Технология выращивания монокристаллов германия на ФГУП "Германий" - Дипломная работа

1. Технологическая часть 1.1 Общие сведения о германии 1.2 Области применения германия 1.3 Технология получения германия 1.4 Выращивание монокристаллов из расплава 1.4.1 Метод Чохральского 1.4.2 Метод вертикальной направленной кристаллизации (ВНК) 1.4.3 Метод горизонтальной направленной кристаллизации (ГНК) 1.4.4 Оборудование для роста кристаллов германия по методу Чохральского 2. Автоматизация 2.1 Описание технологического процесса выращивания монокристаллов германия как объекта управления 2.2 Выбор контролируемых и регулируемых параметров процесса выращивания монокристаллов германия 2.3 Выбор приборов и средств автоматизации для АСУ ТП выращивания монокристаллов германия 2.3.1 Автоматическое регулирование температуры тигля 2.3.2 Автоматическое регулирование скорости перемещения тигля 2.3.3 Автоматическое регулирование скорости вращения тигля 2.3.4 Автоматическое контроль давления аргона в печи 2.4 Выбор микропроцессорного контроллера для АСУ ТП выращивания монокристаллов германия 2.5 Программирование контроллера Simatic S7-300 2.6 Выбор ЭВМ для АСУ ТП выращивания монокристаллов германия 2.7 Структура АСУ ТП выращивания монокристаллов германия 2.8 Описание функциональной схемы автоматизации процесса выращивания монокристаллов германия 3. Расчет АСР температуры тигля 3.1 Нахождение математического описания объекта управления 3.2 Выбор закона регулирования 3.3 Определение настроек регулятора 3.4 Проверка системы на устойчивость 3.5 Построение переходного процесса АСР 3.6 Проверка АСР на грубость 4. Электроснабжение и электрооборудование 4.1 Описание общей системы электроснабжения предприятия в целом и проектируемого участка 4.2 Принципиальная однолинейная схема электроснабжения проектируемого участка 4.3 Расчет электрического освещения участка и общей осветительной нагрузки 4.4 Расчет электрической нагрузки 4.5 Выбор устройств компенсации реактивной мощности 4.6 Расчет мощности и выбор трансформаторов цеховой трансформаторной подстанции 4.7 Выбор кабелей напряжением 0,4 кВ и 6 кВ 4.8 Определение годовой стоимости электроэнергии 4.9 Основные меры безопасности при эксплуатации электроустановок 5. Безопасность жизнедеятельности 5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 5.2 Технические и организационные мероприятия по охране труда 5.3 Электробезопасность 5.4 Мероприятия по производственной санитарии 5.4.1 Расчет производственного освещения 5.4.2 Искусственное освещение 5.4.3 Расчет воздухообмена 5.5 Мероприятия по пожарной и взрывной безопасности 5.6 Охрана окружающей среды 5.7 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях 6. Экономическая часть 6.1 Краткая характеристика объекта автоматизации 6.2 Технико-экономическое обоснование проекта автоматизации 6.2.1 Определение условно-годовой экономии по изменяющимся статьям затрат 6.2.2 Определение статических показателей эффективности 6.2.3 Оценка динамических показателей эффективности проекта 6.3 Расчет капитальных вложений и амортизационных отчислений 6.4 Организация труда и расчет численности рабочих 6.4.1 Организация труда 6.4.2 Расчет численности рабочих 6.5 Расчет годового фонда заработной платы 6.6 Расчет себестоимости продукции 6.7 Расчет технико-экономических показателей ЗАКЛЮЧЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ В наши дни производство редких металлов является важнейшей составляющей в хозяйстве высокоразвитых стран как основа удовлетворения запросов многих современных отраслей - энергетики, космонавтики, радиотехники, электроники и многих других. Высокие темпы развития таких отраслей как ядерная техника, радиотехника, а также ряд отраслей новой техники определяют непрерывно возрастающий спрос на этот металл. Данный дипломный проект посвящён усовершенствованию существующей стандартной технологии выращивания монокристаллов германия на ФГУП “Германий” , путем внедрения автоматической системы регулирования (АСР) температуры тигля. 1. Технологическая часть 1.1 Общие сведения о германии автоматизированный выращивание монокристалл германий Существование и свойства германия были предсказаны в 1871 г. Д. И. Менделеевым, который назвал его экасилицием. Применение полупроводниковых приборов позволило усовершенствовать радиоаппаратуру, усилители для глухих, оборудование для проволочной связи и уменьшить их габариты. Доступность германия способствовала дальнейшему изучению возможности его применения, как в области электроники, так и для других целей [2,3]. 1.3 Технология получения германия На рисунке 1 видно, что технология переработки германиевого сырья включает шесть основных стадий [1]: 1) получение технического тетрахлорида германия из германиевых концентратов в реакторе разложения; 2) очистку технического тетрахлорида германия по средствам экстарции, дистилляции, ректификации; 3) получение диоксида германия из очищенного тетрахлорида германия с помощью гидролиза; 4) восстановительный обжиг диоксида германия с получением неочищенного металла; 5) получение поликристаллического германия с помощью зонной плавки; 6) выращивание монокристаллов германия. В результате взаи