Tìm hiểu về lò nung liên tục và máy cán thép

Lời nói đầu Nước ta đang trong thời kì công nghiệp hoá hiện đại hoá để từng bước bắt kịp sự phát triển trong khu vực Đông Nam á và trên thế giớivề mọi mặt kinh tế và xã hội. Công nghiệp sản xuất hàng hoá, và xây dựng cơ sở hạ tầng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế. Việc tự động hoá là sự lựa chọn không tránh khỏi trong mọi lĩnh vực đặc biệt là trong quá trình sản xuất nhằm tạo ra sản phẩm chất lượng cao, tăng khả năng cạnh tranh mạnh mẽ trên thị trường. Kinh tế và xã hội ngày càng phát triển được thể hiện rõ qua đời sống sinh hoạt của con người, được thể hiện qua sơ sở hạ tầng của xã hội, kéo theo sự phát triển của nghành xây dựng cũng như các nghành sản xuất khác. Chính vì vậy nhu cầu về vật liệu xây dựng ngày càng tăng, các nhà máy xi măng, các nhà máy thép mọc lên ngày càng nhiều để đáp ứng nhu cầu đó. Trong đợt thực tập tốt nghiệp vừa qua, chúng em đã tìm hiểu về công nghệ nung và cán thép tại công ty cổ phần thép Hải Phòng với đề tài “ Tìm hiểu về lò nung liên tục và máy cán thép ”. Được sự chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của thầy giáo TS – Nguyễn Văn Hoà và người hướng dẫn KS – Trần Ngọc Sơn, chúng em đã hoàn thành thực tập với việc tìm hiểu thiết bị và công nghệ xản xuất thép. Bài báo cáo gồm hai phần chính: PhầnI: Tìm hiểu về công nghệ và thiết bị của lò nung. Phần II: Tìm hiểu về hệ thống máy cán. Phần III: Kết luận Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo và sự giúp đỡ của các cán bộ công nhân viên công ty cổ phần thương mại thép HPS đã tạo điều kiện để chúng em hoàn thành nội dung thực tập đã đề ra. Hà Nội ngày 16 tháng 1 năm 2003 Sinh viên Trần Ngọc Duy Nhận xét của giáo viên hướng dẫn Hà nội Ngày..... tháng ..... năm 2003 Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Văn Hòa Phần I công nghệ nung kim loại trong lò nung liên tục A. Công nghệ nung kim loại. Nung kim loại là một khâu rất quan trọng trong việc luyện kim. Lò nung có nhiệm vụ là chuẩn bị phôi cho máy cán, gia công nhiệt luyện. Quá trình nung phải đảm bảo phôi có nhiệt độ nung, tốc độ nung và độ đồng nhiệt cần thiết. Nhiệt đôn nung là nhiệt độ cuối cùng của kim loại khi đưa ra khỏi lò với yêu cầu vật nung phải có nhiệt độ bên trong đồng đều theo cả tiết diện ngang, dọc và cả những điểm cách đều tâm vật. Tốc độ nung là sự thay đổi nhiệt độ vật nung trong một đơn vị thời gian, thường được xác định theo sự thay đổi nhiệt độ bề mặt của vật nung. Trong cả quá trình nung tốc độ nung không cố định bởi vậy có khái niệm tốc độ nung tức thời, tốc độ nung trung bình trong một giai đoạn nung. Ngoài ra còn qui định tốc độ nung cho phép, tốc độ nung có thể, tốc độ nung thực tế. Tốc độ nung cho phép là tốc độ nung cực đại của một loại thép có thành phần xác định và lò có khả năng chịu được nhiệt độ đó. Tốc độ nung có thể là tốc độ nung có thể đạt được ở điều kiện làm việc bình thường của lò. Tốc độ nung thực tế nhỏ hơn tốc độ nung có thể bởi vì nó phụ thuộc vào nhịp làm việc của máy gia công cũng như những báo động về kĩ thuật trong dây truyền sản xuất. Thời gian nung kim loại được chia ra làm thời gian nung kim loại đơn vị và tổng thời gian nung. Thời gian nung đơn vị là thời gian đạt nhiệt độ nung một đơn vị chiều dài phôi ( phút/cm ). Tổng thời gian nung là toàn bộ thời gian nung vật kể từ khi bắt đầu nung đến khi vật được đưa ra lò. Vật nung chất lượng là vật nung đạt nhiệt độ yêu cầu nung đều, không có khuyết tật như rạn, nứt, nung quá nhiệt, nung cháy... Chế độ nung kim loại là quy trình nung trong đó quy định rằng nhiệt độ ra lò của vật nung, số giai đoạn ( vùng nung ), nhiệt độ và thời gian nung( tốc độ nung) trong từng giai đoạn, thời gian giữ nhiệt, tổng thời gian nung, chế độ lò và nhiệt độ lò đều phụ thuộc vào yêu cầu công nghệ và tính chất nhiệt lí của kim loại. Trước khi nung thường vật có sẵn một nội ứng lực do các khâu gia công trước đó để lại. Nếu như tốc độ nung quá lớn thì sự chênh lệch về nhiệt độ giữa các phần của vật nung vượt quá giới hạn tạo nên sự giãn nở không đồng đều giữa các phần đó gây nên ứng lực mới. Hiệ tượng xuất hiện ứng lực bên trong vật liên quan tới nhiệt độ nung gọi là ứng suất nhiệt. Nó có thể gây ra cho vật nung những khuyết tật cho vật nung như rạn, nứt, thậm chí phá vỡ vật nung. Phần lớn các mác thép ứng suất nhiệt thường xảy ra trong khoảng nhiệt độ 20đ500o C. Trên nhiệt độ này thì kim loại có độ dẻo lớn nên ứng suất nhiệt không gây nguy hiểm đáng kể. Để tránh hiện tượng ứng suất nhiệt cần chọn tốc độ nung hợp lý đối với từng mác thép. Trong thực tế người ta xác định tốc độ nung hợp lý bằng cách chọn thời gian nung nhỏ nhất quy định với từng mác thepdựa vào thời gian nung nhỏ nhất đối với một đơn vị chiều dày ( phút/cm ). Thời gian nung nhỏ nhất này phải lớn hơn thời gian nung nhỏ nhất quy định đối với loại mác thép đó. Thời gian nung thực tế nhỏ nhất được xác định theo công thức : tthực tế ³ ZC.S ( phút ) Trong đó : S: Chiều dày của phôi. ZC : thời gian nung nhỏ nhất quy định cho 1 mm chiều dày vật nung ( phút/mm). Căn cứ vào tính chất vật lý của kim loại người ta chia vật nung làm vật mỏng và vật dày. Cách chia này được xác định dựa vào tiêu chuẩn Bio. BIO = Trong đó : a : Hệ số truyền nhiệt tổng hợp ( w/m2 oC ) l : Hệ số dẫn nhiệt của kim loại ( w/m oC ) Sr : Chiều dày thấm nhiệt của vật nung ( m ) Nếu Bio Ê 0,25 gọi là vật mỏng Nếu Bio ³ 0,5 thì là vật dày Còn 0,25 < Bio < 0,5 thì gọi là vật trung gian. Nhiệt độ ban đầu trong lò nung rất quan trọng, nếu chọn nhiệt độ thấp quá thì sẽ làm giảm sản lượng của lò, còn nếu nhiệt độ cao quá thì sẽ gây ra hiện tượng ứng suất nhiệt trong vật nung. Bởi vậy nếu là thép có hợp kim cao hay kích thước của vật nung lớn thì nhiệt độ trong lò ban đầu phải thấp. Đối với phôi có chiều dày S > 0,1 m thì được nung trong lò nung liên tục gồm 3 vùng, vùng sấy ( Preheating Zone ), vùng nung ( Heating Zone), và cuối cùng là vùng đồng nhiệt ( Soaking Zone ). Nhiên liệu dùng để đốt có thể dùng dầu nặng hoặc khí mà ta dùng mỏ phun áp thấp hoặc mỏ phun áp cao. Tuỳ theo yêu cầu về nhiệt độ gia công vật liệu trong lò, kích thước hình học của buồng gia công vật liệu, điều kiện thực tế dể ta chọn laọi nhiên liệu, loại mỏ phun, mỏ đốt. Trong lò nung kim loại cần bố trí các mỏ đốt sao cho nhiệt cung cấp cho vật nung để lò có năng suất cao và vật nung đạt chất lượng tốt. Thiết lập giản đồ nung 3 giai đoạn. Trong giản đồ này giai đoạn đồng nhiệt nhằm làm cho vật nung trước khi ra lò có nhiệt độ chênh lệch nhiệt độ giữa tâm vật và mặt vật nằm trong giới hạn cho phép. Nung theo giản đồ này có lợi ở chỗ sau giai doạn ứng suất nhiệt đến giản độ nung có thể tăng tốc độ nung bằng cách chọn nhiệt độ lò lớn rút ngắn thời gian nung. T0m : Nhiệt độ mặt vật ban đầu T0k: Nhiệt độ lò khi vào phôi T1k , T2k , T3k, : Nhiệt độ đầu cuối giai đoạn nung ( vùng nung ) và nhiệt độ cuối giai đoạn đồng nhiệt. T1m ,T1t ,T2m ,T2t ,T 3m ,T3t : Nhiệt độ mặt và tâm vật ở đầu và cuối giai doạn nung II và đồng nhiệt. 5000C : Là nhiệt độ tâm vật cuối vùng ứng suất nhiệt . DTc là độ chênh lệch nhiệt độ giữa tâm vật và mặt vật khi ra lò DTc< [DTc]. B. lò nung liên tục trong công ty hps. Như ta đã biết lò nung là một khâu rất quan trọng trong sản xuất luyện kim ( xưởng cán ). Chính vì vậy ta sẽ nghiên cứu về các đặc tính kỹ thuật cũng như cách vận hành lò nung, cũng như các hệ thống điều khiển. Công ty cổ phần thép HPS đã hoạt động hơn 2 năm chuyên sản xuất thép cây phục vụ cho nhu cầu về thép xây dựng trên thị trường. Với dây chuyền công nghệ của Nhật Bản từ những năm 90 so với thời điểm hiện tại mặc dù công nghệ không phải là cũ nhưng dây chuyền thiết bị cũng không phải là hiện đại nhất trong thời điểm hiện nay. Trước đây đã có thời điểm công ty sản xuất theo phương thức bán tự động nhưng do có nhiều khó khăn, thường xuyên gặp sự cố trong quá trình sản xuất nên công ty hiện tại đang hoạt động ở chế độ bằng tay, tất cả các công đoạn từ nạp phôi, điều chỉnh lưu lượng dầu, gió, ra phôi đều có người vận hành tại các phòng điều khiển thông qua việc quan sát bằng mắt thường. Mặc dù công ty đã lắp đặt nhiều các thiết bị phục vụ cho việc điều khiển như các sensor đo nhiệt độ, áp suất, ánh sáng, các biến dẫn lưu lượng, van điều chỉnh tự động, cầu dao rơle áp lực... và các bộ điều khiển PLC cùng với các phần mềm phục vụ cho việc điều khiển khác, nhưng nhìn chung vẫn chưa thể hoạt động được ở chế độ tự động hoàn toàn. Tại những vị trí thích hợp cho việc quan sát hoạt động của lò: nạp phôi, ra phôi, máy cán công suất lớn, máy cắt đều đặt những phòng điều khiển để phục vụ cho việc vận hành. Ngoài ra còn có khu vực gia công phôi, hệ thống nước làm mát, trạm điện được bố trí hợp lý. Ta có thể thấy rõ qua sơ đồ tổng thể mặt bằng của công ty HPS : I.Tính năng kỹ thuật của lò : Kiểu lò nung trong công ty HPS là liên tục kiểu đẩy. Phương pháp nạp và ra phôi :Vào đầu ra cạnh phôi xếp một hàng . Kích thước phôi :120 x 120 x3000mm. Chất lượng phôi thép các bon hợp kim thấp . Nhiệt độ phôi ra lò : 1150- 12500C. Công suất tối đa : 45 Tấn/ h Kích thước bao : 29,1 x 4,94 x 3,132 (m) Kích thước có hiệu dài x rộng x cao ( 26,063x3,60x2,28 ) Các đường phôi gồm ba đường trượt xếp một hàng phôi. II.Các mỏ đốt của lò: Lò dùng 12 mỏ đốt , kiểu áp lực cao hỗn hợp bên trong dùng khí nén để hóa mù dầu FO đã được gia nhiệt độ ~ 1000C cộng gió nóng. Vùng đều nhiệt dùng 4 mỏ đốt FRC-20Q.Tổng công suất 480 lít/h. Vùng nung I dùng 3 mỏ đốt FRC-50Q và một mỏ đốt FRC-20Q.Tổng công suất 1020 lít/h. Vùng nung II dùng 3 mỏ đốt FRC-50q và một mỏ đốt FRC-20Q.Tổng công suất 1020 lít/h. Với từng mỏ đốt yêu cầu có sự tương quan hợp lý giữa dầu, khí nén và gió. áp lực dầu trước mỏ đốt 0,5-1 atm (hoặc 0,5-1KG/cm2). Nhiệt độ gió nóng 350 - 4000C. Về dầu sau khi đã lọc sạch. Gió nóng đủ lưu lượng đã được lọc sạch. Gió nóng đủ lưu lượng ,đủ áp lực . Sơ đồ lò nung và hệ thống cung cấp nhiên liệu cho lò : III. Vận hành lò nung: 1. Các quá trình kiểm tra trước khi đốt lò: Kiểm tra về nội hình lò ,và thể xây đáy lò. Đáy lò phải bằng phẳng sạch sẽ, thể xây phải đảm bảo vững chắc, nếu có nứt rạn cục bộ thì phải xây vá lại. Kiểm tra hệ thống đo lường điều khiển ,các thiết bị đo lường điều khiển phải đóng ngắt tốt. Các đồng hồ đo có tín hiệu và chỉ thị tốt, nếu có sai phạm phải thông báo cho các bộ phận liên quan để điều chỉnh cho thích hợp. Kiểm tra máy đẩy phôi, đóng điều khiển cho bơm dầu thủy lực hoạt động ĐGẩy tiến lùi 2-3 lần hết hành trình đảm bảo cho máy chạy êm, nhẹ nhàng là tốt. Kiểm tra máy tống phôi,đóng điện cho xe đi ngang 2-3 lần ,đóng điện cho cần tống tiến lùi 2-3 lần. tất cả cơ cấu chuyển động nhẹ nhàng, phanh đảm bảo làm việc tốt là được. Nạp kín phôi trên ba đường gạch trượt trên lò. 2. Cấp gió nóng cho lò nung: Kiểm tra quạt gió : Phần động cơ yêu cầu thợ điện và thợ cơ kiểm tra xem đã đủ điều kiện vận hành chưa. Nếu đủ điều kiện thì tiến hành theo từng bước : + Đóng 100% van hút gió . + Đóng 100% van nhánh của 3 vùng :Sấy +Nung I+ nung II và van bướm trước mỏ đốt . + Mở 100% van xả gió nóng . + Tiến hành ấn nút khởi động quạt gió. Sau thời gian đồng hồ đo dòng về vị trí ổn định ta tiến hành theo tuần tự . + Mở van hút gió từ từ tùy theo nhu cầu đốt . + Mở van nhánh các vùng . Trong quá trình hoạt động khói được thải ra bằng cách thoát ra phía trên ở phần trên ở đầu lò. Hệ thống ống khói được đặt ở phía đầu lò có tác dụng tạo ra áp lực hút để đưa sản phẩm cháy từ trong buồng lò thải ra ngoài và ngoài ra còn có tác dụng hút nhiệt về phía đầu lò – cửa nạp phôi – làm cho phôi vừa được vào lò nóng lên ( quá trình sấy ). Hiện tại những mỏ đốt ở vùng sấy ( vùng II ) ở công ty HPS không hoạt động do không có nhu cầu hoạt động hết công suất, quá trình sấy phôi do ống khói hút nhiệt về phía cửa nạp. RECUPERATOR Nhiệt độ của khói vào ống khói trước khi vào bộ trao đổi nhiệt là khoảng 700oC. Gió lạnh từ quạt gió chính sau khi được lọc bụi thì được cho qua bộ trao đổi nhiệt, được cho qua 50 ống thép rồi lại qua 50 ống thép khác để vào đường dẫn gió nóng. Mục đích cho gió lạnh qua các ống thép là để nó lấy nhiệt lượng của khói nhanh hơn và nhiều hơn. Khói từ lò ra được đưa vào bộ trao đổi nhiệt, tại đây khói đi luồn qua các khe của ống thép và truyền nhiệt cho thép, sau đó ra khỏi bộ trao đổi nhiệt và đi ra ống khói. Trước và sau bộ trao đổi nhiệt người ta lắp sensor đo nhiệt độ loại Themocouple K với dải đo nhiệt độ từ -100 á 600oC. Nhiệt độ đo được đưa về phòng điều khiển để phục vụ việc điều khiển. Nếu nhiệt độ của gió nóng quá cao khoảng 400oC thì người ta mở quạt gió phụ vào bộ trao đổi nhiệt để giảm nhiệt độ xuống. Quạt gió hút gió , theo ống dẫn qua bộ thiết bị trao đổi nhiệt (để tận dụng nhiệt độ của khói ) được chia làm 3 nhánh tới vùng đều nhiệt ,vùng I ,vùng II cung cấp cho các mỏ đốt. Để đo lưu lượng gió ta dùng biến dẫn lưu lượng. Sơ đồ nguyên lý hệ thống đo lưu lượng bằng phương pháp chênh áp thay đổi sử dụng biến dẫn như sau: Trong sơ đồ trên ý nghĩa các ký hiệu như sau: V1-1 ,V1-2 : Van lấy mẫu VX1 ,VX2 : Van xả VCB : Van cân bằng VM1 ,VM2 : Van mẫu Nguyên lý làm việc : Khi dòng chất khí chảy trong đường ống dẫn. Khí đi qua tấm lỗ lưu lượng tạo nên một lượng chênh áp suất giữa hai bên tấm lỗ. Lượng chênh áp này (∆P) có quan hệ với lưu lượng chất khí chảy trong ống dẫn (Q) theo công thức. Q=K . K: thực chất là một hệ số tỷ lệ thu gọn lại của rất nhiều thông số như : Đường kính ống dẫn, tỷ trọng chất đo, kiểu tấm lỗ. Chênh lệch ∆P được đưu về hai ngăn buồng đo của biến dẫn lưu lượng bằng hệ thống hai ống lấy mẫu (1), (2). Tại màng ngăn trong buồng đo sẽ có một lượng dịch chuyển tỷ lệ với hiệu số áp lực trong hai ngăn buồng đo (chênh áp ∆P). Lượng dịch chuyển này được biến đổi thành sự thay đổi tín hiệu điện, qua gia công xử lý tín hiệu. Tín hiệu ra là dòng điện tỷ lệ với lưu lượng dòng chảy trong ống dẫn. Giá trị dòng điện ra theo tiêu chuẩn đo lường là : I= 4-20 mADC ~ Q= 0-QMAX Biểu đồ sau cho ta thấy sự liên quan qiữa độ mở van và lưu lượng gió . Mặc dù biến dẫn được thiết kế để đo lưu lượng dòng của các chất có áp lực rất lớn nhưng áp lực này được hiểu là áp lực tĩnh. Còn chênh áp tác dụng lên màng đo lại có giá trị rất nhỏ. Vì vậy phải rất thận trọng trong thao tác vận hành biến dẫn, nếu không chú ý đến quá trình vận hành thì sẽ dẫn đến tình trạng màng bị biến dạng làm kết quả của phép đo trở nên có sai số lớn, thậm chí hỏng màng và không sử dụng được nữa. Do đặc điểm đó, cần phải tuân theo qui trình vận hành một cách chặt chẽ. Mỗi nhánh sẽ có một biến dẫn đo lưu lượng tín hiệu ra sẽ được chỉ thị bằng đồng hồ chỉ giá trị dòng điện. Dựa vào đó công nhân vận hành sẽ có quyết định độ mở van gió cho phù hợp. 3. Cấp khí nén cho lò : Trước khi đốt lò phải tác nghiệp với bộ phận khí nén để đảm bảo khi đốt khí nén đủ áp lực và ổn định, hóa mù tốt và cấp đủ thông rửa đường dầu. Nguồn khí nén lấy từ nguồn chung, qua ổn áp để áp suất luôn ổn định, có đồng hồ áp kế đo áp lực. Trên đường khí nén chung có bộ lọc khí, làm khô, đồng hồ đo áp lực, và rơle áp lực. Đường khí nén chia làm ba nhánh cấp cho 3 vùng lò nung ( vùng đồng đều nhiệt + vùng I + vùng II ). Mỗi nhánh cấp cho 4 mỏ đốt, trên mỗi nhánh có lắp van điều hòa ( điều chỉnh bằng tay ) và van điều chỉnh tỷ lệ. Tại mỗi mỏ đốt đều có lắp đồng hồ đo áp lực. Bố trí van khí nén để thông rửa đường dầu FO khi vòi phun bị tắc. Bố trí một đường khí nén và van điều chỉnh thông sang đường chính để thông rửa toàn tuyến dầu FO về téc chính. Khi phải dừng lò, tách dầu nguội, đóng cặn trên toàn tuyến . Ngoài ra nguồn khí nén còn đi đến các thiết bị điều khiển như : Van điều khiển dầu tự động, van gió nóng, van quạt gió, van gió lạnh, rơle khí nén... để điều khiển. 4. Cấp dầu cho mỏ đốt : Dầu được cấp từ trạm ( gồm 4 téc trong đó có 3 téc chứa, 1 téc cấp trực tiếp ) Tại téc cấp, dầu được sấy loãng khoảng 400C bằng bộ sấy điện trở cấp cho bơm dầu tổng. Tại giá bơm dầu có bộ lọc dầu song song, có van dầu tuần hoàn (van giảm áp) trên đường ống dẫn dầu ra của bơm có đồng hồ đo áp lực và rơle áp lực. Giá phân phối dầu và khí nén gồm 3 nhánh cấp cho 3 vùng nung. Trên mỗi nhánh đều có bộ lọc dầu, đồng hồ đo lưu lượng, van điều khiển dầu tự động, một bộ ra nhiệt nhánh 15 KW. Cuối đường dầu của từng vùng có van hồi dầu, và có van kiểm tra dầu ( xả cạn ). Đường hồi dầu chung có một nhánh tuần hoàn vào đầu hút của bơm, còn một nhánh hồi về téc ( bình thường đường về téc thường đóng 100% ). Tại mỗi đường dầu sát mỏ đốt có bộ lọc tinh, có van điều tiết, và đồng hồ đo áp lực. IV. Đốt lò 1.Châm lửa: Sau khi các bước chuẩn bị kiểm tra thiết bị cấp dầu, khí nén về mỏ đốt thực hiện xong đảm bảo các thông số kỹ thuật thì mới châm lửa đốt lò. áp lực gió đủ đảm bảo. áp lực dầu FO sau sấy: 100 - 1100C. Các bước châm lửa: + Mở toàn bộ cửa lò để đề phòng nổ lò. + Mở van kênh khói 100% + Dùng vòi đốt gas có dây dẫn từ bình gas đến mỏ đốt. + Mở nhẹ van khí nén, đồng thời mở nhẹ van dầu để dầu bắt lửa. Khi mỏ đốt đã bắt lửa thì mở nhẹ van gió để điều chỉnh ngọn lửa cháy ổn định. + Điều chỉnh lại lượng dầu phun, lượng khí nén, và gió đốt để đảm bảo lửa cháy hoàn toàn không có khói đen. Việc châm lửa đốt lò được thực hiện ở mỏ đốt giữa vùng đều nhiệt trước, vùng nung I , II sau. Trường hợp châm lửa đốt lò mà dầu không cháy hoặc cháy rồi lại tắt thì lập tức đóng ngay van dầu và mỏ đốt chờ cho khói đen bốc hết ra khỏi lò thì mới tiến hành châm lửa trở lại để đề phòng nổ làm hỏng lò. Sau khi đã cháy tốt thì tiến hành đóng các cửa lại, điều chỉnh van kênh khói để khống chế áp lực của lò ở mức an toàn. Cụ thể ta có bảng sau: Thông số điều chỉnh Nung phôi Ghi chú dung sai+10 Nhiệt độ vùng đồng nhiệt 12000C ±10 Nhiệt độ vùng I 11500C Nhiệt độ vùng sấy ( vùng II ) 7500C ±50 Nhiệt độ trước bộ trao đổi nhiệt 7000C ±50 Nhiệt độ sau trao đổi nhiệt 3500C -50 Nhiệt độ gió nóng chung 3500C -50 Nhiệt độ dầu FO 1100C -50 áp lực dầu FO 415at -0.5at áp lực khí nén 4at +0.5at c. hoạt động của lò nung. Nạp phôi: Thép được nhập về từ Ucraina được đưa qua xưởng gia công để cắt tạo thanh phôi. Sau khi gia công, kích thước phôi là :120 x 120 x3000mm. Phôi được xếp thành những lớp vuông góc với nhau ở gần khu vực nạp liệu. Sơ đồ hệ thống nạp phôi: Cẩu trục cẩu phôi lên xích tải, phôi được xếp thành một hàng và nằm sát nhau. Động cơ quay xích tải với công suất là 11 KW mang phôi vào giàn con lăn. Khi phôi đã nằm trên giàn con lăn thì động cơ con lăn ( gồm 2 cái với công suất 5,5 KW ) chạy lùi lại, phôi sẽ bị cản lại bởi tấm chắn để so đầu con lăn cho bằng. Sau đó chạy động cơ con lăn theo chiều thuận để vận chuyển con lăn về phía cửa nạp. Gần đến cửa nạp thì lại được so đầu một lần thêm một lần nữa. Xilanh nạp phôi lùi lại, con lăn đưa phôi vào dập vào xilanh ngang để bằng đầu nữa rồi mới được đưa đến phía trước cửa lò. Khi có tín hiệu nạp phôi thì xilanh nạp phôi mới đẩy phôi vào. Trên sơ đồ hệ thống nạp phôi còn được bố trí thêm hai xilanh thủy lực để làm nhiệm vụ đưa phôi ra khỏi hệ thống khi hệ thống gặp sự cố cần được sửa chữa. Lúc đó xilanh ngang sẽ đẩy phôi chạy ngược lại trên hệ thống con lăn, xilanh kia thì có nhiệm vụ đẩy phôi lên xích tải. Những xilanh thủy lực này hoạt động nhờ động cơ bơm dầu thủy lực với công suất 43 KW để tạo nguồn dầu thủy lực có áp lực cao. Người ta dùng hai động cơ nhưng chỉ dùng một, cái còn lại để đề phòng trường hợp động cơ đang hoạt động có sự cố. II. Nung phôi: Phôi vào trong lò nung theo kiểu vào cạnh. Ban đầu phôi qua vùng sấy, nhiệt độ của vùng này là khoảng 750oC . Phôi được di chuyển trong lò nhờ quá trình nạp phôi, xilanh nạp phôi đẩy phôi vào theo hàng nằm ngang trên ba đường trượt. Sau khi phôi đi qua vùng sấy thì có thể tăng tốc độ nung tùy theo yêu cầu ra phôi vì phôi đã qua giai đoạn ứng suất nhiệt. Các mỏ đốt trong từng vùng được bố trí so le với nhau nhằm đạt hiệu quả cao hơn khi nung. Phôi qua vùng sấy ( vùng II ) thì đến vùng nung I , tại đây có nhiệt độ khoảng 1150o C, phôi được nung nóng nhanh nhờ có 4 mỏ đốt được bố trí so le với nhau. Sau đó phôi di chuyển sang vùng đồng nhiệt, tại đây cũng có 4 mỏ đốt cung cấp nhiệt lượng cho phôi và làm cho phôi đều nhiệt nghĩa là nhiệt độ của tâm phôi so với nhiệt độ của bề mặt phôi sai lệch trong một khoảng cho phép. Nhiệt độ của từng vùng được đo bởi các sensor nhiệt độ ( Themoucouple R với giải nhiệt độ từ –300 á 1760oC ), các sensor này được bố trí trên đỉnh lò ở mỗi vùng. Nhiệt độ đo được ở mỗi vùng được đưa về phòng điều khiển để từ đó quyết định việc tăng hay giảm nhiệt lượng cung cấp cho từng vùng. III. Ra phôi : Nhiệt độ vùng được dùng trực tiếp để xác định nhiệt độ của phôi do không có thiết bị đáng tin cậy để đo độ chính xác nhiệt độ bề mặt của kim loại khi nó bị phủ một lớp xỉ nung dày. Khi nhiệt độ của phôi đã đạt yêu cầu thì sử dụng máy tống phôi để đưa phôi ra. Cần tống phôi được gắn lên hệ thống xích truyền động của động cơ tống phôi với công suất 7,5 KW. Vì cần tống phôi phải làm việc ở nhiệt độ cao nên được làm mát bằng nước, hệ thống nước tuần hoàn chảy trong lòng cần tống phôi ra máng nước được gắn cố định với máy tống phôi. Máy tống phôi này di chuyển được sang hai hai bên trên đường ray nhờ một động cơ gọi là động cơ đi ngang với công suất 2,2 KW. Cần tống phôi chuyển động tịnh tiến theo một hành trình cố định nhờ hai công tắc hành trình. Khi đẩy phôi ra thì cần tống chuyển động về phía trước, sau một khoảng nhất định thì sẽ tác động vào công tắc hành trình, tín hiệu của công tắc hành trình sẽ điều khiển má phanh thủy lức ép vào trục của động cơ tống phôi làm cho cần tống dừng lại. Tương tự như vậy khi lùi cần tống lại. Hiện tại công ty cổ phần thép HPS đang hoạt động ở chế độ bằng tay, từ khâu nạp phôi, ra phôi, hay điều khiển lưu lượng dầu, khí nóng. Do chế độ tự động còn chưa được hoàn thiện, nên việc ra phôi hiện nay vẫn được làm bằng tay. Một công nhân điều khiển máy tống phôi dùng mắt quan sát vị trí của phôi để điều khiển máy tống phôi ở một vị trí phù hợp. Mỗi khi có tín hiệu ra phôi thì người vận hành cho cần tống tống phôi ra. Sau vài lần đẩy phôi, khoảng 3-4 phôi thì số phôi nằm trước cửa ra phôi mà có thể tống ra được đã hết thì người điều khiển máy tống phát tín hiệu nạp phôi, phôi lại được nạp vào và đẩy những phôi đã được nung về phía cửa ra phôi. Việc điều khiển cần tống tiến lùi hay máy tống dịch trái hay phải, phát tín hiệu nạp phôi hiện vẫn hoàn toàn do con người điều khiển do việc xác định vị trí phôi trong lò nung rất phức tạp với lý do phôi được nạp vào lò có kích thước không phải là chuẩn tuyệt đối, chúng có độ cong vênh, sai lệch nhau nên những phôi trước khi ra lò thường không nằm tại một vị trí cố định. Chính vì vậy nên rất dễ xảy ra trường hợp máy tống đẩy phôi vào thân lò cạnh cửa ra phôi, gây ra sự cố. IV. Những điểm cần chú ý khi vận hành lò nung liên tục 45Tấn/h. 1. Việc điều chỉnh lò phải tuân thủ các thông số kỹ thuật, các việc thực hiện được thực hiện qua van khi nén để đưa về điều chỉnh cho chế độ tự động hoặc bán tự động hoặc bằng tay tại vị trí van điều tiết. 2. Nhiệt độ nung phôi ra lò phải đều, sai khác giữa mặt cắt trên và mặt cắt dưới của phôi và sai khác nhiệt độ theo chiều dài không được vượt quá 30oC. 3. Công nhân thao tác phải nắm vững kết cấu lò, tính năng các bộ phận, nắm chắc các vấn đề cần chú ý trong thao tác và cách xử lý. 4. Phải thường xuyên quan sát nhiệt độ lò, quan sát sự cháy của mỏ đốt để điều chỉnh tỷ lệ dầu, gió nóng cho thích hợp, làm cho ngọn lửa trong lò cháy ổn định, nhiên liệu cháy hoàn toàn, không để cho ngọn lửa cháy xiên vào tường lò. Cường độ cháy của các ngọn lửa trong một vùng phải đều nhau tránh để nhiệt độ cục bộ quá cao gây ra quá nhiệt làm dính thép trong lò. 5. Nếu có mỏ đốt dừng phải đóng van dầu vào mỏ đốt, sau đó mở van khí nén vào để thông rửa miệng phun tránh kết cốc sau đó ta tiến hành tách khí nén vào, đóng van bướm gió nóng tại mỏ đốt đó, và rút mỏ đốt ra ngoài. 6. Khi có sự cố công nghệ phải ngừng cán người công nhân vận hành lò phải căn cứ vào thời gian ngừng cán do trưởng ca thông báo có sự cố, để điều chỉnh nhiệt độ lò cho thích hợp. pHầN 2 TìM HIểU Hệ thống cán kim loại Phôi sau khi ra lò được đưa qua hệ thống máy cán để thực hiện cán tạo sản phẩm. Máy tống phôi đẩy phôi ra khỏi cửa ra phôi xuống hệ thống con lăn, sau đó phôi được đưa qua máy cán để tạo sản phẩm. Tại công ty cổ phần thép HPS thì hiện có 10 máy cán và tùy thuộc vào yêu cầu của sản phẩm mà bao nhiêu máy cán được sử dụng. Hệ thống con lăn đưa phôi qua máy cán 1 là máy cán có 3 trục tại đây phôi được cán 7 lần. Phôi có kích thước 120 X 120 sau khi ra khỏi lò nung qua lần cán đầu tiên ( cán dưới ) thì kích thước của nó trở thành 140 X 93. Nhờ có hệ thống con lăn trong máng và cơ cấu định hướng, phôi lại được quay lại và đi lên cán lần thứ 2 ( cán trên ) kích thước mới 140 X 73. Qua lần cán thứ 2 thì phôi đang ở máng trên, sau đó máng được lật để đổ phôi xuống. Người ta đã tính toán và lắp đặt sao cho phôi rơi xuống và quay đúng 90o . Phôi sau khi rơi xuống máng thì nhờ hệ thống con lăn đưa qua máy cán để cán lần 3 ( cán dưới ) rồi lại nhờ cơ cấu con lăn và định hướng để lại cán trên sau đó lật máng và lại cán dưới. Như vậy lần 1, 3, 5, 7 là cán dưới, nhờ con lăn đưa lên cán trên ( lần 2, 4, 6 ) sau đó lật máng để phôi rơi xuống. Tại nhà máy HPS thì phôi ra lò luôn được cán 6 lần, sau 6 lần cán này thì kích thước phôi chỉ còn là 89 X 45. Còn các bước tiếp theo thì tùy thuộc vào từng loại sản phẩm để quyết định dùng bao nhiêu máy cán, cán bao nhiêu lần và hình dạng trục cán thế nào. Quá trình cán không đơn giản chỉ là thép được đưa qua máy cán mà trong quá trình cán phôi còn phải được xoay đi chứ không phải chỉ là chuyển động tịnh tiến, chính vì vậy mỗi khi cần quay phôi trong quá trình cán người ta cho phôi đi qua ống có miệng hình ôvan được xoay nghiêng một góc. Sơ đồ công nghệ cho các sản phẩm của HPS: Hệ thống con lăn trong dây chuyền cán làm việc nhờ động cơ một chiều, các con lăn quay cùng tốc độ với nhau nhờ hệ thống xích, các con lăn nằm dưới đáy máng đưa phôi đi theo chiều định trước. Phôi đi qua máy cán thứ 3 ( cán thô ) thì thực hiện cắt đầu vì sau nhiều lần cán thì đầu phôi bị biến dạng nhiều, ở trong xuất hiện nhiều vết nứt rạn không đảm bảo chất lượng sản phẩm và cũng để thuận tiện cho phôi khi đi vào máy cán phía sau. Phôi sau khi cắt đầu thì vào các máy cán vừa, cán tinh đến quy cách thành sản phẩm, trước khi được đưa lên giàn nguội thì được phân đoạn bằng máy cắt bay.Vì phôi chạy trong máng vận tốc giảm dần nên sau khi cắt phân đoạn thì người ta lắp đặt hệ thống tăng tốc cho phôi bằng má kẹp. Má kẹp được bố trí trước và sau máy cắt phân đoạn. Sau khi cắt thì má kẹp phía sau kẹp vào đoạn phôi ở phía sau, động cơ của má kẹp hoạt động và đưa phôi vào máng trên của giàn nguội. Ngay sau đó thì má kẹp phía trước máy cắt phân đoạn cũng kẹp vào đoạn phôi ở phía trước máy cắt và đưa phôi vào máng dưới của giàn nguội. Máng lật đổ phôi xuống giàn nguội, phôi trên giàn nguội được đưa ra từ từ để giảm nhiệt độ của phôi nhờ cơ cấu răng cưa. Phôi sau khi tự nguội thì được đưa đến máy cắt nguội cắt theo chiều dài đã được định trước tạo thành sản phẩm. Sản phẩm đủ chiều dài được đóng bó và nhập kho, còn những sản phẩm không đủ chiều dài thì bị loại ra. Vì hệ thống máy cán làm việc ở nhiệt độ cao do tiếp xúc với phôi nên tất cả các trục cán và một số máng được làm mát bằng nước, một mặt bảo vệ tuổi thọ của trục cán, một mặt làm giảm nhiệt độ của phôi sao cho sản phẩm tạo ra đảm bảo chất lượng và có bề mặt bóng đẹp. Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt vì vậy máy điện một chiều được sử dụng để làm máy cán thép. Vì công suất của những máy cán này rất lớn nên sử dụng biện pháp kích từ độc lập để mở máy, mặc dù phải có nguồn điện phụ bên ngoài nhưng việc điều chỉnh dòng kích thích thuận lợi và kinh tế hơn. Mười động cơ trong dây chuyền cán thép của công ty đều là động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Vì được sử dụng làm máy cán nên mỗi động cơ đều có hộp giảm tốc đầu ra 2 trục. Riêng động cơ M1 thì có 3 trục ở đầu ra của hộp giảm tốc để phục vụ cán trên và cán dưới. Thông số của 9 động cơ cán của HPS : Tên động cơ Công suất KW Điện áp phần ứng V Dòng điện phần ứng A Điện áp kích từ V Dòng điện kích từ A Tốc độ rpm M2 660 800 891 220/110 350/692 M3 660 800 891 220/110 350/692 M4 450 750 650/660 32/9 400/1000 M5 500 750 720/730 5/11 400/1000 M6 450 750 680 220 600/1200 M7 450 750 660 110 600/1200 M8 450 750 660 160 940/1750 M9 600 750 660 160 400/1000 M10 120-600 175/800 790/1190 113/71 13/8.2 1200/1375 Riêng máy cán M1 là động cơ xoay chiều với công suất lớn 1250 KW, tần số 50 Hz, tốc độ 593 rpm, US=3300 V, IS=269 A, UR=1222 V, IR=637 A. Dây chuyền cán thép trong công ty HPS được điều khiển bằng PLC S7-200. Để điều khiển việc lật máng trong giai đoạn cán thô, ở cuối máng trên người ta lắp sensor cảm nhận ánh sáng ở cuối máng, phôi qua máy cán lên máng trên khi đi qua vị trí của sensor vì phôi đang ở trạng thái nóng đỏ nên sensor cảm nhận được và chuyển về phòng điều khiển trung tâm, sau 1-2 s thì bộ điều khiển phát tín hiệu cho van điện từ mở khí nén tác động vào xilanh lật máng để đổ thép xuống dưới. Tương tự như vậy, ở trước máy cắt đầu phôi, máy cắt phân đoạn cũng lắp sensor cảm nhận ánh sáng. Khi phôi đi qua sensor một khoảng thời gian nhất định thì máy cắt hoạt động để cắt đầu phôi hay cắt thành quy cách sản phẩm. Trên thực tế, như đã trình bày ở trên thì hiện tại công ty cổ phần thép HPS đang hoạt động ở chế độ bằng tay. Việc điều khiển lật máng bằng khí nén được thực hiện là do con người. Người vận hành trong phòng điều khiển quan sát khi phôi đã nằm hoàn toàn trong máng trên thì bấm công tắc lật máng. Chỉ duy nhất có máy cắt đầu phôi và máy cắt phân đoạn là làm việc tự động. Phần 3 Kết luận Sau gần một tháng thực tập tại công ty cổ phần thép Hải Phòng được sự giúp đỡ của anh Sơn và đội ngũ kỹ thuật viên của công ty chúng em đã được tìm hiểu về sơ đồ công nghệ nắm bắt được hoạt của hệ thống dây chuyền sản xuất tại công ty thép Hải Phòng ,đợt thực tập này đã giúp chúng em củng cố và hiểu biết chắc hơn những kiến thức đã được học trong nhà trường và đây cũng là cơ sở để chúng em có thể hoàn thành tốt bản đồ án tốt nghiệp của mình Tuy nhiên bản báo cáo thực tập của chúng em sẽ không tránh khỏi thiếu sót kính mong các thầy giáo ,cô giáo chỉ bảo thêm để đợt bảo vệ tốt nghiệp sắp tới chúng em có thể hoàn thành tốt hơn .Cuối cùng một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Hoà ,Anh Trần Ngọc Sơn cùng đội ngũ kỹ thuật viên của công ty thép Hải Phòng đã giúp đỡ chúng em hoàn thành bản báo cáo này