Электроприводы металлургического производства
Общая характеристика современных систем управления мощных высокопроизводительных механизмов металлургического производства. Принцип устройства доменной печи, схема работы вращающегося распределителя. Условия управления и функционирования данной установки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.05.2012 |
| Размер файла | 1,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВВЕДЕНИЕ
В современных электроприводах металлургического производства уделяется большое внимание надежности и бесперебойной работе электрооборудования. Это в особенности относится к таким агрегатам, как доменная и сталеплавильная печи, крупные прокатные станы, простой которых из-за электрооборудования приводит к большим производственным потерям, снижению производительности и качества продукции. В этом случае стоимость электрооборудования - не главный вопрос.
Для современного металлургического электропривода характерно широкое внедрение автоматизации технологических процессов. Это относится ко всем без исключения мощным и высокопроизводительным механизмам доменного, сталеплавильного и прокатного производства. Усложнение технологических процессов, увеличение скоростей их протекания и необходимость точного выполнения этих процессов исключает возможность ручного управления. В этих случаях оператор не в состоянии управлять процессом и контролировать большое число взаимосвязанных параметров без применения ЭВМ. Поэтому современные системы управления основных мощных высокопроизводительных механизмов металлургического производства снабжаются ЭВМ.
В развитии отечественного металлургического электропривода принимали участие научно-исследовательские и проектные организации, высшие заведения, заводы: ВНИИМетмаш, ВНИИЭлектропривод, ГПИ тяжпромэлектропроект, Московский энергетический институт, Институт автоматики АН УССР и др.
Таким образом данная тема является актуальной.
1.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Для выплавки чугуна в доменных печах требуется сырые материалы. Эти материалы, смешанные в определенной пропорции, загружают через засыпное устройство в верхнюю часть домны. Необходимый для горения воздух обычно в смеси с природным газом, нагретый до 900-1200 С и обогащенный кислородом, подается под давлением до 4-5 атмосфер через формы. Выдача чугуна и шлаков осуществляется через летки каждые 3-4 часа. У мощных доменных печей 2000 м3 и выше имеются 2 чугунные и 2 шлаковые летки. Печи меньшего объема имеют 1 чугунную и две шлаковые летки. На рисунке 1.1. представлен поперечный разрез типовой доменной печи.
Рис. 1.1. Поперечный разрез доменной печи
Для выплавки чугуна в доменной печи требуется большое количество сырых материалов. Это количество материалов должно быть поднято на высоту 80 метров. Выполнить такой объем погрузочных работ можно только при надлежащей механизации транспорта, четкой и безотказной работе отдельных узлов системы загрузки. Для создания бесперебойной работы доменного цеха требуется наличие определенного запаса сырых материалов, которые в зависимости от удаленности источников снабжения источников сырьем должен соответствовать потребностям цеха в пределах от нескольких суток до 1,5 - 2 месяцев.
Если руда добывается в непосредственной близи от завода, то нет необходимости в больших запасах руды. В таких случаях рудный двор на заводе отсутствует, а руда от карьера поступает на обогатительную фабрику, откуда, обогащенная в виде агломерата, железнодорожными составами или ленточными транспортерами подается к рудным бункерам доменных печей. От рудных бункеров агломерат и от коксовых бункеров кокс поднимается на верх доменной печи с помощью скипового подъемника.
Бункера доменных печей, расположенные вдоль линий печей, представляют собой резервуары для хранения агломерата, флюсов и кокса. Рудные бункера в количестве 15 - 21 на одну домну расположены по обе стороны бункерной линии. Коксовые бункера расположены непосредственно над скиповой ямой по обе стороны подъемного моста. Агломерат и флюсы забираются из рудных бункеров, взвешиваются, подаются к скиповой яме и загружаются в скип с помощью вагон - весов, которые курсируют вдоль бункерной линии. Затем загруженный скип по команде машиниста вагон - весов скиповым подъемником поднимается на верх доменной печи для ее загрузки. В мощных доменных печах полезным объемом 2000 м3 и выше доставка рудных материалов от рудных бункеров к скипу предусматривается не вагон - весами, а транспортерами. В доменных печах объемом 5000 м3 доставка как рудных материалов так и топлива предусмотрена непосредственно на верх доменной печи с помощью транспортеров.
Назначение вращающегося распределителя (ВР) - улучшение распределение материала внутри доменной печи. ВР представляет собой полый цилиндр, дном которого служит малый конус (Рис 1.2).
Рис. 1.2 Вращающийся распределитель:
1 - поворотная воронка (полый цилиндр); 2 - малый конус
Груженный скип при подходе к верхнему конечному положению опрокидывается и ссыпает материал во ВР. После этого опускается малый конус и содержимое ВР ссыпается на большой конус. Когда на большом конусе скопится материал одной полуподачи или подачи, большой конус опускается и материал засыпается внутрь домны.
При ссыпании материала из скипа во ВР крупные куски ложатся на малый конус дальше от скипа, чем мелкие (Рис. 1.3, б), т. е. материал распределяется по сечению неравномерно. После открытия малого конуса материал ссыпается на большой конус, а следовательно, и в печь в таком же порядке расположения больших и малых кусков, которые он имел во ВР (Рис. 1.3, б). Если материал последующих скипов будет ссыпаться также, то окажется, что со стороны скипа печь все время будет загружаться мелкими кусками, а с противоположной стороны - крупными. Это при-ведет к неравномерному процессу плавки чугуна по сечению домны, так как в том месте, где расположены крупные куски, газ проходит легче и железо хорошо восстанавливается; в местах же, где скапливается мелочь, газ проходит с трудом и процесс восстановления железа протекает замедленно. Для устранения этого печь следует загружать так, чтобы крупные и мелкие куски агломерата и кокса распределялись по сечению домны равномерно.
Рис. 1.3 Схема работы вращающегося распределителя:
а - станции вращающегося распределителя; б - загрузка материала на большой конус без поворота вращающегося распределителя (1 - я станция); в - загрузка материала на большой конус с поворотом вращающегося распределителя на (2 - я станция)
Равномерное распределение материала в доменной печи производится ВР следующим образом. Пусть материал всех скипов первой исходной подачи ссыпается из ВР на большой конус без поворота ВР. В этом случае, как уже указывалось, крупные куски материала будут ложиться с противоположной стороны, а мелкие - со стороны скипа (Рис. 1.3, б). При загрузке скипов второй подачи после каждого скипа ВР вместе с материалом поворачивают, например, на . Тогда крупные куски материала второй подачи станут ссыпаться на большой конус и внутрь домны в месте, сдвинутом на от оси наклонного моста (Рис. 1.3, в). При загрузке тре-тьей подачи после каждого скипа ВР вместе с материалом поворачивают уже на другой угол, например на . В этом случае крупные куски материала станут ссыпаться на большой конус и внутри домны в месте, сдвинутом на относительно оси моста. При загрузке четвертой подачи поворачивают после каждого скипа на и т. д. Ссыпая таким образом материал в домну, можно добиться более рационального его распределения по сечению домны.
Поворот ВР может осуществляться на любые возрастающие углы. В простейшем случае угол поворота увеличивается кратно . При этом ВР имеет шесть станций. На первой станции ВР не поворачивается, на второй он поворачивается после каждого скипа на , на третьей - на , на четвертой - на , на пятой - на в обратную сторону и на шестой - на в обратную сторону (Рис. 1.3, а).
Обычно высокопроизводительные доменные печи предъявляют требования иметь не шесть, а большее число станций - до 24, которые можно было бы по желанию изменять, а также иметь возможность получать разное число станций для правых и левых скипов, для рудных и коксовых скипов.
2. УСЛОВИЯ РАБОТЫ УСТАНОВКИ: ДАТЧИКИ, РЕЖИМЫ РАБОТЫ, ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЩИТЕ И СИГНАЛИЗАЦИИ, ВИДЫ УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ
металлургический доменная печь управление
Правильному распределению шихтовых материалов по сечению доменной печи уделяется большое внимание. В применяемых на практике схемах управления вращающегося распределителя ВР предусматривается обычно поворот ВР на углы, кратные , а также учитывается возможность поворота ВР с материалом правых и левых скипов, рудных и коксовых скипов на разные углы. При этом возникает необходимость иметь по крайней мере две программы работы ВР.
Однако в тех случаях, когда сырые материалы хорошо подготовлены, можно более простым способом решить задачу правильного распределения материала по сечению домны. При этом рекомендуется поворот ВР на угол, кратный , при наличии одной программы. Такой вариант принят в проекте электроприводов системы механизмов загрузки доменной печи.
К электроприводу ВР предъявляется требование - малое время поворота ВР и быстрый останов его. Этому требованию удовлетворяет привод с асинхронным двигателем с динамическим торможением или привод с двигателем постоянного тока последовательного возбуждения.
На Рис. 3 представлена схема управления ВР. В такой схеме для привода ВР применен двигатель постоянного тока последовательного возбуждения ДВР. В схеме предусматривается поворот ВР каждый раз после прихода скипа на колошник и высыпания материала этого скипа во ВР. Угол поворота ВР остается неизменным для всех скипов одной подачи и меняется лишь при переходе от одной подачи к следующей. Импульс на изменение угла поворота подается от ККП во втором положении ККП, когда первый скип очередной подачи придет на колошник.
Рис. 3 Развертка командоконтроллера угла ККУ (а)
Схему управления ВР можно условно разделить на три основных узла:
1. узел изменения поворота ВР. Сюда входят командоконтроллер угла ККУ, реле с магнитным залипанием 32РБ и 3РБ, контактор КЛ3 двигателя М командоконтроллера ККУ, контакты 1Н, КМ3 из схемы лебедки конусов, контакты 7ККУ, 8ККУ, 15ККУ, 16ККУ и 1ККУ ? 6ККУ, а также переключатели 1ВУ ? 6ВУ;
2. узел отсчета углов поворота ВР. Сюда относятся реле счета 1РВ, 2РВ, 3РВ с магнитным залипанием, реле времени 41РВ, 42РВ, контакты путевых выключателей 1КВ, 2КВ. Контакт 1КВ замыкается кратковременно каждый раз после поворота ВР на в направлении «вперед», а контакт 2КВ - то же, в направлении «назад»;
3. узел включения двигателя ВР. Узел из линейного контактора КЛ и реверсивных контакторов 1В - 2В, 1Н - 2Н, реле и контакторов торможения РТ, 1КТ, 2КТ, 3КТ, реле Э.Д.С. РЭ, контактора работы КР, реле времени высыпания шихты РВВ.
Импульс на изменение угла поворота ВР подается от ККП во втором его положении с замыканием контакта 18ККП, когда во втором его положении с замыканием контакта 18ККП, когда первый скип очередной подачи поднят на колошник. После загрузки ВР материалом данного скипа начинает открываться малый конус. К этому моменту времени замкнутся контакты 1Н и КМ3 из схемы ЛК, контактор КЛ3 получит питание и двигатель М начинает поворачивать ККУ. В промежуточном положении ККУ оба контакта, 7ККУ и 8ККУ, замкнутся, включится втягивающая катушка реле 32РБ, замыкающий контакт реле замкнется, а размыкающий разомкнется. В результате питание контактора КЛ3 будет происходить через цепь с контактами 7ККУ, 8ККУ разомкнется, с контактора КЛ3 будет снято напряжение и двигатель ККУ остановится. Следующее включение двигателя ККУ возможно только при следующей подаче, когда во втором положении ККП опять замкнется контакт 18ККП.
Контакты 1ККУ ? 6ККУ и переключатели 1ВУ ? 6ВУ предназначаются для выбора заданной программы изменения угла поворота ВР. При отключении всех переключателей 1ВУ ? 6ВУ ККУ останавливается во всех фиксированных положениях. Для исключения остановки ККУ в каком - либо из его положений включается соответствующий переключатель 1ВУ ? 6ВУ. Так, для пропуска ККУ в 3 - м положении включается переключатель 3ВУ.
Рис. 3 Принципиальная схема управления ВР (б)
Узел отсчета поворота ВР производит отсчет углов, пройденных ВР. В первом положении ККУ поворот ВР не предусматривается, во втором он поворачивается на , в третьем - на , в четвертом - на , в пятом - на при вращении ВР в обратном направлении, в шестом - на при вращении ВР в обратном направлении.
Двигатель ДРВ вращающегося распределителя подключается на напряжение сети контакторами 1В - 2В (1Н - 2Н), если:
1. скип левый (правый) находится в скиповой яме (замкнут контакт КБН или КБВ);
2. материал скипа ссыпан во ВР (замкнут контакт РВВ);
3. двигатель М командоконтроллера угла ККУ остановился (замкнут кон-такт КЛ3) и замкнут контакт 10ККУ и 11ККУ.
В первом положении ККУ контакты 10ККУ и 11ККУ разомкнуты, следовательно, ВР не поворачивается и материал из ВР ссыпается после опускания малого конуса на большой конус без поворота ВР. Кроме того, в первом положении ККУ замыкается контакт 9ККУ; при этом сразу же включается втягивающая катушка реле 3РВ и его размыкающий контакт для надежности разрывает цепь контакторов 1В - 2В. Реле 3РВ приводится в исходное состояние при подъеме следующего груженого скипа.
После окончания загрузки скипов первой подачи и перехода ККП во 2 - е по-ложение замкнется контакт 18ККП. В этом случае после загрузки вращающегося распределителя материалом последнего скипа первой подачи в начале опускания малого конуса (закрываются контакты 1Н, КМЗ из схемы ЛК) включится контактор КЛЗ, командоконтроллер угла ККУ повернется и остановится во втором положении, в котором замкнуты контакты 12ККУ и 10ККУ.
С приходом на колошник первого скипа второй подачи и ссыпания его материала во ВР подается импульс на включение двигателя ДРВ, который начинает поворачивать ВР. С поворотом его на замыкается кратковременно контакт 1КВ путевого выключателя ВР, включается реле 3РВ, его размыкающий контакт в цепи контакторов 1В - 2В разомкнется и двигатель ДРВ остановится. Включение при этом реле 1ВР не оказывает влияния на работу схемы. С отправкой второго скипа второй подачи на колошник включаются осаживающие катушки реле 3РВ, 1РВ и ре-ле приходят в исходное состояние. В 3 - м положении ККУ замкнут контакт 13ККУ. С приходом на колошник первого скипа третьей подачи после высыпания материала во ВР включается двигатель ДРВ. С поворотом ВР на замкнется контакт 1КВ, сработают реле 1РВ, 2РВ, после чего отключатся реле 41РВ, 42РВ. Реле 3РВ останется неподключенным, так как контакт 42РВ замыкается с выдержкой времени, а контакт 1КВ замыкается кратко-временно. В связи с этим двигатель ДРВ продолжает поворачивать ВР. При повороте ВР еще на , т. е. в сумме на , катушка реле 3РВ получит питание, с контакторов 1В - 2В будет снято напряжение и двигатель ДРВ остановится. В 4 - м положении ККУ все три контакта, 9ККУ, 12ККУ, 13ККУ, разомкнуты. С приходом на колошник первого скипа четвертой подачи и после высыпания материала во ВР включается двигатель ДРВ. После поворота ВР на замыкается контакт 1КВ и включается только реле 1РВ; вслед за этим отключается реле 41РВ, которое с выдержкой времени замыкает свой контакт в цепи реле 2РВ. При повороте ВР еще на вновь замыкается контакт 1КВ и подается питание на реле 2РВ; затем отключается реле 42РВ, которое с выдержкой времени замыкает свой контакт в цепи реле 3РВ. При повороте ВР еще на , т. е. в сумме на , включается реле 3РВ и двигатель ДРВ останавливается.
В 5 - м и 6 - м положении ККУ работа узла включения двигателя ДРВ аналогична соответственно работе в 3 - м и 2 - м положении ККУ. Различие заключается лишь в том, что отсчет углов в 5 - м и в 6 - м положениях производится контактом 2КВ при обратном направлении поворота ВР.
При перегоне пустых скипов контакт 4КБ или 5КБ замкнут, цепь реле 3РВ подключена, следовательно, размыкающий контакт 3РВ в цепи контакторов 1В - 2В (1Н - 2Н) разомкнут, двигатель ДРВ не может быть подключен и ВР не поворачивается.Схема ВР подает импульс в схему лебедки конусов на открывание МК (контакты 6РБ и 3РБ).
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Технологическое описание механизма. Расчет усилий в механизме, возникающих при различных режимах работы. Предварительный выбор мощности двигателя, его проверка, расчет недостающих параметров. Проектирование системы управления данным электроприводом.
курсовая работа [348,7 K], добавлен 09.04.2012Проект реконструкции технологии и рудной базы древнего металлургического производства Северной Евразии. Изучение металлургических шлаков Синташта и Аркаим. Эксперименты по строительству печи, прогреву ее, обжигу руды, плавке руд в тигле и в печи.
реферат [2,6 M], добавлен 28.01.2014Определение параметров, высова и диаметра воздушных фурм. Расчет геометрического профиля доменной печи по методу Рамма. Диаметр распара, горна, колошника. Высота горна, заплечиков, распара, шахты и колошника. Кинетическая энергия истечения дутья.
контрольная работа [72,7 K], добавлен 23.12.2012Классификация и принцип работы нагревательных устройств. Схема дуговой сталеплавильной печи. Оборудование для проверки качества сварных швов. Одношпиндельный токарно-револьверный автомат по обработке деталей. Установка электрохимической обработки стали.
курс лекций [9,5 M], добавлен 22.03.2011Устройство, назначение и принцип действия доменной печи. Выбор и расчет гибких строп для капитального ремонта доменной печи. Расчет отводных блоков. Организация технического обслуживания, технология проведения и определение трудоемкости ремонта печи.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 23.05.2013Характеристика печей с электрическим нагревом для расплавления металлов и сплавов. Тепловой баланс плавильных агрегатов. Классификация тепловой работы печей. Физико-химические и эксплуатационные свойства огнеупорных и теплоизоляционных материалов.
реферат [16,6 K], добавлен 01.08.2012Металлургическое производство и его структура. Основные перспективы развития металлургии. Применение продукции металлургического производства. Фрезерование как обработка материалов резанием с помощью фрезы. Классификация фрез по направлению зубьев фрезы.
курсовая работа [720,3 K], добавлен 24.09.2012Конструкция и принцип работы доменной печи. Расчет шихты на 1 тонну чугуна, состава и количества колошникового газа и количества дутья. Определение материального и теплового балансов доменной плавки. Расчет профиля доменной печи (полезная высота и объем).
курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.05.2011Расширение функциональных и технических возможностей управления тепловым режимом, обеспечение безотказной и безаварийной работы воздухонагревателя доменной печи. Автоматизация контроля за состоянием технологического оборудования воздухонагревателя.
курсовая работа [660,2 K], добавлен 21.04.2019Технико-экономические показатели доменного производства. Способы улучшения качества стального слитка. Производство стали в кислородных конвертерах. Интенсификация доменного процесса. Устройство и работа мартеновской печи. Маркировка магния и его сплавов.
контрольная работа [58,8 K], добавлен 03.07.2015
