Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уральский Федеральный Университет»
Нижнетагильский технологический институт (филиал)
Кафедра «Автоматизация технологических процессов и систем»
Специальность: ЭЭПОУ
Группа: Т-490702
Курсовой проект
по курсу «Теория Электропривода»
тема: Проектирование привода наклона конвертора
Руководитель: Тимофеев В. Л.
Студенты: Буславьев А. С.
Нижний Тагил
2012 Задание на проектирование
Спроектировать систему управления скоростью механизма, имеющего следующие параметры:
Система регулирования скорости: одно зонная.
Тип электропривода: четырехдвигательный электропривод.
Проверка двигателя на нагрев методом эквивалентного момента.
Передаточное число кинематической цепи i – 664.
Регулирование скорости – плавно.
Кол-во оборотов конвертера при нормальной эксплуатации ,–0.15-1.
Кол-во оборотов конвертера при экстренной эксплуатации,–0.15.
КПД механической части – 0.85.
Общее число двигателей на конвертер – 4.
Минимальное число двигателей при нормальной эксплуатации – 3.
Минимальное число двигателей при экстренной эксплуатации – 4.
Момент разгона механики – 7100 кНм.
Допустимый перегруз двигателей при запуске: 1.5.
Допустимый перегруз преобразователя на примерно 10 сек.: 1.5.
Оглавление
Введение 4
1. Описание механизма 5
2. Описание технологического процесса 6
3. Расчётная схема механической части электропривода 9
4. Требования к системе управления электроприводом 10
5. Выбор рода тока 11
6. Предварительный выбор электродвигателя 12
7. Расчёт и построение упрощённой нагрузочной диаграммы и тахограммы 13
8. Предварительная (упрощённая) проверка выбранного двигателя на нагрев 14
9. Выбор комплектного электропривода 15
10. Разработка структурной схемы 26
11. Построение переходных процессов одного цикла работы электропривода 27
Заключение 31
Библиографический список 32
Введение
Конвертерный цех имеет в своём составе конвертерное отделение с четырьмя 160-тонными конвертерами; участок внепечной обработки стали, включающий в себя три установки "печь-ковш" и два циркуляционных вакууматора; отделение непрерывной разливки стали из четырех МНЛЗ. Работает установка десульфурации чугуна. Мощность конвертерного цеха 3.5 млн. т стали в год.
1. Описание Механизма
Привод наклона конвертера предназначен - для поворота груши конвертора, вокруг горизонтальной оси.
Рис. 1. Общий вид конвертора
Механизм наклона конвертора представляет собой активную нагрузку, центр тяжести груши конвертора смещен к нижней части бочки. Сама бочка закреплена на цапфе, которую и приводит во вращение.
Конвертер представляет собой ёмкость, состоящую из трех частей: верхней — шлема, средней — цилиндра и нижней — днища.
Конвертер — аппарат (вид печи) для получения стали из передельного расплавленного чугуна и шихты продувкой технически чистым кислородом. Кислород подается в рабочее пространство конвертера через фурмы (под давлением около 1,5 МПа). Такой метод получения стали называют конвертерным или кислородно-конвертерным.
Внутри конвертор выложен большим количеством огнеупорных кирпичей (футеровка конвертора), которая имеет значительную массу.
2. Описание технологического процесса
Сначала чугун из доменных печей поступает в миксер, где он перемешивается, а равномерность перемешивания обеспечивается с помощью подачи аргона со дна емкости миксера. Вместительность бочки 800т., при этом после слива чугуна в ковши, в миксере должен остаться не сливаемый минимальный остаток 300т.
Далее чугун поступает в конверторное отделение по железно дорожному путепроводу в стальных ковшах. Потом из ковша переливают в грушу конвертера и там продувают кислородом, для удаления углерода и получения таким образом стали. Продувка осуществляется с помощью продувочной фурмы, которая опускается в рабочее положение, только если конвертор находится в положении 0. Всего над каждым конвертером находится две фурмы, но они используются не единовременно, а по отдельности (для этого есть специальное устройство не позволяющее одновременно опускать обе фурмы). Фурмы оснащены датчиками обрыва тросов – при обрыве троса два железных цилиндра, лежащих на этих тросах, падают в зону действия датчика, тем самым сигнализируя о обрыве троса и активируя аварийную систему торможения фурмы (датчики индукционные). Фурма кроме основного электрического привода подъема опускания, оснащена аварийным пневматическим приводом, для ее остановки в случае внезапного отказа электропривода. Фурма охлаждается системой водяных трубопроводов. Если фурма не будет охлаждаться, то она сгорит от высоких температур идущих от конвертора.
В конверторе осуществляется предварительная подгонка марки стали. Материалы поступают из шихтового двора по старому транспортеру, или по новому, называющемуся СИКОН. Далее примеси по системе конвейеров поступают в засыпочную машину, которая ездит над бункерами и засыпает нужное количество определенного материала в них. Приемный бункер сыпет на дозатор, на котором установлен датчик определяющий массу материала. Два дозатора засыпают прямо в общий бункер, а четыре других на СЛК (сборочный ленточный конвейер). Общий бункер сыпет на ТЛП (термостойкий ленточный питатель), который в свою очередь может подавать материал в грушу конвертора, либо в ковш.
Конвертер оснащен четырехдвигательным приводом наклона. В этом приводе используются частотные преобразователи SINAMICS, контроллеры S7 – 400 и двигатель SIEMENS. Он предназначен для поворота конвертора на необходимые позиции, для заливки чугуна, продувки кислородом, слива стали, продувки азотом, слива шлака.
Конвертерное отделение
Переработка ванадиевого чугуна в конвертерном цехе осуществляется по двухстадийной схеме ("дуплекс-процесс") с получением стали, микролегированной ванадием, и товарного ванадиевого шлака с содержанием 16-28% V2O5.
На первой стадии процесса проводится деванадация с получением ванадиевого шлака и углеродистого полупродукта с содержанием 3,0% С, 0,03% V и минимальным остаточным содержанием примесей (кремния, марганца, титана, фосфора и серы ). Технология переработки ванадиевого чугуна характеризуется низкими температурами процесса, что достигается путем присадки в конвертер охладителя (прокатная окалина). Степень перехода ванадия из чугуна в шлак превышает 85%.
На второй стадии, в другом конвертере, проводится продувка углеродистого полупродукта на сталь малошлаковым процессом с использованием до 8-10 % чистого от примесей оборотного металлолома.
В результате двухстадийной технологии переработки чугуна в конвертерном цехе выплавляется первородная сталь без внесения каких-либо нежелательных примесей из металлолома.
При переработке обычного передельного чугуна конвертерная сталь выплавляется традиционным LD- процессом.
Новые технологии
Технология нанесения шлакового гарнисажа на футеровку конвертера позволяет повысить стойкость футеровки конвертеров.
В конвертерном производстве комбината разработана и внедрена технология нанесения гарнисажа шлаком, сформированным в процессе плавки, на футеровку конвертера после слива стали путем раздува шлака азотом.
Использование данной технологии позволило повысить стойкость футеровки конвертеров в 2001 году, в сравнении с 2000 годом, на 50%.
Применение огнеупоров. Разработана схема футеровки стальковшей, позволяющая в условиях комбината с малой толщиной футеровки снизить тепловые потери через нее при использовании периклазоуглеродистых огнеупоров.
Внедрены ремонтные массы для восстановления локальных повреждений футеровки с использованием специального стенда поворота ковша.
Разработана конструкция стыковочной воронки погружного стакана с дозатором. Новое решение обеспечивает плотную стыковку стаканов и позволяет оперативно ликвидировать подтеки металла в случае их появления.
После конвертора сталь необходимо очистить от серы. Для этого применяют установку – десульфурация. На специальной машине подвозятся необходимые компоненты (оксиды кальция и магния), которые поступают в промежуточные бункеры, а часть реагентов поступает в суточные бункеры (запас реагентов на одни сутки). Далее эти реагенты поступают, с помощью пневматики, для продувки стали.
Сама установка состоит из колпаковой телеги, которая отъезжает при смене ковшей со сталью (а также для замены фурмы) и подъезжает для продувки. В ней установлена фурма, через которую и дуют оксидами кальция и магния (в соотношении 4:1). После десульфурации осуществляется скачивание шлака из ковша.
Для предотвращения пылеобразования в зоне нахождения людей, к фурме подводится аспирация, для удаления вредной пыли, которая впоследствии отправляется в специальный бункер и потом вывозится на самосвалах.
Далее сталь вновь продувают в конверторе.
После сталь отправляется в отделение МНЛЗ. Там марка стали окончательно доводится в установках печь-ковш (в ковши подают проволоку и ферросплавы, а потом разогревают при помощи дуговой печи).
Обработка стали на установках "печь-ковш" позволяет:
- обеспечить однородность химического состава и температуры стали в ковше;
- обеспечить серийную разливку металла на МНЛЗ;
- снизить расход ферросплавов.
Флокеночувствительные стали (рельсовая, колёсобандажная, трубные и др.) для снижения содержания водорода, азота и кислорода, обеспечения чистоты стали по неметаллическим включениям подвергаются вакуумированию на RH-вакууматоре. Предусмотрена продувка аргоном в сталеразливочном ковше и модифицирование порошковой проволокой после вакуумирования. Содержание газов в стали после обработки [Н] - менее 1,5 ppm, активный [О] - 8,0 - 8,5 ppm.
МНЛЗ № 1 (четырёхручьевая) - отливка колёсобандажного металла в заготовки круглого сечения, рельсового металла и стали марок специального назначения (шарикоподшипниковых, легированных и т.д.) в заготовки прямоугольного сечения.
МНЛЗ № 2 (комбинированная двух- и четырёхручьевая) - отливка слябовых заготовок и блюмовых заготовок для производства трубной заготовки.
MНЛЗ №3 (двухручьевая) - отливка фасонных заготовок сечением для универсально-балочного стана. Кроме того, имеется возможность отливки прямоугольных заготовок максимальным сечением.
МНЛЗ №4 (двухручьевая) - отливка слябовых заготовок.
Общий вид криволинейной двухручьевойслябовой МНЛЗ конструкции Уралмашзавода показан на рис. 2. В состав машины входит поворотный сталеразливочный стенд 7 для двух ковшей, обеспечивающий разливку методом "плавка на плавку", тележка 2 для подачи и подъема промежуточного ковша 3, медный водоохлаждаемый кристаллизатор 4, снабженный механизмом качания 5, две секции 6 и 7 неприводной роликовой проводки, роликовые секции 8 радиального участка тянущеправильного устройства (ТПУ), направляющие 9 для подъема и опускания роликовых секций 8, приводные роликовые секции 10 и 11 криволинейного и горизонтального участков ТПУ, механизм 12 разъединения затравки со слитком, машина 13 для ввода затравки в кристаллизатор. Выходящий из роликов тянуще-правильного устройства слиток поступает на приемный рольганг, над которым на эстакаде установлена машина для газовой резки слитка на заготовки (слябы) мерной длины. По отводящему рольгангу слябы выдаются к крану-перекладчику с клещевыми захватами, укладываются на рольганг-тележку и передаются на транспортно-отделочную линию для последующей резки, огневой зачистки, маркировки и штабелирования.