Аналитические методы расчета переходных процессов Составление схемы электропривода

Курс лекций по электротехнике

Высокая надежность и долговечность оборудования

Необходимо обеспечить режим работы: 28 дней в месяце машины работают непрерывно в режиме «К-Н-К», два дня отводится на ремонт и подготовку машины к следующему производственному циклу.

В течение 28 дней рабочего цикла не должно быть ни одного отказа в работе оборудования и систем управления.

Уменьшение числа ручьев способствует решению сформулированной задачи.

Минимальные сроки строительства и монтажа

Это означает:

1) максимальный объём сборки и монтажа узлов и механизмов на заводе – изготовителя вплоть до полной сборки машины;

2) подготовка строительных конструкций (металлических) на заводе – изготовителе оборудования МНЛЗ;

3) минимальный объем бетонных работ, что может быть достигнуто благодаря рациональным инженерным решениям по архитектуре машине.

Рациональная и надежная система автоматизированного управления электроприводом и технологическим процессом

Под рациональность подразумевается исключение лишних связей и лишних систем контроля и регулирования.

В качестве примера можно рассмотреть два подхода. Первый, когда машина оснащена контрольными датчиками работы всех узлов и каждого в отдельности информация, с которых интегрируется в компьютере и выводится на дисплей. Второй, когда конструкция механизмов и узлов столь надежна, что указанные датчики теряют смысл.

Безусловно, второй подход рациональнее, т.к. направлен на прямое повышение надёжной работы. Первый лишь добросовестно дает информацию о поломках и только косвенно способствует повышению надежности. Система контроля работы узлов оборудования получается весьма дорогостоящей, но не эффективной.

Под надежностью систем понимаем использование в них прочного и надежного оборудования и резервирования элементов в обоснованных случаях.

Гибкость конструкции машины и систем управления при ведении технологического процесса

Технолог, ведущий разливку должен иметь возможность менять технологические параметры (скорость разливки, подачу воды, частоту качения кристаллизатора), не останавливая машину.

Обладая такой возможностью, технолог может исключить аварийные ситуации и положительно влиять на качество отливаемой заготовки. Кроме того, гибкость конструкции позволяет исключить дорогостоящие системы автоматизированного контроля за процессом.

Стабильное качество заготовок удовлетворяющие требованиям стандартов и позволяющее осуществить прямую передачу заготовок от МНЛЗ в прокатный цех без осмотра и зачистки

Здесь главное в том, что такое качество заготовки позволяет совместить непрерывную разливку и прокатку в одной технологической машине.

1-кристаллизатор;

2-ролики секции ВО;

3-направляющие ролики;

4-тянущая клеть (ТК) №1;

5-ТК №2;

6-ТК №3;

ТК-1,ТК-2,ТК-3 образуют тянуще-правильное устройство(ТПУ).

Рис.30 Схема взаимодействия заготовки и элементов машины

1- головка затравки;

2- звено;

3- звено;

а, d-размеры сечения затравки;

l-шаг звеньев.

Рис.31 Гибкая (цепная) затравка

4.3 Структура конструкции МНЛЗ

Структурно всю конструкцию МНЛЗ можно разделить на три части (зоны):

А – оборудование разливочной площадки (РП)

включающие СК, ПК, средства, обеспечивающие безопасность персонала в аварийных ситуациях. Согласованная работа всего комплекса оборудования РП подчинено одной функции – подаче жидкого металла в кристаллизатор.

Причём, эта подача металла в кристаллизатор должна быть непрерывной в течении 28 дней, как это указанно в «Концепции».

На РП уже нельзя повлиять на химсостав металла, но можно обеспечить заданный температурный режим жидкой стали. Для этого используются крышки на СК, ПК, специальные шлаки наведенные на поверхности жидкой ванны в ПК, разогрев футеровки ПК.

На РП, на специальных электронных табло, можно видеть информацию о количестве метала в СК и ПК на данный момент времени, длину уже отлитых заготовок.

В – оборудование технологической линии,

представляющее собой в комплексе собственно машину непрерывной разливки. Сюда входят: кристаллизатор (К) (первичное охлаждение), механизм качания кристаллизатора (МКК), вторичное охлаждение (ВО), тянуще – правильное устройство (ТПУ), затравка, устройство хранения затравки (УХЗ).

Именно в этой части МНЛЗ происходит чудо – непрерывное превращение жидкого металла в твердый.

Технологическая линия принимает в кристаллизатор жидкую сталь с температурой 1550 С и выдает твердый металл с температурой 900 С. Эта превращение происходит примерно за 20 мин. При этом у жидкой стали отбирается большое количество теплоты, которая через воду и воздух в конечном счете рассеивается в окружающую среду. Приходится нести затраты на защиту оборудования от выделяемого тепла. На технологической линии обеспечивается и производительность и качество твердой заготовки.

С – оборудование для порезки заготовки на заданные

длины, транспортировки и охлаждения готовой продукции.

В составе этой части – режущее устройство (ножницы или газорезка), маркировщик с помощью которого маркируется каждая заготовка, рольганги, толкатели, холодильники.

Заготовки охлаждаются от температуры 900 С до температуры окружающей среды. На агрегатах совмещения разливки и прокатки оставшееся после технологической линии тепло используется в технологическом процессе.

Технологическая линия

Выбор радиуса технологической линии

В настоящее время применяются технологические приемы, позволяющие в максимальной степени уменьшить ликвацию в процессе разливки на МНЛЗ

Компоновка привода ТПУ Выбираем приводными нижние валки, т.к. они установлены стационарно и привести их во вращение проще, чем подвижные верхние валки.

Пример расчета силовых параметров технологической линии

Пример конструкции шестерённого блока для привода валков 2-го ручья в технологии мягкого обжатия

Конструирование МК

Пример выбора технических решений для мелкосортной МНЛЗ с большегрузным стальковшом

Тянуще – правильная машина

Стенд подъемно-поворотный

Расчет мощности двигателей механизма поворота

Идея многодвигательного привода Многодвигательные приводы появились как ответ на потребность в высоконадежных и компактных приводах, предназначенных для передачи больших крутящих моментов. Реализация идеи многодвигательных приводов стала возможной, когда заводы тяжелого машиностроения оснастились точными, крупногабаритными высокопроизводительными расточными станками, т.к. увеличение объема расточных работ стало платой за новое качество приводов.

 Рама должна быть достаточно жесткой, держать размеры в температуре и влажности зоны вторичного охлаждения (ВО). Отдельно надо рассмотреть вопрос целесообразности внутреннего охлаждения рамы. Аргументы «против» — значительно усложнится конструкция.  Появляются специальные обязанности у обслуживающего персонала, который должен следить за протоком воды и ее чистотой. Очевидной необходимости нет, т. к. рама омывается большим количеством воды, подаваемый через форсунки и отскакивающей от поверхности заготовки, еще не успев нагреться.  Аргументы «за» — возможность эксплуатировать оборудование (вести разливку) при очень низких расходах воды на охлаждение («сухое» охлаждение).

Решая задачу, будем идти путем от целесообразных (оптимальных) конструктивных и проектных решений и посмотрим, какой уровень производства можем получить. В качестве готовой продукции примем два вида изделия

Задача В существующем производстве, на заводе тяжелого машиностроения, находится более 30 лет в эксплуатации ковочный гидравлический пресс усилием 6000 т. Произошла поломка колонны пресс и подвижной траверсы. Восстановить пресс с привлечением других заводов возможным не представляется в силу произошедших структурных изменений в экономике России.

Усиление конкуренции и необходимость снижения цен на стальную полосу в сочетании с другими факторами (рост заработной платы, повышение расходов на электроэнергию и сырьевые материалы) оказали сильное влияние как на мини-заводы, так и на металлургические заводы с полным циклом. Для того чтобы быть конкурентоспособным и удерживать свою долю на будущих рынках, заводы должны использовать новые эффективные технологии, способные обеспечить поставку стальной полосы высокого качества при низкой стоимости. Большие инвестиции, сделанные в разработку технологии непрерывного литья полосы, объясняются возможностью существенно сократить объем капиталовложений в процесс производства стальной полосы.

Преимущества непрерывно литой полосы Стоимость производства полосы резко увеличивается при уменьшении ее толщины и зависит от начальной толщины заготовки [49]. Так, при обработке тонкого сляба производственные расходы резко возрастают при прокатке полосы тоньше 1,2 мм [50]. Однако если отливать полосу толщиной менее 1,8 мм, то Цена остается стабильной

Процесс литья полосы В конце 80-х годов XX века из многообразия способов литья полосы для проведения дальнейших исследований были выбраны два: способ подачи расплава на поверхность вращающегося валка (одно-валковая схема) и способ литья в зазор между двумя валками, вращающимися навстречу друг другу (двух валковая технология). Основным аргументом в пользу одновалкового литья полосы был накопленный практический опыт, полученный в ходе развития производства стальной полосы с аморфной и микрокристаллической структурой.

Качество литой полосы

Расходы на научно-исследовательские работы в области технологии литья полосы Ожидается, что замена традиционной технологии производства полосы новым процессом непрерывного литья полосы существенно сократит вредные выбросы и уменьшит энергозатраты. Внедрение этой новой технологии активно поддерживается правительствами ряда стран через некоторые международные организации в Европе (Европейское объединение угля и стали — ЕОУС), в США (Национальный департамент энергетики) и в Канаде (Национальный исследовательский совет).

 Рассматривая концепцию проекта МНЛЗ, был сделан вывод о целесообразности ( необходимости) перехода на 3-х ручевую машину.

Ножницы с верхним резом При таком резе отрезаемая часть непрерывной заготовки смещается вниз на величину, равную толщине заготовки.


Составление схемы электропривода