I. Tổng quan công nghệ sản xuất thép và dây chuyền đúc liên tục 3 dòng
Nghiên cứu hệ thống tự động hóa dây chuyền đúc liên tục 3 dòng bắt đầu với việc khảo sát tổng quan về công nghệ sản xuất thép. Quá trình sản xuất thép bao gồm các giai đoạn chính như thiêu kết quặng sắt, luyện gang lò cao, luyện thép lò thổi oxy, và tinh luyện thép. Dây chuyền đúc liên tục 3 dòng là một phần quan trọng trong quy trình sản xuất thép, giúp chuyển đổi thép lỏng thành các phôi thép có hình dạng cụ thể. Công nghệ này không chỉ nâng cao hiệu suất sản xuất mà còn giảm thiểu tiêu hao năng lượng và cải thiện chất lượng sản phẩm.
1.1 Công nghệ thiêu kết quặng sắt
Thiêu kết quặng sắt là quá trình tạo ra các cục quặng lớn từ quặng vụn, nhằm nâng cao hiệu suất luyện gang. Quá trình này cũng giúp loại bỏ các tạp chất có hại như P, S, As, Pb, Zn. Nhà máy sử dụng dây chuyền thiêu kết băng tải kiểu hút với công suất đạt 2.4 triệu tấn quặng thiêu kết/năm, đảm bảo cung ứng cho lò cao.
1.2 Luyện gang lò cao
Lò cao là thiết bị chính trong quá trình luyện gang, chiếm 90% sản lượng gang toàn cầu. Lò cao hoạt động liên tục với tuổi thọ lên đến 40 năm. Quá trình sản xuất được tự động hóa cao, đảm bảo hiệu suất thu hồi sắt đạt 98%. Nhà máy sử dụng hai lò cao với dung tích 750 m3 mỗi lò để đáp ứng nhu cầu sản xuất.
1.3 Luyện thép lò thổi oxy
Lò thổi oxy là công nghệ phổ biến trong sản xuất thép, chiếm hơn 60% sản lượng thép toàn cầu. Quá trình luyện thép diễn ra nhanh chóng, phù hợp với công suất lớn. Nhà máy đầu tư lò thổi LD 90 tấn và thiết bị phân tích hàm lượng C bằng công nghệ laser để tối ưu hóa quy trình.
II. Nghiên cứu hệ thống tự động hóa dây chuyền đúc liên tục 3 dòng
Hệ thống tự động hóa dây chuyền đúc liên tục 3 dòng được thiết kế để tối ưu hóa quy trình sản xuất thép. Hệ thống này bao gồm các thiết bị chính như thùng kết tinh, máy kéo nắn, và máy cắt phôi. Lập trình PLC đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và giám sát các thiết bị này, đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra liên tục và ổn định. Hệ thống tự động hóa giúp nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm thiểu sai sót và tăng năng suất lao động.
2.1 Cấu trúc hệ thống đúc liên tục
Hệ thống đúc liên tục được chia thành ba loại chính: hệ thống đứng, hệ thống uốn, và hệ thống cong. Mỗi loại có ưu nhược điểm riêng, phù hợp với các yêu cầu sản xuất khác nhau. Hệ thống cong được ưa chuộng do chi phí xây dựng thấp và áp lực cột kim loại lỏng nhỏ.
2.2 Quy trình hoạt động
Quy trình đúc liên tục bắt đầu từ việc rót thép lỏng vào thùng kết tinh. Khi thép đông đặc, máy kéo nắn sẽ kéo phôi ra khỏi thùng kết tinh và đưa vào khu vực làm nguội. Phôi sau đó được cắt thành các đoạn có kích thước cụ thể bằng máy cắt ngọn lửa. Toàn bộ quy trình được điều khiển tự động thông qua PLC.
III. Lập trình PLC S7 300 cho máy kéo nắn
Lập trình PLC S7-300 là trọng tâm của nghiên cứu này, nhằm điều khiển máy kéo nắn trong hệ thống đúc liên tục. PLC được lập trình để điều chỉnh tốc độ kéo, kiểm soát nhiệt độ, và đảm bảo quá trình kéo nắn diễn ra chính xác. Máy kéo nắn là thiết bị quan trọng giúp định hình phôi thép, đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra. Việc ứng dụng PLC không chỉ nâng cao độ chính xác mà còn giảm thiểu thời gian dừng máy và tăng hiệu suất sản xuất.
3.1 Cấu trúc và chức năng của PLC S7 300
PLC S7-300 là bộ điều khiển lập trình được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Nó bao gồm các module xử lý trung tâm, module đầu vào/ra, và module truyền thông. PLC được lập trình để điều khiển các thiết bị trong hệ thống đúc liên tục, đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra liên tục và ổn định.
3.2 Ứng dụng PLC trong máy kéo nắn
PLC được lập trình để điều khiển tốc độ kéo, kiểm soát nhiệt độ, và giám sát các thông số kỹ thuật của máy kéo nắn. Việc ứng dụng PLC giúp nâng cao độ chính xác của quá trình kéo nắn, giảm thiểu sai sót và tăng năng suất lao động. PLC cũng cho phép tích hợp các cảm biến và thiết bị giám sát để đảm bảo an toàn và hiệu quả sản xuất.
