го металла при
многократном воздействии ударного инструмента. Исходным материалом
служат слитки, прокат. Машинную ковку осуществляют на молотах и
прессах. Основные операции машинной ковки: осадка (уменьшение высоты
заготовки), протяжка (удлинение заготов
ки за счѐт уменьшения еѐ толщины),
прошивка отверстий и полостей, сварка, скручивание, отрубка, раскатка.
Применяется в мелкосерийном и единичном производстве.

Штамповка



деформация металла в штампе, т.е. в стальной форме,
состоящей из двух частей (нижне
й и верхней). Заготовка приобретает форму
и размеры, соответствующие внутренней полости штампа. Для объѐмной
штамповки исходным материалом служат прутки или штучные заготовки, для
листовой штамповки


плоские листовые заготовки. Метод обеспечивает и
более
высокую производительность, точность и чистоту поверхности, чем
при свободной ковке. Образование облоя приводит к потерям металла до 25%
и требует дополнительной операции обрезки. Штампы
-

дорогой инструмент,
поэтому метод экономически целесообразно примен
ять в серийном и
массовом производстве.



49

7.4.Технология неразъѐмных соединений



7.4.1.Технология сварки плавлением


К сварке плавлением относятся электродуговая и газовая сварка.

Электродуговая

сварка имеет наибольшее распространение. Для
плавления кромо
к заготовок используется электрическая дуга, имеющая
высокую температуру (до 6000
0
С). Электрическая дуга возникает между
электродом и заготовками. Для питания дуги используются переменный
(экономичнее) или постоянный (устойчивее дуга) ток. Сварка может
вы
полняться плавящимся (расходуемым) или неплавящимся электродом. При
сварке неплавящимся электродом (графитовым, вольфрамовым) в зону дуги
подают присадочный материал (при необходимости) в виде проволоки
определѐнного состава в соответствии с составом свари
ваемых сплавов.
Повышение качества сварного соединения обеспечивается защитой дуги и
жидкого металла от кислорода и азота воздуха применением флюсов и
нейтральных газов. В состав флюсов входят раскислители и легирующие
элементы, улучшающие структуру и свой
ства сварного шва. Жидкий флюс
покрывает шов, а после остывания его корка легко удаляется. В качестве
защитных газов используют углекислый газ, аргон, гелий, водород. Их
подают в зону горения дуги.

При
газовой сварке

для расплавления кромок заготовок испол
ьзуется
теплота, выделяемая при сгорании газа (ацетилен, водород, пропан,
природный газ и др.) в кислороде. Наибольшее применение находит
ацетилен, имеющий высокую теплоту сгорания и дающий наибольшую
температуру пламени (3150
0
С). Для смешения газа с кисл
ородом в заданном
соотношении и получения устойчивого пламени применяют газовые горелки.
Различают 3 вида газовой сварки: 1)нормальным пламенем (соотношение
кислорода и ацетилена примерно равное)


для большинства сталей,2)
науглероживающим пламенем (с избы
тком ацетилена)


для чугуна
(выгорающий при сварке углерод компенсируется за счѐт углерода
ацетилена),3)окислительным пламенем (с избытком кислорода)


для латуней
(образующаяся оксидная плѐнка препятствует испарению цинка). Газовая
сварка имеет значитель
но меньшее распространение, чем электродуговая так
как: 1)трудно поддаѐтся автоматизации и имеет меньшую
производительность , 2) наличие кислорода в пламени ухудшает
механические свойства и качество сварного шва.


7.4.2.Технология сварки давлением


Основн
ым видом сварки давлением является
электрическая контактная
сварка.

Она основана на местном разогреве свариваемых заготовок
электрическим током и сжатии их. Эти методом получают более 30 %
сварных соединений, что уступает лишь электродуговой сварке.
Обеспе
чивается высокое качество и надѐжность сварного соединения,

50

механизация и автоматизация процесса, что обусловливает высокую
производительность. Различают три вида электроконтактной сварки:
точечную, шовную, стыковую, газопрессовую.

Точечную

сварку применяю
т для соединения плоских заготовок
внахлѐстку, свариваемых в отдельных точках. Заготовки зажимаются между
двумя медными электродами, к которым подведен ток. Ток включается
кратковременными импульсами. В месте контакта металл расплавляется и
затвердевает. Т
олщина свариваемых заготовок 0,001


30 мм.

При шовной

сварке электродами служат вращающиеся ролики, между
которыми в сжатом состоянии перемещаются заготовки, соединяемые
внахлѐстку. Образуется непрерывный сварной шов. Скорость сварки до

6 м/мин. Применяе
тся для получения герметичных соединений из заготовок
толщиной 0,001


3 мм.



При стыковой

сварке заготовки, соединяемые торцами, закрепляют в
зажимах, к которым подводится электрический ток. При сближении заготовок
их торцы нагреваются до оплавления и с
жимаются. Применяется для сварки
заготовок с большой площадью поперечного сечения.



Газопрессовая

сварка аналогична стыковой, но нагрев заготовок
производят газовыми горелками. Затем заготовки сдавливают. Качество
сварного соединения и производительност
ь уступают стыковой сварке.
Применяется для сварки труб, рельсов, арматуры.



7.5.Технология обработки резанием



7.5.1.Характеристика процесса обработки металлов резанием




Обработка резанием обеспечивает высокую точность размеров и малую
шероховатость п
оверхности деталей. При этом большая часть металла уходит
в стружку (до 90 %). Процесс резания состоит из главного рабочего движения
(движение резания) и второстепенного (движение подачи). Основные
режимные параметры, определяющие производительность и себе
стоимость
обработки: скорость резания, величина подачи, и глубина резания.

Слой материала, подлежащий срезанию с поверхности заготовки для
получения заданного размера, называют припуском на обработку.
Завышенные припуски увеличивают затраты, а заниженные
могут привести к
появлению брака. Поэтому правильный выбор размера припуска имеет
большое технико
-
экономическое значение.

К основным методам механической обработки относятся: точение
(обтачивание, растачивание, подрезание, разрезание), сверление
(рассверл
ивание, зенкерование, развертывание и др.), протягивание,
фрезерование, строгание и долбление, шлифование, отделочные
(полирование, притирка, хонингование, суперфиниш и др.). Видам обработки
соответствуют и виды металлорежущих станков.

Точность размерной
обработки оценивается полем допуска


интервалом значений между верхним и нижним отклонениями размеров

51

деталей от номинальных (основных). Классы точности называют
квалитетами. Их всего 19 (01; 0; 1; 2 … 17), номер возрастает с увеличением
поля допуска. Ка
чество обработки поверхности оценивается еѐ
шероховатостью в пределах 14 классов (чем меньше шероховатость, тем
выше класс).



7
.5.2.Обработка наружных поверхностей тел вращения


Наружные поверхности тел вращения (валы, оси, втулки)
предварительно обрабаты
вают точением на токарных и подобных станках
(револьверных, лобовых, карусельных). Окончательная обработка
выполняется на шлифовальных и иных станках, предназначенных для
чистовой обработки. Чистовую обработку применяют для повышения
точности и уменьшения
шероховатости поверхности детали.

Шлифование

обеспечивает повышение точности до 6 квалитета.
Выполняется на круглошлифовальных станках; вращаются шлифовальный
круг и заготовка.

Притирка

осуществляется абразивной пастой, внедрѐнной в
специальные инструмен
ты


притиры из чугуна, меди, твердых пород дерева.
В процессе притирки заготовка вращается, а притир совершает возвратно


поступательное движение.

Суперфиниш



сверхчистовая доводка для уменьшения
шероховатости поверхности, выполняемая мелкозернистыми а
бразивными
брусками. Заготовка вращается, бруски совершают колебательное движение
вдоль оси заготовки с малой амплитудой (до 6мм), большой частотой (до
1000 в минуту) и небольшой силой резания.

Полирование

применяется для получения блеска поверхности.
Вып
олняется вращающимися мягкими кругами (войлочными, фетровыми), на
поверхность которых наносятся мелкозернистые абразивные пасты.


7.5.3.Обработка внутренних цилиндрических поверхностей


Предварительная обработка отверстий выполняется
сверлением или
растачи
ванием
. Для повышения точности полученное отверстие
обрабатывают
зенкером

(спиральное сверло с тремя
-

четырьмя режущими и
калибрующими боковыми кромками) и
разверткой

(цилиндр с режущими
боковыми кромками).

Кроме развѐртывания, для чистовой обработки мог
ут применяться
протяжки
. Режущая часть этих инструментов состоит из кольцевых зубьев,
диаметр которых последовательно увеличивается. Размер последнего зуба
соответствует конечному диаметру отверстия.

Калибрование

отверстий осуществляют закалѐнным стальным
шариком, который с натягом перемещают вдоль оси отверстия, или путѐм
раскатывания роликами.


52

Хонингование
производят на хонинговальных станках для повышения
точности размеров и исправления погрешностей формы отверстий
(конусность, овальность) в закалѐнных с
тальных, чугунных и бронзовых
заготовках. Инструмент


хон


самоцентрирующийся цилиндр, в пазах
которого находятся абразивные бруски. Они имеют возможность
раздвигаться в радиальном направлении в пределах заданного припуска. Хон
совершает вращательное и в
озвратно
-
поступательное движение (вдоль оси
отверстия). Производительный процесс.

Притирка и полирование

идентичны операциям при обработке
наружных поверхностей. Шлифование отверстий мало производительно и
вызывает большой износ абразивного круга.


7.5.4.О
бработка плоских поверхностей


Фрезерование

выполняется вращающейся фрезой


многолезвийным
режущим инструментом. Метод высокопроизводительный. Существует
встречное (черновое) и попутное (чистовое) фрезерование. Оснащение фрез
пластинами из твѐрдого сплав
а повышает производительность, точность и
качество поверхностей.

Строгание

плоскостей на поперечно
-
строгальных станках
осуществляется резцом, движущимся прямолинейно (главное рабочее
движение). Вспомогательное движение (поперечное) осуществляет стол
станка

с заготовкой. На продольно
-

строгальных станках главное рабочее
движение (возвратно
-
поступательное) совершает стол с заготовкой. Наличие
холостого хода резко снижает производительность. Точность обработки не
высокая (8


11 квалитет).
Долбление



разнови
дность строгания. Резец
совершает главное рабочее движение (возвратно
-
поступательное) в
вертикальной плоскости. Заготовка имеет поперечную и продольную подачу.

К чистовым

методам обработки плоскостей относятся
тонкое
фрезерование

(малая глубина и подача п
ри высокой скорости резания),
шлифование, притирка, полирование.



8. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ

ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДС
ТВ


8.1.Химико
-
технологические процессы и их классификация


Химико
-
технологический процесс (ХТП)


это разновидность
производственного процесса, вкл
ючающего стадию химического
превращения веществ. ХТП классифицируются по следующим основным
признакам:

1)
По способу организации

процесса


периодические, непрерывные и
комбинированные. В
периодических

сырьѐ вводится в реактор дискретно
определѐнными порц
иями и так же дискретно из реактора извлекается
целевой продукт после завершения цикла. В
непрерывных

процессах сырьѐ
непрерывно подаѐтся в реактор, а целевой продукт так же непрерывно

53

выводится из реактора.
Комбинированные

процессы могут иметь различные
в
арианты: непрерывное поступление сырья с периодическим отводом
продукта, периодическое поступление сырья с непрерывным отводом
продукта, периодическое поступление одного из исходных видов сырья и
непрерывное поступление другого вида сырья и т.д.

2)
По крат
ности обработки

сырья: с открытой (разомкнутой), закрытой
(замкнутой) и комбинированной схемой. В процессах с открытой схемой
сырьѐ полностью превращается в целевой продукт за один цикл пребывания
в реакторе; в процессах с закрытой схемой
-

за много цикло
в пребывания в
реакторе. В комбинированных процессах основное сырьѐ может
превращаться в продукт за один цикл, а вспомогательные материалы
использоваться многократно.

3) По виду протекающих реакций: ХТП простые и сложные, обратимые
и необратимые, гомогенны
е и гетерогенные, экзо
-

и эндотермические.

4) По условиям протекания реакций: высокотемпературные (при
температуре более 500
0
С ), электрохимические (под действием
электрического тока), фотохимические (под действием света),
радиационнохимические (под действ
ием ионизирующих излучений),
каталитические (с участием катализатора).


8.2.Основные направления интенсификации ХТП


1.
Повышение температуры

вызывает увеличение скорости движения
взаимодействующих частиц и ускорение любых простых необратимых
процессов. Для

обратимой экзотермической реакции превышение
оптимальной температуры ведѐт к снижению выхода продукта, а для
обратимой эндотермической выход продукта растѐт постоянно с повышением
температуры.

2.
Увеличение концентрации

взаимодействующих веществ за счѐт
п
овышения давления реагирующих газов или вывода из реактора
образующихся продуктов.

3.
Использование катализаторов

позволяет увеличить скорость реакций
иногда в несколько тысяч раз (пассивные молекулы в присутствии
катализатора активизируются) и снижать тем
пературу процессов.

4.
Гомогенизация

(повышение однородности смеси реагирующих
веществ) способствует увеличению скорости любой реакции и особенно
сильно влияет на протекание гетерогенных процессов. Для достижения
высокой однородности смесей используются их

интенсивное перемешивание
(механическое, пневматическое, электромагнитное), вибрацию,
ультразвуковую обработку и т.д.


54


8.3.Производство минеральных кислот и удобрений


8.3.1.Производство и применение серной кислоты

90 % серной кислоты (
H
2
SO
4
) производят к
онтактным способом. Он
обеспечивает высокую концентрацию и чистоту продукта. Этот способ
включает 4 стадии:

1)Получение сернистого ангидрида


диоксида серы
SO
2

в процессе
обжига при 1000
О
С измельчѐнного серного колчедана
FeS
2

в печах
(эффективнее во взв
ешенном слое с продувкой горячим воздухом).


4
FeS
2

+ 11
O
2

= 2
Fe
2
O
3

+ 8
SO
2
+
Q

Образующийся огарок
Fe
2
O
3

содержит до 50 % железа и направляется
для производства чугуна.

2)Очистка полученного сернистого ангидрида
SO
2

от пыли в циклонах
и электро
фильтрах.

3)Получение серного ангидрида


триоксида серы
SO
3
: нагретый до
450
О
С газ
SO
2

пропускают через контактный аппарат, на решѐтчатых полках
которого расположена контактная масса с катализаторами (окись ванадия,
оксиды щелочых металлов, высокопорист
ые алюмосиликаты). При
прохождении
SO
2

через контактную массу происходит его окисление до
SO
3

c

повышением температуры до 600
0
С:



2
SO
2
+
O
2

= 2
SO
3

+
Q

Полученный газ охлаждают до 60
0
С.

4)Абсорбция серного ангидрида
SO
3

концентрированной серной
кислотой
с получением олеума (пересыщенного раствора серной кислоты) с
последующим его разбавлением водой до заданной концентрации.

Серная кислота используется для производства удобрений
(суперфосфат, аммофос и др.), для очистки нефтепродуктов, для травления
метал
лов, в цветной металлургии, в производстве красителей, лекарственных
веществ, некоторых пластмасс, химических волокон, ядохимикатов,
взрывчатых веществ и др. Промышленность выпускает техническую,
аккумуляторную и реактивную серную кислоту. Они отличаются п
о
назначению и содержанию примесей.


8.3.2.Роль связанного азота и производство аммиака


Азот


инертный газ, поэтому в природе его соединения встречаются
редко. Большинство организмов (растения и животные) усваивают азот
только в виде его соединений. По
этому усваиваемые растениями соединения
азота необходимы для производства минеральных удобрений, а также для
различных отраслей промышленности (для производства азотной кислоты,
полимерных материалов, взрывчатых веществ, красителей, фармацевтических
препар
атов). Есть три метода получения связанного азота: дуговой,
цианомидный и аммиачный. Энергетически и технологически наиболее

55

выгоден аммиачный метод. Поэтому в производстве азотных соединений
свыше 90 % приходится на аммиак.

Производство аммиака состоит из

трѐх стадий:

1)Получение азотоводородной смеси. Азот выделяют из воздуха,
охлаждѐнного до жидкого состояния, путѐм ректификации (разделения),
основанной на различии температур кипения газов. Водород получают
электролизом воды или из газов, содержащих ме
тан
CH
4

(природный газ и
др.). Метан в присутствии водяного пара и кислорода превращается в водород
и углекислый газ. Это превращение (конверсию) природного газа проводят
при атмосферном или повышенном давлении с применением никелевых
катализаторов или б
ез них.

2)Очистка полученных газов (
N
2

и
H
2
) от примесей сернистых
соединений, попавших из природного газа, и от СО и СО
2 ,

образовавшихся
при его конверсии. Очистку производят с помощью различных жидких
поглотителей (растворов кислот, солей и др.).

3)Син
тез аммиака (
NH
3
). В основе процесса лежит обратимая
экзотермическая реакция соединения азота с водородом:


N
2

+ 3
H
2

= 2
NH
3
+
Q


Для этого смесь азота с водородом в соотношении 1:3 подаѐтся в
трубчатую колонну, где на катализаторе п
ри повышенном давлении и
температуре происходит синтез аммиака. Из колонны выходит смесь азота,
водорода и аммиака с содержанием до 20 % аммиака при температуре 200
0
С.
Она направляется в холодильник и далее в сепаратор для выделения из смеси
аммиака.


Ам
миак


бесцветный газ с резким запахом. Хорошо растворим в воде;
25%
-
ный раствор аммиака в воде называют аммиачной водой или
нашатырным спиртом. Аммиак является важнейшим и практически
единственным соединением азота, производимым в промышленных
масштабах
из азота атмосферы. Это основной полупродукт для получения
азотосодержащих веществ, применяемых в промышленности, сельском
хозяйстве.


8.3.3.Производство азотной кислоты


Азотная кислота
HNO
3

является сильнейшим окислителем. Еѐ
производство основано на п
роцессах окисления аммиака кислородом воздуха
и последующей переработке полученных оксидов азота. Окисление аммиака
происходит в смеси с воздухом в две стадии:

NH
3


NO



NO
2

. Процесс
ведут с применением катализаторов (сетки из плат
иновой проволоки) при
температуре около 800
0
С. Увеличение давления ускоряет реакцию окисления
в сотни раз. Затем оксид азота
NO
2
абсорбируется водой с образованием
азотной кислоты:

3
NO
2

+
H
2
O

= 2
HNO
3

+
NO

+
Q

По мере протекания реакции концентрация пол
учаемой азотной
кислоты возрастает и реакция замедляется. Объѐм производства азотной

56

кислоты меньше, чем серной. Промышленность выпускает азотную кислоту
различной концентрации: слабую (45


60 %), разбавленную (70 %) и
концентрированную (92


94 %). Разб
авленная используется в производстве
азотнокислых солей (удобрений), концентрированная


в производстве
красителей, взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов и др.


8.3.4.Роль и классификация минеральных удобрений

Минеральные удобрения


вещества, с
одержащие элементы,
необходимые для питания растений и вносимые в почву для получения
высоких устойчивых урожаев. Большую роль в питании растений играют
азот, фосфор, калий, магний, сера, железо


макроэлементы. Микроэлементы
(бор, марганец, цинк, медь, мо
либден), вносятся в почву в очень небольших
дозах. Из почвы ежегодно уносится большая часть запасов питательных
веществ, особенно азот, фосфор и калий. Эти элементы необходимо вносить в
почву в виде органических и минеральных удобрений.

Минеральные удобрен
ия классифицируют по следующим основным
признакам:

1) По агрохимическому действию
-

прямые (содержат питательные
элементы


суперфосфат и др.) и косвенные для улучшения физических и
биохимических свойств почвы (известняк, доломит
-

для снижения
кислотности

почвы).

2) По видам питательных элементов


азотные, фосфорные, калийные и
микроудобрения.

3) По количеству питательных элементов


простые (содержат один
элемент) и сложные (содержат два и более элементов).

4) По содержанию питательных веществ


ординарн
ые (менее 30%) и
концентрированные (более 30 %).

5) По агрегатному состоянию


твѐрдые и жидкие.


8.3.5.Производство азотных удобрений


1) Аммиачная селитра содержит до 35 % азота, успешно используется
на любых почвах для любых растений. Получают путѐм вза
имодействия
разбавленной азотной кислоты с аммиаком, полученный раствор нитрата
аммония упаривают до плава, который гранулируют разбрызгиванием
форсунками с охлаждением капель в потоке холодного воздуха. Селитра
гигроскопична и взрывоопасна.

2) Карбамид (м
очевина) содержит до 46 % азота. Получают из жидкого
аммиака и газообразного СО
2

при повышенном давлении и температуре


200
0
С с упариванием раствора до плава с последующим его
гранулированием. Менее гигроскопичен, невзрывоопасен.



3) Сульфат аммония с
одержит до 20 % азота. Получают как побочный
продукт коксохимических и других производств. Его не рекомендуется
вносить в кислые подзолистые почвы.


57



Себестоимость карбамида несколько выше, чем селитры.
себестоимость жидких азотных удобрений на 20 % ниже,

чем селитры.


8.3.6.Производство фосфорных удобрений



Сырьѐм служат природные апатиты и фосфориты. В них соединения
азота входят в нерастворимой форме. Основной задачей производства
является перевод нерастворимых фосфорных солей природных фосфатов в
водо
растворимые соли путѐм их разложения кислотами, щелочами, нагревом.

90 % фосфорных удобрений получают разложением кислотами. Продуктом
разложения природных фосфатов серной кислотой является суперфосфат
простой и двойной. Себестоимость двойного на 12 % выше
, чем простого, но
это компенсируется снижением расходов на транспортировку и внесение в
почву. Гранулированный дороже порошкообразного, но его свойства и
качество лучше.



8.3.7.Производство калийных удобрений



К ним относятся соли калия: хлориды (около
90%), сульфаты,
карбонаты. Хлорид калия получают обогащением сильвинитовой руды
флотацией. Получаемый концентрат содержит 92


95 %
KCl
. Другой способ
-

растворение сильвинита с последующей раздельной кристаллизацией
компонентов раствора
-

требует знач
ительных энергетических затрат и
вызывает коррозию аппаратуры.

Для ряда культур (картофель, виноград, сахарная свекла) необходимы
бесхлорные формы калийных удобрений: сульфат калия и калимагнезия.
Получают их по комбинированным технологическим схемам из
п
олиминеральных руд.


8.3.8.Производство комплексных удобрений


Комплексные удобрения получают на основе химического
взаимодействия исходных веществ (сложные) и путѐм механического
смешения готовых, простых удобрений (смешанные) с различным
соотношением ко
мпонентов. В их состав обычно вводят микроэлементы.
Выпускают в основном в виде гранул.

Из сложных удобрений чаще применяют нитрофос, нитрофоску и др.
Применение комплексных удобрений снижает затраты на транспортирование,
хранение и внесение в почву. Расте
ния более полно усваивают питательные
вещества в комплексе, чем в виде отдельных элементов. Себестоимость
единицы питательных веществ в составе комплексных удобрений ниже, чем в
простых. Наиболее дѐшевы сложные удобрения, получаемые на основе
концентратов
природных фосфатов и аммиака.



58

8.4.Технология переработки нефти


8.4.1. Фракционная перегонка нефти


Нефть состоит в основном из углеводородов. Они имеют различную
температуру кипения, в зависимости от которой делятся на фракции.
Разделение нефти на отдель
ные фракции называется перегонкой. Она
основана на разнице температур кипения входящих в еѐ состав
углеводородов.

Нефть, нагретая до температуры кипения (около 350
0
С), подаѐтся в
ректификационную колонну. Давление в колонне пониженное, поэтому нефть
легче
разделяется на фракции. Низкокипящие фракции превращаются в пар и
устремляются вверх. Самая лѐгкая бензиновая фракция отводится при 180


200
0
С из верхней части колонны в конденсатор и далее в сепаратор для
отделения от воды. Из средней части колонны отвод
ятся средние фракции с
температурой кипения 200


300
О
С: керосин, лигроин, соляровое масло.
Тяжѐлая фракция (мазут) стекает вниз. Выход бензина около 15 %, мазута


около 55 %. Фракционная перегонка даѐт лишь грубые фракции сравнительно
невысокого качеств
а и количества. Поэтому некоторые из них подвергают
вторичной термической обработке


крекингу.


8.4.2.Крекинг нефтепродуктов


Основная цель крекинга


получение светлых топлив из мазута или
нефтяных остатков (гудрона и полугудрона). Крекинг заключается в
расщеплении длинных молекул тяжѐлых углеводородов, входящих в
высококипящие фракции, на более короткие молекулы низкокипящих
(лѐгких) продуктов. Термический крекинг обычно ведут под высоким
давлением (до 7 МПа) при температуре 450


500
О
С в трубчатой печи.

Смесь
продуктов крекинга проходит через испаритель. Здесь отделяются вещества,
не поддающиеся крекингу, а лѐгкие продукты направляют в
ректификационную колонну на разделение. Получают бензина


около 30 %,
газовой смеси 10


15 % , крекинг
-

остатка 50

55 %.

Скорость и полнота крекинга возрастают с увеличением температуры
процесса, его продолжительности и давления. Применение катализаторов
позволяет снизить давление или температуру процесса и увеличить выход
продуктов. Крекинг с использованием порошкообр
азных катализаторов
(алюмосиликаты, бокситы) называют каталитическим. Его ведут при
давлении до 180 кПа и температуре 450


500
О
С. Выход бензина возрастает
до 35


40%, газа


до 15


20%. Бензин каталитического крекинга имеет
более высокие свойства, а газ
ы отличаются высоким содержанием изобутана
и бутилена, используемых в производстве синтетических каучуков.


8.4.3.Классификация и свойства нефтепродуктов



59

Нефтепродукты делятся на три большие группы:

1) Топлива: газовое, бензин, керосин (для двигателей),
дизельное,
котельное.

2) Масла: моторные, индустриальные, трансмиссионные,
консистентные, специальные.

3) Прочие: растворители, осветительный керосин, парафин, церезин,
вазелин, битумы, электродный кокс и сажа, специальные продукты
(пенообразователи, крепи
тели, мягчители и др.).

Свойства и основные показатели качества нефтепродуктов
регламентированы стандартами.

Для бензина наиболее важными показателями являются его
антидетонационные свойства, определяемые октановым числом, его
испаряемость и теплота сгоран
ия.

Для дизельного топлива основными показателями служат
воспламеняемость, испаряемость, вязкость, температура воспламенения и
застывания.

Топлива для реактивных двигателей должны иметь хорошую
испаряемость, высокую теплоту сгорания, пламя без копоти и в
язкость мало
зависящую от температуры.

Котельное топливо должно иметь высокую теплоту сгорания и низкую
вязкость (для хорошего распыления форсункой).

Для смазочных материалов основным свойством является их
способность образовывать на поверхности трущихся д
еталей прочную
масляную плѐнку, прочность которой возрастает с увеличением вязкости
масла.


8.5.Производство полимерных материалов


Полимерами называют вещества, макромолекулы которых состоят из
многократно повторяющихся одинаковых групп атомов (мономерных

звеньев). В зависимости от строения различают полимеры с линейной,
разветвлѐнной и пространственной структурой. По поведению при нагреве
полимеры делятся на термопластичные (могут многократно размягчаться при
нагреве) и термореактивные (размягчаются однок
ратно). По происхождению
-

природные и синтетические. Экономически более эффективны
синтетические. Их получают полимеризацией (из многих одинаковых
элементарных звеньев) и поликонденсацией (из большого числа двух и более
разных типов элементарных звеньев
). В качестве сырья используют
продукты переработки нефти, угля и природного газа (этилен, пропилен,
бутилен, ацетилен, бензол, фенол, ацетон, аммиак и др.). Полимеры широко
используют для изготовления пластмасс, плѐнок, клеев, резины, волокон и др.



Наи
большее значение в мировом производстве имеют пластмассы на
основе полимеризации (термопласты): полиэтилен, полистирол,
поливинилхлорид и др. Пластмассы, полученные на основе поликонденсации,

60

обладают в основном термореактивными свойствами: фенопласты,
ам
инопласты, полиамиды и полиуретаны.

Каучуки


это полимерные материалы с высокой эластичностью.
Обладают обратимой деформацией. Сырьѐм для получения синтетических
каучуков служат этиловый спирт, этилен, ацетилен и др. При нагреве до 120


150
О
С каучук ста
новится вязкой жидкостью. Для получения изделий,
устойчивых к перепаду температур от


50 до + 150
О
С , характерному для
условий эксплуатации машин, каучуки подвергают вулканизации при
превращении их в резину. Из смеси каучука с наполнителями (сажа, мел и
д
р.), вулканизаторами (сера), пластификаторами (мазут и др.) формуют
изделия, которые затем нагревают до температуры 130


160
О
С при
повышенном давлении. При этом сера химически «сшивает» макромолекулы
каучука в трѐхмерную структуру, образуя резину. Резин
ы подразделяются по
назначению на две группы:

1)Универсальные общего назначения для производства изделий
широкого потребления (шины, приводные ремни, транспортные ленты, обувь
и др).

2)Специального назначения для производства изделий с особыми
свойствами
(тепло
-
, морозо
-
, масло
-
, химически стойкие,
электроизоляционные, пористые).


8.6.Биохимические процессы в промышленности


В промышленности биологические процессы осуществляются при
помощи микроорганизмов, в состав клеток которых входят белки, ферменты
(мо
щные ускорители химических и обменных процессов), аминокислоты
(органические кислоты, содержащие группу
NH
2


основной элемент
построения растительных и животных белков), витамины, липиды (жиры) и
другие органические вещества. В результате активности наход
ящихся в
клетке ферментов увеличивается биомасса клеток и синтезируются
различные ценные внеклеточные вещества. Биомассу можно использовать как
источник получения пищевых продуктов и в животноводстве.

В пищевой промышленности используются брожение молочно
-
кислое,
дрожжевое, спиртовое, винно
-
кислое.

Для сельского хозяйства основными микробиологическими процессами
являются производство кормовых дрожжей, бактериальных удобрений,
бактериальных средств защиты растений.

В фармацевтической промышленности широко пр
именяются
микробиологические процессы производства антибиотиков, гормонов,
аминокислот, витаминов, полисахаридов и ферментных препаратов.

В последнее время получило широкое распространение производство
органических кислот, спиртов, растворителей и микроби
ологическая очистка
сточных вод.

Большинство биохимических процессов являются каталитическими.
Биологические катализаторы значительно эффективнее химических. По

61

сравнению с химическими и физико
-
химическими микробиологические
процессы имеют ряд преимуществ:

реакции протекают при сравнительно
низкой температуре, нормальном давлении, в простом оборудовании. Это
способствует снижению капиталовложений и эксплуатационных расходов.
Для культивирования микроорганизмов используется дешѐвое и
недефицитное сырьѐ


по
бочные продукты и отходы промышленности:
нефтепродукты, природный газ, сапропель (озѐрный ил), меласса (побочный
продукт сахарной промышленности), молочная сыворотка (отход
производства сыра, творога, казеина), а также сточные воды.

Значительное место сред
и микробиологических процессов занимает
биологическая очистка сточных вод


один из наиболее надѐжных и
эффективных современных методов очистки. Механизм процесса
заключается в разложении и окислении вредных примесей с помощью
микроорганизмов.

Биологическ
ая очистка сточных вод может осуществляться в
естественных и искусственных условиях. Естественная проводится на полях
орошения или в биологических прудах. Искусственная очистка проводится на
биоочистных станциях. Здесь микроорганизмы активного ила окисляю
т
органические загрязнения очищаемой воды (белки, жиры, сахара, спирты,
углеводороды, кислоты, масла и т.д.). В присутствии кислорода процессы
биологической очистки протекают намного быстрее. В результате окисления
органических загрязнений кислородом возд
уха происходит более
эффективное их разложение при помощи бактерий до воды, углекислого
газа, азота, аммиака и т.д. Аэробные процессы (в присутствии кислорода)
широко применяются для очистки сточных вод гидролизной, пищевой,
химической промышленности.



9.ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ
СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВ
ОДСТВА


9.1 Общие сведения о строительных материалах


9.1.1.Классификация строительных материалов


Строительными материалами называют природные и искусственные
материалы, применяемые при возведении и ремонте различн
ых сооружений и
зданий. Затраты на материалы при этом составляют более половины общей
стоимости строительно
-
монтажных работ.

Строительные материалы классифицируют по следующим основным
признакам:

1.По составу:

а) минеральные
-

нерудные горные породы и мета
ллы
-

обладают
высокой плотностью, прочностью, морозостойкостью, огнестойкостью,
химической и биологической стойкостью; более теплопроводны, чем
органические; применяют для конструкционных элементов;


62

б) органические


древесина, рубероид, пергамин, битумы


имеют
малую объемную массу (плотность), прочность, теплопроводность,
огнестойкость и биостойкость (быстро гниют), легко обрабатываются;
используются в качестве теплоизоляционных, отделочных, кровельных
материалов, для работы в условиях невысоких температ
ур и влажности.

2.По виду исходного сырья и способу получения:

а) природные (каменные)


горные нерудные ископаемые породы
-

подразделяются на 3 группы: извержѐнные (гранит, базальт, пемза),
осадочные (песок, глина, гипс, известняк) и метаморфические (мрам
ор,
кварцит, гнейс);

б) безобжиговые
-

растворы и бетоны
-

получают в результате
естественного затвердевания смеси из вяжущего вещества (цемент и др.),
заполнителей (песок, гравий и др.) и воды;

в) керамические или обжиговые


черепица, кирпич красный


пол
учают в результате обжига глины с добавками;

г) металлические


арматура, каркасы металлоконструкций (в основном
из стали и чугуна);

д) полимерные


на основе пластмасс и синтетических смол;

е) из древесины
-

полы, двери, оконные рамы, кровля, отделка;

ж) с
теклянные


для внешнего и внутреннего оформления зданий, для
заполнения проемов (окна, витражи), для отделочных работ (мозаика и др.);

з) на основе битума , дѐгтя и бумаги ( рубероид, пергамин, картон).

3.По назначению:

а) конструкционные (балки, брѐвна,
брус, плиты);

б) вяжущие (портландцемент, известь, гипс);

в) стеновые (кирпич, панели бетонные и железобетонные);

г) отделочные, тепло
-

и звукоизоляционные;

д) для полов (доска, паркет, ламинат, линолеум, плитка и др.);

е) для остекления (стеклопакеты, сте
клоблоки);

ж) санитарно
-
технические.


9.1.2.Основные свойства строительных материалов


Их можно разделить на 5 групп.

1.Физические свойства:

а) Плотность


отношение массы материала к его объѐму (т/м
3
).

б) Пористость


отношение объѐма пор к общему объѐму
материала
(%)); колеблется от нуля (стекло, сталь) до 90 % (минеральная вата).

2.Устойчивость к воздействию воды и низких температур:

а) водопоглощение


степень возможного максимального насыщения
материала водой


отношение массы или объѐма воды, поглощѐн
ной
материалом, к массе или объѐму сухого материала (%). Водопоглощение
материала обусловлено наличием в нѐм открытых пор (сообщающихся с
окружающей средой). Водопоглощение гранита составляет около 0,6%,
керамических плиток


до 2%, кирпича


8
-
20%;


63

б) вла
жность


относительное содержание (массовая доля) воды в
материале, %;

в) влагоотдача


отношение массы (объѐма) воды , теряемой в сутки, к
массе (объѐму) материала при температуре 20
0
С и влажности воздуха 60%;
выражается в %;

г) водопроницаемость


спосо
бность материала пропускать воду под
давлением. Зависит от наличия сквозных пор. Определяется массой воды,
прошедшей за 1 час через поверхность материала площадью 1 см
2

при
постоянном давлении;

д) морозостойкость


число циклов попеременного замораживания
и
оттаивания насыщенного водой образца до его разрушения. Материал
разрушается под действием внутреннего давления при увеличении объѐма
замерзающей воды в порах материала.

3.Механические свойства:

а) прочность


способность материала противостоять разрушен
ию при
внешних воздействиях (силы тяжести, температурные изменения, давление
ветра, воды и др.). В зависимости от характера нагрузки в материале
возникают напряжения (и деформации) растяжения, сжатия, изгиба, сдвига
(среза). Прочность материала характеризу
ется пределом прочности, т.е.
отношением величины разрушающей нагрузки к площади поперечного
сечения образца (в МПа).

В зависимости от характера разрушения строительные материалы
подразделяют на пластичные и хрупкие. Разрушению пластичных материалов
предше
ствуют большие остаточные (необратимые) деформации (сталь и
некоторые пластмассы). Хрупкие материалы разрушаются без заметных
деформаций (кирпич, бетон, природные каменные материалы). Пластичные
материалы одинаково хорошо работают на растяжение и на сжатие
. Хрупкие
материалы на рястяжение работают хуже, чем на сжатие.

б) твѐрдость


способность материала сопротивляться проникновению
в него более твѐрдого тела. Оценивается отношением величины нагрузки к
площади отпечатка после вдавливания твѐрдого тела ( зак
алѐнного стального
шарика, алмазного конуса или пирамиды);

в) истираемость


способность материала противостоять изнашиванию
при трении . Оценивается потерей массы образца при испытании на трение в
течение определѐнного времени при постоянной нагрузке и ск
орости. Зависит
от твѐрдости материала . Является основной характеристикой материалов для
полов и лестниц.

Механические свойства строительных материалов зависят от их
влажности. Отношение прочности насыщенного водой материала к
прочности абсолютно сухого н
азывается коэффициентом размягчения
материала. Он равен нулю для глиняных необожжѐнных материалов и
единице для материалов с нулевым водопоглощением (стекло, сталь,
битумы). Материалы с коэффициентом размягчения более 0,8 называют
водостойкими.

4. Теплоте
хнические свойства:


64

а) Теплопроводность


способность материалов передавать тепловой
поток, возникающий вследствие разности температур на противоположных
поверхностях изделия. Оценивается коэффициентом теплопроводности
(Вт/м
.0
С).

Теплопроводность зависит

от плотности, пористости, влажности
материала и средней температуры, при которой происходит передача
теплоты. Уплотнение материала приводит к увеличению теплопроводности,
так как при этом уменьшается объѐм пор, заполненных воздухом, имеющим
низкий коэффиц
иент теплопроводности. С увлажнением материала
теплопроводность также возрастает, так как при этом воздух в порах
замещается водой, имеющей теплопроводность в 25 раз выше, чем у воздуха.
Замерзание воды сопровождается повышением еѐ теплопроводности в 4 раз
а.
Поэтому увлажнѐнный материал после замерзания может иметь
теплопроводность в 100 раз более высокую, чем сухой.

б) Теплоѐмкость


отношение количества теплоты, сообщаемого телу, к
соответствующему изменению температуры этого тела (Дж/К).

в)Огнестойкость


способность материала выдерживать без
разрушения действие высоких температур . По огнестойкости строительные
материалы делят на 3 группы: несгораемые, трудно сгораемые, сгораемые.

г) Огнеупорность


способность материала противостоять длительному
воздейс
твию высоких температур с сохранением механической прочности,
без размягчения;

5.Технологические свойства


способность материала подвергаться
различным видам обработки и воздействий при изготовлении изделий.

6.Специальные свойства


химическая стойкость и

др.


9. 2. Природные каменные материалы


9.2.1.Виды, свойства и применение природных каменных
материалов


Добытые из горных пород каменные материалы называются
нерудными (неметаллическими) ископаемыми. Их состав, строение и
структура определяются происхож
дением и условиями залегания. По
комплексу этих признаков нерудные горные породы подразделяются на три
большие группы: извержѐнные, осадочные и метаморфические.

1) Извержѐнные горные породы образовались из расплавленной магмы,
поднявшейся из глубин земли и

затвердевшей при остывании. Различие
условий охлаждения магмы обусловило разнообразие строения и свойств
извержѐнных горных пород.

При медленном остывании магмы под верхним слоем Земли
образовались породы с зернистым кристаллическим строением :гранит,
габ
бро, сиенит, диорит.


65

При быстром застывании магмы, вышедшей на поверхность Земли,
образовались породы с мелкокристаллической структурой : базальт, диабаз,
андезит, порфир.

Результатом быстрого охлаждения раздробленной при извержении
лавы являются обломочны
е извержѐнные породы: пемза, вулканические
пеплы и туфы.

В состав извержѐнных горных пород преимущественно входят :

а) кремнезѐм (кварц)
SiO
2
с высокой прочностью, твѐрдостью и
химической стойкостью ; б) алюмосиликаты


полевые шпаты (сложные
оксиды кремни
я, алюминия, калия, натрия) с высокой твѐрдостью, но с
низкой стойкостью к выветриванию; в) водные алюмосиликаты


слюды,
легко расщепляющиеся на тонкие пластинки, что снижает прочность и
стойкость пород; г) железистомагнезиальные силикаты (пироксен, олеви
н),
придающие породе тѐмный цвет и повышающие еѐ сопротивляемость
ударным нагрузкам.



Массивные извержѐнные породы (гранит, габбро и др.) обладают
высокой прочностью (100…350 МПа), морозостойкостью ( более 200 циклов),
стойкостью к выветриванию, плотность
ю 2,5…3,2 т/м
3
. Они хорошо
обрабатываются (обтѐсываются, шлифуются, полируются), имеют высокую
кислотостойкость и низкую истираемость. Их применяют для изготовления
облицовочных плит, лестничных ступеней, полов, бортовых камней, а также
при возведении гидр
отехнических сооружений и в дорожном строительстве.



Обломочные извержѐнные породы (пемза и др.) имеют низкие
плотность (0,5…1,3 т/м
3
), прочность (2…20 МПа) и коэффициент
теплопроводности (0,12…0,3 Вт/м
0
С), но высокую морозостойкость.
Поддаются распиливан
ию и вбиванию гвоздей. Применяются в виде камней
для кладки стен, в виде наполнителя (щебень, песок) для приготовления
лѐгких бетонов, в качестве теплоизоляционных материалов и активных
добавок к извести и цементам.



2) Осадочные горные породы


продукты
физического и химического
распада первичных горных пород под действием воды, ветра и изменений
температуры.



Осадочные породы подразделяются на механические, химические и
органогенные.



Механические отложения осадочных пород


песок, гравий, глина


обр
азовались в результате разрушения и измельчения первичных горных
пород под атмосферным воздействием. Часть этих пород в дальнейшем
подверглось цементированию, в результате чего образовались песчаники.

Химические осадочные породы


гипс, известняк, доломит,

магнезит


являются продуктами разрушения минералов, растворения их в воде с
последующим выделением в осадок.



Органогенные образования осадочных пород


известняк, мел,
ракушечник, диатомит и др.


образовались из минеральной части отмерших
животных (ра
ковины, кораллы) и растительных организмов (панцири
некоторых водорослей) в результате оседания их в водоѐмах


66



Породы механического отложения


песок, гравий, песчаник


применяются в

качестве заполнителей при изготовлении растворов и
бетонов, а также дл
я дорожных покрытий. Глины


основной вид сырья для
производства керамических изделий.



Осадочные породы химического и органогенного происхождения
имеют различную плотность и пористость, поэтому их прочность и
водопоглощение колеблются в широких пределах.

Карбонатные (магнезит
MgCO
3
, известняк
CaCO
3
, доломит
MgCO
3
.

CaCO
3
) и сульфатные (гипс
С
aSO
4
.
2
H
2
O
) осадочные породы применяются для производства вяжущих
материалов. Плотный известняк, доломит, гипсовый камень используют для
производства облицовочных плит,

стеновых камней, в дорожном
строительстве.

Магнезит и доломит используют также для производства огнеупорных
материалов. Кремнезѐмистые породы с низкой плотностью и
теплопроводностью (диатомит, трепел) используют в качестве
теплоизоляционных материалов.



3)Метаморфические (видоизменѐнные) горные породы


это
извержѐнные или осадочные породы с изменѐнным строением или составом
под влиянием высоких температур и давлений. К ним относятся:



а) гнейсы, образованные из гранита и имеющие сланцевое строение.
Исп
ользуются для облицовки стен и в виде бутового камня для кладки
фундаментов.



б) мраморы, образованные перекристаллизацией известняка и доломита
и имеющие однородную мелкозернистую структуру. Хорошо полируются.
Используются для облицовки стен и зданий.



в) кварциты используются для получения щебня, в виде облицовочного
камня и как сырьѐ для производства огнеупорных изделий.


9.2.2.Особенности добычи и направления развития производства
нерудных строительных материалов


Нерудные ископаемые залегают в больши
нстве случаев неглубоко,
поэтому добываются в основном открытым (карьерным) способом. Сначала
удаляют поверхностный слой пустой породы, затем производят выломку или
выпиливание камня.

Добычу рваного (бутового) камня и каменных дорожно
-
строительных
материал
ов ведут буровзрывным способом. При необходимости добытую
породу пропускают через дробильно
-
сортировочные установки карьера.

Блоки или штучные камни правильной формы и больших размеров
получают в основном вырезкой из горной породы камнерезными машинами.
В

некоторых случаях горные породы разрабатываются выколкой глыб.

Нерудные строительные материалы имеют большое значение в
индустриализации строительства. Около 75 % добываемого камня
используются для изготовления бетонных конструкций. От качества

67

заполнител
я (щебня, гравия, песка) в значительной мере завися качество и
стоимость бетонных и железобетонных изделий.

Естественный природный камень является также эффективным
стеновым материалом. По физико
-
механическим свойствам он не уступает
искусственному кирпичу
, а по декоративным качествам превосходит его. При
этом себестоимость природного стенового камня в 1,5…2 раза ниже, чем
кирпича, а удельные капитальные вложения для добычи камня в 2…2,5 раза
меньше. Поэтому экономически целесообразно применение природных
к
аменных материалов для возведения стен.

Применение облицовочных материалов из природного камня (гранит,
габбро, мрамор, известняк, туф) за счѐт их высокой долговечности
обеспечивает значительное снижение эксплуатационных затрат (в 5…8 раз) в
сравнении с за
тратами на эксплуатацию зданий, отделанных цветными
растворами и бетонами или силикатными и известковыми красками.

Основными направлениями увеличения производства нерудных
строительных материалов являются:

1) преимущественное развитие производства гравийно
-
песчаных
смесей (вместо бута и щебня) и лѐгких заполнителей;

2) повышение выпуска промытых материалов мелких фракций;

3) внедрение прогрессивных технологий;

4) комплексное использование сырья.

При разработке рыхлых пород предполагаются:

а) поточные технол
огические схемы с применением роторных
экскаваторов и средств механизации транспортировки материалов;

б) малоотходные и безотходные технологии производства на основе
использования дробильно
-
сортировочного и обогатительного оборудования
высокой единичной мо
щности (щѐковых и конусных дробилок, грохотов с
площадью рассева 15 м
2
, тонкослойных сгустителей и др.).


9.3.Производство вяжущих веществ


9.3.1.Классификация и основные показатели вяжущих веществ


Вяжущие вещества предназначены для соединения разнородных

материалов в единое целое. В зависимости от состава различают:

а) органические вяжущие материалы, которые переводят в рабочее
состояние нагреванием, расплавлением или растворением в органических
жидкостях (битумы, дѐгти, полимеры, клеи);

б)минеральные вя
жущие материалы, которые затворяют водой до
образования пластической массы, способной самопроизвольно затвердевать и
превращаться в прочное камневидное тело (цемент, известь, гипс, глина,
жидкое стекло).

В строительной промышленности преимущественно исполь
зуют
минеральные вяжущие вещества. По способности затвердевать и сохранять
прочность на воздухе или в воде их подразделяют на 3 группы:


68

1) воздушные


твердеют и сохраняют (или повышают) прочность в
твѐрдом виде только на воздухе (известь, гипс, жидкое сте
кло


силикат
натрия или калия);

2) гидравлические


твердеют и сохраняют прочность в твѐрдом виде
на воздухе и в воде (портландцемент и его разновидности


глинозѐмистый,
шлаковый и др.);

3) автоклавного твердения


твердеют только при гидротермальной
обр
аботке под давлением насыщенного водяного пара 0,8… 1,2 МПа и
температуре 170…200
0
С в течение 6…10 ч ( известково
-
кремнезѐмистые,
известково
-
шлаковые, известково
-
зольные).

Основные показатели вяжущих веществ:

1.Нормальная густота цементного теста. Характе
ризуется расходом
воды затворения в долях от массы вещества. Для большинства цементов
составляет 0,25…0,3.

2.Скорость схватывания. Характеризуется периодом времени от
момента смешения вяжущего материала с водой до потери им пластических
свойств. Для больши
нства цементов сроки схватывания лежат в пределах:
начало схватывания


не ранее 45 минут, конец


не более 10 часов от начала
затворения водой.

3.Скорость твердения


время достижения нормальной прочности
изделия (для обычного цемента


28 суток, для быст
ротвердеющих

3…28
суток, для особобыстротвердеющих


1 сутки и менее).

4.Механическая прочность после затвердевания. Характеризуется
маркой


пределом прочности при сжатии в кгс/см
2
. Например,
портландцемент марок 400, 500, 550, 600 обеспечивает соответс
твенно
прочность цементного камня 400… 600 кгс/см
2

(40…60 МПа).


На скорость схватывания и твердения, а также на прочность
затвердевшего вяжущего вещества влияет тонкость помола. Чем тоньше
измельчено вяжущее вещество, тем быстрее и полнее протекает его
вз
аимодействие с водой, тем выше прочность затвердевшего изделия.
Тонкость помола определяют по величине остатка (в % к исходной массе
просеиваемой пробы) на сите с сеткой
N
008 (размер ячейки 0,08 мм). Для
обычных цементов


не более
15%, для быстротвердеющих


не более 10 %.


9.3.2. Технология производства портландцемента


(
Portland



название полуострова на юге Великобритании)

Портландцемент


гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее на
воздухе и в воде. Является важнейшим строите
льным материалом. По
производству и применению занимает первое место среди вяжущих
материалов.

Сырьѐм служат: 1) известняк (СаСО
3
) ~ 75%, 2) глина, (оксиды
Si
,
Al

и
Fe
) ~ 25 %, 3) возможные добавки гипса (1…5%) и других минеральных
веществ (до 10 %).


69

Такой
природной смесью являются известковые мергели, редко
встречаемые в природе. Поэтому в промышленности используют
искусственные смеси известняка и глины (и минеральных добавок).

Технологический процесс производства портландцемента включает
следующие стадии:

1.Добыча и подготовка сырьевых материалов.

2.Приготовление смеси.

3.Обжиг смеси и получение цементного клинкера (полуфабриката).

4.Вылѐживание клинкера.

5.Помол клинкера и смешение его с добавками.

В зависимости от метода приготовления сырьевой смеси разли
чают
мокрый и сухой способы производства портландцемента.

а) Мокрый способ включает:

1.Измельчение твѐрдого известняка до крупности частиц менее 5 мм ( в
щѐковых или валковых дробилках) и приготовление глиняной суспензии
перемешиванием глины (и мела) с вод
ой (50%)в специальных болтушках.
Болтушка представляет собой резервуар диаметром от 5 до 10 м, высотой ~ 3
м с вращающейся вокруг вертикальной оси крестовиной, к которой на цепях
подвешены стальные грабли.

2.Смешение глиняной суспензии с дроблѐным известня
ком (и с
меловым шламом) в трубной мельнице. Трубная мельница
-

это стальной
цилиндр диаметром 3 м, вращающийся вокруг горизонтальной оси. Внутри
цилиндр разделѐн на 3…4 камеры перегородками с отверстиями. Мельница
частично заполнена стальными шарами. Мате
риал подаѐтся с одного конца,
перемещается постепенно к другому и измельчается перекатывающимися
шарами (истиранием или ударом).

Полученный шлам (жидкоподвижная масса с влажностью 35…45 %)
подаѐтся в шламобассейны (резервуары стальные или железобетонные),
где
корректируется химический состав шлама и создаѐтся его запас для
обеспечения непрерывной работы обжиговой печи.

3.Обжиг шлама (сырьевой смеси) во вращающихся печах из листовой
стали, футерованных внутри огнеупорным материалом (диаметр 5…7 м,
длина до 2
30 м, скорость вращения 1…1,5 об/мин). Шлам подаѐтся во
вращающуюся печь со стороны еѐ приподнятого конца и постепенно
перемещается к нижнему отверстию. Навстречу сырьевой смеси подаются
горячие топочные газы, которые нагревают смесь. По мере повышения
тем
пературы смеси в процессе еѐ продвижения происходит ряд превращений:

1)при температуре до 200
О
С
-

испарение влаги и комкование
материала;

2)при 200…700
О
С


разложение гидратов (удаление связанной влаги) и
выгорание органических примесей;

3)при 700…1100
О
С


диссоциация (распад) карбонатов (СаСО
3

= СаО
+ СО
2
) и глинистых минералов (на оксиды
SiO
2
,
Al
2
O
3
,
Fe
2
O
3
);


70

4)при 1100…1300
О
С


образование основных клинкерных минералов
(белит или двухкальциевый силикат 2
CaO
.
SiO
2
, трѐхкальциевый алюминат


3
CaO
.
Al
2
O
3
,це
лит или четырѐхкальциевый алюмоферрит


4СаО
.
А
l
2
O
3
.
Fe
2
O
3
);

5)при 1300…1450
О
С


спекание с образованием главного минерала
клинкера
-

алита (трѐхкальциевый силикат 3
CaO
.
SiO
2
).

Обожжѐнный клинкер содержит 45…60% алита, 20…30% белита,
10…20% целита и 4…12% т
рѐхкальциевого алюмината. Вышедший из печи
обожжѐнный клинкер охлаждается в холодильнике и в виде гранул
отправляется на склад.

4.Вылѐживание клинкера на складе 10…15 суток. При этом свободная
известь гасится влагой, содержащейся в воздухе:
CaO

+
H
2
O

=
Ca

(
OH
)
2

+
Q
. В
результате выделения тепла клинкер становится более рыхлым, что облегчает
его дальнейший помол.

5.Тонкий помол клинкера в трубных многокамерных (шаровых)
мельницах. Добавки измельчаются вместе с клинкером или раздельно с
последующим их смешение
м.

Готовый портландцемент подаѐтся в специальные ѐмкости (силосы)
для охлаждения, затем расфасовывается в многослойные бумажные (с
пропиткой внутреннего слоя битумом) мешки по 50 кг и в специальные
транспортные средства


цементовозы (авто
-

и железнодорожн
ые). При
хранении активность цемента снижается (через 3 месяца


на 20%, через 6
месяцев
-

на 30 %, через год


на 40%).

б) Сухой способ отличается тем, что сырьевые материалы после
предварительного дробления сразу измельчаются в сухом виде (влажность не
б
олее 10 %) в шаровых мельницах. Полученные порошкообразные
компоненты затем тщательно смешиваются в смесителях. Сухая смесь
подаѐтся на обжиг и далее
-

по описанной схеме.


9.3.3.Технико
-
экономическая эффективность технологических
способов производства пор
тландцемента


Каждый из способов производства портландцемента имеет свои
достоинства и недостатки.

Мокрый способ
:

а) достоинства:

1)в присутствии воды облегчается измельчение материалов и
достижение однородности смеси;

2)облегчается перемещение шлама в печ
и;

3)улучшаются санитарно
-
гигиенические условия труда;

б) недостатки:

1)расход теплоты на обжиг смеси на 30…40% больше, чем при
сухом способе;

2)необходима большая рабочая ѐмкость печи, так как в ней
происходит испарение воды из шлама.

Сухой способ
:


71

а)дост
оинства:

1)снижение расхода теплоты и времени на обжиг клинкера;

2)снижение на 2,5…5% годовых эксплуатационных затрат за счѐт
экономии топлива;

3)снижение капитальных затрат на 5…10%;

б) недостатки:

1)усложнение процесса корректировки состава шихты;

2)усло
жнение и повышенный износ оборудования;

3)повышение расхода электрической энергии (на измельчение
сухих исходных материалов).

Выбор способа приготовления сырьевой смеси определяется
свойствами сырья и энергетическими возможностями.

Мокрый способ выгоден пр
и мягких, пластичных, хорошо
размучивающихся компонентах сырья, имеющих высокую влажность ( более
10 %). Такое сырьѐ легко диспергируется в болтушках, что обеспечивает
экономию электрической энергии. Чем выше исходная (естественная)
влажность сырья , тем б
олее целесообразно использование мокрого способа,
так как при сухом способе потребуются дополнительные затраты тепла на
испарение воды из влажного сырья.

Сухой способ целесообразен для твѐрдых исходных компонентов
(глинистый мергель, известняк) с влажност
ью ниже 10 %, при наличии
каменистых включений (которые не образуют суспензию и могут быть
измельчены только механически


в мельницах), а также при ограниченной
топливной базе и высокой стоимости топлива.


9.3.4.Новые технологии производства портландцемен
та


1.
НТС


технология


Это низкотемпературная солевая технология производства цемента. В
шихту вводится 10…20% хлорида кальция (
CaCl
2
). Это способствует
образованию при обжиге солевого расплава, в котором реакции
формирования клинкера происходят при более

низких температурах


1000…1100
О
С .

Преимущества новой технологии:

1)В присутствии хлорида кальция скорость реакции разложения
известняка СаСО
3

возрастает в 7 раз.

2)Снижается температура обжига на 300…400
О
С.

3)Повышается производительность обжиговых печ
ей на 40…50%.

4)Уменьшается удельный расход топлива при обжиге.

5)Клинкер обладает лучшей способностью к размолу. Поэтому
возрастает производительность цементных мельниц и снижается удельный
расход электроэнергии при размоле клинкера.

6)Хлорид кальция
-

ра
спространѐнный продукт и содержится в отходах
многих химических производств. Это позволяет решить проблему их
утилизации.


72

7)Получение цементов повышенной белизны, что даѐт возможность
при добавке красителей получать цветные цементы чистых оттенков.

2.Техно
логия получения цемента из базальта

Базальт (вулканическая порода) содержит все компоненты,
необходимые для получения клинкера. Поэтому при использовании базальта
в качестве исходного сырья отпадают операции по подготовке шихты, а
процесс спекания происход
ит при температуре на 150
О
С ниже, чем по
традиционной технологии. В результате энергозатраты сокращаются почти в
3 раза.

9.3.5.Применение и разновидности портландцемента

Портландцемент находит широкое применение для получения
растворов и бетонов, для изго
товления монолитных и сборных бетонных и
железобетонных конструкций надземных и подземных сооружений, для
бетонных покрытий дорог и аэродромов.

Обычный портландцемент имеет следующие свойства :

1)Скорость схватывания после затворения водой


от 45 мин до 1
0 ч.

2)Время твердения до достижения нормальной прочности


28 суток.

3)Предел прочности при сжатии в кг/см
2

(марка) после затвердевания
его в течение 28 суток при температуре 20
О
С во влажной среде


от 300 до
600.

Для придания цементу определѐнных свойст
в в него вводят различные
минеральные добавки.

В зависимости от вида и количества минеральных добавок различают
следующие виды портландцементов:

1.Быстротвердеющий


время твердения 3 суток. Марки 400, 500. Для
сборного железобетона.

2.Особобыстротвердеющ
ий высокопрочный


время твердения 1…4
часа. Марки 500, 550, 600. Для аварийно
-
восстановительных работ. Получают
оба вида с использованием более тонкого помола и регулирования
химического и минералогического состава цемента. Количество активных
минеральных

добавок


до 20 %.

3.Пуццолановый


тонкое измельчение плюс 20…40 % минеральных
добавок (и гипса). Марки 300, 400. Для подземных и подводных конструкций
в условиях мягких пресных вод и при сульфатной коррозии.

4.Сульфатостойкий


тонкое измельчение плюс м
инеральные добавки
до 20 % (и гипс). Марки 400, 500, а с добавками шлака


марки 300, 400. Для
подземных и подводных конструкций при сульфатной коррозии. Повышает
морозостойкость бетонов.

5.Шлакопортландцемент
-

с добавками измельчѐнного шлака
(21…80%) и г
ипса. Марки 300, 400, 500. Для железобетонных сборных
изделий, для монолитных надземных, подземных и подводных конструкций
при воздействии пресных и минерализованных вод.



6.Белый портландцемент из чистых известняков и белых глин, почти не
содержащих окси
дов железа и марганца. Марки 400, 500. Для архитектурно
-
отделочных работ.


73



7.Цветной


получают совместным тонким измельчением белого и
цветного клинкера , красителей, гипса и активной минеральной добавки.
Марки 300, 400, 500.



9.3.6.Строительная извест
ь



Различают три вида строительной (воздушной) извести:

1)

негашѐная известь


кипелка ( оксид кальция СаО);

2)

гашѐная известь


пушонка ( гидрооксид кальция Са(
OH
)
2
);


3)известковое тесто


продукт гашения избытком воды Са(ОН)
2
.
n
Н
2
О.

Сырьѐм для прои
зводства извести служат известняк, мел, доломит.

Процесс производства строительной извести состоит из следующих
операций:


1.Подготовка сырья


дробление и сортировка .



2.Обжиг дроблѐного сырья с получением негашѐной комовой извести
СаО. Температура обж
ига составляет 1000…1200
О
С. При этом карбонаты
кальция и магния диссоциируют с образованием соответствующих оксидов и
выделением углекислого газа.


3 Помол или гашение водой комовой извести.



4.Утилизация углекислого газа, выделяющегося при обжиге.



В з
ависимости от содержания СаО и
MgO

строительная воздушная
известь разделяется на кальциевую (до 5 %
MgO
), магнезиальную (5…20 %
MgO
) и доломитовую или высокомагнезиальную (20…40%
MgO
).



Применяется воздушная известь для изготовления силикатного
кирпича и
силикатных бетонов, для приготовления строительных растворов,
известково
-
шлаковых цементов и в покрасочных составах.



9.3.7.Гипсовые вяжущие вещества



Сырьѐм для производства гипсовых вяжущих веществ служит:



1.Природный гипсовый камень
CaSO
4
.
2
H
2
O
;



2.
Природный ангидрит (сернокислый кальций
CaSO
4
);



3.Отходы химической промышленности, содержащие сернокислый
кальций
CaSO
4
.



Гипсовые вяжущие вещества относятся к воздушным вяжущим. Их
получают путѐм обжига и помола дроблѐного сырья.



Обжиг может произво
диться при различной температуре. При низкой
температуре обжига (110…160
О
С) двуводный гипс
CaSO
4
.
2
H
2
O

превращается
в полуводный
CaSO
4
.
0,5
H
2
O
. К этой группе относятся
строительный
,
формофочный и высокопрочный гипс. При высокотемпературном обжиге
(600…900
О
С
) происходит полное удаление химически связанной воды из
гипсового камня с образованием безводного сульфата кальция


ангидрита
CaSO
4
. К этой группе вяжущих относится ангидритовый цемент и эстрих
-
гипс.


74



В зависимости от скорости схватывания и твердения ст
роительный
гипс разделяют на:



А


быстротвердеющий (схватывание в интервале от 2 до 15 мин);



Б


нормальнотвердеющий (схватывание в интервале от 6 до 30 мин.);



В


медленнотвердеющий (начало схватывания через 20 минут и более
после затворения водой,

окончание схватывания не нормируется).


Изделия из гипса имеют небольшую плотность, высокую
огнестойкость, но при увлажнении теряют прочность. Хранят гипс без
доступа влаги в бумажных мешках, закрытых контейнерах в сухих
помещениях.



9.4.Искусственные бе
зобжиговые каменные материалы и изделия



9.4.1.Виды искусственных безобжиговых строительных
материалов



Для получения растворных и бетонных смесей используют вяжущие
вещества, воду и заполнители (песок, щебень и др.). Затворѐнное водой
вяжущее вещество о
бразует клеящее тесто, которое обвалакивает тонким
слоем зѐрна заполнителя и затем твердеет, связывая заполнитель в
монолитный камень.



Виды безобжиговых каменных материалов различают в зависимости от
используемого вяжущего вещества:



1) цементные


на о
снове портландцемента;



2) силикатные
-

на основе извести ;



3) гипсовые


на основе строительного гипса;



4) асбестоцементные


на основе портландцемента и асбеста ( панели и
плиты кровельные и стеновые, перегородки);



5)магнезиальные


на основе магн
езита и доломита
(теплоизоляционный фибролит
-

для утепления стен, полов и перекрытий;
ксилолит


для устройства сплошных бесшовных и плиточных полов).




9.4.2. Строительные материалы на основе портландцемента



К этим материалам относятся строительные ра
створы, бетоны и
железобетоны.



Строительные растворы

состоят из смеси портландцемента (с добавкой
извести), воды и мелкого заполнителя (кварцевый песок и др.). Количество
заполнителя зависит от марки портландцемента. Применяют для кладочных,
штукатурных
и монтажных работ.



Цементные бетоны

готовят на основе цементных растворов и крупных
заполнителей. В зависимости от заполнителя они имеют различную
плотность.


75



В обычных тяжѐлых цементных бетонах (плотность 1,8 … 2,5 т/м
3
,
пористость


около 5 %) в качес
тве заполнителей используют кварцевый
песок, гравий или щебень ( куски размером 5…70 мм) Щебень получают
дроблением горных пород, поэтому он имеет остроугольную форму и
шероховатую поверхность, способствующую хорошему сцеплению с
цементно
-
песчаным растворо
м. Гравий имеет округлую форму с гладкой
поверхностью и худшее сцепление с раствором. Применяют для всех
несущих конструкций.



В
лѐгких бетонах
(плотность 0,5…1,8 т/м
3
, пористость 35…65 %)
мелкими и крупными заполнителями (в виде песка и щебня) служат
раз
личные пористые материалы естественного происхождения (пемза, туф,
пористый известняк и др.) и искусственные (керамзит, аглопорит,
вспученный перлит и др.).Применяют для несущих конструкций надземной
части зданий.



В
особо тяжѐлых бетонах

(плотность более

2,5 т/м
3
) используют
тяжѐлые заполнители


магнетит, чугунный скрап и др.Применяют для
специальных защитных конструкций.



В
особо лѐгких ячеистых бетонах

(плотность менее 0,5 т/м
3
,
пористость 75
-
85 %) искусственно образуются замкнутые поры при
разложени
и вводимых в бетонную смесь газо
-

и пенообразователей.

Применяют для теплоизоляции.



В правильно подобранной бетонной смеси массовая доля цемента
составляет 8…15 %, а заполнителей


80…85 %.



Железобетон


сочетание бетона и стальной арматуры (каркаса)
,
монолитно соединѐнных в единую конструкцию. При этом бетон в большей
степени воспринимает сжимающие нагрузки, а арматура


растягивающие.
Для повышения трещиностойкости применяют предварительное напряжение
железобетонных конструкций.



Железобетон широко

применяется в жилищном и промышленном
строительстве, мостостроении, гидротехническом строительстве.




9.4.3.Виды строительных изделий на основе портландцемента



Бетонные и железобетонные изделия в зависимости от способа
изготовления подразделяются на мо
нолитные, сборные и сборно
-
монолитные.



Монолитные

конструкции изготавливают непосредственно на месте
будущего сооружения во временной разборной форме


опалубке,
соответствующей по размерам и конфигурации будущей конструкции. Для
получения железобетонных

конструкций в опалубке монтируют арматурный
каркас. Опалубка заполняется бетоном с последующим уплотнением. После
достижения бетоном достаточной прочности (около 7 суток) опалубку
разбирают и при необходимости наращивают. Этим способом выполняют
массивные

фундаменты, плотины, стены зданий.


76

Железобетонные монолитные конструкции ввиду их повышенной
прочности особенно целесообразно применять в сейсмических районах, на
просадочных грунтах, для зданий повышенной этажности и дымовых труб.



Сборные

конструкции
изготавливают на заводах серийно в виде
крупногабаритных элементов для фундаментов, стен, перекрытий, мостовых
и др. конструкций. На строительной площадке из таких элементов собирают
строительные конструкции в соответствии с проектом с помощью монтажных
кр
анов. Этот способ обеспечивает значительное сокращение сроков и
трудоѐмкости строительства.



Сборно
-
монолитные

конструкции сочетают сборные элементы в роли
опалубки и монолитный бетон, укладываемый на месте строительства.
Применяют при возведении очень ма
ссивных конструкций, изготовление
которых на заводах невозможно.



9.4.4.Технология изготовления сборных бетонных и
железобетонных изделий на основе портландцемента



Сборные бетонные и железобетонные изделия выпускают заводы
железобетонных изделий, цехи к
рупнопанельного домостроения и реже их
изготавливают на полигонах.



Технология изготовления железобетонных изделий включает
следующие основные операции:



1.
Подготовка форм
. Для изготовления форм применяют листовую
сталь. Форма должна быть прочной и жѐстк
ой для обеспечения постоянства
заданных размеров изделий в течение длительной эксплуатации.


Рабочую поверхность форм очищают и смазывают водно
-
масляной
эмульсией для предотвращения схватывания еѐ с бетоном.



2.
Приготовление бетонной смеси

производят в бе
тоносмесителях с
автоматизацией процесса дозирования компонентов смеси.



3.
Изготовление арматурных каркасов

включает следующие операции:



а) очистка арматурной стали (прутков и проволоки) от ржавчины и
окалины;



б) правка и резка прутк
ов до заданных размеров;



в) гибка прутков для придания им необходимой формы (на гибочных
станках);



г) сварка элементов для получения арматурных сеток и каркасов
заданных размеров и формы.



4.
Формование

включает следующие опе
рации:



а) заполнение формы с уложенным арматурным каркасом бетонной
смесью (бетоноукладчиком);



б) разравнивание смеси;



в) уплотнение смеси в форме для вытеснения пузырьков воздуха и
выравнивания свойств по объѐму изделия.


Для

уплотнения бетонных смесей применяются следующие способы:

1)вибрационный (наиболее высокопроизводительный и эффективный);


77

2)прессование изделия в форме;

3)прокатка изделия в форме между валками;

4)трамбование изделия послойно ударами трамбовки;

5)центрифу
гирование во вращающейся форме с уплотнением под
действием центробежных сил;

6)вакуумирование;

7)комбинированные


вибропрессование, вибропрокатка,
вибровакуумирование.

5.
Тепловлажностная обработка
заформованных изделий в пропарочных
камерах для ускорения
процесса твердения.

6.
Отделка поверхностей

для придания архитектурно
-
эстетических
качеств производится цветными бетонами и растворами, облицовочными
керамическими и стеклянными плитками, мраморной крошкой, боем стекла и
др.

При изготовлении предварительно
напряжѐнных железобетонных
конструкций арматуру в формах натягивают с помощью гидравлических и
механических домкратов. Затем производится укладка и уплотнение бетона с
последующим пропариванием. После затвердевания заформованного изделия
натяжение снимают.

Повышается прочность и трещиностойкость изделий.


9.4.5.Организация производства сборных бетонных и
железобетонных изделий


Изготовление сборных бетонных и железобетонных изделий на заводах
может осуществляться в перемещаемых или в неподвижных формах. Обе

схемы производства являются поточными. Различают 3 вида поточного
производства:

1.
Непрерывно
-
поточное

производство. Здесь формы перемещаются
относительно технологических постов, размещѐнных в определѐнной
последовательности. Передача форм с поста на пост
производится
непрерывно (конвейером или каруселью). Все операции синхронизированы.
Обеспечивается ритмичность выпуска продукции и высокая
производительность за счѐт автоматизации. Переналадка конвейера на
выпуск другой продукции сложна или невозможна. Прим
еняется на заводах
большой мощности (более 120 тыс.м
3
в год) для выпуска изделий
ограниченной номенклатуры.

2.
Прерывно
-
поточное

производство. Передача форм с заготовками с
поста на пост производится в пульсирующем режиме (с периодическими
остановками для в
ыполнения технологических операций) или агрегатно
-
поточным методом (с накоплением заготовок на предшествующих постах с
последующей передачей партии заготовок на последующие посты).
Прерывно
-
поточное производство используется при невозможности полной
синхро
низации операций. Оно характеризуется меньшей
производительностью, но применением универсального оборудования,

78

позволяющего выпускать продукцию более широкой номенклатуры.
Применяется на заводах средней мощности.(30…120 тыс.м
3

в год).

3.
Стационарно
-
поточно
е
производство. Формы не перемещаются, а
оборудование и рабочие передвигаются от одной формы к другой. Все
технологические операции последовательно выполняются на одном месте (на
специальных площадках, оснащѐнных необходимым оборудованием,
приспособлениями

и устройствами). Стационарно
-
поточное производство
имеет низкий уровень автоматизации и большие затраты ручного труда.
Применяется на предприятиях малой мощности (до 30 тыс. м
3
в год) с
широкой номенклатурой изделий (особенно крупноразмерных), а также при

изготовлении некоторых предварительно напряжѐнных конструкций (ферм,
перекрытий и др.).

Различные технологические процессы могут совмещаться на одном
предприятии.


9.4.6.Технико
-
экономические преимущества применения бетона и
железобетона


1.Универсальност
ь


возможность придавать материалу любую форму
и различные свойства в зависимости от области применения
(конструкционный, жаростойкий, теплоизоляционный).

2.Недефицитность сырья


возможность применения местного сырья
(песок, щебень, гравий и др.).

3.Возм
ожность механизации и автоматизации процессов производства
бетонных смесей и конструкций из них.

4.Значительная экономия стали


в сравнении с металлическими
конструкциями.

5.Высокая долговечность конструкций и небольшие эксплуатационные
расходы.

6.Индустр
иализация строительства при повышении доли сборных
элементов в возводимых зданиях и сооружениях (до полносборного
строительства).


9.4.7.Основные направления развития производства и применения
железобетонных изделий


1.Снижение массы конструкций за счѐт пр
именения лѐгких бетонов
(ячеистых и керамзитовых), высокопрочных бетонов (позволяет уменьшить
поперечное сечение изделия) и предварительно напряжѐнных конструкций.

2.Снижение металлоѐмкости конструкций за счѐт применения
высокопрочных сталей для арматуры и

совершенствования конструкций, в
том числе предварительно напряжѐнных.

3.Снижение энергоѐмкости производства за счѐт совершенствования
технологии (использование более дешѐвых и эффективных источников тепла
при получении пара для тепловлажностной обработки

и др.).


79

4.Разработка и внедрение эффективных многопустотных
крупноразмерных плит перекрытий и др.

5.Повышение индустриализации строительства за счѐт увеличения
объѐма использования сборных элементов с высокой степенью заводской
готовности до полносборного

строительства.

6.Повышение теплозащитных свойств зданий за счѐт применения
лѐгких и ячеистых бетонов повышенной заводской готовности.

7.Повышение качества изделий за счѐт повышения степени и
равномерности уплотнения с использованием вибрации, повышения ст
епени
механизации и автоматизации процессов производства изделий.


9.4.8.Силикатные материалы и изделия на основе извести


Сырьѐм для производства силикатных материалов служит смесь
извести, кварцевого песка и воды. Естественное твердение известково
-
песчан
ой смеси протекает очень медленно, без взаимодействия песка с
известью, а изделия имеют низкую влагостойкость.

Обработка заформованной смеси горячим паром при повышенном
давлении (около 1 МПа) и температуре (170…200
О
С) обеспечивает
ускоренное твердение см
еси с образованием прочных водостойких изделий.
Обработку материала проводят в автоклавах


герметично закрывающихся
стальных цилиндрах диаметром 2 м и длиной 20…40 м. Продолжительность
автоклавной обработки 8…12 ч.

Этим способом получают строительные сил
икатные бетоны (плотные и
ячеистые), силикатный кирпич и камни для кладки стен.

Плотные силикатные бетоны

готовят из смеси молотой негашѐной
извести (6…10 %), песка мелкого (8…15 %) и крупного (70…80%) и воды.
Сначала готовят вяжущий раствор из молотой изв
ести, мелкого песка и воды.
Затем готовят бетонную смесь перемешиванием полученного раствора с
крупным песком в бетоносмесителях. Далее бетонную смесь укладывают в
формы и уплотняют вибрацией на виброплощадках. Заформованные изделия
подаются в автоклав, гд
е происходит их твердение. Плотный силикатный
бетон применяется для несущих конструкций зданий, не работающих при
высокой влажности. Силикатные бетоны изготавливают также на пористых
заполнителях (керамзит, аглопорит, вспученный перлит, шлаковая пемза) в
в
иде гравия и щебня. Изделия, работающие на изгиб, армируют стержнями и
сетками.

Ячеистые силикатные бетоны

имеют относительно низкую плотность и
теплопроводность за счѐт наличия в их объѐме равномерно распределѐнных
газовых пор. Это достигается введением в

смесь газообразующей добавки в
виде водной суспензии алюминиевой пудры (газобетоны) или
пенообразователей (клееканифольные, смолосапониновые) с получением
пенобетона. Для ускорения твердения и нарастания прочности используют
добавки гипса (С
aSO
4
), поташа
(
K
2
CO
3
) и соды (
Na
2
CO
3
). Ячеистый
силикатный бетон имеет относительно высокую прочность и

80

морозостойкость. Широко применяется для наружных стен зданий, для
внутренних несущих стен, перегородок, междуэтажных перекрытий. Не
используется для работы в условиях

повышенной влажности.

Силикатный кирпич
готовят из смеси молотой извести (7…10%),
кварцевого песка (90…93%) и воды (6…7%). После гашения смеси во
вращающихся барабанах (около 40 мин) или в специальных бункерах (1…4ч)
производят формование кирпича прессов
анием. Сырые кирпичи на
вагонетках подают в автоклавы для обработки горячим паром под давлением.
Автоклавная обработка длится 8…12 часов, а весь процесс изготовления
силикатного кирпича
-

16…18 часов. Силикатные кирпичи и камни имеют
повышенное водопоглощ
ение (8…16%) и низкую водостойкость (менее
0,8%). Поэтому область их применения имеет ограничения.

Силикатные изделия нельзя применять в условиях воздействия
сточных и грунтовых вод (фундаменты, цоколи, подвальные помещения), при
мокром режиме эксплуатаци
и (стены бань и прачечных), при длительном
воздействии высокой температуры.

Использование шлака и золы взамен песка способствует уменьшению
плотности и теплопроводности изделий, а также снижению их себестоимости.
Известково
-
шлаковые и известково
-
зольные ки
рпичи применяют для кладки
стен малой этажности (до 3 этажей).

Производство силикатного кирпича дешевле керамического за счѐт
меньшей продолжительности процесса в 5…10 раз и соответственно
сокращения примерно в 2 раза удельных капитальных, энергетических и

трудовых затрат. В среднем себестоимость силикатного кирпича на 20…25 %
меньше, чем керамического.


9.4.9.Строительные изделия из гипса


В зависимости от состава исходной смеси строительные изделия из
гипса подразделяются на гипсовые и гипсобетонные. Гип
совые получают из
гипсового теста, образованного смешением гипса с водой. Гипсобетонные
отличаются наличием заполнителей: песок, пемза, туф, керамзит, аглопорит,
древесные опилки, бумага, шлак и др.

Добавка в гипсовую массу газообразующих веществ приводит
к еѐ
вспучиванию выделяющимися газами при взаимодействии добавок с гипсом.
В результате образуются высокопористые изделия (газогипс) с хорошими
теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами. В качестве
газообразующих добавок используют разбавленную се
рную кислоту, едкий
натр, перекись водорода.

Армирование гипсовых изделий осуществляют деревянными рейками,
органическими волокнами и сетками, металлическими элементами (стержни,
проволока, сетка). Для предохранения стальной арматуры от коррозии в
гипсовых

изделиях еѐ покрывают защитным слоем.


81

Формование изделий из растворной или бетонной смеси проводят в
формах с использованием вибрации, прессования, прокатки, литья.
Твердение заформованных изделий происходит в естественных условиях.

Изделия из гипс
а легко формуются, обрабатываются и окрашиваются
добавкой в смесь пигментов. Они имеют небольшую плотность, достаточную
прочность, хорошие тепло
-

и звукоизоляционные свойства, но низкую
водостойкость.

Номенклатура строительных изделий из гипса достаточно ш
ирока:
крупноразмерные панели и плиты (перегородочные, теплоизоляционные,
напольные под рулонное покрытие), листы обшивочные, изделия
огнезащитные и для перекрытий, камни для наружных стен, архитектурные
элементы.




9.4.10.Асбестоцементные издел
ия



Исходными материалами для производства асбестоцементных изделий
служат тонкомолотый портландцемент марки 500 и выше с началом
схватывания не ранее 1,5 ч, асбест и вода.

Асбест


минерал класса силикатов, способный расщепляться на
гибкие тонкие волокна
. Отличается огнеупорностью, высокой прочностью на
разрыв, эластичностью, низкой плотностью, малой тепло
-

и
электропроводностью.

Технологический процесс производства асбестоцементных изделий
состоит из следующих этапов:

1.Расщепление (распушка) асбеста на

тонкие волокна длиной до 10 мм.
Асбест предварительно замачивают в воде на 3…5 дней, затем разминают в
бегунах и далее распушивают в специальном аппарате


галлендере.

2.Приготовление асбестоцементной смеси из асбеста (10…20%),
портландцемента (80…90%) и
воды с перемешиванием до получения
однородной массы. При необходимости в смесь дают добавки (пигменты,
песок).

3.Формование изделий на формовочных машинах. Благодаря
армирующему эффекту волокон асбеста сырая смесь обладает достаточной
прочностью на растяже
ние и пластичностью ещѐ до начала схватывания
цемента. Это позволяет формовать из листа толщиной 5…10 мм изделия
различной конфигурации: листы плоские и волнистые; трубы напорные и
безнапорные (газо
-

и водопроводные, канализационные, мусоропроводные,
венти
ляционные); панели и плиты кровельные, стеновые и перегородочные (в
том числе пустотелые, сборные, утеплѐнные, акустические).

4.Твердение сырых изделий в пропарочных камерах, автоклавах,
водных бассейнах.

5.Вылѐживание изделий на утеплѐнных складах до прио
бретения
заданной прочности.

6.Механическая обработка изделий.


82

Асбестоцемент обладает высокими прочностными характеристиками
(предел прочности при изгибе до 30 МПа, при сжатии до 90 МПа), небольшой
плотностью (1,55…1,9 т/м
3
), стойкостью при высоких и низк
их температурах
и при химическом воздействии. Легко обрабатывается. В эксплуатации
долговечен. Недостатком является хрупкое разрушение при ударе.



9.5.Производство керамических строительных материалов и изделий


9.5.1.Классификация и свойства керам
ических строительных
материалов


К керамическим относятся материалы, полученные спеканием глин и
их смесей с минеральными добавками.

Строительные керамические материалы классифицируют по
следующим основным признакам:

1.
По назначению
:


-

стеновые (кирпич,

керамические камни и панели);


-

облицовочные (лицевой кирпич и камни; плитки глазурованные,
мозаичные и др.);


-

для перекрытий (балки, панели, специальные камни);


-

кровельные (черепица рядовая, коньковая и др.);


-

тепло
-

и звукоизоляционные (перлиток
ерамика, ячеистая
керамика, диатомитовые легковесные изделия, керамзито
-
керамические
панели);


-
дорожно
-
строительные для мощения дорог и тротуаров и полов
промышленных зданий, для кладки канализационных коллекторов);


-
для подземных коммуникаций (трубы ка
нализационные и
дренажные для мелиоративных работ);


-

санитарно
-
технические (ванны, умывальные столы, унитазы);


-

заполнители для лѐгких бетонов (керамзит, аглопорит).

2.По степени спекания
:

а) полностью спѐкшиеся, плотные, блестящие в изломе, с
водопогл
ощением менее 5% (клинкерный кирпич для мощения дорог, плитки
для пола, трубы канализационные);

б) пористые, частично спѐкшиеся, с водопоглощением 5…15%
(строительный и шамотный кирпич, дренажные трубы, стеновые и
кровельные материалы).

3.
По структуре
:

а)
крупнозернистые (кирпич);

б)мелкозернистые (фарфор, фаянс строительный для
сантехоборудования зданий).

4.
По состоянию поверхности
: глазурованные и неглазурованные.

Основные свойства керамических изделий
-

высокая прочность, водо
-
,
термо
-
, кислото
-
, морозо
стойкость. Это обусловливает высокую их

83

долговечность и сравнительно низкие затраты на эксплуатацию зданий и
сооружений.

Большая объѐмная масса и высокая теплопроводность плотных
строительных керамических материалов приводит к значительному их
расходу при
возведении зданий. Относительно небольшие размеры
керамических изделий определяют сравнительно большую
продолжительность и энергоѐмкость процесса их производства, высокие
трудозатраты при производстве материалов и при выполнении строительных
работ.

Однако
большие запасы широко распространѐнного и легко
добываемого сырья, сравнительно простая технология изготовления и
высокие эксплуатационные характеристики обусловливают широкое
производство и применение керамических строительных материалов.


9.5.2.Сырьѐ для

производства строительной керами
ки


В качестве сырья для производства строительных керамических
материалов используют глины, отощающие и специальные добавки.

Основными свойствами глины являются пластичность и спекаемость.
Пластичность исходного материала
(при смешении с водой) обеспечивает
формуемость изделий без образования трещин. Спекаемость определяет
способность материала образовывать при высокой температуре твѐрдое тело


черепок. Чем выше степень спекания, тем меньше водопоглощение
керамического чер
епка. Спѐкшимся считается черепок с водопоглощением
менее 5 %. Глины содержат оксиды кремния, алюминия, кальция, магния,
железа, титана, калия, натрия, органические и другие примеси.
Минералогический состав глин определяет их свойства.

Второй группой компо
нентов исходного сырья являются непластичные
(отощающие) добавки (до 50%) для уменьшения усадки глин и вероятности
образования трещин при сушке и обжиге изделий: кварцевый песок, шамот,
шлак гранулированный, зола.

Третьей группой компонентов сырья являютс
я различные добавки для
придания специальных свойств. Флюсы способствуют повышению степени
спекания глин и снижению еѐ температуры (мел, мрамор, доломит, тальк


содержащие кальций и магний в виде оксидов и карбидов). Порообразующие
добавки используют для
получения лѐгких изделий с повышенной
пористостью и низкой теплопроводностью. К ним относятся
диссоциирующие при обжиге мел и доломит, и выгорающие добавки
(древесные опилки, угольная пыль и др.). Для придания керамике
определѐнных цветов применяются добав
ки оксидов хрома, кобальта и др.
пигменты.


9.5.3.Технология производства керамических строительных
изделий



84

Для получения качественных изделий необходимо разрушить
естественную структуру глины, удалить твѐрдые каменистые включения,
измельчить и увлажнить
еѐ для получения однородной массы.

Экономически выгодно использовать глину, добытую в летний период
с последующим еѐ замачиванием, вылѐживанием и вымораживанием в
течение года на открытом воздухе. Это способствует разрушению структуры
глины на элементарные

частицы, что повышает еѐ пластичность и
формуемость.

Процесс изготовления керамических изделий состоит из следующих
стадий:

1.
Подготовка глиняной массы
. Она включает дробление, измельчение,
рассев компонентов (глины, песка и др.) и приготовление смеси
опр
еделѐнной влажности. Влажность глиномассы зависит от свойств
исходного сырья, способа и вида изготавливаемой продукции. В связи с этим
различают три способа приготовления глиномассы:

1) Полусухой


смесь увлажняют до 8…12 %. Используется при
производстве о
блицовочных плиток.

2) Пластичный


смесь увлажняется до 25 %, образуя более
пластичную массу. Используется для изготовления кирпича, черепицы, труб,
керамических камней.

3) Шликерный


шихту смешивают с водой до получения однородной
жидкоподвижной массы

(шликера). Используется для изготовления
сантехнических декоративных и других изделий методом литья в формы.

2.
Формование изделий
. Полусухую и пластичную глиномассу формуют
на прессах.


При
полусухом

прессовании процессы сушки и обжига можно
проводить пос
ледовательно в одной печи увеличенной длины (до 230 м), что
снижает затраты на капитальное строительство (отпадает необходимость в
сушилах). Однако полусухой способ требует повышенной температуры
обжига (на 30…50
О
С), чем при пластичном прессовании. Это вы
зывает
повышенный расход топлива (на 25 %). Изделия имеют более низкие
свойства (прочность при изгибе, морозостойкость), более высокую плотность
(до 2 т/м
3

и более) и ограничение по размерам (одинарный или полуторный
кирпич с небольшой пустотностью


до 1
8 %).

Пластичный

способ даѐт возможность получать высокопустотные
укрупнѐнные изделия высокого качества (морозостойкость и др.).
Применение вакуумирования при формовке способствует повышению
плотности на 6…8 %, что способствует увеличению прочности (на 30…
40 %)
и уменьшению водопоглощения изделий.

Основным способом производства керамических изделий является
пластичный.

3.
Сушка изделий

проводится для предотвращения растрескивания при
последующем обжиге изделий. Различают сушку естественную (на стеллажах
либо

в помещении, либо под навесами) и искусственную (в сушилах, лучше в
туннельных


непрерывного действия). Искусственная сушка ускоряет

85

процесс. По мере удаления влаги частицы материала сближаются и
происходит его усадка. Остаточная влажность высушенных изд
елий должна
быть не более 5 %.

4.Обжиг изделий производят в туннельных печах непрерывного
действия. Внутри туннеля по рельсам движутся вагонетки с изделиями
навстречу потоку горячих газов. Изделия последовательно проходят зоны
подогрева, обжига и охлаждени
я.

В процессе термической обработки кирпича
-
сырца в материале
происходит ряд превращений:

-
досушивание (100…200
О
С);

-
разложение органических примесей с выделением летучих
(200…800
О
С);

-
удаление химически связанной влаги (550…800
О
С);

-
структурные превращени
я с образованием минерала муллита
3
Al
2
O
3
.
2
SiO
2
, который придаѐт изделиям прочность, водостойкость,
термостойкость (800…900
О
С);

-
спекание керамического черепка: твѐрдые частицы муллита
сближаются и цементируются затвердевающей жидкой фазой (900…1000
О
С);

-
ме
дленное охлаждение до 500…600
О
С.

Длительность процесса обжига составляет 18…36 часов. Затем
вагонетки с изделиями обдувают холодным воздухом. Производительность
туннельных печей


до 500 млн.штук кирпича в год.

Режим обжига определяет качество продукции и
технико
-
экономические показатели производства керамических изделий. Суммарные
затраты на обжиг достигают 35…40%, а потери от брака


почти 10% от
себестоимости товарной продукции.


9.6.Производство строительных изделий из стекла


Строительное стекло


это
перохлаждѐнный расплав смеси оксидов и
бескислородных соединений (добавок).

Исходным сырьѐм служат оксиды кремния (до 90%), алюминия, бора,
натрия, калия, кальция и магния. Для ускорения варки стекла и придания ему
требуемых свойств в стекломассу вводят вс
помогательные материалы.

Исходные материалы дробят, измельчают и тщательно перемешивают.
Шихту расплавляют в стекловаренных пламенных печах ванного типа. В
качестве топлива используется природный газ. Температура варки
1400…1600
О
С. Полученная стекломасса о
хлаждается до оптимальной
вязкости (в интервале 800…1100
О
С) и поступает на формование (выработку).

Формование строительных изделий из стекла производят
вытягиванием, прокатом, прессованием, выдуванием, литьѐм и
комбинированными способами. Сложные изделия и
зготавливают
свариванием или склейкой из нескольких деталей.

Строительные изделия из стекла в зависимости от назначения
разделяются на следующие группы:


86

1)Для заполнения проѐмов (листовые, стеклопакеты).

2)Для строительных конструкций (стеклоблоки, профиль
ные ).

3)Для облицовки и отделки (плитки облицовочные, мозаичные).

4)Для теплоизоляции (пеностекло, стекловата, стекловолокно).



Вопросы к экзамену по дисциплине «Производственные технологии»


1. Понятие технологии и отрасли промышленности. Роль технологи
и в
современном производстве.

2. Классификация отраслей промышленности по основным признакам.

3. Отраслевая структура народного хозяйства РБ.

4. Роль промышленности в производстве ВВП, во внешней торговле и в
развитии других отраслей народного хозяйства РБ
.

5. Типы производств, их основные признаки, характеристика и
эффективность.

6. Понятие о производственном и технологическом процессах.

7. Виды технологической документации.

8. Структура технологического процесса.

9. Классификация технологических процессов

по способу организации.

10. Классификация технологических процессов по кратности обработки
сырья.

11. Классификация технологических процессов по способу обработки и виду
используемого сырья.

12. Варианты динамики трудозатрат при реализации технологических

процессов.

13. Оптимальное соотношение удельных трудозатрат при реализации
технологических процессов.

14. Основные направления развития технологических процессов.

15. Научно
-
технический прогресс, основные формы и направления его
развития.

16. Типизация те
хнологических процессов, ее роль в организации и
подготовке производства.

17. Важнейшие технико
-
экономические показатели производства.

18. Виды и структура себестоимости продукции.

19. Качество продукции и его основные показатели.

20. Основные показатели
технического уровня и эффективности новой
техники и технологии.

21. Классификация и виды промышленного сырья. Минеральное сырье.

22. Топливо. Классификация и основные показатели.

23. Основные технологические методы подготовки сырья.

24. Суть и способы обог
ащения сырья.

25. Основные тенденции в решении сырьевой проблемы.

26. Вода в промышленности. Основные показатели и подготовка.


87

27. Энергия технологических процессов в промышленности. Основные
источники и виды энергии.

28. Свойства металлов и сплавов.

29. К
лассификация металлов и сплавов.

30. Технология производства чугуна.

31. Технико
-
экономические показатели и интенсификация доменного
процесса.

32. Технология производства стали в кислородном конверте.

33. Технико
-
экономические показатели и способы интенсиф
икации
кислородно
-
конвертерного процесса.

34. Технология мартеновской плавки стали и ее разновидности.
Характеристика и современное состояние мартеновского процесса
производства стали.

35. Выплавка стали в электрических печах. Технология и характеристика.

36. Особенности технологии плавки стали в электродуговых и
индукционных печах.

37. Характеристика металлургических методов повышения качества стали.

38. Свойства и применение меди. Сырье для производства меди и его
подготовка.

39. Технология производства
черновой меди

40. Способы рафинирования черновой меди.

41. Свойства и применение алюминия. Сырье и полуфабрикаты для его
получения.

42. Технология электролитического получения алюминия, его
рафинирование.

43. Технология литейного производства. Характерист
ика способов литья.

44. Технология литья в разовые формы.

45. Технология литья в постоянные формы.

46. Технология порошковой металлургии.

47. Суть и характеристика методов обработки металлов давлением.

48. Технология различных способов сварки. Их разновидн
ости, применение.

49. Характеристика процесса обработки металлов резанием.

50. Технология производства и применение серной кислоты.

51. Технология производства аммиака и азотной кислоты.

52. Классификация и производство минеральных удобрений. Эффективность

комплексных удобрений.

53. Фракционная перегонка нефти. Назначение и виды крекинга.

54. Классификация и свойства нефтепродуктов.

55. Производство полимерных материалов.

56. Биохимические процессы в промышленности.

57. Технология и сравнительная эффективно
сть способов производства
портландцемента.

58. Виды строительных материалов и изделий на основе портландцемента.
Их характеристика и применение.

59. Технология получения, виды и применение строительной извести.


88

60. Силикатные материалы и изделия на основе

извести, их изготовление и
применение.

61. Технология производства гипсовых вяжущих веществ и строительных
изделий из них. Свойства и применение.

62. Асбестоцементные изделия, технология их изготовления и свойства.

63. Технология производства керамических

строительных изделий.

64. Технология производства строительных изделий из стекла.


ИНФОРМАЦИОННАЯ ЧАСТЬ


1.Основная литература

1.1.Производственные технологии: учебник / под ред. В.В.Садовского.


Минск: БГЭУ. 2007.

1.2.Самойлов М.В.Производственные техно
логии: учеб. пособие /
М.В.Самойлов, Н.П.Кохно, А.Н.Ковалев.
-

Минск: Кн. Дом, 2006.

1.3.Производственные технологии (общие основы): учеб.
-
практ.
пособие: в 2 ч. / М.В.Самойлов [ и др.].


Минск: БГЭУ, 2004.

1.4.Бахмат В.А. Производственные технологии. Уче
б. пособие / В.А.
Ба
х
мат
-

Мн.: ЗАО «Веды», 2004.


93 с.



2.Дополнительная литература

2.1.Фетисов Г.П., Карпман М.Г., Матюшин В.М. Материаловедение и
технол
о
гия металлов. М., Высшая школа, 2001.


536 с.

2.2.Технология конструкционных материалов / Под р
ед. О.С. Комарова.


Мн.: Дизайн ПРО, 2001.


416 с.

2.3.Соколов Р.С. Химическая технология: Учебное пособие для
студентов в
у
зов: В 2 т.


М.: ВЛАДОС, 2000.


368 с.: 448 с.

2.4.Круглик В.М., Бахмат В.А. Экономическое обоснование выбора
способа п
о
лучения о
тливок. Метод. рекомендации для студентов
экономических специал
ь
ностей. Мн.: ИУП, 2000.


13 с.















89



РАЗДЕЛ 4.



УЧЕБНО
-
ПРАКТИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО

ИЗУЧЕНИЮ КУРСА
«
Производственные технологии
»

Традиционной формой преподнесени
я материала является
лекция
.
Курс лекций по предмету дает необходимую информацию по изучению
закономерностей и тенденций развития современной мировой экономики в
разрезе изучения
экономики отдельных стран и регионов.

Семинарское занятие

представляет со
бой коллективное обсуждение
студентами изученного материала, с целью систематизации, обобщения и
проверки знаний, полученных на лекциях, консультациях и в ходе
самостоятельной работы.

К каждому занятию предлагается ряд вопросов для самостоятельного
изучени
я, при этом преподаватель акцентирует внимание студентов на
важнейших моментах, разъясняет, как связать теоретический опыт с
практическими примерами.

В процессе подготовки к занятиям и непосредственно на них студенты
должны получить навыки самостоятельно
й работы с литературой:
монографиями, периодическими и справочными изданиями; приобрести
опыт публичных выступлений и ведения дискуссии. Успех семинарского
занятия во многом зависит от подготовленности к нему студентов и их
активного участия.

Ответы на в
опросы должны быть аргументированными и
сопровождаться конкретными примерами. Поощряется использование
студентами при выступлении на семинарском занятии раздаточного
материала, плакатов и других наглядных средств, способствующих усвоению
предмета.

Работа с
тудентов на семинарских занятиях оценивается преподавателем
и является неотъемлемой частью при подведении итоговых результатов на
зачете.

Изучение литературы может завершаться ее представлением в разной
форме. Письменно
-

в виде реферативного обзора, эсс
е. Устно на
семинарском занятии
-

в виде презентации, доклада, дискуссии.

Лабораторная работа

является таким видом учебного занятия, который
проводиться в специально отведенном помещении. Длятся занятия не менее
двух часов. Кроме самостоятельной работы ст
удентов, необходим и
инструктаж преподавателей, а также совместное
обсуждение выполненной
работы.
Прежде, чем приступить к лабораторным и практическим занятиям,
студентам необходимо повторить теорию. Каждая лабораторная работа и
практическое занятие должны
соответствовать необходимым методическим
указаниям, разработанным в утвержденных

образовательных учреждениях.

Лабораторные работы можно условно разделить на несколько видов таких,

90

как репродуктивные, поисковые и частично
-
поисковые. При проведении
репродук
тивных лабораторных работ студенты пользуются подробными
инструкциями, где сформулированы: цель лабораторной работы, объяснения
(теория, главные характеристики), оборудование, аппаратура, описание
материалов, порядок выполнения работ, таблицы, выводы, конт
рольные

вопросы и нужная литература.
При частично
-
поисковых лабораторных
работах от студентов требуют самостоятельного подхода к выполнению
задания, то есть им необходимо самим осуществлять действия, подбирать
справочную и спе
циальную литературу и другое.
При поисковых
лабораторных работах студенты сами решают новую для них проблему,
руководствуясь только св
оими теоретическими знаниями.
Качественная
лабораторная работа представляет собой соблюдение всех трех методик,
когда студент, опираясь на собственное м
нение и взгляды наставников,
прорабатывае
т проблему и находит решения.
Помимо всего прочего,
лабораторные работы и практические занятия могут проходить в трех
вариантах: фронтальные
, групповые и индивидуальные.
Фронтальная
лабораторная работа занимает всех

студентов для выполнения одной и той
же работы. Групповая форма организации лабораторных работ предполагает,
что студенты собираются в группу из 2
-
5 человек и делают совместно
задание. Индивидуальная форма, говорит сама за себя, студент в этом случае
анал
изирует информацию самостоятельно.

Реферативный обзор публикаций

на тему составляется в виде
краткого резюме содержания каждого прочитанного источника по данной
теме. Объем такого резюме, не более ½ стр. по каждому источнику (или по 1
ст. на каждые 10
-
15 с
тр. текста).

Доклад



более традиционное и формальное представление материала в
устной


форме. Однако доклад не должен быть простым пересказом
собранной информации, в нем должна присутствовать основная проблема, ее
доказательство и выводы.

Дискуссия



кол
лективная форма устного представления информации.
Обычно дискуссию готовит один или несколько человек, представляющих
основные вопросы темы и точки зрения. Остальные участники дискуссии
высказывают свои мнения и суждения. Для организации дискуссии должен
б
ыть ведущий, в обязанность которого входит предоставление слова разным
участникам, сдерживание эмоциональных реакций участников и подведение
итогов обсуждения.











91




5. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА ЗНАНИЙ


1.Семестровый контроль.

Контроль качества работы студен
та в течение семестра включает учет
посещаемости, оценку уровня самостоятельной работы, активности и
качества ответов на занятиях.

В течение семестра студенты выполняют самостоятельную работу с
подготовкой рефератов и докладов по тематике дисциплины, конт
рольные
расчетно
-
аналитические задания, участвуют в освещении и обсуждении
основных тематических вопросов.


Формы контроля: опрос на практических занятиях, проверка решения
контрольных заданий, проверка уровня самостоятельно выполненных
рефератов, заслуши
вание и анализ самостоятельно подготовленных докладов
на семинарских занятиях в течение семестра.

Суммарная оценка качества работы студента в течение семестра
составляет 0,4 итоговой оценки знаний.

Студенты, не выполнившие в полном объеме и в установленные

сроки
семестровые задания, не допускаются к сдаче экзамена.

2. Промежуточный контроль.

Промежуточный контроль качества усвоения материала дисциплины
проводится в соответствии с учебным планом в виде экзамена. Экзамен
проводится в устной форме по утвержде
нным экзаменационным билетам.
При этом экзаменуемым студентам предоставляется возможность
пользоваться учебной программой курса.

Экзаменационная оценка составляет 0,6 итоговой оценки знаний.

3. Итоговая оценка знаний
представляет собой сумму оценок
семес
трового и промежуточного контроля по 10
-
балльной шкале с учетом
соответствующих коэффициентов. В зачетную книжку заносится итоговая
оценка.






Приложенные файлы

  • pdf 1025889
    Размер файла: 813 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий