Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология судостроения и судоремонта

Диссертационная работа:

Алексеев Александр Алексеевич. Организация эффективного технологического процесса горячего цинкования на судостроительных предприятиях путем внедрения ресурсосберегающих технологий : диссертация ... кандидата технических наук : 05.08.04 / Алексеев Александр Алексеевич; [Место защиты: Цен. НИИ технологии судостроен.].- Санкт-Петербург, 2007.- 133 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/3972

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. Анализ организации и эффективности технологического процесса горячего цинкования 10

1.1. Цинковые покрытия 10

1.2. Анализ современного состояния технологического процесса горячего цинкования 16

1.3. Анализ влияния различных факторов на структуру, качество цинкового покрытия и образование цинкосодержащих отходов 23

1.4. Экономические аспекты горячего цинкования 34

1.5. Анализ технологических, экономических и экологических аспектов утилизации металлосодержащих отходов 36

1.6. Анализ организации технологических структур судостроительных и других предприятий, выполняющих горячее цинкование 40

1.7. Анализ материальных, сырьевых и энергетических потоков в технологии горячего цинкования 43

1.8.Анализ материальных, сырьевых и энергетических потоков в технологии изготовления изделий методом литья из цинковых сплавов 45

1.9. Анализ материальных, сырьевых и энергетических потоков в технологии производства оксида цинка 47

Выводы и постановка задач исследования 51

ГЛАВД 2. Исследование цинкосодержащих отходов. Разработка технологий переработки отходов. Исследование свойств и рафинирование вторичных продуктов 54

2.1. Анализ свойств и условий образования цинкосодержащих отходов 54

2.2. Технологический процесс переработки изгари цинка в плавильной печи 60

2.3. Исследование свойств вторичного цинка 65

2.4. Исследование коррозионной стойкости покрытий на основе вторичного цинка 69

2.5. Исследование свойств вторичного шлака цинка 72

2.6. Способ переработки вторичного шлака цинка в хлорид цинка 76

2.7. Исследование продуктов утилизации отходов при изготовлении изделий из цинковых сплавов и производстве оксида цинка 82

Выводы 85

ГЛАВА 3. Разработка конструкции плавильной печи для переработки цинкосодержащих отходов предприятий, выполняющих горячее цинкование 87

3.1. Анализ существующих технологий и оборудования для переработки цинкосодержащих отходов 87

3.2. Разработка конструкции плавильной печи и ее достоинства 95

Выводы 101

ГЛАВА 4. Пути совершенствования технологических структур цинкопотребляющих производств судостроительных и других предприятий. Расчет экономической эффективности 103

4.1. Горячее цинкование 103

4.2. Производство оксида цинка 111

4.3. Производство изделий из цинковых сплавов 115

Выводы 118

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 119

ЛИТЕРАТУРА 122

ПРИЛОЖЕНИЯ 128 

Введение к работе:

Эффективное использование материальных ресурсов является объективной необходимостью, обусловленной требованиями, предъявляемыми к их расходованию в рыночных условиях хозяйствования. В настоящее время сложилось острое противоречие между ростом потребностей промышленности в сырье и относительной ограниченностью многих ресурсов в виде как руд, так и энергоносителей.

На современном этапе развития экономики добыча полезных ископаемых удваивается каждые 10-15 лет и проблема эффективного, комплексного, безотходного использования природных ресурсов с получением в виде товарных продуктов всех ценных составляющих сырья и осуществления при этом целесообразного и согласованного взаимодействия производств различных отраслей промышленности приобретает исключительно важное значение.

По данным компетентных источников о состоянии недр Земли при современной производительности добычи полезных ископаемых запасы некоторых из них могут быть исчерпаны уже в ближайшие годы и десятилетия.

В то же время необходимо отметить, что процесс перехода на рыночную экономику сопровождался обособлением отраслей и предприятий, что противоречило интересам регионов и страны, а также существенно замедлило темпы потребления материалов промышленными производствами. Рынок ставит перед каждым производителем жесткие требования к снижению издержек производства, рациональному использованию материальных ресурсов на всех уровнях: региональном, отраслевом, внутрипромышленном. Необходимо признать, что по уровню материало- и металлоемкости многие виды машиностроительной промышленности России превышают зарубежные аналоги.

Снижение потерь и повышение комплексности использования сырья должны идти как по пути разработки новых технологических схем его переработки, так и по пути совершенствования организации извлечения полезных продуктов из промежуточных шлаков, промышленных отходов и вторичного сырья (так называемых вторичных ресурсов).

Ежегодно возрастает накопление ценных компонентов в машинах и оборудовании, бытовых приборах, предметах длительного пользования. Одновременно возрастает потенциальное количество амортизационного лома. Вторичные ресурсы - это сырье, которое не требует затрат на добычу. Для вовлечения их в переработку с помощью специальных установок, обычно, необходимо лишь осуществить незначительные погрузочно-разгрузочные работы. Это - главный экономический фактор, так как при получении ценных компонентов из рудного сырья около 70% всех затрат приходится на добычу и обогащение [38].

Ограниченность минеральных сырьевых ресурсов некоторых цветных металлов в Японии и странах Европы, а также стремление ряда стран (в первую очередь, США) к консервации собственных источников сырья, определяют устойчивую тенденцию повышения использования лома и отходов в общем объеме производства цветных металлов. Повышение спроса на лом и отходы зачастую увеличивает его экспорт заготовительными компаниями, что ставит потребительные компании этих стран в затруднительное положение. Сокращение экспорта в большинстве случаев явилось причиной снижения цен на лом и отходы [54]. В значительной степени повышение использования лома и отходов в общем объеме производства цветных металлов связано еще и с предупреждением разрушительного воздействия человека на окружающую среду.

Биосфера не приспособлена к столь большому объему загрязнений порой химически не свойственных ей, что приводит к накоплению этих загрязнений в природе и нарушению гармонии между основными экологическими системами и к дисбалансу внутри этих систем на самых различных уровнях и звеньях.

В то же время имеет место встречный процесс - коррозия. Потеря металлов от коррозии элементами оборудования, строительных конструкций, транспорта и т.д. колоссальна и сегодня сопоставима с объемами производства металлов металлургическими предприятиями из руд. В первую очередь речь идет о стальных конструкциях как наиболее распространенных. Это огромные материальные потери и дополнительная тяжелая нагрузка на окружающую среду.

Известно большое количество способов защиты стальных конструкций от коррозии. Из них наиболее долговечный, технологичный и достаточно дешевый - горячее цинкование. Цинковое покрытие имеет хороший внешний вид и позволяет увеличить срок службы стальных судовых трубопроводов и «дельных вещей» в 2-3 раза, надежно защищая их от атмосферной, морской и других видов коррозии.

Однако, по мнению автора, на процесс горячего цинкования со стороны исследователей обращается недостаточное внимание, хотя здесь имеются большие резервы, носящие проблемный характер. Среди назревших проблем следует отметить: необходимость стабилизации качества покрытия и повышение эффективности производства как за счет совершенствования самого технологического процесса горячего цинкования, так и за счет утилизации образующихся в процессе цинкования в больших количествах ценных промышленных отходов (дроссов), которые после переработки следует возвращать в основное производство.

Постоянное развитие цинковального производства во всех странах, а также возможность положительного решения поставленных научных проблем подтверждает актуальность и приоритетность выбранных автором научных направлений настоящей диссертационной работы. Поэтому исследования в данной области судостроительного производства весьма важны и целесообразны. Решение указанных проблем позволит качественно повысить уровень организации, эффективность и культуру производства, снизить нагрузку на окружающую среду.

Целью представляемой к защите работы является повышение эффективности использования цинка в судостроении путем разработки и внедрения ресурсосберегающих технологий и оборудования.

Для достижения указанной цели в работе поставлены следующие задачи:

- выполнить анализ материальных, сырьевых, энергетических потоков на судостроительных предприятиях выполняющих горячее цинкование и других ЦПП;

- исследовать номенклатуру, свойства, условия и скорость образования ЦСО;

- рассмотреть технологии переработки ЦСО и проанализировать возможность их использования на предприятиях судостроительной промышленности и других ЦПП;

- разработать технологии и оборудование для организации утилизации ЦСО в местах их образования, провести исследование свойств и пригодности продуктов утилизации к возврату в основное производство;

- выполнить оценку экономической эффективности организации утилизации ЦСО в местах их образования.

Теоретической и методологической основой диссертационной работы являются исследования отечественных и зарубежных авторов в области горячего цинкования. В качестве инструментов исследования использовались системный, статистический, логистический, спектральный и химический анализы, металлографический метод и метод ускоренных коррозионных испытаний, моделирование организационно-технологических структур.

Научные результаты и их новизна:

- выявлены и систематизированы факторы, влияющие на качество покрытия, расход цинка и эффективность работы предприятия, доказана целесообразность организации утилизации ЦСО в местах их образования с целью использования продуктов утилизации в основном производстве;

- впервые выполнены системные комплексные исследования и описание условий, скорости образования, структуры, состава, свойств ЦСО,

экспериментально подтверждена их пригодность к переработке в материалы применяемые в технологии горячего цинкования и литье цинковых сплавов;

- установлена зависимость между содержанием алюминия в расплаве ванны цинкования и соотношением образующихся ЦСО (изгари и гартцинка), что позволило обеспечить управление процессами их образования;

- доказана необходимость разработки специальной технологии, оборудования для переработки ЦСО в условиях предприятий, выполняющих горячее цинкование, с целью получения цинка, пригодного для возврата в основное производство;

- разработан технологический процесс получения цинка из изгари; впервые, в условиях предприятий, выполняющих горячее цинкование, в результате переработки образующихся ЦСО, произведен цинк высокого качества, коррозионными испытаниями подтверждено, что защитные свойства сформированного на его основе покрытия соответствуют требованиям нормативных документов;

- разработаны технологии рафинирования вторичного цинка и гартцинка;

- разработаны технологические режимы переработки ЦСО предприятий, выполняющих литьё цинковых сплавов;

- впервые исследованы свойства вторичного шлака, образующегося в процессе переработки ЦСО, разработан способ и экспериментально подтверждена возможность переработки шлака в хлорид цинка, используемый в технологии горячего цинкования;

- выполнен логистический анализ организационно- технологических структур ЦПП, предложены пути их совершенствования;

- сформулированы критерии выбора конструкции плавильной печи для переработки отходов ванн горячего цинкования.

Практическая ценность работы заключается в разработке ресурсосберегающих технологий, оборудования и организационно-технологических структур, внедрение которых обеспечило решение проблемы повышения эффективности использования цинка и сплавов на его основе на судостроительных и других Ці 111, культуры производства, сокращения количества опасных промышленных отходов, снижения нагрузки на окружающую среду.

Научные исследования и практические работы по отработке и внедрению разработанных технологий выполнялись в период с 1994 по 2006 годы в лабораториях ЦНИИ КМ «Прометей» и ООО «НПО «Феникс», на предприятиях Санкт-Петербурга, Белгорода, Новгородской и Московской областей, Карелии, Финляндии.

Основные результаты исследований диссертационной работы использованы в текущей деятельности предприятий, при их реструктуризации и техническом перевооружении на:

- ОАО «Балтийский завод», ОАО «Северная верфь», ОАО «БСК-335 завод» (Санкт-Петербург), ОАО «Вяртсильский металлургический завод» (Карелия), «KS-Sinkki» Оу и «Teknotyo-Kuumasinkitys» Оу (Финляндия) - горячее цинкование;

- ООО «НПО «Феникс» (Санкт-Петербург) - производство цинка и сплавов на его основе, литьё цинковых сплавов;

- ООО «Топливные системы» (Санкт-Петербург) - литье цинковых сплавов;

- ОАО «Любытинский завод минеральных красою) (Новгородская область), ЗАО «Акора» (Московская область), ЗАО «Цибел» (Белгород) - производство оксида цинка и лакокрасочных материалов;

«Экспериментально-опытный завод» ФГОУВПО С-Пб ГУ (Санкт-Петербург), «ZinkOff» Оу (Финляндия) - производство плавильных печей.

Разработанное для реализации технологии утилизации цинкосодержащих отходов оборудование запатентовано в двадцати и эксплуатируется в двадцати восьми странах мира: России, Украине, Финляндии, Швеции, США, Канаде, Норвегии, Дании, Исландии, Бельгии, Австрии, Великобритании, Ирландии, Голландии, Франции, Германии, Японии, Польше, Испании, Португалии, Италии, Эстонии, Израиле, Саудовской Аравии, Таиланде, Мексике, Чили, Новой Зеландии.

Подобные работы
Ростов Евгений Игоревич
Технология и организация реновации корпусов судов речного флота
Азарьева Вера Владимировна
Разработка методов управления качеством научно-инновационного потенциала организации с использованием технологий функционального моделирования процессов
Зуев Михаил Владиславович
Разработка методики обеспечения качества информационной поддержки процессов организации на основе интеграции менеджмента качества и информационных технологий
Шамин Максим Алексеевич
Организация взаимосвязанного инновационного и инвестиционного процесса на основе интеллектуальной информационной технологии в форме автоматизированной системы с принятием решений
Шрамко Михаил Семенович
Разработка и внедрение технологии производства электростали с использованием отвального шлака металлического марганца
Середенко Светлана Яковлевна
Разработка и внедрение технологии термического упрочнения гнутых профилей проката
Виноградов Сергей Валерьевич
Разработка, совершенствование и внедрение технологии внепечной обработки стали в условиях ОАО "НТМК"
Козырев Николай Анатольевич
Разработка и внедрение технологий выплавки в дуговых электропечах, внепечной обработки и непрерывной разливки стали, предназначенной для производства железнодорожных рельсов
Рыжиков Владимир Александрович
Разработка и внедрение технологии изготовления канатов двойной свивки с равномерным натяжением прядей, повышающей их стойкость
Горобец Владимир Анатольевич
Разработка, исследование и внедрение технологии производства калиброванной круглой стали холодной винтовой прокаткой

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net