ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ

Требования к качеству продукции, существующие нормы. ГОСТ, ОСТ, ТУ.

Контроль процессов дробления, измельчения, грохочения, классификации, гравитационного обогащения, флотации, обезвоживания. Методы оперативного управления процессами, технологические возможности управления качеством продукции.

Повышение качества выпускаемой продукции - задача современного производства. Наряду с изменением качества на всех этапах производства с целью проверки соответствия показателей качества продукции установленным требованиям (ГОСТ 15467-70) применяется контроль качества.

По месту, занимаемому в технологическом процессе, контроль может быть: предупредительным, входным, текущим, оперативным, выходным, приемочным; по способу проведения: активным, пассивным, сплошным, выборочным; по ка­чественным или количественным признакам руды и продуктов переработки; по степени использования средств контроля: измерительным, регистрационным.

Сплошной контроль применяется при индивидуальном и мелкосерийном производстве. В остальных случаях организуется выборочный метод, при котором проверяется только часть продукции - выборка из генеральной совокупности.

Если контроль выборочных изделий дает положительный результаты, то принимается вся предъявленная партия (генеральная совокупность); в противном случае вся партия бракуется. При этом возможны ошибки двоякого рода. В первом случае партия высокого качества бракуется из-за случайного попадания в выборку большого числа бракованных изделий. Вероятность такой ошибки называется "риском поставщика". Во втором случае партия, которая должна быть забракована, принимается, так как в выборке случайно оказались преимущественно хорошие изделия. Вероятность этой ошибки называется "риском заказчика". Чем больше объем выборки, тем меньше вероятность ошибок первого и второго рода. Контроль качества: (проверка соответствует нормам) и принятие мер согласно действующим нормативно-техническим документам в совокупности образуют цепь управления - качеством, позволяющим активно влиять на процесс производства продукции.

В широком смысле по ГОСТ 15467-79 термин "управление качеством продукции" определяется как действия, осуществляемые при создании или потреблении продукции, в целях установления, обеспечения и поддержания необходимого уровня ее качества.

Вся совокупность мероприятий, методов и средств, направленных на установление, обеспечение и поддержание необходимого уровня качества продукции при ее разработке, изготовлении, обращении и эксплуатации или потреблении, образуют комплексную систему управления качеством продукции (КС УКП). Основными задачами КС УКП являются следующие:

формирование высокого уровня качества продукции при ее разработке;

обеспечение установленного уровня качества продукции при ее производстве;

эффективное использование продукции и поддержание (сохранение и восстановление) достигнутого уровня качества на стадии обращения и в эксплуатации.

Качество товарных концентратов обогатительных фабрик является важнейшим показателем их работы, в котором отражается общая культура производства, уровень техники и технологии, организация производства. В числе задач, стоящих перед отделом технического контроля (ОТК), особое место занимает управление качеством и бездефектный выпуск продукции, т.е. предупреждение брака. Это значит, что центр тяжести контроля качества продукции переносится из сферы приемосдаточного на текущий производственный контроль.

Управление качеством становится неотъемлемой частью научного управления производством. Вопросами качества должны заниматься все технические службы предприятий.

Система бездефектного изготовления продукции представляет собой систему научных, экономических, идеологических мер.

Основной принцип системы: ответственность исполнителя (технолога, рабочего, мастера, начальника цеха) за качество выпускаемой продукции.

Система предполагает: неотвратимость ответственности за выпуск некондиционной продукции; меры морального и материального стимулирования за улучшение качества; самоконтроль в процессе производства; уменьшение объемов приемочного контроля вплоть до замены его инспекторским контролем при условии обеспечения устойчивых качественных показателей; обучение методам бездефектной работы; организацию соревнования за высокое качество продукции при обеспечении гласности и наглядности его результатов, создание новой в цветной металлургии службы вычислительной техники, инструментальных методов контроля при обогащении и обслуживание ее квалифицированными специалистами.

Дополнительным стимулом для улучшения качества продукции является аттестаций качества. Существует две категории качества.

Высшая - соответствует лучшей по качеству продукции в нашей стране и за рубежом. Этой продукции в установленном порядке присваивается Знак качества.

Первая - продукция, выпускаемая в соответствии с действующей нормативно-технической документацией (стандартами, техническими условиями).

В технологическом смысле задача управления качеством и выпуском бездефектной продукции может быть сведена либо к стабилизации содержания металла в концентрате, либо к экстремизации извлечения при ограничениях на содержание компонентов. Формирование заданного качества осуществляется на следующих этапах:

добыча и доставка полезных ископаемых на фабрику при планировании и оперативном управлении горными работами;

усреднение руды на складах, в бункерах фабрики или организации раздельного складирования различных типов руды;

управление процессом обогащения;

усреднение концентратов в сгустителях;

формирование партий отгружаемого концентрата. Воздействие на руду осуществляется различными приемами усреднения с использованием накопительных емкостей. Усреднение может быть пассивным и активным.

 Пассивное усреднение заключается в тщательном перемешивании некоторых масс материала. Такое усреднение при наличии больших емкостей (складов, бункеров) требует значительных капитальных затрат, использование специфической техники (усреднительных машин и организации работ по загрузке и разгрузке таких складов и бункеров). Важным достоинством усреднительных емкостей является обеспечение запаса руды и концентратов, и тем самым ритмичной работы обогатительной фабрики.

Активное усреднение можно осуществить при значительно меньших капитальных и эксплуатационных затратах и реализуется с использованием имеющейся техники, но для этого необходимо иметь оперативную информацию о свойствах продукта (руды, концентрата).

Активное усреднение осуществляется:

регулированием производительности отдельных добычных участков забоя;    

формированием добычи из разных забоев;

использованием подшихтовки руды и продуктов обога­щения;

искусственным повышением частоты следования кон­центратов.

Изменение качества исходного продукта приводит к изменению выходных показателей процесса. Чтобы стабилизируемые показатели не изменялись, а оптимизируемые оставались на оптимальном уровне, на процесс необходимо воздействовать. Возможности воздействия зависят от частоты колебаний входных характеристик руды - содержания полезно­го компонента.

Содержание в руде может изменяться в течение секунд, минут, часов, суток (Т - период колебания).

Технологические аппараты обладают усреднительной способностью для колебаний с малым периодом, порядка десятков минут.

Технологические схемы в целом могут усреднить колебания с периодом 2-3 ч.

Идея обеспечения заданного качества концентрата любым видом усреднения основана на предположении о стабилизации содержания Компонентов в рудах и других характеристик, таких как измельчяемость, вкрапленность, обогатимость.

При идеальном усреднении (дисперсия по содержанию компонента в руде равна нулю) дисперсия содержания компонента в концентрате возникает лишь за счет вынужденных помех, таких как поломка или износ оборудования, изменение
качества реагентов.

Положительным эффектом усреднения является значительное снижение затрат на управление процессами обогащения. Усреднение руд следует считать вынужденным решением, когда проблему раздельной переработки различных типов руд или оперативного управления режимом при изменении состава руды решить не удается. В этом случае усреднение дает положительный эффект, так как неуправляемые колебания наносят значительно больший вред.

Управление технологическими процессами должно осуществляться по принципу - операторы цехов - техноло­гический персонал в зонах обслуживания.

Главным организующим звеном является диспетчер фабрики, который регулярно получает информацию о состоянии технологического режима, о качестве и количестве перерабатываемых руд и выпускаемых концентратов, о расходе реагентов и т.д.

Диспетчер управляет приемом руды от рудников, рудными потоками, контролирует ход технологического процесса, выясняет причины нарушения режимов, аварий, организует их ликвидацию.

Литература [2, с. 135-143; 4, с. 233-249].

Вопросы и задания для самопроверки

1. Охарактеризуйте категории качества продукции: высшая, первая.

2. Назовите виды контроля качества готовой продукции.

3. Что представляет собой система управления качеством выпускаемой продукции?

4. Опишите пассивное и активное усреднение исходного сырья.,

5. Охарактеризуйте роль диспетчера фабрики при управлении качеством выпускаемой товарной продукции.

6. Назовите функции ОТК его и обязанности.

Темы лабораторных занятий

1. Экспериментальное определение коэффициента К и показателя степени а в формуле массы пробы Q = К d .

2. Обработка (разделка) проб.

3. Седиментационный анализ тонкодисперсных материалов с использованием аппарата “АДАП”.

4. Контроль ионного состава пульпы (рН, концентрация ионов СаО).

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Общие правила по технике безопасности в цехах обогатительных фабрик. Требования санитарно-технических норм в отношении температуры, влажности, освещенности, запыленности рабочих мест.

Специфические правила безопасности, относящиеся к условиям работы по опробованию и контролю.

Техника безопасности при работе с радиоактивными изотопами.

Охране труда уделяется большое внимание как одному из важнейших мероприятий по сохранению здоровья трудящихся и повышению производительности труда. Безопасность персонала, занятого на опробовании и контроле обеспечивается выполнением соответствующих правил техники безопасности и требований санитарно-технических норм. Знание этих правил и норм является обязательным.

Литература: Инструкции по технике безопасности и правила эксплуатации приборов с радиоактивными датчиками.

Вопросы и задания для самопроверки

1. Какие требования предъявляются к устройствам ограждений?'

2. Какие санитарные правила работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений вы знаете?

3. Как разрешен вопрос обеспечения безопасности
эксплуатации приборов с радиоактивными изотопами?   

4. Какие нормы искусственной освещенности помещений обогатительной фабрики вы знаете?

5. Назовите предельные допустимые нормы концентрации пыли в воздухе рабочей зоны.

ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Студенту необходимо выполнить контрольную работу, вариант задания соответствует последней цифре его шифра. Схемы, графики следует оформить в соответствии с требованиями ГОСТов.

Контрольное задание 1. Изменчивость состава полезного ископаемого, "Продуктов переработки может быть, с необходимой степенью точности, отражена изменением числа частичных проб. На практике число частичных проб определяют экспериментально с использованием выборочного метода и математической статистики.

Рассчитать необходимое число частичных проб n для получения средней химической пробы с точностью У ± 6 % и соответствующей гарантией этой точности.    Степень неоднородности распределения ценного компонента в потоке опробуемой руды характеризуется результатами анализа частичных проб (опытной) выборки. ф

Исходными данными для расчета числа частичных проб являются заведомо известное число проб n с известным содержанием ценного компонента а; вероятность Р.

Для описания исходной руды (объектов опробования) распространены численные характеристики - среднеарифме­тическое значение Z, среднее квадратическое отклонение а, дисперсия а2, коэффициента вариации v; X, или а среднеарифметическое значение является распространенной характеристикой, для ее вычисления достаточно знать значения определяемого показателя:

,           (1)

Индивидуальные значения признаков х различаются в ту или другую сторону от среднего. Величина отклонений показывает степень изменчивости признака. В качестве показателя степени колеблемости признака в математической статистике чаще всего пользуются средним квадратическим отклонением

,                                    (2)

где n - число проб.

Иногда степень колеблемости признака оценивается дисперсией, представляющей квадрат отклонения:

Дисперсии двух статистических признаков различных размерностей сравнивать нельзя. Для получения сравнимых мер рассеивания признака пользуются коэффициентом вариации V, который является относительной характеристикой:

,                                        (3)

Для руд и концентратов цветных металлов принимают коэффициент вариации на весьма однородные не более 35 %; продукты делятся по коэффициенту вариации на весьма однородные (Y< 13), средне однородные( 13 < Y< 20), и неодно­родные (Y> 33).

 Исходными данными для определения числа частичных проб служат результаты анализов заведомо достаточного числа проб, взятых из опробуемой массы выборочным методом.

Среднее содержание ценного компонента в пробе отличается от истинного среднего содержания на ту или иную величину, именуемую ошибкой, или погрешностью:

,                                      (4)

где t – отклонение, выраженное в долях от а, характеризует вероятность наступления события; m – средняя ошибка, или ошибка выборочной средней.

В формулах (2), (6) величиной средней ошибки m задаются. При опробовании она может быть принята равной точности химического анализа, так как производить операции опробования точнее, чем при химическом анализе, нет смысла.

По мере увеличения количества проб, средняя ошибка уменьшается и стремиться к нулю. Относительную ошибку р рассчитывают в процентах от среднего содержания X по формуле

,                                        (5)

где  Δ- ошибка, или точность химического анализа.

Необходимое число частичных проб определяют по формуле

, или

Число частичных проб может быть установлено с помощью коэффициента вариации:

,                (6)

 Значения t от доверительной вероятности находят из табл. 1. Значение массовой доли ценного компонента и расчет основных характеристик записывают в табл. 2. Чтобы убедиться, что назначенное число проб достаточно большое для обеспечения заданной вероятности, делают проверку путем анализа соответствия характера распределения интересующего признака х среди экспериментальных частичных проб n нормальному закону распределения Гаусса.

Для построения полигона распределения находят размах варьирования. Данные анализов проб группируют с определенным постоянным значением интервала. Число групп будет являться величиной размаха варьирования. Размах варьирования W зависит от степени неоднородности опро­буемого материала:

     W =X_min - X_max

Значения n выбирают таким, чтобы число групп получилось 10-20.

Назначают число классов l для группировки данных анализов частичных проб и определяют классовый промежуток:

,                                        (8)

                                                                                                                   Таблица 1

Значение коэффициента гарантии t от вероятности р

                                                                                                                    Таблица 2

Результаты анализов и подсчетов статистических характеристик

№ проб	Содержание элемента х, %	Среднеарифмети ческое отклонение М, %	Среднеквадра тичное отклонение	Коэффициент вариации Y, %
1 2 3 n	х     х	х  - х = m     х  - х = m	σ=     σ=	V= 100
Сумма

Среднее значение ;

Проводят подсчет частот для каждого класса, т.е. определяют количество проб с массовой долей в пределах значения каждого класса в соответствии с табл. 3.

По данным табл. 3 строят полигон распределения ценного компонента, по оси абсцисс откладывают границы классов, а по оси ординат – частоты.

                                                                                            Таблица 3

            Разбивка исходных данных на классы и подсчет частот

Исходные данные для выполнения задания 1 представ­лены в табл. 4.

По расчетным данным и по полигону распределения делают вывод.

Таблица 4

Исходные данные

Контрольное задание 2. По методу Фигуровского произведен седиментационный анализ тонкодисперсного материала (табл. 5).

                                                                                           Таблица 5

Данные седиментационного анализа для построения кривой

За 60 мин. количество выпавшего материала составило
95%, твердой фракции. Плотность исходного материала
а =3 г/см3.

Определить крупность фракций, построить кривую седиментационного анализа; уметь ей пользоваться.

Контрольное задание 3. Составить схему обработки проб для выделения из нее части пробы на химический ана­лиз с указанием крупностей масс (табл.6).

За основу можно принять схемы обработки товарных проб по ГОСТ 14180-80, ГОСТ 15054-80, ГОСТ 16598-80. При выборе схемы обработки проб особое внимание следует обратить на имеющиеся средства дробления, измельчения и сокращения.

Для дробления проб крупностью 10-50 мм и выше используют щековые дробилки, для проб крупностью 10-1 мм - валковые дробилки, для измельчения проб до крупности 0,1 мм - истиратели. Операции поверочного грохочения необходимо предусматривать после дробления пробы до 4-3 мм и менее. Оборудование для изменения крупности материала пробы приведено в табл. 3.5; 5.6 [3].

                                                                                                              Таблица 6

Исходные данные для составления схемы обработки пробы для выделения из нее части на химический анализ

Значение показателей степени а во всех вариантах принять равным двум (а = 2). Требование к пробе при химическом анализе: масса пробы (навески) должна быть от 30 до 100 г, максимальная крупность 0,1 -,02 мм. Проба при анализе должна быть сухой.

Обработка проб заключается в постоянном сокращении исходной пробы до необходимой массы и крупности конечной пробы. При сокращении пробы соблюдается зависимость между массой сокращенной пробы q и диаметром наибольших частиц d в пробе:

q = kd  кг

ЛИТЕРАТУРА

       1. Козин В.З. Опробование на обогатительных фабриках. М: Недра, 1988.287 с.

2. Козин Г.А. Опробование, контроль и автоматизация обогатительных процессов. М.: Недра. 1990.343 с.

3. Серго Е.Е., Бунько В.А. Опробование и контроль технологических процессов на обогатительных: фабриках. Киев: Высш. шк., 1974. 252 с.

4. Хан Г.А. Опробование, контроль и автоматизация процессов обогащения. М.: Недра, 1974. 253 с.

5. Альбов М.Н. Опробование месторождений полезных ископаемых. М: Недра, 1975.210 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                                   3
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
ДИСЦИПЛИНЫ                                                                                                             4

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                                   4

1. ОПРОБОВАНИЕ НА ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИКАХ                                    5

1.1. Схемы опробования и контроля технологического

процесса. Классификация проб                                                                     5

1.2. Представительность объединенной пробы. Число проб,
              масса проб                                                                                              8

13. Отбор проб                                                                                              9

1.4. Подготовка проб. Системы опробования                                             10

1.5. Баланс металлов                                                                                     11

2. КОНТРОЛЬ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА                                                         12

2.1. Контроль крупности                                                                                12

2.2. Контроль плотности пульпы                                                                    13

23. Контроль ионного состава                                                                           14   

2.4. Контроль вещественного состава                                                          16

2.5. Весовой учет руды и продуктов обогащения      17   

3. КОНТРОЛЬ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ                                            19

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ        

УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ                                                        20

5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ                                                                               25

ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ                                                       26

ЛИТЕРАТУРА                                                                                                               34