МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Электронной техники

Отчет по НИРС

На тему: "Электронная система контроля и управления печью Таммана"

Выполнил: ст.гр.ЭлС-10

Карповский А.Ю.

Проверил: доц., к.Т.Н., Кузнецов д.Н.

Донецк 2013

Введение

Теоретическое значение изучения проблемы " Создание электронной системы управления печью Таммана " заключается в том, что избранная для рассмотрения проблематика находится на стыке сразу нескольких научных дисциплин.

Объектом данного исследования является анализ условий " Создания электронной системы управления печью Таммана ".

При этом предметом исследования является рассмотрение отдельных вопросов, сформулированных в качестве задач данного исследования.

1. Описание работы

   1. Актуальность выбранной темы

Актуальность данной работы обусловлена, с одной стороны, большим интересом к теме "Создание электронной системы управления печью Таммана" в современной науке, с другой стороны, ее недостаточной разработанностью. Рассмотрение вопросов связанных с данной тематикой носит как теоретическую, так и практическую значимость.

2. Постановка проблемы

Проблема данного исследования заключена в плохом развитии данной темы на территории Украины, отсутствует возможность использовать конечные, ранее разработанные, блоки контроля и управления для улучшения работы электропечных установок.

3. Цель данного исследования

Целью исследования является изучение темы "Автоматизация печи Таммана" с точки зрения новейших отечественных и зарубежных исследований по сходной проблематике.

2. Описание объекта контроля и управления

   1. Общая характеристика печи

Принцип работы электропечных установок (ЭПУ) основан на том, что при прохождении тока по проводнику в нем выделяется тепло. В соответствие с законом Джоуля – Ленца, количество выделившегося в проводнике тепла пропорционально квадрату силы тока, электрическому сопротивлению проводника и времени прохождения тока:

Подбирая определенные материалы с известным сопротивлением и соответствующий источник электрического тока. Можно получить достаточную мощность для расплавления металлов.

Предметом предлагаемого изобретения является конструктивное выполнение электрической печи типа Таммана, в которой к угольной нагревательной трубе ток подводится через посредство охлаждаемых водой медных трубок, наложенных на концы нагрева­тельной трубы.

Согласно изобретению, с целью образо­вания в печи одной общей циркуляционной системы для охлаждающей воды, свободные концы трубок, наложенные на разные кон­цы нагревательной трубы соединены между собой и между ними введена полая втулка из электроизолирующего материла. Полая втулка зажата между фланцами медных трубок, стянутых изолированными болтами.

На чертеже фиг. 1 изображается общий вид печи сбоку с частичным разрезом и фиг. 2 — разрез фланцевого соединения медных трубок.

Печь снабжена кожухом 1, внутри ко­жуха помещена нагревательная угольная труба 4, на концы которой наложены два электрода 2 и 3 в виде змеевиков из охлаждаемых водой медных трубок. Контакт .между нагревательной трубой и электро­дами создается с помощью уплотнения из графитовой крупки 5. Ток к электродам подводится через медные трубки-шины 6, соединенные с токоподводящими болта ми 7.

Токопроводящие болты имеют полости, через которые в шины, а затем в электроды подается вода для охлаждения. Вода вхо­дит через один токопроводящий болт и вы­ходит через другой. Разрыв электрической цепи трубок, образующих электроды 2, 3, осуществляется с помощью целого изолято­ра 8 из кварцевого стекла (см. фиг. 2), за­жатого между фланцами трубок изолирован­ными болтами 9 с помощью кожаных про­кладок 10. Изоляция токопроводящих бол­тов 7 от поддона печи осуществляется с помощью резиновых прокладок 11.

Плавка стекла ведется в электрической печи сначала под вакуумом (3—5 мм), а затем под давлением (25 ат). Для этой цели у печи предусмотрен кожух 12. на котором имеется четыре штуцера—13, 14, 15 и 18.Первый и второй служат для подключения печи через вентиль соответственно к ваку­ум-насосу и к баллону со сжатым газом, третий является смотровым окном, через которое осуществляется оптическим пиро­метром измерение температуры в печи, и четвертый служит лазом, через который ус­танавливается и вынимается тигель. Штуцер 15 закрывается диском 16 из про­зрачного кварцевого стекла на резиновых прокладках 17.

Кожух 12 устанавливается на резиновой прокладке 21 и укрепляется на поддоне 20 болтами 19.

Для охлаждения кожуха к нему приваривается рубашка из железа толщиной 2— 3 мм.

Сосудом для плавки служат тигли 22 из графита или вольфрама. Теплоизоляцией печи является древесный уголь 23 и маг­незит 24. Разделены они трубой из огнеупора.

Графитовый тигль перед плавкой уста­навливается на угольную подставку 25, изолированную от поддона, диском 26 да кварцевого стекла. Чтобы подставка не касалась стенок угольной трубы, на нее на­дето кольцо 27 из кварцевого стекла, или другого огнеупора.

Медные трубки-шины 6 подключены к токоподводящим болтам медными гайками 28 через свинцовые шайбы 29. Для пред­отвращения замыкания шин на корпус, на них одеты изоляторы 30 из кварцевого стекла.

Измерение температуры в печи ведется через угольную визирную трубку 31, уста­новленную против смотрового стекла.

Корпус печи укреплен на подставках 32.

Электроды печи, в отличие от извест­ных, изготовлены не отливкой из бронзы, а простым свертыванием медных трубок в спираль, что, вследствие уменьшения под­соса воздуха через поры в металле, получа­ющиеся при отливке, значительно умень­шает стоимость электродов и улучшает ва­куум печи.

В электрической печи сопротивления типа Таммана для плавки к угольной нагревательной трубе ток под­водится через посредство охлаждаемых во­дой медных трубок, наложенных на концы нагревательной трубы, отличающаяся тем, что, с целью образования одной общей воды, свободные концы трубок, нало­женные на разные концы нагревательной трубы, соединены между собой и между ни­ми введена полая втулка из электроизоли­рующего материала..

Рис.1- Печь Таммана

2. Задачи проектирования

К задачам проектирования относятся:

• Выбор информационных параметров

В качестве информационных параметров в данной работе будут использованы ток, напряжение и температура. Ток и напряжения необходимы для управления и контроля мощности печи, а температура необходима для наглядного рассмотрения процесса плавки, происходящего в печи.

• Расчет электрической схемы цепи управления

Расчет производится по наглядным данным, полученным вследствие проведения лабораторной работы №1 «Устройство электрических печей».

• Подбор элементов цепи, для соответствующего режима работы данной печи.

Подбор элементов осуществляется в соответствии с поставленной задачей регулировки и управления.