Техническое обслуживание и эксплуатация установки электрошлакового переплава

ОТЧЕТ ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

По теме: Технического обслуживания и эксплуатация установки электрошлакового переплава

Cтудент группы

Преподаватель

2009 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.Описание электрооборудования

1.1 Назначение и описание

1.2 Схемы Установки электрошлакового переплава

2 Охрана труда

2.1 Общие правила техники безопасности электрооборудования

Список литературы

Введение

Увеличение цены на стальной прокат дало стимул к освоению новых литейных технологий получения качественных технологий, а также к развитию новых видов электрошлакового оборудования. Уже стало обычным брать чистый металлолом, металл полученный электродуговым, вакуумно-индукционным способом или прокат и переплавив в электрошлаковой печи, получить кондиционную отливку с отверстием, минимальными припусками на мех. обработку и свойствами кованного металла. В настоящее время такие отливки успешно конкурируют с поковками полученными в кузнечных цехах и применяются на ровне с ними .Практически все кузнечные производства справляются с заготовками весом 1-100 кг. Но когда вес заготовки превышает физические возможности кузнеца и отсутствие специальной техники мешает дальнейшему увеличению выпуска продукции, начинают развивать альтернативные способы получения качественной заготовки, в частности- электрошлаковое литейное производство .В литейных цехах до сих пор успешно используют электрошлаковые печи ЭШП-0,25 выпуска 80-90- х годов прошлого века, применяя технологии пришедшие с этим оборудованием.

В настоящее время можно привести десятки примеров успешного внедрения новых ресурсосберегающих технологий. Для уменьшения потерь электроэнергии и повышения коэффициента использования металла была предложена технология центробежного электрошлакового литья. Для ее осуществления, на небольшой свободной площади цеха была смонтирована многоцелевая установка ЭШП-500.

В качестве изготовления электродов используется обрез металла, по хим.составу подходящему к литейной заготовке. Электрошлаковый процесс прерывается только для слива металла и смены расходуемого электрода.

Установка ЭШП-500 комплектуется плавильной емкостью, в которой можно накопить 250 кг жидкого металла и трансформатором на 380V.

Технология внедрена на предприятии изготавливающем болера-теплообменники. Дороговизна листового металла привела заказчики к поиску новых способов получения мелких плоских заглушек и фланцев сечением ДУ50-120. Технология черпания позволила устранить этот дефицит заготовок. На электрошлаковой установке ЭШП-500 получают 60 кг мелкой литой заготовки в час.. При мех. обработке такой заготовки обрабатываются отверстия и прилегающие поверхности. Особый интерес представляет такая технология для производства отливок из трудно деформируемых высоколегированных металлов, а также литье цветных металлов.

1.Описание электрооборудования

1.1 Назначение и описание

Установка предназначена для переплава расходуемого электрода в неохлаждаемом тигле под слоем шлака с последующей разливкой жидкого металла в формы различной конфигурации, для получения качественных слива.

Установки в отношении обеспечения надёжности электроснабжения относится к электроприемникам II категории в соответствии с "Правилами устройства электроустановок".

Основным несущим элементом установки является корпус. Корпус представляет собой сварную конструкцию, выполненную из стандартного профиля и закрепленную к фундаменту анкерными болтами.

На верхней площадке корпуса расположен силовой трансформатор. На передней части корпуса смонтирован гидравлический подъемник, который перемещает вертикально электродержатель. Внутри корпуса собрана гидростанция, питающая гидроподъемник. На левой стороне корпуса установлен пульт управления и шкаф управления гидравлическим подъемником электрододержателя.

Гидравлический подъемник электродержателя представляет собой сварную раму пенального типа. На подвижной раме имеется площадка, на которой закреплен электродержатель. На электродержателе закреплен шинопровод электроподвода. Шинопровод изолирован от электрододержателя.

Основным несущим элементом установки является корпус. Корпус представляет собой сварную конструкцию, выполненную из стандартного профиля и закрепленную к фундаменту анкерными болтами.

На верхней площадке корпуса расположен силовой трансформатор.

На 2 передней части корпуса смонтирован гидравлический подъемник, который перемещает вертикально электродержатель. Внутри корпуса собрана гидростанция, питающая гидроподъемник. На левой стороне корпуса установлен пульт управления и шкаф управления гидравлическим подъемником электрододержателя.

Гидравлический подъемник электродержателя представляет собой сварную раму пенального типа, раздвигаемую длинноходовым цилиндром. На подвижной раме имеется площадка, на которой закреплен электродержатель.

На электродержателе закреплен шинопровод электроподвода. Шинопровод электрически изолирован от электрододержателя.

От шинопровода гибким силовым кабелем осуществляется токоподвод к узлу крепления переплавляемого электрода. Другой конец шинопровода соединен гибким силовым кабелем с источником питания. 5.:> переплав электрода осуществляется по схеме «электрод-поддон». Поэтому второй полюс источника питания с помощью гибкого силового кабеля подводится к поддону тигля или кристаллизатора. 5.6 Переплавляемый электрод разного профиля и поперечного сечения вставляется в электрододержатель с помощью унифицированного стыковочного узла, закрепленного на свободном конце электрододержателя.

Тигель установлен из листовой стали. Для жесткости, стенки окантованы ребрами, а днище усиленно ребрами жесткости. В днище прорезано отверстие, через которое устанавливается водоохлаждаемый поддон. Поддон через гибкий токоподвод и жесткие тоководы соединяется с источником питания. Внутренняя поверхность тигля футеруется огнеупорными материалами.

Кантователь тигля состоит из опорной сварной рамы. Вокруг верхнего шарнира тигель поворачивается, что позволяет полностью слить накопленный металл. Расплавленный металл сливается в кокиль через сливной желоб.

Система охлаждения автономная. Вода из емкости забирается насосом и подается в нагнетающий коллектор, из которого по шлангам подается в водоохлаждаемый поддон и водоохлаждаемый узел крепления переплавляемого электрода. Из полостей поддона и электрододержателя вода сливается в сливной коллектор, из которого по трубопроводу, уходит обратно в емкость.

Гидравлический подъемник, перемещающий электродержатель, питается от гидростанции, состоящей из гидронасоса, обеспечивающего в гидравлической системе давления до 1,6 Мпа (16 кГ/см2). Управление в гидросистеме производится золотниками с электромагнитным приводом. Сигнал на электромагнитный привод поступает от пульта управления, вызывая подъем или опускание электродержателя, чем поддерживается заданное значение тока переплава.

Величина тока переплава поддерживается в автоматическом режиме, принцип управления которого основан на считывании данных во вторичной обмотке силового трансформатора через определенные промежутки времени. Быстрый подъем или опускание электродержателя производится в ручном режиме со шкафа управления.

Блок трансформатора включает в себя собственно силовой трансформатор, понижающий напряжение, при которой ведется технологический режим переплава, тиристорный блок управления, датчики тока в цепи низкого напряжения и систему ограничения тока.

Система газоудаления.

Система предназначена для забора газов и дыма, выделяющихся во время плавки и заливки металла.

Для подключения вентиляционной системы установка снабжена патрубками.

Объем выделяемых газов составляет не более 20 м3/час.

Скорость воздушного потока в дымососе должна быть не менее 1 0 м/с.

Концентрация вредных веществ в газах, выделяющихся при расплаве флюса и электрошлаковом литье в зависимости от условий ведения процесса, меняется в следующих пределах:

- дымовые частицы размером 5мкм, мг/м3 100-200

- фтористый водород, мг/м3 10-150

- сернистый ангидрид, мг/м3 1 5-600

- окись углерода, мг/м3 0, 1 -25

Химический состав дымовых частиц практически соответствует химическому составу флюсов, используемых при электрошлаковом

Температура дымогазовой смеси на выходе из тигля около 1000°С.

Электрическая часть.

Электрическая часть установок предназначена для выполнения технологических процессов переплава металла с последующим разливом в формы

Состав электрической части:

- трансформатор силовой (ТС);

- шкаф силовой (ШС);

- шкаф управления (ШУ);

- пульт управления (ПУ);

В силовом шкафу установлены автоматические выключатели РР-1 и РР-2, обеспечивающие защиту от перегрузки и токов короткого замыкания силовых цепей и цепей управления.

Силовой трансформатор предназначен для обеспечения процесса плавки и поддержания в процессе плавки заданной мощности.

Шкаф управления представляет собой металлический корпус, в передней части которого имеется дверца, обеспечивающая доступ к составным частям шкафа. В верхней части шкафа управления расположен блок управления (БУ), в нижней - панель шкафа управления.

Блок управления предназначен для обеспечения заданных пара- метров плавки по току в автоматическом режиме.

Блок управления представляет собой корпусную конструкцию, съемные верхняя и нижняя крышки, которые обеспечивают доступ к платам и жгутам, расположенным внутри блока.

В состав блока управления входят следующие (элементы;

- плата формирователя управляющего напряжения (ФУН);

- плата формирователя импульсов (ПФИ);

- плата регулирования (ПР);

- плата питания (ПП);

- трансформатор питания Т1;

- трансформатор обратной связи Т2.

На панели шкафа управления расположены:

- тиристоры У31...У86 управления приводом перемещения переплавляемого электрода;

- тиристоры У87, У58 и диоды УО1...УВ4 управления приводом

- дроссель Др1;

- магнитные пускатели К1.. .К4;

- защитные КС-цепи К 1...ЯЗ, С 1...СЗ;

- зажимы блочные Х4...Х7, к которым сведены цепи управления от блока управления, а также цепи питания приводов.

Пульт управления предназначен для управления технологическим процессом и контроля за режимом плавки. Пульт выполнен в виде металлического корпуса, со съемной лицевой панелью.

На лицевой панели пульта управления расположены следующие органы контроля и управления:

- тумблер Т1 "ПИТАНИЕ";

- тумблер Т2 "НАПРЯЖЕНИЕ";

- кнопка КН1 "СВАРКА ПУСК";

- кнопка КН2 "ПОДАЧА ВВЕРХ";

- кнопка КПЗ "ПОДАЧА ВНИЗ";

- кнопка КН4 "СВАРКА СТОП";

- кнопка КН5 "УПРАВЛЕНИЕ ДТП ПУСК";

- кнопка КН6 "УПРАВЛЕНИЕ 1> Г И СТОП";

- кнопка КН7 "ПОДАЧА СТОП";

- резистор К7 "ОБОРОТЫ";

- резистор К8 "ПОДАЧА";

- вольтметр РУ! "ОБОРОТЫ/2ГАГ'';

- килоамперметр РУ2 "РЕЖИМ ТИГЛЯ";

- вольтметр РУЗ "РЕЖИМ ТИГЛЯ";

Включение любой команды с пульта управления сопровождается включением индикации на лицевой панели пульта, выполненной на светодиодах УО1...УВ6.

Принцип работы электросхемы управления установками.

Пульт управления дает возможность управлять направлением перемещения плавильного электрода, а также регулировать скорость перемещения электрода, включать силовой трансформатор

В особенности алгоритма пульта управления заложена возможность автоматического реверса -I" подачи плавильного электрода на максимальных оборотах после включения силового трансформатора (т.е. после нажатия кнопки "СВАРКА СТОП"). Так же, без включения силового трансформатора (кнопка "СВАРКА ПУСК"), управление кнопкой "ПОДАЧА ВНИЗ" осуществляется без блокировки данной кнопки.

С пульта управления посылается сигнал, который приходит в блок управления, где происходит подключение действующего "задание" к формирователю управляющей/напряжения (ФУН), а также индикация выбранного напряжения на плате регулирования (ПР)!

В формирователе управляющего напряжения происходит сравнение сигналов "Задание" и "обратной связи" (напряжение трансформатора тока). Далее сравниваются сигналы "задание" (напряжение. перемещения плавильного электрода). В результате обратных связей в формирователе управляющего напряжения происходит стабилизация и автоматическое изменение сигнала при увеличении или уменьшении рабочего тока плавки.

После формирователя управляющего напряжения сигнал "Задание" подается на три канала (А, В, С) формирователя импульсов (ПФИ), на которые одновременно приходят сигналы синхронизации в результате.

Сложения формируются управляющие импульсы, поступающие на тиристорный выпрямитель, состоящий из тиристоров У81...У86, включенных по трехфазной мостовой схеме. В зависимости от полярности сигнала открываются тиристоры У81...У83, либо У84...У86, что приводит к изменению направления перемещения плавильного электрода. Полярность меняется при переключении кнопок КН2 "ПОДАЧА ВВЕГХ" и КПЗ "ПОДАЧА ВНИЗ" на пульте управления (ПУ).

Для исключения перенапряжения на тиристорах, включены защитные НС-цепи КЛ...КЗ, С1...СЗ. Защиту от бросков тока по цепи питания; перемещения плавильного электрода обеспечивает дроссель Др1.

1.2 Схемы Установки электрошлакового переплава

1.3 Параметры работы

Для нормальной работы установки должны применяться вода со следующими параметрами:

1) жесткость карбонатная не более 2,5 мг.экв/л;

2) жесткость общая не более 3,5 мг.экв/л;

3) взвешенные вещества не более 15 мг/л;

4) максимальный размер частиц не более 0,2 мм;

5) температура входящей воды не более +30°С;

6) температура выходящей воды не более +50°С;

7) давление воды 0,3 МПа (3 кгс/см2).

Величина тока переплава поддерживается в автоматическом режиме, принцип управления которого основан на считывании данных во вторичной обмотке силового трансформатора через определенные промежутки времени. Быстрый подъем или опускание электродержателя производится в ручном режиме со шкафа управления.

Параметры установки электрошлакового переплава предоставлены в таблице №1

1.6 Основное электрооборудование, режимы работы, параметры.

Установка состоит:

1. Механизм перемещения электродержателя

2. Электродержатель плавильного электрода

3. Питающий трансформатор

4. Силового трансформатора

5. Шкаф управлении

6. Пульт управления

7. Токоподвод

8. Блок питания гидроматора

Условия эксплуатации установок:

1. Высота над уровнем моря не более 1000метров;

2. Температура окружающей среды от +1оС до +40 оС;

3. Относительная влажность окружающей среды не более 80% при температуре +25 оС ;

4. Помещение закрытого типа;

5. Окружающая среда- невзрывоопасная, не содержащая агрессивных паров, токопроводящей пыли в концентрациях, способных нарушить нормальную работу установок и разрушающие действия на металл, изоляцию и другие материалы, из которых изготовлены составные части установок.

Таблица№1

Наименование параметра	Величина параметра	Примечание
1. Установленная мощность трансформатора, кВА 2. Потребляемая мощность, кВА, не более 3. Масса выплавляемого металла, кг 4. Частота тока, Гц 5. Напряжение, В - питающей сети; - цепей управления 6. Регулируемое напряжение переплава, В 7. Максимальный ток переплава, А/, 8. Максимальная длина сплавляемой части электрода, мм 9. Рабочая скорость перемещения электрода мм/сек 10. Маршевая скорость перемещения электрода м/сек 11. Рабочее давление в гидравлический системе перемещения электрододержателя, кг/см2 12. Система водоохлаждения токоведущих деталей электрододержателя 13. Расход воды на охлаждение электрододержателя, м3/час 14. Масса установки, т 15. Габаритные размеры установки, - длина, мм; - ширина, мм; - высота, мм.	160 120 500 50 380 220 40 4000 1500 1 0,5 16 замкнутая 1,8 2,5 1400 980 4000	максимальная

Система охлаждения автономная. Вода из емкости забирается насосом и подается в нагнетающий коллектор, из которого по шлангам подается в водоохлаждаемый поддон и водоохлаждаемый узел крепления переплавляемого электрода. Из полостей поддона и электрододержателя вода сливается в сливной коллектор, из которого по трубопроводу, уходит обратно в емкость.

Гидравлический подъемник, перемещающий электродержатель, питается от гидростанции, состоящей из гидронасоса, обеспечивающего в гидравлической системе давления до 1,6 Мпа (16 кг/см2). Управление в гидросистеме производится золотниками с электромагнитным приводом. Сигнал на электромагнитный привод поступает от пульта управления, вызывая подъем или опускание электродержателя, чем поддерживается заданное значение тока переплава.

Величина тока переплава поддерживается в автоматическом режиме, принцип управления которого основан на считывании данных во вторичной обмотке силового трансформатора через определенные промежутки времени. Быстрый подъем или опускание электродержателя производится в ручном режиме со шкафа управления.

1.7 Организация технического обслуживания, ремонта электрооборудования

Техническое обслуживание установок производится в соответствии с «Правилами технической эксплуатации электроустановок», технологическими инструкциями, разрабатываемыми для технологического процесса получения конкретных заготовок.

Установки должны обслуживаться оператором-литейщиком 4-го разряда.

Оптимальный режим работы "установок двухсменный 5-6 дней в неделю.

Проведение профилактических-работ и ремонта осуществляется в нерабочее время (обеденные перерывы, меж. сменные перерывы, третья смена, выходные и праздничные дни).

При подготовке к проведению профилактических работ рабочая зона должна быть очищена.

Периодически проверять работу конечных выключателей, устанавливая соответствующие исполнительные механизмы в их крайнее положение.

Не реже одного раза в неделю проверять состояние электрических цепей пульта управления. Тщательному осмотру подлежат контакты электроприборов. Окисную пленку на контактах снимать тампоном, смоченном в спирте. Проверить надежность заземления.

После проведения технического обслуживания поставить на место съемные щиты, крышки, снимаемые при обслуживании, закрыть и закрепить дверцы шкафа пульта управления.

Проверить надёжность заземления шкафов и пультов управления, металлоконструкций установок.

Проверить записи о техническом состоянии установок в оперативном журнале.

Устранить все неисправности на установках зафиксировать их в журнале и заверить подписями лиц, ответственных за проведение ремонта и принявших установки после ремонта.

Убедиться внешним осмотром в отсутствии видимых повреждений составных частей установок.

Установки должны обслуживаться одним оператором. На участке эксплуатации установок должен находиться дежурный электрик. Передача смен операторами должна фиксироваться в оперативном журнале.

Необходимо периодически проверять надёжность заземления шкафов и пультов управления и металлоконструкций установок.

Все работы по ремонту установок должны вестись при снятом напряжении. Перед началом работ необходимо убедиться в отсутствии напряжения с помощью указателя напряжения или другими средствами.

Возможные неисправности и методы их устранения

Таблица №2

Характерные неисправности составляющих установок, вероятные причины и методы устранения приведены в таблице №2

Наименование неисправности.	Вероятная причина	Способ устранения
При включении трансформатора отсутствует напряжение на электроде	Сработал автомат в силовом шкафу. Подгорели губки контактной группы контактора.Отсутствие напряжения с подстанции.	Вызвать дежурного электрика.
2. Повышенный нагрев контактных соединений электрод о держателя, поддона, размыкателя.	Окисление контура.	Зачистить контакт
3. При включении насоса ОТСУТСТВУЕТ ПОТОК ВОДЫ в сливном коллекторе.	Низкий уровень воды в емкости .Инородное тело в трубопроводе. Перемерзание трубопровода (в зимнее время). Несправна улитка насоса.	Проверить наличие воды в емкости. При необходимости долить. Продуть трубопровод сжатым воздухом ( в зимнее время, при необходимости, прогреть)Проверить исправность насоса.
4. Не вращается электродвигатель.	Обрыв в цепи, Обрыв одного ремня. Недостаточное наряжение ременной передачу.	Устранить обрыв. Заменить ремень.

ВНИМАНИЕ!

В аварийных ситуациях следует прекратить плавку нажатием кнопки «СТОП» на пульте управления и освободить тигель от расплавленного металла

Таблица 2.

2 Охрана труда

2.1 Общие правила техники безопасности электрооборудования

Перед включением установки в работу подать предупредительный звуковой сигнал включением кнопки, расположенной на шкафу управления.

Порядок операций и их выполнение должны быть подробно описаны в разработанных технологических процессах для каждой марки стали и размера отливаемой заготовки.

Периодическая проверка знаний обслуживающего персонала должна проводиться комиссией, назначаемой приказом по предприятию-потребителю не реже, чем через 12 месяцев. Результаты проверки должны оформляться протоколом.

На участке размещения установок на видном месте должна быть краткая инструкция для обслуживающего персонала по мерам безопасности, правилам эксплуатации обслуживания установок с учётом распределения обязанностей.

Оборудование рабочих мест и спецодежда должны обеспечивать постоянную защиту обслуживающего персонала от поражения электрическим током, от теплового излучения и брызг расплавленного шлака и металла.

В данном разделе изложены правила предосторожности, которые необходимо строго соблюдать во время подготовки установок к работе, при их работе и технического обслуживания.

Не разрешается включать установки при наличии следующих неисправностей:

1) повреждена изоляция токоведущих элементов;

2) нарушение в работе системы подачи охлаждающей воды;

3) неудовлетворительная работа механизмов установок;

4) наличие неисправностей в электрооборудовании и контрольно-измерительной аппаратуре;

5) наличие нарушения в срабатывании блокировок, системы световой и звуковой сигнализации.

При работающих установках не разрешается снимать защитные кожухи с электрических проводов и аппаратов.

Во время работы установок не прикасаться к вращающимся частям и не снимать с них защитные кожухи.

Во всех случаях нарушения нормальной работы установок немедленно произвести отключение.

При срабатывании блокировок и автоматическом отключении установок повторное включение возможно только после устранения причины отключения.

Нахождение у работающих установках лиц, не связанных с ее обслуживанием, категорически запрещается.

Необходимо соблюдать правила работы с подъёмо-транспортным оборудованием при транспортировании электродов, инвентарных головок и тигель-ковша.

Место эксплуатации установок должно быть оборудовано средствами пожаротушения. Средства пожаротушения должны находиться на видных легкодоступных местах и содержаться в постоянной готовности.

Персонал, эксплуатирующий установки, должен быть ознакомлен с местонахождением средств пожаротушения и приведением их в действие.

Список литературы

1. Астахов Б.А. и др. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1989.

2. Дакуорт У.Э., Хойл. Дж. Электрошлаковый переплав. 1973. - 192 с.

3. Киянов И. Д.Монтаж технологического оборудования. 1980. -- 160 с.

4. Смирнов А.Д. и др. Справочная книжка энергетика. М.: Энергоатомиздат, 1987.

5. Полевой А.А. Монтаж установок электрошлакового переплава. 2005.