Chương 1: Tổng quan công nghệ sản xuât thép và dây truyền đúc liên tục 3 dòng. Chương 2: Nghiên cứu hệ thống tự động hóa dây truyền đúc liên tục 3 dòng. Chương 3: Lập trình PLC S7-300 cho máy kéo nắn. Trong quá trình làm đồ án, được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo Th.s Nguyễn Đoàn Phong cùng với các thầy cô giáo trong khoa đã giúp đỡ em hoàn thành 1 đồ án được giao.
Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, ngày…tháng…năm 2013 Phạm Văn Thiệu 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP VÀ DÂY TRUYÊN ĐÚC LIÊN TỤC 3 DÒNG 1. TÔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THÉP 1. Công nghệ sản xuất thép Hình 1.
Công nghệ thiêu kết quặng sắt Thiêu kết quặng sắt là mục đích để tạo ra cỡ cục quặng to hơn từ quặng vụn, quặng cám, để nâng cao tính hoàn nguyên, tức là nâng cao hiệu suất luyện gang. Qua 3 thiêu kết cũng khử được một số tạp chất có hại như : P, S, As, Pb, Zn với mức độ khác nhau. Những năm gần đây thiêu kết quặng sắt cũng để tăng độ kiềm của quặng : thiết kết tự trợ dung qua đó giảm hẳn hoặc loại bỏ không đưa trợ dung sống vào lò luyện gang. Nhà máy lựa chọn dây truyền công nghệ thiêu kết băng tải kiểu hút với mặt sàn thiết kế là 100 m2.
Công suất có thể đạt 2400000 tấn quặng thiêu kết/ năm, đảm bảo cung ứng cho lò cao chạy với hàm lượng quặng thiêu kết trên 80%. Sơ đồ lưu trình công nghệ thiêu kết 1. Luyện gang lò cao Lò Cao đang luyện 90% gang trên thế giới,ra đời đã mấy trăm năm,lò cao đã phát triển thể tích đến các lò khổng lồ 4500m3, 5000m3 5500m3. 4 So với các thiết bị luyện kim khác,lò cao có các đặc điểm sau đây: Lò cao làm việc liên tục và không đổi trong một thời gian rất dài.
Tuổi thọ của gạch chịu lửa tường lò có thể tới 15 năm và đời lò có thể tới 40 năm.Lò cao là thiết bị điển hình có công suất lớn,ví dụ lò cao 4500m3 có thể sản xuất trên 10.000 tấn gang/ngày đêm.Mức độ cơ khí hóa trong sản suất lò cao rất cao. Qúa trình sản suất chủ yếu được tự động hóa và điều khiển theo chương trình máy tính. Các quá trình hóa lý xảy ra trong lò cao rất phức tạp: Quá trình trao đổi nhiệt, trao đổi chất; quá trình khử oxy của quặng sắt, quá trình phân hóa,quá trình tạo gang tạo xỉ…Gang và xỉ ở dạng lỏng,dễ dàng tháo chúng riêng biệt ra khỏi lò,hiệu suất thu hồi sắt rất cao, đến 98%. Để đảm bảo dây truyền công nghệ hoạt động đồng bộ, hiệu quả, tính cơ giới hóa, tự động hóa cao.
Nhà máy xây dựng 2 lò cao với dung tích 750 m3 mỗi lò. Công nghệ luyện thép lò thổi oxy Hiện nay lò thổi oxy làm ra hơn 60% lượng thép thế giới. Thời gian luyện thép tương đối ngắn phù hợp công suất lớn. Việc cơ khí hóa, tự động hóa cũng tương đối dễ dàng Nhà máy xây dựng 1 lò thổi LD 90 tấn.
Ngoài ra, để đảm bảo thời gian thổi luyện, giảm thời gian phân tích mẫu, xác định chính xác thời gian dừng thổi và đặc biệt, không phải dừng thổi giữa chừng để lấy mẫu và chờ kết quả phân tích. Nhà máy đã đầu tư thiết bị phân tich trực tiếp hàm lượng C trong thép bằng công nghệ laser. Sơ đồ phân tích hàm lượng C trong thép bằng laser 1. Lò tinh luyện Hiện nay có nhiều loại lò tinh luyện khác nhau, tuy nhiên lò được sử dụng rộng rãi với hiệu quả cao hiện nay là tinh luyện bằng lò thùng.
Các chức năng chính của lò thùng như sau: Nung nóng thép lỏng và điều chỉnh nhiệt độ Khử O2, S và các tạp chất trong thép lỏng Điều chỉnh hàm lượng các nguyên tố hợp kim đúng thành phần mác thép quy định. Thép lỏng qua tinh luyện lò thùng, chất lượng nước thép được nâng cao dẫn đến chất lượng sản phẩm được đảm bảo. TỔNG QUAN DÂY TRUYỀN ĐÚC LIÊN TỤC 3 DÒNG Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt thÐp chñ yÕu chia thµnh 2 kh©u lín lµ luyÖn thÐp vµ ®óc rãt. T¸c nghiÖp ®óc rãt chÝnh lµ ®óc thÐp láng cã thµnh phÇn hîp c¸ch thµnh thÐp ®Æc cã h×nh d¹ng nhÊt ®Þnh ®¸p øng yªu cÇu gia c«ng c¸n thÐp hoÆc rÌn dËp.
Cã 2 ph-¬ng ph¸p c«ng nghÖ ®Ó cho thÐp láng ®«ng kÕt ®óc thµnh thÓ ®Æc: - Ph-¬ng ph¸p ®óc rãt khu«n thÐp thái - Ph-¬ng ph¸p ®óc thÐp liªn tôc §óc thÐp liªn tôc cã thÓ trùc tiÕp ®óc rãt thÐp láng ®· ®-îc luyÖn xong ë lß luyÖn thÐp thµnh c¸c lo¹i ph«i thÐp nh- ph«i tÊm, ph«i dÑt, ph«i vu«ng vµ ph«i trßn råi 6 cung cÊp ph«i thÐp cho c¸c lo¹i m¸y c¸n ®Ó s¶n xuÊt ra c¸c lo¹i vËt liÖu thÐp quy c¸ch kh¸c nhau. T¸c nghiÖp ®óc rãt lµ t¸c nghiÖp ®Æc thï gi÷a luyÖn thÐp vµ c¸n thÐp. TÝnh ®Æc thï cña nã biÓu hiÖn ë qu¸ tr×nh ®«ng kÕt biÕn thÐp láng thµnh thÓ ®Æc. Sau khi thÐp láng ®· ®«ng kÕt thµnh thÓ ®Æc th× trong qu¸ tr×nh c¸n thÐp vÒ sau kh«ng thÓ cã c¶i tiÕn vÒ b¶n chÊt ®èi víi chÊt l-îng thÐp.
§óc thÐp liªn tôc lµ rãt liªn tôc thÐp láng nhiÖt ®é cao vµo mét hoÆc vµi hép kÕt tinh cã ®Çu dÉn thái ®-îc lµm nguéi c-ìng bøc b»ng n-íc, thÐp láng ®«ng kÕt rÊt nhanh víi ®Çu dÉn thái, chê sau khi thÐp láng ®«ng kÕt thµnh vá ph«i víi chiÒu dÇy nhÊt ®Þnh th× kÐo ra khái ®Çu d-íi hép kÕt tinh. Nh- vËy, ph«i ®óc ®· ®«ng kÕt víi chiÒu dÇy nhÊt ®Þnh sÏ ®-îc liªn tôc kÐo ra khái hép kÕt tinh vµ tiÕp tôc ®-îc phun n-íc lµm nguéi ë khu vùc lµm nguéi lÇn hai. Ph«i ®óc cã ruét láng, võa dÞch chuyÓn võa ®«ng kÕt cho tíi khi ®«ng kÕt hoµn toµn, dïng m¸y c¾t b»ng khÝ oxy hoÆc m¸y c¾t ®Ó c¾t thµnh ph«i thÐp cã kÝch th-íc nhÊt ®Þnh. C«ng nghÖ trùc tiÕp ®óc rãt thÐp láng nhiÖt ®é cao thµnh ph«i thÐp nh- vËy gäi lµ ®óc thÐp liªn tôc.
Căn cứ vào phương pháp bố trí thiết bị và ra phôi, người ta chia ra: + Hệ thống đúc liên tục thẳng đứng: toàn bộ thiết bị chính như thùng kết tinh, hệ thống trục kéo, máy cắt. bố trí theo phương thẳng đứng. Đểđúc liên tục, bộ phận cắt phôi định kỳ cắt phôi và hạ xuống hệ thống vận chuyển bố trí theo phương ngang. Hệ thống này tiết kiệm diện tích mặt bằng, chất lượng phôi tốt (vì kim loại nguội đều xung quanh, điều kiện nổi tạp chất thuận lợi.
) nhưng có hạn chế là đòi hỏi chiều cao xây dựng lớn, khó khăn trong việc bố trí thiết bị, chi phí xây dựng cao và áp lực cột kim loại lỏng lớn. + Hệ thống đúc liên tục kiểu uốn: thùng kết tinh thẳng và bố trí theo phương thẳng đứng, phôi sau khi ra khỏi thùng kết tinh được kéo xuống theo phương thẳng đứng một khoảng cách nhất định, được máy uốn uốn cong, sau đó được nắn thẳng và tiếp tục kéo theo phương ngang. Hệ thống này giảm được chiều cao thiết bị, phôi có thể cắt theo chiều dài tùy ý nhưng khi uốn phôi dễ bị nứt. 7 + Hệ thống đúc liên tục kiểu cong: phôi được uốn cong ngay sau khi ra khỏi thùng kết tinh hoặc cong ngay trong thùng kết tinh theo một bán kính cong hoặc một số bán kính cong kế tiếp.
Hệ thống đúc liên tục kiểu cong có chiều cao bố trí thiết bị nhỏ, không cần phải bố trí máy uốn, áp lực cột kim loại lỏng nhỏ, chi phí xây dựng thấp hơn đúc đứng, nhưng trong quá trình đúc điều kiện nổi tạp chất không tốt, đòi hỏi kỹ thuật đúc phức tạp hơn, trong đó việc chọn bán kính cong có ý nghĩa rất lớn, nếu chọn không đúng có thể gây ra nứt phôi trong quá trình kéo. Ph¸t triÓn ®óc liªn tôc lµ xu thÕ tÊt nhiªn, tÝnh -u viÖt cña ®óc liªn tôc thay cho ®óc khu«n lµ: (1) Tû lÖ thu håi kim lo¹i cã thÓ n©ng cao 8 15%, ®ång thêi n©ng cao ®-îc tû lÖ thµnh phÈm ph«i thÐp. (2) Tiªu hao nhiÖt n¨ng cã thÓ gi¶m 50 70%. (3) Gi¸ thµnh s¶n xuÊt cã thÓ h¹ 10 20%.
(4) §Çu t- x©y dùng c¬ b¶n cã thÓ gi¶m ®-îc 40%. (5) ChÊt l-îng ph«i ®óc liªn tôc nãi chung cao h¬n thái ®óc khu«n. (6) C¶i thiÖn ®iÒu kiÖn lao ®éng vµ m«i tr-êng t¸c nghiÖp, tiÖn cho viÖc thùc hiÖn c¬ giíi ho¸ vµ tù ®éng ho¸. (7) Cã thÓ thùc hiÖn "mét löa ra thµnh phÈm", rót ng¾n chu kú s¶n xuÊt 8 1.
Sơ đồ khối Thùng nước thép Ụ xoay Thùng sự cố Thùng trung gian Màng tráng Hộp kết tinh Cơ cấu rung Làm nguội 2 lần và thanh Thanh dẫn phôi cứng dẫn giả Máy kéo nắn Cơ cấu thanh dẫn phôi Đường con lăn trước cắt Máy cắt ngọn lửa Con lăn vận chuyển Máy gạt phôi Sàn nguội tịnh tiến Chất đống phôi Hinh1. sơ đồ khối công nghệ đúc 9 1.Quy trình hoạt động Nước thép hợp quy cách sau tinh luyện ở lò sau khi cầu trục cẩu thùng nước thép ra,cẩu đến ụ xoay thùng nước thép của máy đúc liên tục,qua hệ xoay này đưa vị trí đúc rót, mở miệng rót tấm trượt của thùng thép,để nước thép chảy vào thùng trung gian.Khi nước thép của thùng trung gian đạt đến độ cao nhất định ,bắt đầu rót mước thép qua miệng rót đinh kính chảy vòa hộp kết tinh. Khi mặt nước thép trong hộp kết tinh dâng lên đến mặt kết tinh khoảng 100mm,vỏ đông đặc đủ dày,thì khởi động máy kéo nắn,lúc đó cơ cấu rung hộp kết tinh,van nước làm nguội 2 lần, quạt gió thải hơi nước…động thời tự khởi động. Căn cứ vào sự khác nhau về loại thép,tiết diện đúc và tốc độ kéo,máy tính tự động điểu chỉnh lượng nước làm nguội lần 2.
Sauk hi mức thanh dẫn lùi ra máy kéo nắn,thao tác tự động để phôi rời khỏi thanh dẫn phôi,cơ cấu truyền động giá để thanh dẫn phôi đi vào giá cất giữ.Đầu phôi qua đường con lăn trước máy cắt đi vào máy cắt ngọn lửa(hoặc bằng ga oxi),đầu tiên cắt đoạn đầu,đầu cắt roi vào phễu phế liệu,sau khi đưa phôi đúc vào sàn nguội,dùng máy gạt ra sàn nắn phôi,cầu trục sẽ gắp phôi ra bãi. Thông số kỹ thuật công nghệ chủ yếu của máy đúc liên tục a. §iÒu kiÖn kÕt hîp m¸y ®óc liªn tôc vµ nÊu luyÖn 1. ThiÕt bÞ nÊu luyÖn: Lß ®iÖn 60T + lß LF60T 2.
L-îng ra thÐp b×nh qu©n cña lß: 56T 10 3. l-îng ra thÐp tèi ®a cña lß: 60T 4. Chu kú nÊu luyÖn b×nh qu©n: 65min b.
