Реферат: Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство спбгпу 2003





Министерство образования РФ
Санкт-Петербургский государственный политехнический

университет

__________________________________________________________________


В.В. Глухов, Л.Б. Гущина


ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЙ ОТРАСЛЕЙ
НАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКОНОМИКИ


Учебное пособие


Санкт-Петербург

Издательство СПбГПУ

2003

ББК 65.5


Основы технологий отраслей национальной экономики / Под ред. В.В. Глухова: Учебное пособие. — СПб: Изд-во СПбГПУ, 2003. 246 с.


В учебном пособии изложены основы технологий материального производства (черной и цветной металлургии, термической обработки металлов, прокатного и литейного производства, обработки металлов давлением и др.). Ряд глав посвящен высоким технологиям: порошковой и космической металлургии, лазерной технологии.

Дается характеристика состояния, роли металлургической отрасли в национальной экономике и перспектив ее развития.

Пособие предназначено для студентов экономических специальностей высших учебных заведений, изучающих дисциплину “Технология отраслей национальной экономики”, а также аспирантов и преподавателей.

Под общей редакцией доктора экономических наук, профессора Глухова В. В.

Ил. 89. Табл. 28. Библиогр.: 52 назв.



Издательство Санкт-Петербургского

государственного политехнического университета

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ………………………………………………………………….5

1. ПОНЯТИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОИЗВОДСТВА 7

1.1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ 7

1.2. ЭВОЛЮЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ 17

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ И МАТЕРИАЛОВ 21

1.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ 25

2. ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ 29

2.1. СОСТОЯНИЕ ОТРАСЛИ 31

2.2. ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА 35

2.2.1. ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДОМЕННОГО ПРОЦЕССА 36

2.2.2. СХЕМА ДОМЕННОГО ПРОЦЕССА 46

2.3. ПРОДУКТЫ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ 51

2.3.1. СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И НАЗНАЧЕНИЕ ЧУГУНА 53

2.3.2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДОМЕННОГО ПРОЦЕССА 57

2.3.3. СПОСОБЫ ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА 57

2.4. СПОСОБЫ ПРЯМОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА 60

2.4.1. ПРОЦЕССЫ ТВЕРДОФАЗНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ 64

2.4.2. ПРОЦЕССЫ ЖИДКОФАЗНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ 71

2.5. ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ 74

2.5.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 74

2.5.2. ШИХТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА 77

2.5.3. КОНВЕРТОРНОЕ ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ 80

2.5.4. МАРТЕНОВСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ 87

2.5.5. ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 93

2.5.6. РАЗЛИВКА СТАЛИ 104

2.5.7. ВНЕПЕЧНАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ 107

2.5.8. ИНДУКЦИОННЫЕ ПЕЧИ 112

2.5.9. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИИ 113

2.5.10. КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛИ 118

3. ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ 121

3.1. ПРОКАТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 121

3.2. СХЕМА И СУЩНОСТЬ ПРОКАТКИ 123

3.3. ТИПЫ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ 124

3.4. ЛИСТОПРОКАТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 129

3.5. СОРТОПРОКАТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 131

3.6. ТРУБОПРОКАТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 133

3.7. ГНУТЫЕ ПРОФИЛИ ПРОКАТА И ПРОКАТ С ЗАЩИТНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ 139

3.8. КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 142

3.9. ВОЛОЧИЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 169

4. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО 172

4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 172

4.2. ЛИТЬЕ В ПЕСЧАНЫЕ ФОРМЫ 173

4.2.1. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНЫЕ ФОРМЫ 173

5. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ 189

5.1. ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ СПЛАВОВ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ 189

5.2. ВИДы ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 192

6. ЦВЕТНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ 200

6.1. СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ 201

6.2. КРАТКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ОТРАСЛИ 206

6.3. ПРОИЗВОДСТВО АЛЮМИНИЯ 210

6.4. ПРОИЗВОДСТВО МЕДИ 219

6.5. ПРОИЗВОДСТВО ТИТАНА 227

7. ПОРОШКОВАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ 242

7.1. ПРОДУКЦИя ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ 242

7.2. ПРОИЗВОДСТВО ПОРОШКОВ 244

7.2. ФОРМОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ 248

7.3. СПЕКАНИЕ 251

7.4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ 253

7.5. ПОРИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ 254

8. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ 259

8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 259

8.2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ 264

8.3. ЛОКАЛЬНЫЕ ВИДЫ КОРРОЗИИ 269

8.4. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ В ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ 272

7.6. ЗАЩИТА МЕТАЛЛА ОТ КОРРОЗИИ 276

9. НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ БУДУЩЕГО 283

9.1. НОВЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ 283

9.2. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ 285

9.3. АМОРФНЫЕ И ТИКСОТРОПНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 287

9.4. КОСМИЧЕСКАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ 290

10. ОСНОВЫ ЛАЗЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ 294

10.1. КРАТКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ОТРАСЛИ 297

В том числе: источники лазерного излучения 299

10.2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЛАЗЕРА 299

10.3. ПРОЦЕССЫ ЛАЗЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ 302

10.4. ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ 307

Введение


Роль технологии в истории и становлении человечества трудно переоценить. Медный век, бронзовый, железный — важнейшие этапы в развитии человеческой цивилизации. Рождение и развитие металлургии — первого технологического производственного процесса в истории человечества коренным образом изменило условия жизни. Без металла не обошлось ни одно из выдающихся достижений современного общества.

Начавшийся в конце средних веков интенсивный рост городов, развитие ремесел, торговли и связанный с этим экономический подъем привели к повышенному спросу на конструкционные материалы. Быстрое развитие машиностроения, возрастающие требования к военной технике, появление совершенно новых отраслей промышленности требовали увеличения производства черных и цветных металлов и сплавов

Вторая половина ХХ в. была ознаменована созданием и массовым использованием ранее неизвестных, можно сказать, фантастических, материалов. Но Главным конструкционным материалом XXI в. остается сталь.

Промышленное производство является стратегическим национальным ресурсом. Конкурентоспособность ее продукции, создаваемой на основе высоких технологий, достаточный объем инвестиций и другие факторы смогут обеспечить в широких масштабах занятость высококвалифицированных специалистов и в конечном счете рост национального богатства.

Цель данного пособия — дать характеристику технологии современного производства, базовых и высоких технологий, особенностей основных отраслей промышленности, классификацию основных материалов. Не ставится задача освоения химических, термодинамических, тепловых и основ и закономерностей процессов.

^ ПОНЯТИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОИЗВОДСТВА


“В техническом прогрессе участвуют три основных

элемента: знания, энергия и материал”.

^ Дж. Томсон




Профессии, связанные с обработкой металла в XVI в. в Москве: литцы, ярыги, самопальщики, пушкари, латники, оковщики, брольщики, ножевники, оловянщики, подковщики, словолитцы, колокольники, паникадильщики, трубники, паяльщики, пряжники, решеточники, мисники, скобельщики.

На побережье Финского залива в начале XVI в. тоже получило широкое развитие железоделательное производство. Здесь действовали 204 домницы и 75 кузниц. Значительно большее число домниц по сравнению с кузницами свидетельствовало, что получаемый металл в немалом количестве шел на внешний рынок. Первые русские цари понимали, что для увеличения могущества страны нужно всячески помогать развитию различных отраслей промышленности и прежде всего металлургии.



^ 1.1.ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ

Как известно, вещества и поля составляют материю (в общем смысле), при этом вещества могут быть в различных состояниях: твердом, жидком, сыпучем, газообразном, плазме. Классическое деление физических полей следующее: гравитационное, электрическое, магнитное, электромагнитное, ядерное. Частными (условно дополнительными) являются механическое, тепловое, акустическое, биологическое и другие поля.

Все вещества и поля находятся в постоянном взаимодействии друг с другом, образуя пространство возможных технологий. Взаимодействия, не зависящие от воли человека, называются природными, а зависящие, — технологическими. Множество технологий содержит около 5000 простейших (элементарных) технологий, что касается сложных (комбинированных), то их количество не ограничено.

^ По характеру изменения в некотором заданном объеме пространства в обобщенном виде все технологии (а также природные процессы) можно разделить на четыре класса:

I — технологии, приводящие к уменьшению материи в некотором заранее заданном (рассматриваемом) объеме пространства;

II — технологии, приводящие к возрастанию материи;

III — технологии, приводящие к преобразованию материи без существенного изменения ее количества,

IV — технологии, обеспечивающие перенос (транспортирование) и сохранение (складирование) материи.

При этом под материей в широком смысле понимаются как вещества, так и поля, т.е. масса, энергия, информация и т. д.

В переводе технология — наука о производстве, т. е. о способах переработки сырья и материалов в средства производства и предметы потребления. Справочные издания определяют технологию как совокупность способов и приемов добычи, обработки сырья, материалов, полуфабрикатов, как искусство реализации промышленных процессов, как набор закономерностей, заимствованных из различных наук с целью реализации производства. Развитие и совершенствование производства расширило это понятие, и в современном понимании технология — наука о наиболее экономичных способах и процессах производства сырья, материалов и изделий.

Уровень технологии в любой отрасли производства оказывает решающее влияние на его экономические показатели. Чтобы управлять современным производством, обеспечивать связь его подразделений, надо иметь конкретное представление о самом производстве, его структуре, технологических процессах, на которых оно основано.

^ Система технологий должна иметь определенную организационную форму, характеризуемую как комплексами машин, оборудования, линий, цехов, предприятий, так и организационными формами осуществления технологических процессов (на уровне бригад, участков, предприятий, отраслей).

Технология характеризуется: номенклатурой и качеством производимой продукции, используемыми и топливо- и энергоресурсами, основными и вспомогательными материалами, составом оборудования, продолжительностью производственного цикла. Для экономики предприятия при производстве продукции определенного сортамента и качества важное значение имеют:

расход материальных и топливно-энергетических ресурсов на единицу производимой продукции;

удельный расход затрат живого труда;

продолжительность отдельных технологических операций;

степень использования оборудования и производственных площадей;

образование и возможности утилизации отходов;

воздействие технологии на окружающую среду.

Выбор технологии и используемых в технологическом процессе сырья, материалов и других ресурсов определяется назначением и качеством конечного продукта.

Технологии могут быть классифицированы:

по историческим стадиям развития;

по цели применения (использование, преобразование или создание вещества природы);

по виду получаемого продукта (технологии материального производства, выработки энергии, переработки информации);

по выраженности теоретических основ (эмпирические, теоретические, смешанные);

по характеру применяемых процессов (механические, физические, химические, биологические);

по виду используемой энергии (физическая, тепловая, электрическая, солнечная, ветровая, геотермальная и т. д.);

по степени изменения окружающей среды (безотходные, загрязняющие, улучшающие);

по степени автоматизации (ручной труд, механизированные, человеко-машинные, автоматизированные, интеллектуальные).

На протяжении многих веков преобладающей была технология применения вещества природы (древесины, камня, углеводородного сырья и т. п.) в натуральной форме. Из природных возобновляемых источников энергии первыми стали масштабно применяться установки на основе силы ветра и воды (ветряные и водяные мельницы). ХХ в. был периодом сначала “паровых” технологий, а затем электрических, периодом активного использования природного углеводородного ресурса, масштабной переработки природных запасов металлов. В ХХ в. человечество создало уникальные по масштабам доменные печи, линии передач высокого напряжения, супертанкеры и авиалайнеры, электрические двигатели и генераторы, турбины, сверхвысокие телебашни и здания-небоскребы, компьютеры и роботы.

В дальнейшем получили развитие технологии, связанные с преобразованием и изменением не только механических, но и физико-технических, биологических свойств материалов. Сравнительно недавно стали применяться технологии создания таких материалов, которые в природе не существуют (электронно-чистые вещества, синтезированные элементы и соединения, источники излучений и т. д.).

Раз в полвека утверждаются новые технологические уклады (формируется новый технологический способ производства). В настоящее время завершается развитие механического технологического уклада и начинается большой технологический сдвиг. Формирующийся технологический уклад опирается на компьютерные и телекоммуникационные системы, робототехнику, биогенетику, биоинженерию, возобновляемые природные источники энергии. Трехсотлетний период наращивания скоростей, температур, масштабов, давлений сменяется энерго- и материалосберегающей технологией, управлением на базе информационных потоков. Увеличивается “глубина” воздействия на материалы, создаются миниатюрные машины и агрегаты, внедряются биологические методы, наращивается интеллектуальный потенциал процессов, повышается разнообразие производимых продуктов.

Современные технологии становятся инновационными. Инновация — идея, доведенная до практического применения. Международный стандарт определяет инновацию как конечный результат инновационной деятельности, получивший воплощение в виде нового или усовершенствованного продукта, внедренного на рынке, нового или усовершенствованного технологического процесса, используемого в практической деятельности либо в новом подходе к социальным услугам. Термин “нововведение” часто применяют по отношению к изобретениям, иногда им обозначают новые способы и методы работы, изменение распределения ресурсов и фондов в организации. Общепринятая точка зрения рассматривает нововведение как процесс внедрения новых продуктов, услуг и производственных процессов. Специфическое содержание инноваций составляют изменения, а главная функция инновационной деятельности — функция изменения. Нововведения “толкают” развитие предприятий, отраслей, экономики страны. Предприятия с высоким темпом внедрения процветают, прочие — прозябают и разоряются. В настоящее время конкуренция в новизне и скорости, с которой новое внедряется и “выбрасывается” на рынок нововведений, так же остра, как и конкуренция в области рыночных цен. Новая техника, передовой производственный опыт, ноу-хау — основа успеха предпринимательской деятельности.

^ Новая техника — новые, более совершенные орудия труда. Передовой производственный опыт — совокупность новых и прогрессивных знаний и навыков, воплощенных в технические конструкции, технологии, организацию производства, применение которых в других областях может дать положительный результат. Ноу-хау — не защищенные охранными документами и не опубликованные знания или опыт научного, технического, управленческого или иного характера (не запатентованные изобретения, технологические режимы, материалы, методы контроля, способы организации производства).

^ Инновационный научно-технический проект — научное исследование или разработка, направленная на решение конкретной научно-технической задачи, в результате выполнения которой создается наукоемкая продукция.

^ Инновационная научно-техническая программа — форма организации исследований и разработок, проводимых по приоритетным направлениям науки и техники.

Интеллектуальная собственность — права на литературные, художественные и научные произведения, открытия, изобретения, промышленные образцы, базы данных, ноу-хау, экспертные системы, товарные знаки.

^ Промышленная собственность — часть интеллектуальной собственности, используемой в промышленности в виде изобретений, полезных моделей, промышленных образцов, товарных знаков, знаков обслуживания и наименования мест происхождения.

^ Высокие технологии — это наукоемкие в разработке технологии, характеризующиеся использованием новейших материалов и способов производства; обеспечением скачкообразного улучшения результатов; высокой долей затрат на НИОКР; коротким жизненным циклом (ЖЦ) продукции; высокими темпами морального старения и обновления продукции; высоким риском. К высоким технологиям в настоящее время относятся технологии в аэрокосмической и фармацевтической промышленности, электронике, компьютерные и лазерные технологии, биотехнология.

Наукоемкие прогрессивные технологии являются важнейшими факторами интенсификации производства, так как позволяют создать конкурентоспособный товар с высокими потребительскими свойствами.

Продукцию высоких технологий характеризует конечный результат. Причины и факторы, обеспечивающие качество этой продукции: научно-исследовательский потенциал в стране; скорость освоения научно-технических достижений; наличие и уровень подготовки научных кадров, инженеров, рабочих; патентная деятельность; эффективность использования ресурсов в производстве; динамичность и емкость внутреннего рынка; инвестиционная ситуация; уровень налогов и заработной платы, номенклатура продукции, условия поставок, организация сервиса.

Жизненный цикл (ЖЦ) продукции высокой технологии (рис. 1) характеризуется более длительной стадией НИОКР и более короткими стадиями роста и спада. Длительность жизненного цикла может достигать двух-трех лет. Причины короткого жизненного цикла — короткие стадии “рост” и “спад”, что связано с повышенными требованиями к продукции высокой технологии, значительные вложения на стадии НИОКР позволяют сократить ее продолжительность и соответственно уменьшить жизненный цикл.

Высокие технологии классифицируются по следующим признакам:

по периоду реализации (перспективные и текущие);

по степени наукоемкости (высочайшей, высокой и средней степени);

по степени новизны (патенты, ноу-хау, изобретения, результаты НИР и т. п.);

по времени выхода на рынок (с длительным и коротким сроком выхода);

в зависимости от инициатора (созданные по инициативе потребителей, по инициативе производителей, принудительные технологии);

по источникам ресурсообеспеченности (государственные, частнопромышленные, академические, смешанные);

по создаваемым объектам (новые продукты, новые материалы, новые процессы);

по базовым элементам (новые источники энергии, новые технологии, новые материалы);

по принципу масштабности (национальные, региональные, местные);

по степени воздействия на рынок (создающие новые рынки, расширяющие рынки в соответствующих отраслях).

Для сохранения конкурентоспособности предприятие должно располагать в физическом исполнении или в банке ноу-хау системой технологий, которая обеспечит перекрытие во времени жизненных циклов технологий и в целом стабилизацию эффективной деятельности.

Формирование системы технологий рассмотрим на примере двух технологий: ^ Т1 — используется в фирме, Т2 только разрабатывается (рис. 2). Современная ситуация соответствует моменту t1, когда наступит момент t2, неизвестно. Фирма преуспеет в бизнесе или потерпит неудачу в зависимости от начала капиталовложений в освоение технологии Т2. В такой ситуации предпочтительнее стратегия смешанных инвестиций — в обе технологии — в течение всего интервала времени (между t1 и t2): в Т1 для обеспечения непрерывного получения прибыли и максимальной отдачи от вложенного в нее ранее капитала, в Т2 для обеспечения плавного перехода к ее использованию, когда технология Т1 себя исчерпает.


Рис.1. ЖЦ продукции высокой технологии

Рис. 2. Система технологий


По уровню гибкости различают стабильные, плодотворные и изменчивые технологии.


Рис. 3. Уровни гибкости технологий


Стабильная технология (рис. 3,а) остается неизменной в течение всего жизненного цикла спроса, расширение производства достигается за счет улучшения отдельных параметров изделия, а не прогресса в технологии.

При плодотворной технологии (рис. 3,б) основная технология сохраняется длительный период, но разрабатываются сменяющие друг друга поколения продукции с лучшими показателями и более широким диапазоном применения.

Изменчивая технология представлена на рис. 3,в.


Рис. 4. Схема механизма равновесия технологии с управлением и культурой производства


Развитие технологий — это следствие стремления человечества к прогрессу, освоению новых видов энергии, материало- и трудосбережению, освоению новых знаний, созданию более комфортных условий жизнедеятельности своего и будущих поколений, сохранению среды. В целом технологии развиваются непрерывно, жизненные циклы следуют один за другим. Разрыв между циклами во времени, когда первый товар пошел на спад, а второй еще не выведен на рынок, грозит фирме потерей рынков сбыта и убытками, а несвоевременная смена технологий в 70 % случаев ведет к смене лидера в отрасли.

Важнейшим условием эффективности технологической системы является обеспечение ее динамического равновесия с системой управления и организационной культурой. Механизм обеспечения равновесия с системой управления поясняет схема на рис. 4.

Начальное состояние фирмы характеризуется относительным равновесием (Р1) с координатами Т1, У1, К1. Рыночная конъюнктура вынудила фирму применить новые технологические системы, в основе которых лежат наукоемкие технологии. В результате произошло повышение технологического уровня производства от Т1 до Т2. Система вышла из состояния относительного равновесия. Возникает внутрифирменное противодействие нововведениям. В итоге решения этой проблемы уровень управления повышается до У2, соответствующего равновесию с уровнем технологии Т2. Для достижения устойчивого функционирования обновленной технологической системы необходимо повысить уровень организационной культуры до К2.

Показатели, характеризующие технологическую систему предприятия, представлены в табл. 1.

Таблица 1

Характеристики технологической системы (ТС) предприятия


Экономические

Технологические

Социальные

Экологические

Результат

Цена продукции

Издержки потребления

Твердость

Износостойкость

Жаропрочность

Надежность

Насыщение спроса

Качество послепродажного обслуживания

Безопасность эксплуатации

Возможность утилизации отходов продукции

Ресурсы

Цена исходных ресурсов

Обрабатываемость

Технологичность используемых материалов

Дефицитность ресурсов

Химический состав

Изоляционные свойства

Экология

Экономический ущерб от загрязнения окружающей среды

Затраты на восстановление

Штрафы за нарушения экологических норм

Характеристики отходов производства как вторичных ресурсов

Влияние ТС, отходов производства на социальное равновесие общества

Характеристики выбросов

Предприятие

Издержки производства

Прибыль

Рентабельность

Эффективность

Ликвидность

Объем продаж

Производительность труда

Технологический уровень производства

Конкретные параметры оборудования и технологии

Уровень брака

Престижность

Комфортность условий

Культура производственных отношений

Невыходы на работу

Температура

Влажность

Запыленность

Освещенность рабочих мест

Потери времени от травм


Извлекаемое из недр минеральное сырье служит источником для получения 95 % энергии и 90 % товарной продукции тяжелой индустрии. Укрупненная классификация полезных ископаемых и минеральных ресурсов включает:

твердое топливно-энергетическое и химическое сырье (уран, уголь, сланцы, торф);

жидкое и газообразное топливно-энергетическое и химическое сырье (нефть, природный газ, газовый конденсат, попутный нефтяной газ);

металлы черные (железо, марганец, хром, титан, ванадий);

металлы цветные (алюминий, магний, медь, свинец, цинк, никель, кобальт, олово, вольфрам, молибден, висмут, сурьма, ртуть, мышьяк);

металлы редкие (литий, бериллий, ниобий, тантал, цирконий, иттрий, стронций);

рассеянные элементы;

благородные металлы (золото, серебро, платина);

радиоактивные металлы (радий, торий);

сырье для металлургии (плавиковый шпат, флюсы, известняки, огнеупоры, алуниты, силлиманит, кианит);

техническое сырье, драгоценные и полудрагоценные камни;

сырье для строительной индустрии (строительные камни, облицовочные камни, наполнители бетона, вяжущие материалы, минеральные краски, стекольно-керамическое сырье);

горно-химическое сырье (натрийсодержащие соли, сера, серный колчедан, фтораты, бораты, сульфаты, апатиты, фосфориты, калийные соли, селитра);

воды (подземные, поверхностные, грязи и илы);

инертные газы (гелий, неон, аргон).

В общей стоимости годового объема добываемого минерального сырья (около 1 трлн. дол.) превалируют топливно-энергетические ресурсы (более 75 %) и черные и цветные металлы (около 15 %). На благородные металлы и алмазы приходится более 5 % стоимости, на неметаллические полезные ископаемые — менее 5 %. Среди развитых стран наиболее богаты минеральными ресурсами Австралия, ЮАР, Канада, США. Из развивающихся стран это страны Ближнего Востока, Бразилия, Мексика, Чили, Перу, Марокко, Заир, Гвинея. Огромные запасы имеются в России, Казахстане, Китае, Монголии.

Различают материальное производство (промышленность, сельское хозяйство, строительство, связь, транспорт и др.) и нематериальное (наука, искусство, образование, здравоохранение).

Современная классификация материального производства включает следующие отрасли:

добывающую (горнодобывающую, нефтяную и газовую);

электроэнергетику;

угольную;

металлургию (черная, цветная);

машиностроение и металлообработку;

лесную,

химическую,

деревообрабатывающую и целлюлозно-бумажную;

производство строительных материалов;

транспорт и связь;

легкую;

пищевую;

сельское хозяйство.

Под отраслью понимается совокупность предприятий, характеризуемых общностью назначения производимой продукции (услуг), однородностью потребляемых ресурсов, технической базы и технологических процессов, одинаковым профессиональным составом кадров и специфическими условиями работы. Каждая отрасль промышленного производства имеет свою технологическую и организационную специфику. Одни из них включают предприятия, производящие продукцию для промежуточного потребления, другие — для конечного использования; одни относятся к добывающей, другие — к обрабатывающей промышленности, третьи — к сфере услуг.

Подотрасли — это группы однотипных предприятий в составе отрасли. Например, черная и цветная металлургия, входящие в отрасль “Металлургия”, состоят из предприятий разных подотраслей добывающей и обрабатывающей промышленности.

В составе машиностроительной отрасли выделяют группы предприятий: энергетическое и транспортное машиностроение; электротехническую промышленность; химическое и нефтяное машиностроение; станкостроительную и инструментальную промышленность; приборостроение; автомобильную промышленность; тракторное и сельскохозяйственное машиностроение; строительное, дорожное и коммунальное машиностроение; машиностроение для легкой и пищевой промышленности; авиационную, судостроительную, электронную промышленность; промышленность средств связи и медицинской техники; оборонную и тяжелую промышленность и др.

В составе электротехнической промышленности выделяют производство высоковольтной и низковольтной аппаратуры; светотехнической арматуры; преобразовательной техники; трансформаторов; электромашин; кабелей; ламп; изоляторов; конденсаторов; электробытовых приборов; транспортного и электросварочного оборудования и др. Электротехническая промышленность создает материальную основу для использования электроэнергии для производственных и бытовых нужд.

Предприятие (фирма, компания и др.) — это комплексная, открытая социально-экономическая система, связанная множеством специфических отношений с окружающей средой.

^ Производственная структура предприятия — это совокупность его подразделений (производств, цехов, участков), их специализация (подетальная, предметная, технологическая) и взаимосвязь (движение потоков). Она отражает особенности разделения труда внутри предприятия между составляющими его звеньями.

^ Производственный процесс на промышленном предприятии можно представить как системно увязанную совокупность естественных, трудовых и автоматизированных процессов, направленных на превращение исходных материалов в готовую продукцию. В процессе труда предметы труда (сырье, материалы, полуфабрикаты) претерпевают изменения или при непосредственном участии человека, или без него, но под влиянием созданных им условий (автоматизированные процессы). При естественных процессах изменение предметов труда происходит под воздействием сил природы, например, старение, разрушение металла и др.

^ Технологический процесс — это сочетание основных и вспомогательных операций. К последним можно отнести транспортировку ресурсов и продуктов, охлаждение, нагрев, очистку, контроль, упаковку. Одна и та же операция на разных производствах может быть в одном случае основной, в другом — вспомогательной. Так, в металлургии нагрев шихты перед ее расплавлением относят к основной операции, а нагрев металла перед его деформацией — к вспомогательной, облегчающей протекание основной.

На рис. 5 в общем виде показаны стадии технологического процесса превращения исходного сырья в готовый продукт.


Рис. 5. Схема производства и использования конечного продукта


Технологический процесс является основой любого производственного процесса. Выбор наиболее экономичных и рациональных операций — важнейший путь повышения эффективности производства.

Производственные процессы на промышленных предприятиях имеют различные организационные характеристики, называемые типами производств. Их признаки: масштаб производства, номенклатура производимой продукции, повторяемость изготовления отдельных ее видов, характер выполняемых операций на отдельных участках и рабочих местах.

В соответствии с этим различают:

единичное производство, которое характеризуется изготовлением единичных экземпляров изделий широкой номенклатуры, нерегулярной повторяемостью производственных работ и отсутствием узкой специализации рабочих мест;

серийное производство, которое связано с изготовлением небольшими партиями изделий ограниченной номенклатуры, регулярной повторяемостью производственных работ и выполнением нескольких операции на каждом рабочем месте; оно включает в себя: крупносерийное (2–10 производственных работ в месяц), среднесерийное (11–20 производственных работ в месяц) и мелкосерийное производство (21–40 производственных операций в месяц);

массовое производство, которое характеризуется постоянной загрузкой рабочих мест одной и той же производственной работой и изготовлением в больших количествах ограниченного числа видов или одного вида продукции.

По особенностям протекания во времени производственные процессы подразделяются на непрерывные и прерываемые. К первым относятся процессы, в которых оборудование работает без остановок продолжительное время (за исключением ремонтов), ко вторым — процессы, в которых оборудование работает периодически. Непрерывность процесса определяется особенностями технологии или необходимостью достижения высоких показателей использования оборудования. Такие процессы присущи основным цехам металлургических предприятий, а прерываемые — предприятиям и цехам машиностроительного профиля.

Примерами непрерывных процессов являются процессы, протекающие внутри доменных печей, внутрицикловые процессы на МНЛЗ, непрерывных прокатных станах, в сталеплавильных агрегатах.

Для массового непрерывного металлургического производства характерна поточная организация. К поточным относятся процессы, в которых все операции одного производственного цикла протекают непрерывно, как и повторяемость циклов. Систематическое повторение циклов, обусловленное непрерывным движением предметов труда по участкам производства, называется производственным потоком.

^ 1.2.ЭВОЛЮЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ

Первые технологии как система приемов были связаны с обработкой шкур, используемых для изготовления одежды, и камня, применяемого для получения орудий труда и охоты. В этих простейших технологиях не использовалось дополнительное оборудование и не привлекались энергетические источники.

Первым этапом становления производственных технологий были металлургия (выплавка меди более 6 тыс. лет назад) и обжиг материалов. Эти процессы уже использовали энергию горения и простейшее производственное оборудование.

Различают три последовательные исторические стадии технологии производства:

производственные технологии, основанные на использовании вещества природы (древесины, камня, открытых источников, углеводородного сырья и т. п.);

производственные технологии, связанные с преобразованием природных материалов и использованием достижений химии, механики и других наук;

система технологий, обусловленных созданием материала в том виде, в каком этот материал в естественной природе не существует (электронно-чистые вещества, синтезированные элементы и соединения, источники излучений и т.д.).

Этапы развития получаемых продуктов следующие:

1. Выделанные шкуры, орудия труда из дерева, камня и кости, естественные красители.

2. Обожженный кирпич, керамика, орудия труда из самородного металла (золото, серебро, свинец, бронза), стекло, фаянс, папирус, пергамент, растительные волокна.

3. Бумага, фарфор, бетон, стальные изделия, ткани.

4. Нефтепродукты, железобетон, пластмассы, синтетические красители, электролитическая медь, ацетилен, натуральный газ, легированные стали.

5. Искусственный каучук, искусственные кристаллы, полупроводники, металлокерамика, искусственные волокна, оптические волокна, биосинтетические материалы, изотопы.

Эволюция технологии связана с выбранными принципами, видами привлекаемых энергоресурсов, составом используемого оборудования.

Оценивая конкретную технологию следует ответить на следующие вопросы:

К какой классификационной группе относится технология?

Имеются ли альтернативные технологические процессы?

Какова роль (значимость) технологии в соответствующей отрасли национальной экономики?

Какие виды материальных ресурсов используются?

Насколько дефицитны используемые материальные виды ресурсов?

Какие виды энергии привлекаются?

Насколько дефицитны используемые виды энергии (энергоносителей)?

Какой интегральный к.п.д.?

Какими специфическими показателями характеризуется технология?

Возможна ли утилизация получаемого продукта после цикла использования?

Каковы направления повышения эффективности технологии?

Какова перспективность технологии?

Металлургия как отрасль сегодня отличается наибольшим разнообразием технол