Тема 1.4 Электрическое и электромеханическое оборудование
Предприятий черной металлургии
Практическое занятие № 44
Поверочный расчет мощности двигателя главного привода блюминга
Формируемая компетенция:
ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.
Цель работы:
1. Повторить теоретический материал.
2. Освоить методику поверки расчета мощности двигателя главного привода блюминга
Выполнив работу, Вы будете:
уметь:
- определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;
- организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;
Материальное обеспечение:
калькулятор, конспект лекций, справочник
Задание:
1.Произвести поверочный расчет мощности двигателя главного привода блюминга
2. Построить тахограмму и нагрузочную диаграмму двигателя главного привода блюминга
Краткие теоретические сведения:
К реверсивным станам горячей прокатки относятся обжимные станы (слябинги, блюминги), толстолистовые станы. Кроме того реверсивные клети входят в состав полунепрерывных прокатных станов - широкополосовых, крупносортных, рельсобалочных, трубозаготовочных и т. п.
Работа реверсивных клетей прокатных станов характеризуется частыми включениями (до 1000 в час и более), реверсами, ударной нагрузкой в момент захвата металла валками, широким диапазоном регулирования скорости.
Перед каждым пропуском реверсивный стан разгоняется вхолостую. При определенной скорости, которую называют скоростью захвата, в валки поступает прокатываемый металл. Скорость захвата невелика и составляет 15 - 30% от максимальной скорости в данном пропуске. Такая небольшая скорость захвата необходима для надежного и безударного захвата. После захвата стан снова разгоняется с металлом в валках. Перед концом прокатки скорость снижается с таким расчетом, чтобы слиток не был выброшен на большое расстояние от клети. Второй пропуск происходит в обратном направлении, после реверса. После второго пропуска слиток кантцется и вновь направляется к рабочим валкам для следующего пропуска. Общее количество пропусков от 9 до 19. В последнем пропуске выброс слитка производится с максимальной скоростью, поскольку в этом случае металл не возвращается обратно в клеть.
Средняя угловая скорость захвата металла составляет 1…4,5 рад/с, средняя угловая скорость выброса металла составляет 1…4,5 рад/с, средняя продолжительность пауз между пропусками 1,5 - 1,6 с.
К электроприводу реверсивных станов горячей прокатки предъявляются следующие требования:
- оптимальное протекание переходных процессов, учитывая то, что эти станы работают в основном в переходных режимах;
- большая частота пусков (до 1500 в час);
- широкий диапазон регулирования скорости Д = (20 : 1 и более);
- высокая перегрузочная способность двигателя по моменту (λ = 3 - 3,5) и току, чтобы обеспечить быстрый разгон стана со слитком в валках без перегрева сверх нормы;
- в момент захвата металла валками резко возрастает ток и момент двигателя до 250-300% от номинального значения;
- надежность; должно быть обеспечено так называемое лыжеобразование, т. е. небольшой загиб вверх переднего конца заготовки для предотвращения удара о ролики рольганга.
Обжимные станы имеют в основном безредукторный электропривод постоянного тока по системе ТП - Д индивидуальный, либо групповой с шестеренной клетью. В приводе используются реверсивные прокатные электродвигатели специального металлургического исполнения с повышенной механической и электрической прочностью (усиленные подшипники и крепление обмоток якоря, теплостойкая изоляция и т. п.). Перегрузочная способность составляет 3 – 3,5; станины двигателей выполняются разъемными для удобства монтажа и ремонта. Мощность главного привода горизонтальных валков достигает 12 - 13 МВт, поэтому современные обжимные станы имеют только индивидуальный привод валков. Напряжение двигателей 750 - 1000 В, частота вращения 50 - 65 об/мин и максимальная, при ослабленном поле до 120 об/мин.
Система управления строится по принципу подчиненного регулирования на элементах УБСР и ее модификаций. Питание цепи якоря двигателя осуществляется от реверсивного преобразователя, имеющего две группы вентилей с раздельным или совместным управлением.
Для металлургических электроприводов большой мощности выпускаются тиристорные агрегаты серии ТПЗ в нереверсивном и серии ТПРЗ - в реверсивном исполнении мощностью до 12 МВт, на номинальные напряжения 600, 825, 1050 В.
Порядок выполнения работы:
1. Произвести поверочный расчет мощности двигателя главного привода блюминга в соответствии с заданным вариантом по таблице 60.
2. Построить тахограмму и нагрузочную диаграмму двигателя главного привода блюминга
Ход работы:
Алгоритм расчета
Расчет ведется для первого пропуска.
Расчет выполняется по методу удельного
расхода энергии. В основу расчета взята
кривая при прокатке блюма 220х220 из слитка
(рис. 55)
Начальное сечение опытного слитка, при прокатке которого строилась кривая удельного расхода энергии FНАЧ 0 , м2
Начальное сечение покатываемого слитка FНАЧ, м2
Относительное удлинение слитка после прокатки в данном пропуске λ
где FП - сечение слитка перед пропуском, м2;
FП+1 - сечение слитка после пропуска, м2
Относительное удлинение слитка для первого пропуска λ1
Условное удлинение перед первым пропуском λУСЛ.0
Условное удлинение после первого пропуска λУСЛ.1
Рисунок 55 – Кривая удельного расхода энергии
Удельный расход энергии за первый
пропуск ΔW1,
где W1 – удельный расход энергии для первого пропуска находится по условному удлинению из кривой на рисунке 155, W1 =1,67 ;
W0 – удельный расход энергии, соответствующий условному удлинению слитка до первого пропуска находится из кривой на рисунке 155, W0 =1,5 ;
Момент прокатки МПР, Н·м
Динамический момент МДИН, Нм
где a – ускорение при разгоне двигателя, для группового привода a = 40…60 об/мин /с;
J – полный момент инерции привода, т м2
Момент двигателя при ускорении без слитка МБ/С, Н·м
Время ускорения без слитка t1, с
Суммарный момент ускорения и прокатки МУСК, Н·м
Муск. = Мб/с + Мпр
Время ускорения при прокатке t2, с
Суммарный момент прокатки и холостого хода МСУМ, Н·м
Мсум. = Мпр. + Мхх.с
Время прокатки с установившейся скоростью tУ, с
где b – величина замедления, для группового привода b = 50…70 об/мин/с
Результирующий момент при замедлении со слитком в валках МЗ/С, Н·м
Время замедления со слитком в валках t4, с
Момент замедления без слитка в валках МЗБ/С, Н·м
Время замедления без слитка t5, с
Время прокатки tПР, с
tпр = t2 + tу + t4
Время цикла прокатки слитка в первом пропуске tЦ1, с
tц1 = tпр + tп
Эквивалентный момент двигателя МЭКВ, Н·м
tЦ – время всего цикла прокатки, tЦ = 85,815 с
Исходя из
условий проверки на нагрев
Тахограмма и нагрузочная диаграмма двигателя главного привода блюминга показана на рисунке 56.
Рисунок 56 - Тахограмма и нагрузочная диаграмма двигателя главного привода блюминга
Форма представления результата:
Работа в тетради. Ответы на контрольные вопросы:
Укажите назначение блюминга.
Объясните изменение скорости и моментов на тахограмме и нагрузочной диаграмме.
Перечислите основные требования к электроприводу блюминга
Укажите виды электропривода, применяемого для блюминга
Таблица 60 - Исходные данные для расчета
№ пропуска |
Площадь сечения Fп, м2 |
Катающий диаметр D, м |
Удельный расход энергии Wn, |
Скорость до прокатки n3, об/мин |
Скорость при прокатке nм1, об/мин |
Скорость замедления с прокаткой nb, об/мин |
|
|
0,3 |
- |
1,5 |
10 |
- |
10 |
|
|
0,286 |
0,86 |
1,67 |
10 |
25 |
10 |
|
|
0,273 |
0,86 |
1,83 |
10 |
25 |
10 |
|
|
0,259 |
0,86 |
2,0 |
10 |
25 |
10 |
|
|
0,24 |
0,86 |
2,32 |
10 |
25 |
10 |
|
|
0,218 |
0,86 |
2,7 |
10 |
25 |
10 |
|
|
0,192 |
0,86 |
3,2 |
10 |
25 |
10 |
|
|
0,171 |
0,86 |
3,7 |
15 |
37,5 |
15 |
Продолжение таблицы 60
№ пропуска |
Площадь сечения Fп, м2 |
Катающий диаметр D, м |
Удельный расход энергии Wn, |
Скорость до прокатки n3, об/мин |
Скорость при прокатке nм1, об/мин |
Скорость замедления с прокаткой nb, об/мин |
|
|
0,15 |
0,86 |
4,24 |
15 |
37,5 |
15 |
|
|
0,132 |
0,86 |
4,77 |
15 |
37,5 |
15 |
|
|
0,1136 |
0,86 |
5,42 |
15 |
37,5 |
15 |
|
|
0,0991 |
0,84 |
6,0 |
20 |
50 |
20 |
|
|
0,0866 |
0,84 |
6,68 |
20 |
50 |
20 |
|
|
0,074 |
0,84 |
7,22 |
20 |
50 |
20 |
|
|
0,0605 |
0,84 |
8,2 |
20 |
60 |
20 |
|
|
0,0526 |
0,81 |
8,95 |
25 |
75 |
25 |
|
|
0,0438 |
0,81 |
9,85 |
25 |
75 |
25 |
|
|
0,04 |
0,81 |
10,4 |
25 |
75 |
25 |
|
|
0,286 |
0,86 |
1,67 |
10 |
25 |
12 |
|
|
0,273 |
0,86 |
1,83 |
10 |
25 |
12 |
|
|
0,259 |
0,86 |
2,0 |
10 |
25 |
12 |
|
|
0,24 |
0,86 |
2,32 |
10 |
25 |
12 |
|
|
0,218 |
0,86 |
2,7 |
10 |
25 |
12 |
|
|
0,192 |
0,86 |
3,2 |
10 |
25 |
12 |
|
|
0,171 |
0,86 |
3,7 |
15 |
37,5 |
18 |
|
|
0,15 |
0,86 |
4,24 |
15 |
37,5 |
18 |