Разработка системы управления ЭШП
|
Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
1.1 Краткая характеристика и особенности метода электрошлакового
переплава 8
1.2 Виды и основные параметры установок электрошлакового переплава 10
2 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УСТАНОВКИ
ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА 14
3 ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВОК ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА
КАК ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ 21
3.1 Расчет электрических характеристик установки ЭШП 21
3.2 Расчет электрических характеристик в относительных единицах 26
3.3 Построение рабочих характеристик. Определение оптимальных режимов
работы 28
4 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫМ ПЕРЕПЛАВОМ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 32
4.1 Выбор методов управления ЭШП 32
4.2 Выбор технического обеспечения ЭШП 35
4.3 Выбор программного обеспечения 36
5 МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ
ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА 38
5.1 Схема работы и системы управления установки ЭШП 38
5.2 Схема электрическая принципиальная установки ЭШП 45
6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 52
6.1 Обоснование проектной разработки 52
6.2 Подсчет экономии за счет внедрения системы автоматизации 53
6.3 Анализ экономической эффективности разработки 54
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 57
7.1 Краткое описание производственного участка 57
7.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов 57
7.3 Выбор нормативных значений факторов рабочей среды и трудового
процесса 58
7.4 Охрана труда 59
7.6 Эргономика и производственная эстетика 61
7.7 Противопожарная и взрывобезопасность 62
7.8 Экологическая безопасность 63
7.9 Обеспечение безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 67
ВВЕДЕНИЕ 6
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 8
1.1 Краткая характеристика и особенности метода электрошлакового
переплава 8
1.2 Виды и основные параметры установок электрошлакового переплава 10
2 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УСТАНОВКИ
ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА 14
3 ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВОК ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА
КАК ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ 21
3.1 Расчет электрических характеристик установки ЭШП 21
3.2 Расчет электрических характеристик в относительных единицах 26
3.3 Построение рабочих характеристик. Определение оптимальных режимов
работы 28
4 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫМ ПЕРЕПЛАВОМ И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 32
4.1 Выбор методов управления ЭШП 32
4.2 Выбор технического обеспечения ЭШП 35
4.3 Выбор программного обеспечения 36
5 МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ
ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА 38
5.1 Схема работы и системы управления установки ЭШП 38
5.2 Схема электрическая принципиальная установки ЭШП 45
6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 52
6.1 Обоснование проектной разработки 52
6.2 Подсчет экономии за счет внедрения системы автоматизации 53
6.3 Анализ экономической эффективности разработки 54
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 57
7.1 Краткое описание производственного участка 57
7.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов 57
7.3 Выбор нормативных значений факторов рабочей среды и трудового
процесса 58
7.4 Охрана труда 59
7.6 Эргономика и производственная эстетика 61
7.7 Противопожарная и взрывобезопасность 62
7.8 Экологическая безопасность 63
7.9 Обеспечение безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 67
Большую роль в деле технического прогресса играет качественная металлургия. Без специальных сталей и сплавов высокого качества невозможно развитие новой техники, таких как , ракетостроение и авиации, атомной энергетики, танкостроении и газотурбостроение.
В последние годы современное оборудование как нельзя кстати, нуждается в металлах, а также сплавах надёжно стойких в самых разнообразных условиях - под воздействием высоких температур и давлении, больших скоростях и нагрузках.
Качественный металл можно приобрести на крупных металлургических предприятиях, которые в свою очередь имеют специальное оборудование для его производства. Одним из таких являются электрошлаковые печи, с применением метода электрошлакового переплава.
Электрошлаковая печь (ЭШП) - это устройство, используемое для переплавки металлических отходов и лома. Она работает на основе генерации тепла при помощи электрического тока, который проходит через слой шлака над расплавленным металлом.
Среди преимуществ использования электрошлаковых печей можно выделить следующие:
- экономическая выгода: ЭШП позволяет эффективно использовать металлические отходы и лом, что может значительно сократить расходы на закупку нового металла. Также, в процессе переплавки возможно извлечение ценных металлических соединений, таких как никель, хром и другие;
- энергоэффективность: По сравнению с традиционными печами, электрошлаковые печи потребляют меньше энергии при переплавке металла. Это связано с тем, что процесс переплавки происходит за счет прямого воздействия электрического тока на расплавленный металл;
- экологическая безопасность: Использование ЭШП позволяет снизить количество отходов и выбросов в атмосферу. Также, в процессе переплавки возможно удаление различных примесей и загрязнителей из металла.
В наше время, когда производственные процессы становятся всё более сложными и требуют повышенной точности в выполнении, активно применяются средства автоматизации.
Применение технических средств автоматизации для установок электрошлакового переплава имеет большую актуальность в настоящее время. Это связано с тем, что автоматизация позволяет повысить качество процесса переплава, а также снизить затраты на производство.
Основной задачей средств автоматизации является управление техническими процессами и контроль над ними. Такие средства позволяют осуществлять не только контроль за достижением изделий и материалов на производстве, но и следить за работой оборудования, его состоянием и производительностью.
Важными средствами автоматизации являются регуляторы и контроллеры. Регуляторы используются для автоматической настройки параметров, например для поддержания заданной температуры или давления в технологическом процессе. Контроллеры же позволяют управлять работой оборудования, настроить его на нужный режим работы и следить за его состоянием.
Применение таких средств является необходимым условием для успешной работы современного предприятия в условиях жёсткой конкуренции.
Одним из основных преимуществ автоматизации можно отнести возможность точного контроля процесса переплава. Технических средства автоматизации позволяют контролировать такие параметры, как температура, скорость подачи электрода, состав шлака и т.д. Это позволяет достичь более высокой точности и стабильности процесса переплава, что в свою очередь повышает качество и надёжность получаемой стали.
Наконец, автоматизация позволяет улучшить условия труда для персонала. Она позволяет снизить риски для здоровья работников, связанные с работой на высоких температурах и в условиях высокой вибрации.
Таким образом, применение технических средств автоматизации для установок электрошлакового переплава является актуальным и перспективным направлением развития производства стали.
Целью выпускной квалификационной работы является повышение точности отработки режимов и плавки ЭШП.
Задачи ВКР следующие:
- сравнить отечественные и передовые зарубежные технологии;
- рассмотреть устройство и принцип действия установки
электрошлакового переплава;
- представить характеристики установок электрошлакового переплава как объекта регулирования;
- разработать модель работы установки электрошлакового переплава;
- определить технико-экономические показатели;
- рассмотреть вопросы безопасности жизнедеятельности.
Объектом: установка электрошлакового переплава.
Предметом: система управления.
В последние годы современное оборудование как нельзя кстати, нуждается в металлах, а также сплавах надёжно стойких в самых разнообразных условиях - под воздействием высоких температур и давлении, больших скоростях и нагрузках.
Качественный металл можно приобрести на крупных металлургических предприятиях, которые в свою очередь имеют специальное оборудование для его производства. Одним из таких являются электрошлаковые печи, с применением метода электрошлакового переплава.
Электрошлаковая печь (ЭШП) - это устройство, используемое для переплавки металлических отходов и лома. Она работает на основе генерации тепла при помощи электрического тока, который проходит через слой шлака над расплавленным металлом.
Среди преимуществ использования электрошлаковых печей можно выделить следующие:
- экономическая выгода: ЭШП позволяет эффективно использовать металлические отходы и лом, что может значительно сократить расходы на закупку нового металла. Также, в процессе переплавки возможно извлечение ценных металлических соединений, таких как никель, хром и другие;
- энергоэффективность: По сравнению с традиционными печами, электрошлаковые печи потребляют меньше энергии при переплавке металла. Это связано с тем, что процесс переплавки происходит за счет прямого воздействия электрического тока на расплавленный металл;
- экологическая безопасность: Использование ЭШП позволяет снизить количество отходов и выбросов в атмосферу. Также, в процессе переплавки возможно удаление различных примесей и загрязнителей из металла.
В наше время, когда производственные процессы становятся всё более сложными и требуют повышенной точности в выполнении, активно применяются средства автоматизации.
Применение технических средств автоматизации для установок электрошлакового переплава имеет большую актуальность в настоящее время. Это связано с тем, что автоматизация позволяет повысить качество процесса переплава, а также снизить затраты на производство.
Основной задачей средств автоматизации является управление техническими процессами и контроль над ними. Такие средства позволяют осуществлять не только контроль за достижением изделий и материалов на производстве, но и следить за работой оборудования, его состоянием и производительностью.
Важными средствами автоматизации являются регуляторы и контроллеры. Регуляторы используются для автоматической настройки параметров, например для поддержания заданной температуры или давления в технологическом процессе. Контроллеры же позволяют управлять работой оборудования, настроить его на нужный режим работы и следить за его состоянием.
Применение таких средств является необходимым условием для успешной работы современного предприятия в условиях жёсткой конкуренции.
Одним из основных преимуществ автоматизации можно отнести возможность точного контроля процесса переплава. Технических средства автоматизации позволяют контролировать такие параметры, как температура, скорость подачи электрода, состав шлака и т.д. Это позволяет достичь более высокой точности и стабильности процесса переплава, что в свою очередь повышает качество и надёжность получаемой стали.
Наконец, автоматизация позволяет улучшить условия труда для персонала. Она позволяет снизить риски для здоровья работников, связанные с работой на высоких температурах и в условиях высокой вибрации.
Таким образом, применение технических средств автоматизации для установок электрошлакового переплава является актуальным и перспективным направлением развития производства стали.
Целью выпускной квалификационной работы является повышение точности отработки режимов и плавки ЭШП.
Задачи ВКР следующие:
- сравнить отечественные и передовые зарубежные технологии;
- рассмотреть устройство и принцип действия установки
электрошлакового переплава;
- представить характеристики установок электрошлакового переплава как объекта регулирования;
- разработать модель работы установки электрошлакового переплава;
- определить технико-экономические показатели;
- рассмотреть вопросы безопасности жизнедеятельности.
Объектом: установка электрошлакового переплава.
Предметом: система управления.
Метод электрошлакового переплава (ЭШП) - это способ переработки металлических отходов и лома, основанный на использовании электрической дуги и шлака в качестве среды переноса тепла. Этот метод широко используется в промышленном производстве для получения металлических заготовок.
Основными преимуществами метода ЭШП являются:
- возможность переплавлять различные виды металлических отходов и лома, что позволяет сокращать расходы на покупку первичного лома;
- высокая скорость переплава, что позволяет значительно повышать
производительность процесса;
- возможность точной регулировки температуры в процессе переплава, что обеспечивает равномерность и качество получаемого металла.
Система автоматического управления электрошлаковым переплавом является одной из самых важных составляющих производственного процесса, так как позволяет повысить качество выплавляемой стали, снизить затраты на энергоносители и сократить время цикла переплавки металла.
Выбор оборудования для автоматического управления электрошлаковым переплавом зависит от требований к производительности и точности управления, а также от технологических особенностей производства.
Одним из наиболее распространенных оборудований для автоматического управления электрошлаковым переплавом является система автоматического контроля уровня электродов и шлака. Данная система позволяет следить за глубиной погружения электродов в металл, контролировать уровень шлака в ковше и автоматически регулировать глубину погружения электродов и размешивание шлака в процессе переплавки.
Также для автоматического управления процессом электрошлаковой переплавки можно использовать системы автоматического дозирования легирующих элементов, которые позволяют точно дозировать количество добавляемых легирующих элементов и обеспечить высокое качество выплавляемой стали.
Важным компонентом автоматической системы управления является программное обеспечение, которое позволяет собирать данные со всех датчиков и диагностировать работу оборудования в режиме онлайн.
Основными преимуществами метода ЭШП являются:
- возможность переплавлять различные виды металлических отходов и лома, что позволяет сокращать расходы на покупку первичного лома;
- высокая скорость переплава, что позволяет значительно повышать
производительность процесса;
- возможность точной регулировки температуры в процессе переплава, что обеспечивает равномерность и качество получаемого металла.
Система автоматического управления электрошлаковым переплавом является одной из самых важных составляющих производственного процесса, так как позволяет повысить качество выплавляемой стали, снизить затраты на энергоносители и сократить время цикла переплавки металла.
Выбор оборудования для автоматического управления электрошлаковым переплавом зависит от требований к производительности и точности управления, а также от технологических особенностей производства.
Одним из наиболее распространенных оборудований для автоматического управления электрошлаковым переплавом является система автоматического контроля уровня электродов и шлака. Данная система позволяет следить за глубиной погружения электродов в металл, контролировать уровень шлака в ковше и автоматически регулировать глубину погружения электродов и размешивание шлака в процессе переплавки.
Также для автоматического управления процессом электрошлаковой переплавки можно использовать системы автоматического дозирования легирующих элементов, которые позволяют точно дозировать количество добавляемых легирующих элементов и обеспечить высокое качество выплавляемой стали.
Важным компонентом автоматической системы управления является программное обеспечение, которое позволяет собирать данные со всех датчиков и диагностировать работу оборудования в режиме онлайн.