Luận Văn: "Thiết kế hệ thống điều khiển động cơ nâng hạ điện cực lò hồ quang" Thuyết minh đồ án tốt nghiệp S V: Trần Đại Khoa LI NểI U Trong nn cụng nghip hin nay ngnh c khớ luyn kim úng mt vai trũ rt quan trng, l ngnh cụng nghip khụng th thiu v sn phm ca ngnh luụn cú mt tt c mi lnh vc. Hin nay trong cụng nghip luyn kim, phng phỏp nu luyn thộp bng lũ h quang c dựng ph bin vi u im l n gin d to ra cỏc loi thộp cú cht lng mong mun. Cht lng thộp l i lng ph thuc vo rt nhiu yu t trong ú ph thuc phn ln vo cụng sut cp cho lũ v s phõn b nhit hay nhit trong ni lũ. iu chnh cụng sut lũ h quang cú th thc hin bng cỏch thay i in ỏp ra ca bin ỏp lũ hoc bng s dch chuyn in cc thay i chiu di ngn la h quang v nh vy s thay c in ỏp h quang, dũng in h quang v cụng sut tỏc dng ca h quang. Ngy nay vi s phỏt trin mnh m ca nn cụng nghip mỏy tớnh v thit b thụng minh cỏc quỏ trỡnh sn xut ngy cng cú s tham gia ca cỏc thit b ny iu khin mt cỏch chớnh xỏc t ng quỏ trỡnh sn xut. Qua k hc tp va qua em c giao ti mụn hc vi ni dung Thit k h thng iu khin ng c nõng h in cc lũ h quang Ni dung ỏn ca em cú nhng phn chớnh sau: Phn I: Nhng vn chung v lũ h quang Phn II: Thit k s ụ nguyờn lý Phn III: Tớnh chn cỏc thit b Phn IV: Xột n nh v hiu chnh h thng Phn V : Nguyờn lý lm vic ca h thng Em xin chõn thnh cm n thy giỏo hng dn : Nguyn Ngc Kiờn v cỏc thy giỏo trong b mụn ó giỳp nhit tỡnh , cng vi s n lc ca bn Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp 2 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp S V: Trần Đại Khoa thõn em ó hon thnh ti ny. Song do kh nng v thi gian cú hn nờn trong ỏn khụng trỏnh khi nhng thiu sút. Em rt mong c s ch bo hng dn ca cỏc thy cụ giỏo v cỏc bn úng gúp ý kin em hon thin ỏn ny Em xin chõn thnh cm n ! Thỏi Nguyờn ngy 20/3/2001 Sinh viờn thc hin Trn i Khoa Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp 3 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp S V: Trần Đại Khoa PHN I NHNG VN CHUNG V Lề H QUANG Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp 4 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp S V: Trần Đại Khoa Chng I NHNG VN CHUNG V Lề H QUANG I. Khỏi nim chung. I.1 Khỏi nim. Lũ h quang l lũ li dng nhit ca ngn la h quang gia cỏc in cc hoc gia in cc v kim loi nu chy kim loi . Lũ h quang dựng lu thộp cht lng cao . I.2 Phõn loi . Theo dũng in lũ h quang chia thnh hai loi . +) Lũ h quang mt chiu . +) Lũ h quang xoay chiu . Theo cỏch chỏy ca ngn la h quang chia ra . +) Lũ nung núng giỏn tip : nhit ca ngn la xy ra gia hai in cc c dựng nu chy kim loi . +) Lũ nung núng trc tip : nhit ca ngn la h quang xy ra gia hai in cc v kim loi dựng nu chy kim loi . Theo c im cht liu vo lũ , lũ h quang c phõn thnh : +) Lũ cht liu bờn sn bng phng phỏp th cụng hay mỏy múc qua ca lũ +) Lũ cht liu trờn nh lũ xung nh gn cht liu . I.3 Kt cu chung . Vi mi lũ h quang bt k , u cú cỏc b phn chớnh : +) Mi lũ cú lp v cỏch nhit v cú ca lũ v ming rút +) Vn núc lũ cú v cỏch nhit +) C cu gi v dnh chuyn in cc truyn ng bng thanh rng , cỏp in hay bm thu lc . Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp 5 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp S V: Trần Đại Khoa +) C cu nghiờn lũ truyn ng bng h thng in hay h thng thu lc . +) Phn dn in t BA n lũ . Ngoi ra i vi lũ h quang np in t trờn cao cũn cú c cu nõng , quay vũm lũ , c cu rút kim koi hay gu np liu . Trong cỏc lũ h quang cú ni lũ sõu , kim li lng trng thỏi tnh cú chờnh lch nhit theo cao . Trong iu kin ú , tng cng phn ng ca kim loi vi x v m bo kh nng nung núng kim loi trc khi rút , cn phi khuy trn kim loi lng . cỏc lũ dung lng nh thỡ vic khuy trn c thc hin bng tay qua cỏc c cu c khớ . Vi lũ cú dung lng trung bỡnh v ln thỡ thc hin bng thit b khuy trn khụng nhng lm gim lao ng vt v ca th m cũn nõng cao cht lng ca kim loi lu . Thit b khuy trn kim loi lng thng l cỏc thit b in t cú nguyờn lý lm vic tng t ong c KB rotor ngn mch . T trng chy to ra lũ cú ỏy phi kim nh hai cun dõy (stator ) dũng xoay chiu lch pha nhau 90 0 . Do t trng ny m kim loi cú lc in t dc trc l khi i n dũng trong cỏc cun dõy , cú th thay i hng chuyn ng ca dũng trong ni theo hng ngc li . I.4 Cỏc thụng s quan trng ca lũ h quang . Dung lng nh mc ca lũ : s tn kim loi trong mt m . cụng sut nh mc ca mỏy bin ỏp lũ : nh hng quyt nh n thi gian nu luyn, ngha l ti nng sut lũ ,chy kim loi . Theo mc cụng sut tỏc dng ca bin ỏp trong giai on nu chy vi 1T kim loi lng , lũ h quang cũ a ra : Lũ cú cụng sut bỡnh thng , cao v rt cao . Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp 6 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp S V: Trần Đại Khoa i vi lũ h quang cú cụng sut cao v rt cao cũn cú h lm mỏt bng nc qua v lũ . II. Mch ngn (c cu dn in ). Mch ngn hay dõy dn dũng th cp cú dũng in lm vic rt ln cú th ti hng tr , hng trm nghỡn ampe. Tn hao cụng sut mch ngn . Pmn = I2mn .rmn ; Nú cú th t ti 70% tn hao trong ton b thit b lũ h quang . Do vy yờu cu c bn ca mch ngn lũ phi ngn nht .Trong iu in cú th gim bt tn hao , ng thi c phộp t cỏc tm ng lỏ thnh cỏc thanh mm cú th cun do lờn xung theo cỏc in cc . Ngoi ra mch ngn cũ phi m bo s cõn bng rmn v xmn gia cỏc pha ó cú cỏc thụng s in (cụng sut, in ỏp, dũng ) nh nhau ca cỏc h quang . Khi ba pha ngn mch phõn b i xng thỡ h cm gi hai pha bt k s bng nhau v s h cm bng khụng . Trng hp nu khomg cỏch gia cỏc pha khụng nh nhau h cm gia cỏc pha s khỏc nhau .Trong mt pha no ú s xut hin s ph ngc chiu dũng in trong pha ú v to ra mt xt ỏp ph trờn in tr thun pha ú . Kt qu pha ny nh th tng in tr tỏc dng gõy ra mt tn hao cụng sut v cụng sut h quang c pha ny s gim so vi cỏc pha khỏc . ng thi mt pha khỏc s ph li cựng chiu vi dũng in ca pha , in tr tỏc dng nh b gim v cụng sut h quang pha ny s tng lờn , hin tng trờn gõy ra s mt i xng v in ỏp gia cỏc h quang , s phõn b cụng sut khụng ng u gia cỏc pha , gim hiu sut lũ v vi lũ cụng sut cng ln thỡ s mt i xng in t mch ngn cng lún . Chng li hin tng trờn bng cỏch phõn b i xng b mt hỡnh hc v v mt in t ca mch ngn v ca cỏc thanh dn chuyn dũng ti cỏc in cc khụng c bự v tr . Vi cỏc lũ dung lng ln mch ngn c ni tan giỏc cỏc in cc . Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp 7 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp S V: Trần Đại Khoa Hai bờn ni cn gi in cc cú t hai dõy dn dũng pha cỏch in nhau s ũ ny thỡ hai pha cú cỏc dõy dn t õỳ u v u cui ti hai in cc k sỏt nhau , to ra h hai dõy , cú pha th ba dn dũng ti hai cu gia ngoi s khụng cú tớnh cht ca h hai dõy . Tớnh khụng i xng ca mch ngn ó gim nhiu nhng cha hon ton ngi ta thc hin dn dũng h hai dõy cho c ba pha nh thờm cu ph : Mang dõy u cui pha 3 ti in cc mt vũng qua in cc 3 cn ph v cn in cc 1 c dch chuyn ng b vi nhau qua liờn kt c hc . Cỏch ny gim tớnh khụng i xng ca mch ngn n mc ti thiu . III. c im v ch lm vic ca lũ h quang . Chu trỡnh lm vic ca lũ h quang gm ba giai on vi cỏc c im cụng ngh sau : III.1 Giai an nung núng vt liu v nu chy kim loi . Trong giai on ny lũ cn cụng sut nhit ln nht in nng tiờu th chim khpng 60 ữ 80% nng lng ton m nu v thi gian ca nú chim 50 ữ 60% ton b thi gian mt chu trỡnh . m bo cụng sut nu chy ngn la h quang cn phi chỏy n nh khi chỏy in cc b n mũn dn , khong cỏch gia in cc v kim loi tng lờn . duy trỡ h quang in cc phi c iu chnh vo gn kim loi v gõy ra ngn mch lm vic .Ngn mch lm vic tuy xy ra trong thi gian ngn nhng li hay xy ra nờn cỏc thit b in trong mch ng lc thng phi lm vic ddieeuf kin nng n õy l c im ni bt cn lu ý khi tớnh toỏn v chn thit b cho lũ h quang . Ngn mch lm vic cng cú th xy ra do st l cỏc thnh c h bao quanh u in cc to ra trong liu .Ri s núng chy ca cỏc mu liu cng cú th phỏ hu ngn la h quang do tng chiu di ngn la .Lỳc ú phi tin hnh mi li bng cỏch h in cc xug cho trm kim loi ri nõng lờn to h quang . Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp 8 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp S V: Trần Đại Khoa Trong giai on ny s ln ngn mch lm vic cú th n 100 hoc hn .Mi ln xy ra ngn mch lm vic cụng sut hu ớch gim mnh v cú khi bng 0 vi tn hao cc i .Thi gian cho phộp ca mt ln nm lm vic l 2ữ3S .=> giai on nu chy l giai on h quang chỏy kộm n nh nht cụng sut nhit ca h quang dao ng mnh v ngn la h quang rt ngn thng t v mm n 10 ữ15 mm . III.2. Giai on oxy hoỏ v hon nguyờn . õy l giai on kh cacbon ca kim loi n mt gii hn nht nh tu theo yờu cu cụng ngh kh P, S, kh khớ trong gang ri tinh luyn . S chỏy hon ton cacbon gõy sụi mnh kim loi . giai on ny cong sut nhit yờu cu v c bn l bự li cỏc tn hao nhit v nú bng khong 60% cụng sut nhit ca giai on mt h quang cng cn duy trỡ n nh . Trc khi thộp ra lũ phi qua giai on hon nguyờn l giai on kh oxy , kh sun fua v hp kim hoỏ kim loi cụng sut yờu cu lỳc ny ch c 30% so vi giai on 1 ch nng lng tng i n nh v chiu di h quang khong vi trc mm . III.3 Giai on ph . õy l giai on ly sn phm ó nu luyn , tu sa v lm v sinh v cht liu vo lũ . Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp 9 O P (WM) Nu chy ụxy hoỏ Ho n nguyờn +(h) Tu sa v sinh 1- 2 th cụng sut hu cụng tiờu th lũ h quang 100 T Thuyết minh đồ án tốt nghiệp S V: Trần Đại Khoa IV - Yờu cu v trang b in cho lũ h quang . Cỏc lũ h quang nu luyn kim loi cú cỏc b iu chnh luyn nõng cao nng sut lũ gim sut chi phớ nng lng gim thp cacbon cho kim loi , nõng cao cht lng thộp gim dao ng cụng sut khi nu chy , ci thin iu kin lao ng . Cht lng thộp nu luyn ph thuc vo cụng sut cp v s phõn b nhit hay nhit trong ni lũ . iu chnh cụng sut lũ h quang cú th thc hin bng cỏch thay i in ỏp ra ca BAL hoc bng s dch chuyn in cc thay i chiu di ca ngn la h quang v nh vy s thay i c din ỏp h quang , dũng h quang v cụng sut tỏ dng ca h quang . V nguyờn tc vic duy trỡ cụng sut lũ h quang cú th thụng qua vic duy trỡ mt trong cỏc thụng s sau : Dũng in h quang Ihq , in ỏp h quang Uhq , t s gia in ỏp v dũng in h quang (tng tr ) hq hq hq I U Z = B iu chnh duy trỡ dũng h quang khụng i (Ihq =const) s khụng mi h quang t ng c .Ngoi ra khi dũng in trong mt pha no ú thay i s kộo theo dũng in trong hai pha cũn li Vớ d : khi h quang trong mt pha b t thỡ lũ h quang lm vic nh ph ti mt pha vi 2 pha cũn li ni tip vo in ỏp dõy . Lỳc ú cỏc b iu chnh hai pha cũn li s tin hnh h in cc mc dự khụng cn iu ú . Cỏc b iu chnh loi ny ch dựng cho lũ h quang mt pha v ch yu dựng trong lũ h quang chõn khụng . Trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp 10 . Luận Văn: "Thiết kế hệ thống điều khiển động cơ nâng hạ điện cực lò hồ quang" Thuyết minh đồ án tốt