Помощь студентам в учебе
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ДУГОВЫМИ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫМИ ПЕЧАМИ СНИЖАЮЩИХ ПОЛОМКИ ЭЛЕКТРОДОВ
|
ВВЕДЕНИЕ 4
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКЦИЙ, МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ, СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ
1.1 Классификация и анализ конструкций дуговых сталеплавильнных
печей 7
1.2 Технологический процесс плавки металла в дуговой печи 12
1.3 Методы снижения поломок электродов 26
2 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ МЕХАНИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОДА С ШИХТОЙ
2.1 Анализ причин поломок электродов 28
2.2 Принцип построения механизма перемещения электрода 30
2.3 Взаимодействия электрода и шихты 32
2.4 Исследование процессов взаимодействия электрода с шихтой 36
2.5 Принцип построения регулятора мощности ДСП 39
2.6 Выводы по главе 2 42
3 ИССЛЕДОВАНИЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ ДСП
3.1 Уточненная структурная схемы регулятора мощности ДСП 43
3.2 Исследование зависимости насыпной плотности на механическое
напряжение в электроде 45
3.3 Усовершенствованный регулятор мощности ДСП, снижающий
поломку электродов 47
3.4 Выводы по главе 3 51
4 ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКЦИЙ, МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ, СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ
1.1 Классификация и анализ конструкций дуговых сталеплавильнных
печей 7
1.2 Технологический процесс плавки металла в дуговой печи 12
1.3 Методы снижения поломок электродов 26
2 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ МЕХАНИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОДА С ШИХТОЙ
2.1 Анализ причин поломок электродов 28
2.2 Принцип построения механизма перемещения электрода 30
2.3 Взаимодействия электрода и шихты 32
2.4 Исследование процессов взаимодействия электрода с шихтой 36
2.5 Принцип построения регулятора мощности ДСП 39
2.6 Выводы по главе 2 42
3 ИССЛЕДОВАНИЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ ДСП
3.1 Уточненная структурная схемы регулятора мощности ДСП 43
3.2 Исследование зависимости насыпной плотности на механическое
напряжение в электроде 45
3.3 Усовершенствованный регулятор мощности ДСП, снижающий
поломку электродов 47
3.4 Выводы по главе 3 51
4 ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
Челябинский металлургический комбинат» - одно из основных предприятий в России по выпуску высококачественных и качественных сталей. ЧМК - один с нескольких предприятий государства, которому предоставлена возможность приписывать продукту личный индекс - Челябинский сплав(ЧС). Кроме того, комбинат считается наикрупнейшим изготовителем нержавеющей стали в Российской федерации.
ЧМК изготавливает обширный ассортимент продукта металлургического изготовления: стальные полуфабрикаты, чугун (чушковый), Листовой и сортовой металлопрокат из, конструкционных, углеродистых, приборных и коррозионно¬устойчивых марок стали, рельсовую продукцию и фасонный металлопрокат. Продукция ЧМК используется в автомобильном, сельскохозяйственном, химическом, и энергетическом машиностроении, а также в строительстве, медицинском оборудовании, атомной энергетике и т.д.
В настоящее время на «Челябинском металлургическом комбинате» для производства высококачественной продукции используют дуговые сталеплавильные печи.
Дуговая сталеплавильная печь ДСВ-5А расположена в печном пролете Электросталеплавильного цеха. Всего в печном пролете расположены три дуговых сталеплавильных печи данного типа.
ДСВ-5А предназначена для выплавки следующих марок сталей: высоколегированных, нержавеющих, специальных, быстрорежущих и инструментальных марок [28].
Плавильные установки, применяющие электрическую энергию в с целью получения тепла, обладают значительные технологические, теплотехнические, конструктивные и экологические достоинства. Концентрированное внедрение большого числа термической энергии в комбинации с простотой регулировки доставляемой мощности, обширным набором инженерных и научно-технических средств ведения плавки считается бесспорным преимуществом дуговой сталеплавильной печи в сравнении с другими плавильными аппаратами. Кроме этого, электросталеплавильный способ гарантирует большой уровень энергосбережения и существенно уменьшает нагрузку в находящуюся вокруг среду, который гарантирует вероятность довольно скорой адаптации ДСП в наиболее разных географических регионах и финансовых условиях.
Большая мощность и значительная температура электрической дуги дают возможность стремительно разогревать и плавить шихту, при этом температура нагрева жидкого металла может являться значительно больше, нежели в иных плавильных аппаратах. Дуговая печь обладает относительно незначительными габаритами, дуга в печи горит в непосредственном контакте с шихтой, по этой причине отдача тепла шихте существенно облегчается и ускоряется. Тенденции крайних лет демонстрируют формирование международный металлургии, и, как результат, изготовление стали возрастает каждый год.
Мировое производство стали достигло 1 миллиарда 711,3 млн.т. в 2017 году, что на 5,4 процента больше по сравнению с 2016 г. Выплавка стали во всех регионах нашей планеты увеличилась в 2017г., за исключением СНГ, производство стали в котором оставалось стабильным.
Все больше стран предпочитают использовать для получения стали электродуговой способ. Общемировые направленности ориентированы на увеличение электросталеплавильного и кислородно-конверторного методов изготовления.
В настоящее время количество изготовления стали в ДСП увеличивается с каждым годом. Согласно статистике, в 2017 году прирост составил 30%, со временем вытесняя с рынка мартеновский метод, в связи с его природоохранными и энергетическими параметрами[30].
Совокупность увеличения нужд в стали и повышение значимости электросталеплавильного изготовления приводит к потребности формирования новейших дуговых электроустановок и модернизации ранее имеющихся комплексов, а конкурентный рынок призывает регулярно совершенствовать свойства создаваемых установок и увеличивать их эффективность. На течении целой истории создания и эксплуатации ДСП, улучшилась их структура, конструкция питания и претерпела существенные перемены система управления электроустановками. В настоящий период уже числятся отработанными конструктивные решения и концепции питания ДСП. В связи с существенным расширением элементной базы и компьютерных технологий один с ключевых способов увеличения производительности электроустановок считается создание новейших алгоритмов управления компонентами, подводящими и контролируемыми мощность, вводимую в ванную комнату печи - регулятором мощности ДСП.
На основе вышеизложенного цель поисков новейших алгоритмов управления ДСП и формирование регулятора мощности, исключающего неисправности электродов, в настоящее время, считается актуальной.
ЧМК изготавливает обширный ассортимент продукта металлургического изготовления: стальные полуфабрикаты, чугун (чушковый), Листовой и сортовой металлопрокат из, конструкционных, углеродистых, приборных и коррозионно¬устойчивых марок стали, рельсовую продукцию и фасонный металлопрокат. Продукция ЧМК используется в автомобильном, сельскохозяйственном, химическом, и энергетическом машиностроении, а также в строительстве, медицинском оборудовании, атомной энергетике и т.д.
В настоящее время на «Челябинском металлургическом комбинате» для производства высококачественной продукции используют дуговые сталеплавильные печи.
Дуговая сталеплавильная печь ДСВ-5А расположена в печном пролете Электросталеплавильного цеха. Всего в печном пролете расположены три дуговых сталеплавильных печи данного типа.
ДСВ-5А предназначена для выплавки следующих марок сталей: высоколегированных, нержавеющих, специальных, быстрорежущих и инструментальных марок [28].
Плавильные установки, применяющие электрическую энергию в с целью получения тепла, обладают значительные технологические, теплотехнические, конструктивные и экологические достоинства. Концентрированное внедрение большого числа термической энергии в комбинации с простотой регулировки доставляемой мощности, обширным набором инженерных и научно-технических средств ведения плавки считается бесспорным преимуществом дуговой сталеплавильной печи в сравнении с другими плавильными аппаратами. Кроме этого, электросталеплавильный способ гарантирует большой уровень энергосбережения и существенно уменьшает нагрузку в находящуюся вокруг среду, который гарантирует вероятность довольно скорой адаптации ДСП в наиболее разных географических регионах и финансовых условиях.
Большая мощность и значительная температура электрической дуги дают возможность стремительно разогревать и плавить шихту, при этом температура нагрева жидкого металла может являться значительно больше, нежели в иных плавильных аппаратах. Дуговая печь обладает относительно незначительными габаритами, дуга в печи горит в непосредственном контакте с шихтой, по этой причине отдача тепла шихте существенно облегчается и ускоряется. Тенденции крайних лет демонстрируют формирование международный металлургии, и, как результат, изготовление стали возрастает каждый год.
Мировое производство стали достигло 1 миллиарда 711,3 млн.т. в 2017 году, что на 5,4 процента больше по сравнению с 2016 г. Выплавка стали во всех регионах нашей планеты увеличилась в 2017г., за исключением СНГ, производство стали в котором оставалось стабильным.
Все больше стран предпочитают использовать для получения стали электродуговой способ. Общемировые направленности ориентированы на увеличение электросталеплавильного и кислородно-конверторного методов изготовления.
В настоящее время количество изготовления стали в ДСП увеличивается с каждым годом. Согласно статистике, в 2017 году прирост составил 30%, со временем вытесняя с рынка мартеновский метод, в связи с его природоохранными и энергетическими параметрами[30].
Совокупность увеличения нужд в стали и повышение значимости электросталеплавильного изготовления приводит к потребности формирования новейших дуговых электроустановок и модернизации ранее имеющихся комплексов, а конкурентный рынок призывает регулярно совершенствовать свойства создаваемых установок и увеличивать их эффективность. На течении целой истории создания и эксплуатации ДСП, улучшилась их структура, конструкция питания и претерпела существенные перемены система управления электроустановками. В настоящий период уже числятся отработанными конструктивные решения и концепции питания ДСП. В связи с существенным расширением элементной базы и компьютерных технологий один с ключевых способов увеличения производительности электроустановок считается создание новейших алгоритмов управления компонентами, подводящими и контролируемыми мощность, вводимую в ванную комнату печи - регулятором мощности ДСП.
На основе вышеизложенного цель поисков новейших алгоритмов управления ДСП и формирование регулятора мощности, исключающего неисправности электродов, в настоящее время, считается актуальной.
1. С помощью математической модели были описаны механические процессы проходящие при касании электрода с шихтой в момент зажигания дуги.
2. Определены допустимые скорости перемещения электродов при различных свойствах шихты, которые позволяют при проектировании выбирать параметры регулятора мощности.
3. Исследования, проведенные на модели, позволили получить зависимости допустимой скорости перемещения электрода от насыпной плотности.
4. Установлена необходимость учета упругости шихты, а также проведения мероприятий по шихтовке загрузочной бадьи с целью снижения насыпной плотности шихты в зоне контакта с электродом.
5. Обоснована целесообразность использования таких приемов снижения вероятности поломки электродов, как ограничение скорости перемещения электрода во время удара, введение электромеханического тормоза и правильной шихтовки завалочной бадьи..
6. Определены предельные величины разрушающих усилий и рекомендации по шихтовке завалочной бадьи.
7. Получена зависимость коэффициента упругости шихты от ее насыпной плотности.
8. Определен экономический эффект от внедрения усовершенствованного регулятора мощности. Внедрение новой системы окупится достаточно быстро, в течение одного года.
2. Определены допустимые скорости перемещения электродов при различных свойствах шихты, которые позволяют при проектировании выбирать параметры регулятора мощности.
3. Исследования, проведенные на модели, позволили получить зависимости допустимой скорости перемещения электрода от насыпной плотности.
4. Установлена необходимость учета упругости шихты, а также проведения мероприятий по шихтовке загрузочной бадьи с целью снижения насыпной плотности шихты в зоне контакта с электродом.
5. Обоснована целесообразность использования таких приемов снижения вероятности поломки электродов, как ограничение скорости перемещения электрода во время удара, введение электромеханического тормоза и правильной шихтовки завалочной бадьи..
6. Определены предельные величины разрушающих усилий и рекомендации по шихтовке завалочной бадьи.
7. Получена зависимость коэффициента упругости шихты от ее насыпной плотности.
8. Определен экономический эффект от внедрения усовершенствованного регулятора мощности. Внедрение новой системы окупится достаточно быстро, в течение одного года.