Выпускная квалификационная работа бакалавров по профилю "Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

№ 2118 

Кафедра теплофизики и экологии металлургического производства 

И.А. Прибытков 
К.С. Шатохин 
С.Н. Шибалов 

Выпускная квалификационная 
работа бакалавров по профилю  
«Теплофизика, автоматизация  
и экология промышленных печей» 

Методические указания 

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета 

Москва  2013 

УДК 669.041 
 
П75 

Р е ц е н з е н т  
канд. техн. наук, проф. В.А. Муравьев 

Прибытков, И.А. 
П75  
Выпускная квалификационная работа бакалавров по профилю «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных 
печей» : метод. 
указ. / 
И.А. Прибытков, 
К.С. Шатохин, 
С.Н. Шибалов. – М. : Изд. Дом МИСиС, 2013. – 22 с. 
 

В методических указаниях отражены требования, предъявляемые к выпускным работам, рассмотрена их структура, приведены необходимые сведения 
по оформлению расчетно-пояснительной записки и графической части работы. 
Составлены в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования. 
Предназначены для студентов кафедры теплофизики и экологии металлургического производства, выполняющих выпускную квалификационную 
работу бакалавров по профилю 150103 «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей» направления «Металлургия», а также их руководителей и консультантов. 

 

 
© И.А. Прибытков, К.С. Шатохин, С.Н. Шибалов, 2013 

СОДЕРЖАНИЕ 

Предисловие 
4 
1 Цели выполнения выпускной  квалификационной работы 
5 
2 Тематика выпускных квалификационных работ 
6 
3 Задание на выполнение выпускной квалификационной работы 
6 
4 Состав и содержание выпускных квалификационных работ 
7 
5 Расчетно-пояснительная записка 
7 
6 Требования к оформлению расчетно-пояснительной записки 
10 
6.1 Общие требования 
10 
6.2 Нумерация 
12 
6.3 Иллюстрации 
12 
6.4 Правила выполнения схем 
13 
6.5 Таблицы 
14 
6.6 Формулы 
15 
6.7 Титульный лист 
15 
6.8 Задание на выпускную квалификационную работу 
16 
6.9 Аннотация 
16 
6.10 Содержание 
16 
6.11 Список использованных источников 
16 
6.12 Графическая часть 
17 
6.13 Оформление графической части 
18 
7 Защита выпускных квалификационных работ 
19 
Список использованных источников 
21 
 

Предисловие 

Кафедра теплофизики и экологии металлургического производства осуществляет подготовку бакалавров по профилю № 3 «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей» направления «Металлургия». В соответствии с государственным образовательным стандартом подготовки бакалавров предусмотрено обязательное выполнение выпускной квалификационной работы по одному из направлений будущей профессиональной деятельности выпускников. 
Настоящие методические указания составлены с учетом квалификационных требований, предъявляемых к профессиональной 
деятельности выпускников. Исходя из этого, сформулированы конкретные цели выполнения квалификационной работы, очерчен круг 
ее возможной тематики, а также рассмотрены состав и содержание 
выпускных работ. 
Для обеспечения соблюдения правил по оформлению издаваемых в НИТУ «МИСиС» учебно-методических материалов в методические указания включены рекомендации по оформлению выпускных квалификационных работ [1]. 

1 Цели выполнения выпускной  
квалификационной работы 

Выполнение выпускной квалификационной работы является 
заключительным этапом обучения студента в вузе и преследует следующие цели: 
- углубление, систематизация и закрепление теоретических 
знаний и практических навыков по профилю обучения и применение 
этих знаний при комплексном решении практических задач технического и экологического характера в области металлургической теплотехники, автоматизации промышленных печей и очистки уходящих газов; 
- развитие навыков самостоятельной творческой работы и овладение методикой анализа и расчетов при решении разрабатываемых в выпускной работе проблем; 
- повышение степени подготовленности студента к самостоятельной работе после окончания института. 
В процессе выполнения выпускной работы студенты приобретают учебно-познавательные, информационные, коммуникативные и 
социально-трудовые компетенции. 
При выполнении выпускной квалификационной работы студент должен проявить творческий подход к решению поставленных 
перед ним задач, обеспечить прогрессивность разрабатываемых проектных решений или научных исследований. Студент должен уметь 
обосновывать целесообразность технического перевооружения, реконструкции или нового строительства объекта проектирования или 
исследования и предложенных им для этой цели конкретных инженерных решений. При защите работы студент должен не только 
обосновать эти решения, но и показать достаточный уровень знаний 
в области изученных естественно-научных, общепрофессиональных 
и специальных дисциплин, умение ориентироваться в общих вопросах совершенствования производства, его автоматизации и защиты 
окружающей среды. 
При изложении основных разделов выпускной квалификационной работы должны быть использованы материалы курсовых проектов по теории тепловой работы и конструкций печей, по автоматизации печей и газоочистных установок, материалы производственной 
практики, а также результаты КНИР. Все разделы работы должны 
быть полностью согласованы и увязаны между собой в рамках поставленной задачи. 

2 Тематика выпускных квалификационных работ 

Тематика выпускных квалификационных работ, как правило, 
может быть связана с разработкой проекта конструкции строящейся 
печи, проекта реконструкции существующего печного агрегата (или 
агрегата внепечной обработки металла) определенного технологического назначения. Тема выпускной работы бакалавра может быть 
также посвящена выполнению исследования по одной из актуальных 
проблем, соответствующих профилю № 3 бакалавриата, а само исследование проведено с использованием физических или математических методов. 
Тема выпускной квалификационной работы должна отличаться 
новизной и актуальностью. Исходя из особенностей современного 
периода развития промышленности в большинстве случаев предпочтение должно быть отдано темам, посвященным проектированию 
печей или исследованию их работы, направленным на решение задач 
энергосбережения, защиты окружающей среды и повышения качества продукции. 
Темы выбираются на основе действительного или ожидаемого 
технического перевооружения, реконструкции или нового строительства металлургического агрегата, совершенствования системы 
автоматического управления, вытекающей из реальной потребности 
внутреннего и мирового рынка металлопродукции при уменьшении 
нагрузки на окружающую среду и снижении энергопотребления. 

3 Задание на выполнение выпускной 
квалификационной работы 

Задание содержит тему и расшифровку основных условий и 
показателей теплотехнической и экологической частей выпускной 
работы, а также уточнение подходов к разработке схемы автоматизации печи. В задании приводится перечень подлежащих разработке 
конкретных вопросов (в том числе с применением компьютерных 
методов анализа), графических материалов с указанием обязательных чертежей, а также перечень ключевых направлений для разработки основных разделов выпускной квалификационной работы с 
указанием источников информации. 
Задание составляется руководителем работы совместно с консультантами по всем основным разделам (теплотехника, автоматизация и защита окружающей среды). 

Предполагаемую тему выпускной квалификационной работы 
целесообразно сообщать студентам в начале седьмого семестра с 
тем, чтобы они имели возможность при изучении общепрофессиональных и специальных курсов, а также при выполнении курсовых 
проектов и КНИР более обстоятельно рассмотреть вопросы, связанные с предстоящим выполнением выпускной работы. 

4 Состав и содержание выпускных 
квалификационных работ 

Состав, содержание и объем выпускной квалификационной работы зависят от выбранной темы, но во всех случаях расчетнопояснительная записка должна включать следующие разделы, которые вместе с графической частью должны отразить комплекс проектных решений и исследований, отвечающих задачам, поставленным в задании: 
- введение; 
- технология производства, место и назначение теплотехнического оборудования в этом производстве; 
- теплотехнические расчеты и определение основных конструктивных параметров разрабатываемого агрегата, а в случае выполнения выпускной исследовательской работы – ее методика, результаты исследования, их обработка и выводы; 
- защита окружающей среды; 
- автоматизация печи (газоочистной установки); 
- заключение; 
- список использованных источников; 
- графическая часть. 

5 Расчетно-пояснительная записка 

Расчетно-пояснительная записка должна в краткой и четкой 
форме раскрывать творческий замысел выпускной работы, содержать 
обоснование принимаемых проектных и исследовательских решений, 
используемых методов расчетов и исследований, а также анализ их 
результатов с соответствующими выводами и сопоставлением расчетных параметров с подобными показателями лучшего отечественного и зарубежного оборудования аналогичных типов. Эти данные 
должны при необходимости сопровождаться чертежами и графиками. 

Содержание разделов расчетно-пояснительной записки приводится ниже. 
Во введении должна быть обоснована актуальность темы выпускной работы и ее соответствие современному уровню развития 
металлургического производства, включая повышение качества и 
расширение номенклатуры готовой продукции, уменьшение энергоемкости и материалоемкости производства, улучшение условий труда, создание непрерывных, безотходных или малоотходных производственных процессов и их автоматизацию. 
В общем случае этот раздел должен содержать краткую характеристику цеха (или его отделения) предприятия, в составе которого 
намечается строительство, реконструкция или исследование объекта 
проектирования с учетом номенклатуры продукции, сырьевых и топливных источников с характеристикой сырья. 
В конце введения формулируются конкретные цели и задачи 
выпускной работы, вытекающие из задания на проектирование и общих направлений развития производства металлов и сплавов. Поставленные цели и задачи должны базироваться на результатах, полученных при прохождении производственных практик, выполнении 
КНИР, специальных курсовых проектов и работ, содержать анализ 
различных вариантов возможных инженерных решений. 
В разделе «Технология производства» рассматриваются вопросы, связанные с динамикой технологических процессов, протекающих в рабочем пространстве печи, включающих нагрев, сушку 
или плавление. Здесь приводятся сведения о качественных характеристиках исходных материалов с учетом требований соответствующих стандартов и технических регламентов; схема производственных процессов подготовки, подачи, загрузки и распределения исходных материалов. Описывается технология процесса переработки исходных материалов в продукцию или дополнительной обработки готовой продукции с необходимыми техническими расчетами и характеристикой потребительских качеств продукции; степень интенсификации и уровень автоматизации управления технологическими 
процессами и контролем качества продукция в потоке. Описываются 
теплотехнические факторы управления скоростью осуществления 
технологических процессов в рассматриваемом агрегате, возможности снижения потребления топлива или электроэнергии, объемов отходящих газов. 
В разделе «Теплотехнические расчеты и определение основных конструктивных параметров разрабатываемого агрега

та» студент в соответствии с полученным заданием должен выполнить следующее: 
- провести расчет теплогенерации с определением параметров, 
оказывающих влияние на процессы теплообмена в печи; 
- рассчитать внешний и внутренний теплообмен в рабочем пространстве агрегата и определить время технологического процесса; 
- рассчитать размеры пространства агрегата при заданной его 
производительности либо его производительность при заданных 
размерах подлежащего тепловой обработке материала; 
- разработать конкретные проектные решения для футеровки 
агрегата с выбором материала для ее изготовления и определения ее 
структуры и толщины; 
- составить и решить задачи о тепловом балансе печи и определить необходимый расход топлива или электроэнергии; 
- определить удельный расход энергии (теплоты) и величину 
коэффициента полезного теплоиспользования; 
- выбрать теплогенерирующие устройства (горелки, форсунки, 
электрические нагреватели и т.п.) и при необходимости произвести 
их расчет; 
- выбрать теплоутилизирующие устройства (рекуператоры, регенераторы и т.п.) и произвести их расчет. 
В аналогичном разделе выпускной исследовательской работы 
необходимо: 
- разработать методику теплотехнического исследования; 
- выбрать и рассчитать параметры работы лабораторного оборудования; 
- выполнить имитационное моделирование; 
- обработать данные натурных и вычислительных экспериментов; 
- произвести оценку погрешности результатов. 
В разделе «Защита окружающей среды» приводится краткое 
изложение поставленной инженерной задачи, описание принятых 
конструктивных решений и необходимые инженерные расчеты применительно к конкретному разрабатываемому или исследуемому агрегату, которые могут стать основой для определения состава и расхода отходящих газов, выбора и последующего расчета газоотводящего тракта и дымовой трубы. 
Проводится выбор способов и средств газоочистки, улавливания и нейтрализации пыли. На основе полученных результатов выполняется инженерная разработка (с эскизами и схемами) мер защиты от наиболее опасного и вредного производственного фактора на 

разрабатываемом агрегате, предлагаются способы утилизации отходов производства и мероприятия, связанные с разработкой бессточных и безотходных систем производства. 
В разделе «Автоматизация печи (газоочистной установки)» 
приводится изложение поставленной задачи, описание принятых 
конструктивных решений и необходимые инженерные расчеты. Студент должен разработать систему контроля и автоматизации управления протекающим в агрегате технологическим процессом или газоочистным оборудованием с соответствующими техническими 
средствами контроля и управления. Для этого строятся структурная и 
принципиальная схемы управления технологической операцией и 
выбирается аппаратура управления с обеспечением получения необходимых статических и динамических характеристик объекта автоматизации, а также приводятся обоснования выбора электрооборудования, схемы электроснабжения, датчиков и электроизмерительных 
устройств. 
Заключение кратко повторяет выводы предыдущих разделов 
выпускной работы, обобщает достигнутые результаты. 

6 Требования к оформлению расчетно-пояснительной 
записки 

6.1 Общие требования 

Текст пишется в безличной форме. При его написании следует 
соблюдать следующие основные требования: 
- четкость и логическую последовательность изложения; 
- убедительность аргументации, 
- краткость и точность формулировок, исключающих возможность неоднозначного толкования; 
- конкретность изложения результатов работы; 
- использование только общепринятой терминологии, регламентированной государственными стандартами; 
- текст может быть написан черной или синей пастой разборчивым почерком или выполнен машинописным способом, а также на 
компьютере, на одной стороне листа белой бумаги формата А4 через 
полтора межстрочных интервала (8 мм). Для текстов, выполненных 
на компьютере, высота букв и цифр должна быть не менее 2,5 мм 
(кегль 12); 
- текст следует писать (печатать), соблюдая следующие размеры полей: правое – 10 мм, левое – 30 мм, верхнее и нижнее – 20 мм; 

- пробелы между словами должны быть равномерными, для чего при наборе текста на компьютере необходимо установить перенос 
слов и выравнивание текста по ширине страницы; 
- схемы, рисунки и графики функциональных зависимостей, 
диаграммы должны выполняться черной тушью или карандашом на 
стандартных листах белой бумаги. Не допускается применение в тексте рисунков, выполненных на миллиметровке. При необходимости 
выполнения таких рисунков (например, на бумаге с нанесенной логарифмической или полулогарифмической сеткой) они должны быть 
помещены в приложении к работе. 
Допускается использовать в качестве иллюстраций ксерокопии. 
В тексте НЕ ДОПУСКАЕТСЯ: 
- применять для одного и того же понятия различные научнотехнические термины, близкие по смыслу (синонимы), а также иностранные слова и термины при наличии равнозначных в русском 
языке; 
- применять сокращения слов и словосочетаний, кроме установленных правилами орфографии и пунктуации русского языка; 
- употреблять математические знаки без цифр, например, «<» 
(не более), «>» (не менее), «=» (равно), «≠» (не равно), а также знаки 
№ (номер) и % (процент); 
- применять индексы стандартов (ГОСТ, ОСТ, СТП) без их регистрационного номера. 
Фамилии, названия учреждений, организаций, фирм, наименования изделий и другие собственные имена приводят в тексте на 
языке оригинала. 
При необходимости использования в тексте слова, образованного сокращением словосочетания и читаемого по алфавитному названию начальных букв (аббревиатуры), следует сначала привести 
полное словосочетание, а рядом в круглых скобках поместить аббревиатуру и далее приводить только ее. 
Схемы алгоритмов и программ (блок-схемы) для ЭВМ оформляются в соответствии с требованиями ГОСТ 19.701–90. 
Текст 
основной 
части 
работы 
делят 
на 
РАЗДЕЛЫ, 
ПОДРАЗДЕЛЫ и ПУНКТЫ. 
ЗАГОЛОВКИ частей записки выполняют буквами на 1 или 
2 пункта большего размера (по англо-американской системе, принятой в компьютерном наборе, 1 пункт равен 0,352 мм). Названия ненумерованных разделов располагают по центру листа. 
Заголовки НУМЕРОВАННЫХ ЧАСТЕЙ пишут с АБЗАЦА 
(15–17 мм или с 6 знака) СТРОЧНЫМИ буквами (кроме первой про