Исследование и разработка конструкции бандажированного опорного валка стана 2500 горячей прокатки
>С.Рекомендации по замене использованных бандажей
Возможны следующие способы замены изношенных бандажей:
Механические – вдоль образующей бандажа на всю его толщину делаются две прорези на строгальном или фрезерном станке, в результате чего бандаж разделяется на две половины, которые легко демонтируются. Прорези располагаются диаметрально противоположно одна относительно другой.
Нагрев бандажа в индукторе токам промышленной частоты (ТПЧ) – производится нагрев бандажа до 400С-450С. такая температура достигается за три-четыре перехода индуктора в течении 15-20 минут. При нагреве бандажа по сечению до указанной температуры, он спадает с посадочной поверхности.
Демонтаж бандажа с помощью взрыва – такая технология применялась на ММК еще в 50-х годах прошлого века. В 1953 г. стан 1450 горячей прокатки полностью перевели на составные опорные валки. Изношенные бандажи снимаются с оси взрывом небольших зарядов, закладываемых в просверленные отверстия. Такая технология возможна в условиях г. Магнитогорска.
Экономическое обоснование проекта
ОАО «ММК» - крупнейший металлургический комбинат нашей страны. Его основной задачей является полное удовлетворение потребностей рынка в высококачественноой продукции. Цех ЛПЦ –4 входит в состав ММК, котрый является акционерным обществом. Развитие комбината не стоит на месте: совершенствуются методы обработки металла, внедряются в жизнь новые идеи, закупается современное оборудование.
Модернизация стана 2500 ЛПЦ-4 ОАО «ММК» осуществляется путем замены цельных валков на бандажированные. Стоимость одного бандажированного валка составляет 1,8 млн. руб., при этом годовой расход валков 10 шт. Стоимость бандажированных валков составляет 60% от стоимости цельных, при этом за счет применения для бандажа более износостойкого материала годовой расход валков уменьшиться в 1,6 раза и составит 6 шт. в год.
4.1 Расчет производственной программы
Составление производственной программы начинается с расчета баланса времени работы оборудования в планируемом периоде 28.
Фактическое время работы оборудования рассчитывается по формуле:
Тф =Тном*С*Тс*(1-Тт.пр/100%) (66)
где С=2 – количество смен работы оборудования,
Тс=12 – продолжительность одной смены,
Тт.пр – процент текущих простоев по отношению к номинальному времени (8,10%),
Тном – номинальное время работы оборудования, рассчитываемое по формуле:
Тном=Ткал-Трп-Тп.пр-Тв (67)
где Ткал=365 сут. – календарный фонд времени работы оборудования,
Трп=18,8 сут. – режимные простои;
Тп.пр=12- количество дней нахождения оборудования на планово-предупредительных ремонтах,
Тв – общее количество праздничных и выходных дней в году.
Тв=0, так как график работы непрерывный.
Годовой объем производства рассчитывается, как:
Qгод=Рср*Тф (68)
Где Рср=136,06 т/час – среднечасовая производительность.
Фактическое время работы оборудования и годовой объем производства:
Тном=365-18,8-12-0=334,2 (суток)
Тт.пр=0,081*334,2=27,7 (суток) или 650 (ч)
Тф =334,2*2*12*(1-8,1/100)=7371 (ч)
Qгод=136,06*5033=1002870 т
Рассчитанные данные приведены в таблицу 12.
Таблица 12 - Баланс времени работы оборудования
Показатель |
Единицы Измерения |
Количество |
1) календарное время 2) планируемые простои - плановые ремонты - режимные простои 3) номинальное время 4) текущие простои 5) фактическое время 6) среднечасовая производительность 7) годовой объём производства |
сут сут сут сут ч ч т/час т |
365 12 18,8 334,2 650 7371 136,06 1002870 |
4.2 Расчёт сметы капитальных затрат
Затраты на осуществление модернизации стана 2500 рассчитываются по формуле:
Кз=Соб+М+Д±О-Л (69)
где М– затраты на монтаж оборудования,
Д – затраты на демонтаж оборудования,
О – остаточная стоимость демонтируемого оборудования
Л – ликвидационная стоимость (по цене металлолома), рассчитываемая как:
Л=m*Цл (70)
где m – масса демонтируемого оборудования,
Цл – цена 1 тонны металлолома,
Соб – стоимость приобретенного оборудования.
Тогда затраты на закупку валков составят:
Соб=6*(1800000*0,6)=6480000 руб.
Затраты на демонтаж старых и монтаж новых валков равны нулю, так как смена валков является текущей работой в цехе: М=Д=0 руб.
Происходит замена цельных валков, уже и износившихся, соответственно их остаточная стоимость О=0 руб.
Износившиеся цельные валки идут на переработку, поэтому ликвидационной стоимостью не обладают (Л=0).
Таким образом, капитальные затраты на осуществление модернизации:
Кз=6480000+0+0+0-0=6480000 руб.
4.3 Организация труда и заработной платы
Расчет фонда оплаты труда приведен в таблицу 13.
Таблица 13 - Расчет фонда оплаты труда
№ п/п |
Наименование показателя |
Наименование рабочего места |
||||
Мастер (старш.) |
Бригадир |
Машинист крана |
Вальцовщик |
Оператор поста |
||
1. |
Отношение к производству |
ПР |
ПР |
ПР |
ПР |
ПР |
2. |
Разряд работы или оклад |
7 |
6 |
5 |
6 |
5 |
3. |
Тарифная сетка |
№ 1 |
№1 |
№ 1 |
№1 |
№ 1 |
4. |
Тарифная ставка, руб./ч. |
24,78 |
21,71 |
18,87 |
21,71 |
18,87 |
5. |
Система оплаты труда |
СП |
СП |
СП |
СП |
СП |
6. |
График работы |
2Н |
2Н |
2Н |
2Н |
2Н |
Продолжение таблицы 13 |
||||||
7. |
Количество работающих с учетом подмены |
8 |
8 |
4 |
4 |
4 |
8. |
Планируемое выполнение норм выработки |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
9. |
Фонд рабочего времени, чел./ ч. |
182,5 |
182,5 |
182,5 |
182,5 |
182,5 |
9.1 |
Работа в праздничные дни |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
9.2 |
Переработка по графику, чел./ ч. |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
9.3 |
Работа в ночное время, чел./ ч. |
60,83 |
60,83 |
60,83 |
60,83 |
60,83 |
9.4 |
Работа в вечернее время |
60,83 |
60,83 |
60,83 |
60,83 |
60,83 |
10. |
Основная заработная плата, руб./мес.(Σстр.10.1ч10.8) |
8584,67 |
7406,10 |
6537,22 |
7406,10 |
6537,22 |
10.1 |
Оплата по тарифу (стр.4*стр.9) |
4522,35 |
3962,07 |
3443,78 |
3962,07 |
3443,78 |
10.2 |
Сдельный приработок |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10.3 |
Производственная премия |
1808,94 |
1584,83 |
1377,51 |
1584,83 |
1377,51 |
10.4 |
Доплата за работу в праздничные дни |
136,29 |
119,41 |
103,78 |
119,41 |
103,78 |
10.5 |
Доплата за переработку по графику |
92,93 |
81,41 |
70,76 |
81,41 |
70,76 |
10.6 |
Доплата за работу в ночное время |
602,95 |
528,25 |
459,14 |
528,25 |
459,14 |
10.7 |
Доплата за работу в вечернее время |
301,47 |
264,12 |
229,57 |
164,12 |
229,57 |
10.8 |
Доплата по районному коэффициенту |
1119,74 |
966,01 |
852,68 |
966,01 |
852,68 |
11. |
Дополнительная заработная плата |
1502,32 |
1296,07 |
1144,01 |
1296,07 |
1144,01 |
12. |
Всего заработная плата по одному рабочему (стр.10+стр.11) |
10086,99 |
8702,17 |
7681,23 |
8702,17 |
7681,23 |
13. |
Всего заработная плата всех рабочих |
80695,92 |
69617,36 |
30724,92 |
34808,68 |
30724,92 |
Пояснения к таблице 13:
Расчет фонда рабочего времени (п. 9):
tмес=365*Ссмен*tсмен/(12*б) (71)
где Ссмен =2 – количество смен за сутки,
tсмен= 12 ч.– продолжительность одной смены,
б=4 – количество бригад,
tмес.=365*2*12/(12*4)=182,5 чел*час
Продолжительность работы в праздничные дни:
tпр=nпр* Ссмен*tсмен/(12*б) (72)
tпр=11*2*12/12*4=5,5 чел*час
Продолжительность переработки по графику:
∆ tмес=tгр-(2004/12),
tгр=∆ tмес -tпр.
∆ tмес=182,5-2004/12=15,5 чел*час,
tгр=15,5-5,5=10 чел*час.
Расчет времени работы в ночное и вечернее время:
tночн=1/3* tмес,
tвеч=1/3* tмес,
tночн=1/3*182,5=60,83 чел*час,
tвеч=1/3*182,5=60,83 чел*час.
Расчет заработной платы по трарифу (п. 10.1):
ЗПтар= tчас* tмес,
tчас – часовая тарифная ставка.
Для 7го разряда: ЗПтар=24,78*182,5=4522,35 руб.;
Для 6го разряда: ЗПтар=21,71*182,5=3962,07 руб.
Для 5го разряда: ЗПтар=18,87*182,5=3443,78 руб.;
Расчет сдельного приработка (п. 10.2):
∆ЗПсд=ЗПтар*[(Nвыр-100)/100], где
Nвыр- планируемое выполнение норм выработки, %.
Для обоих рабочих: ∆ЗПсд=0, так как норма выработки 100% и приработка нет.
Расчет производственной премии (п. 10.3):
ЗПпрем.=(ЗПтар.+ ∆ЗПсд)*Премия/100%,
Размер производственной премии, установленный на данном участке равен 40%.
Для 7го разряда: ЗПпрем.=(4522,35+0)*40%/100%=1808,94 руб.;
Для 6го разряда: ЗПпрем.=(3962,07+0)*40%/100%=1584,83 руб.
Для 5го разряда: ЗПпрем.=(3443,78+0)*40%/100%=1377,51 руб.;
Расчет доплаты за работу в праздничные дни при норме выработки в 100%:
∆ЗПпр= tчас*(100/100)* tпр.
Для 7го разряда: ∆ЗПпр=24,78*5,5=136,29 руб.,
Для 6го разряда: ∆ЗПпр=21,71*5,5=119,41 руб.
Для 5го разряда: ∆ЗПпр=18,87*5,5=103,78 руб.,
Расчет доплаты за переработку по графику (37,5%):
∆ЗПгр= tчас*(37,5/100)* tгр
Для 7го разряда: ∆ЗПгр=24,78*10*0,375=92,93 руб.,
Для 6го разряда: ∆ЗПгр=21,71*10*0,375=81,41 руб.
Для 7го разряда: ∆ЗПгр=18,87*10*0,375=70,76 руб.,
Расчет доплаты за работу в ночное время (40%):
∆ЗПночн= tчас*(40/100)* tночн
Для 7го разряда : ∆ЗПночн=24,78*0,4*60,83=602,95 руб.,
Для 6го разряда: ∆ЗПночн=21,71*0,4*60,83=528,25 руб.
Для 5го разряда : ∆ЗПночн=18,87*0,4*60,83=459,14 руб.,
Расчет доплаты за работу в вечернее время (20%):
∆ЗПвеч= tчас*(20/100)* tвеч
Для 7го разряда : ∆ЗПвеч=24,78*0,2*60,83=301,47 руб.,
Для 6го разряда: ∆ЗПвеч=21,71*0,2*60,83=264,12 руб.
Для 5го разряда : ∆ЗПвеч=18,87*0,2*60,83=229,57 руб.,
Районный коэффициент для уральского региона равен 15%.
∆ЗПр=0,15*(ЗПтар+∆ЗПсд+∆ЗПпр +∆ЗПгр +∆ЗПночн +∆ЗПвеч+ЗПпрем.).
Для 7го разряда : ∆ЗПр=0,15*(4522,35+0+1808,94+136,29+92,93+
+602,95+301,47)=1502,32 руб.,
Для 6го разряда: ∆ЗПр=0,15*(3962,07+0+1584,83+119,41+
+81,41+528,25+264,12)=966,01 руб.
Для 5го разряда : ∆ЗПр=0,15*(3443,78+0+1377,51+103,78+70,76+
+459,14+229,57)=852,68 руб.,
Расчет дополнительной заработной платы (п. 11):
При длительности очередного отпуска в 30 дней коэффициент зависимости дополнительной заработной платы от основной составляет 17,5%.
Для 7го разряда: ЗПдоп=0,175*8584,67=1502,32 руб.,
Для 6го разряда: ЗПдоп=0,175*7406,10=1296,07 руб.
Для 5го разряда: ЗПдоп=0,175*6537,22=1144,01 руб.
4.4 Расчет отчислений на социальные нужды
Годовой фонд оплаты труда:
ФОТгод=Sчисл*ЗПмес*12 (73)
где Sчисл – списочная численность,
ЗПмес – зарплата за месяц одного сотрудника.
ФОТгод=(80695,92+69617,36+30724,92+34808,68+30724,92)*12=2958861,6 руб
Таблица 14 - Расчет отчислений во внебюджетные фонды
Вид начислений |
% |
Сумма, р. |
ЕСН: |
||
– в пенсионный фонд |
28 |
828481,25 |
– в фонд социального страхования |
4 |
118354,46 |
– в фонд медицинского страхования |
3,6 |
106519,02 |
Итого отчислений |
35,6 |
1053354,73 |
Итого ФОТ с отчислениями: 2958861,6 +1053354,7=34012216,33 руб.
4.5 Расчет себестоимости продукции
.
Таблица 15 - Калькуляция себестоимости 1 т готовой продукции
Наименование статьи затрат |
Цена, руб./ед |
Сумма |
отклонение |
|
База |
Проект |
|||
Задано |
||||
1.полуфабрикаты, т |
- |
5380,93 |
5380,93 |
0 |
2.отходы: - угар - концы и обрезки в шихту -концы и обрезки некондиция - окалина |
0 1301,57 1800,00 150,00 |
0,02 17,55 0,17 2,75 |
0,02 17,55 0,17 2,75 |
0 |
3. брак: -по прокату - брак 1-го предела - по металлу |
1300,00 1300,00 0 |
4,86 0,84 0,00 |
4,86 0,84 0,00 |
0 |
Итого за вычетом отходов и брака |
3502,04 |
3502,04 |
0 |
|
1.электроэнергия |
326,29 |
28,59 |
28,59 |
0 |
2.топливо технологическое |
602,50 |
29,90 |
29,90 |
0 |
3. отходящее тепло |
25,00 |
-1,07 |
-1,07 |
0 |
4. вода техническая |
142,21 |
0,15 |
0,15 |
0 |
5. сжатый воздух |
62,84 |
1,06 |
1,06 |
0 |
6. пар |
100,95 |
0,34 |
0,34 |
0 |
7. дпу |
20,09 |
1,59 |
1,59 |
0 |
8. вспомогательные материалы |
- |
4,08 |
4,08 |
0 |
9.основная з/п ПР |
- |
3,46 |
3,46 |
0 |
10.дополнительная з/п ПР |
- |
0,61 |
0,61 |
0 |
11.отчисления на социальные нужды |
- |
4,07 |
4,07 |
0 |
12.амортизация |
- |
32,60 |
32,60 |
0 |
13. сменное оборудование в т.ч. валки |
- |
68,43 64,90 |
42,47 38,94 |
25,96 25,96 |
14.транспортные расходы |
- |
9,25 |
9,25 |
0 |
Итого расходов по переделу |
419,06 |
419,06 |
0 |
|
15. потери от брака |
1,18 |
1,18 |
0 |
|
16. расходы по травлению |
124,13 |
124,13 |
0 |
|
17. расходы по термич.обработке |
67,09 |
67,09 |
0 |
|
Итого производственная себестоимость |
4052,85 |
4026,89 |
25,96 |
Расчеты к таблице 15:
1. Основная заработная плата производственных рабочих:
ЗПосн=ЗПосн*12* Sчисл/ Qгод (74)
ЗПосн=(8584,67*8+7406,10*12+6537,22*8)*12/187946=3,46 руб.
2. Дополнительная плата производственных рабочих:
ЗПдоп=ЗПдоп*12* Sчисл/ Qгод (75)
ЗПдоп=(1502,32*8+1296,07*12+1144,01*8)*12/187946=0,61 руб.
3. Отчисления с фонда оплаты труда:
Отчисления с фонда оплаты труда были рассчитаны в предыдущей главе в табл. 3 и составляют 2958861,6 руб. на весь годовой объем выпуска продукции, тогда на 1 т они составят: 2958861,6 /186946=4,07 руб.
В проектном варианте все статьи калькуляции останутся неизменными, кроме затрат на сменное оборудование (валки).
4.6 Расчет основных технико-экономических показателей
Прибыль от реализации продукции:
Пр=(Ц-С/с)*Qгод (76)
где Ц – средняя оптовая цена без НДС 1т готовой продукции.
Ц=4460 руб., тогда с НДС Ц=5262,8 руб.
в базовом варианте:
Пр=(4460-4052,85)*1002870=408318520 руб.,
в проектном варианте:
Пр/=(4460-4026,89)*1002870=434353026 руб.
Таблица 16 - Расчет чистой прибыли
№ п/п |
Наименование показателей |
Сумма, руб. |
Отклонения |
|
база |
проект |
|||
1. |
Выручка от реализации продукции, всего (Цена с НДС*Qгод) |
5277904236 |
5277904236 |
0 |
в т.ч. НДС (стр.1*0,1525) |
804880396 |
804880396 |
0 |
|
2. |
Выручка от реализации продукции за вычетом НДС (стр.1-стр.2) |
4473023840 |
4473023840 |
0 |
3. |
Себестоимость продукции (С/с*Qгод) |
4064481680 |
4038447174 |
26034506 |
4. |
Управленческие расходы |
250000 |
250000 |
0 |
5. |
Коммерческие расходы |
300000 |
300000 |
0 |
6. |
Валовая прибыль (стр.2-3-4-5) |
407992160 |
434026666 |
|
7. |
Выручка от реализации основных средств и иного имущества |
0 |
0 |
26034506 |
8. |
Проценты к получению |
0 |
0 |
0 |
9. |
Доходы по государственным ценным бумагам |
0 |
0 |
0 |
10. |
Доходы от участия в других организациях |
0 |
0 |
0 |
11. |
Прочие внереализационные доходы |
0 |
0 |
0 |
12. |
Платежи за пользование природными ресурсами |
500000 |
500000 |
0 |
13. |
Расходы по реализации основных средств и иного имущества |
0 |
0 |
0 |
14. |
Прочие операционные расходы |
0 |
0 |
0 |
15. |
Проценты к уплате |
0 |
0 |
0 |
16. |
Налог на имущество |
3250000 |
3250000 |
0 |
17. |
Налог на рекламу |
160000 |
160000 |
0 |
18. |
Прочие внереализационные расходы |
0 |
0 |
0 |
19. |
Прибыль отчетного года (Σстр.6ч11 –Σстр12ч18) |
404082160 |
430116666 |
26034506 |
20. |
Налогооблагаемая прибыль (стр.19-8-9-10) |
404082160 |
430116666 |
26034506 |
21. |
Налог на прибыль (стр.20*0,24) |
96979718 |
103228000 |
6248282 |
22. |
Чистая прибыль (стр.19-стр.21) |
307102442 |
326888666 |
19786224 |
∆Пч=326888666-307102442=19786224 руб.
Рентабельность продукции:
Рп=(Пр/С/с)*100% (77)
в базовом варианте:
Рп=(4460-4052,85)/4052,85*100%=10%,
в проектном варианте:
Рп/=(4460-4026,89)/4026,89*100%=10,75%.
Простая
ПНП=Пч/И (78)
где И – общий объем инвестиций.
Общий объем инвестиций равен сумме капитальных затрат (И=Кз=6480000 руб.)
ПНП=326888666/6480000=50,44.
Период окупаемости:
Ток=И/∆Пч (79)
Ток=6480000/19786224=0,32 г или 4 месяца.
Заключение
Предлагается заменить использование цельнокованных опорных валков в 5,6 клетях стана 2500 (ЛПЦ-4) ОАО «ММК» на составные валки.
На основании проведенного обзора, анализа конструкций и опыта эксплуатации бандажированных валков была выбрана оптимальная конструкция составного валка с точки зрения постоты его изготовления и более низкой стоимости.
В качестве материала бандажа предлагается использовать стали 150ХНМ или 35Х5НМФ, износостойкость которых в 2-3 раза выше, чем стали 9ХФ, из которой изготавливаются цельнокованные валки. Бандажи предлагается изготавливать литыми с тройной нормализацией. Для изготовления осей использовать отработанные валки.
Произведены расчеты напряженно-деформированного состояния и несущей способности для различных величин посадочных диаметров (1150 мм и 1300 мм), минимального, среднего и максимального значений натягов (=0,8;1,15;1,3) и коэффициента трения (f=0,14;0,3;0,4). Установлено, что в случае для 1150 мм картина распределения напряжений в валке более блаоприятна, чем для 1300 мм, а несущая способность выше в 1,5-2 раза. Но с увеличением натягов возрастают и напряжения растяжения в соединении, превышая допускаемые для стали 150ХНМ. Поэтому становиться целесообразным использовать минимальный натяг =0,8мм, который обеспечивает передачу крутящего момента с достаточным запасом даже при минимальном коэффициенте трения f=0,14.
Для увеличения несущей способности такого соединения, не увеличивая при этом значения напряжений, предлагается повысить