炼钢电气控制系统设计【说明书论文开题报告外文翻译】
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炼钢电气控制系统设计【说明书论文开题报告外文翻译】,炼钢,电气,控制系统,设计,说明书,仿单,论文,开题,报告,讲演,呈文,外文,翻译
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目 录摘 要 .IIIAbstract .IV1 绪 论 .11.1 炼钢转炉背景介绍 .11.2 本课题研究目的及意义 .21.3 转炉炼钢未来发展的趋势 .22 炼钢工艺流程简介及控制分析 .12.1 转炉炼钢原理简介 .12.2 工艺流程 .12.3 转炉炼钢系统控制分类 .22.4 转炉本体 PLC 系统控制分析 .22.5 转炉送料 PLC 系统控制分析 .22.6 转炉冶炼 PLC 系统控制分析 .32.7 转炉保护 PLC 系统控制分析 .33 炼钢主要硬件选型及其设计 .43.1 PLC 模块选型 .43.2 FX2N-48MR 系列介绍 .43.2.1 FX2N-48MR 型 PLC 硬件模块的构成 .43.2.2 FX2N-48MR 型 PLC 的运行原理 .63.3 氧枪的控制系统选择 .63.3.1 氧枪的种类 .83.3.2 新型拉瓦尔喷嘴 .83.3.3 氧枪的喷头及氧枪 .83.4 炼钢倾动控制系统装置 .83.5 变频器的选型 .103.6 空气开关 .163.7 行程开关实现位置控制 .173.8 接触器 .18I3.9 减速机 .183.10 转炉倾动电机选型 .193.11 出钢水包车 .203.12 转炉炼钢全系统硬件设计 .213.12.1 转炉炼钢全系统主电气接线图设计 .213.12.2 转炉全系统 plc 连接电路设计 .233.13 转炉炼钢全系统设计 I/0 分析 .244 软件设计 .275 转炉炼钢调试成果 .396 总结与心得 .43参考文献 .44附 录 .45附录一：实物硬件接线图 .45附录二：按钮实物硬件图 .46附录三：转炉实物硬件图 .47致 谢 .48II炼钢转炉电气控制系统设计摘 要本文首先对炼钢转炉的一系列工艺进行阐述、定义。接着对整个转炉炼钢系统进行设计及研究。在本毕业课题中重点介绍了如何使用 PLC 模块、变频器对整个转炉的倾动来进行控制。与此同时，对转炉炼钢系统的各个电器元件进行一定的搭建模拟。由于在工业生产中，炼钢设备过于庞大，因此我们采用电器元件来进行实物的模拟。在本次设计中，完全发挥利用了变频器的可调速功能，通过 PLC 模块来控制变频器实现运转、开始急停、3 档速度等功能。由于在实物模拟中，变频器的转速度异常之快，无法实现在短时间内进行一定角度的旋转，所以我们又采用了减速机来进行电机旋转的一个控制。同时通过适量的接触器来实现氧枪的升降、左右移、加料、出钢水车等的功能实现以及采用时间继电器来进行吹炼、打开氮气阀的实物模拟。关键词：转炉倾动；变频器；减速器；各电器部件IIIDesign of electric control system for steelmaking converterAbstractFirstly，This paper expounds and defines a series of processes of steel making converter. Then the design and research of the whole converter steelmaking system.This thesis focuses on how to use the PLC module, the frequency converter tilting to control.At the same time, the various electrical components of the converter steelmaking system to carry out a certain set of simulation.Because in the industrial production, the steel making equipment is too big, therefore we use the electrical components to carry on the physical simulation.In this design, full play to the use of the frequency converter can drive function, through the PLC module to control the inverter to achieve running, start emergency stop, 3 speed and other functions.Due to the physical simulation, the speed of the converter is unusually fast, can not be achieved in a short period of time for a certain angle of rotation, so we have adopted a speed reducer to carry out a rotation of the motor control.Also by the amount of contactor to realize the function of the oxygen lance lifting, moving around, feeding and discharging water tankers and adopts a time relay to blowing, open the nitrogen valve of physical simulation.Key words: Converter tilting; Frequency converter; retarder; All electrical components01 绪 论1.1 炼钢转炉背景介绍从 19 世纪 50 年代左右开始，英国著名的冶金科学家贝赛麦教授就发明出了可酸性炉底吹空气炼钢转炉的方法到现今，在现阶段不断的研究中，目前的炼钢生产工艺技术已经发展了大致有将近大半个世纪了。转炉设备的不断跟进和工艺流程的不断完善和突破，使得钢种的产量持续有着非常大的提升，与此同时钢的质量也在日益的提高。当今工业化生产中主要的炼钢转炉方法则有转炉氧吹技术、单相和三相电弧炉技术以及二次炼钢技术。在转炉本体进行吹炼氧气之前，一般工业生产工人就要加适量的具有一定比例浓度的废铁水，还有就是要配出 17%-33%的所要跟铁水氧化的炼钢材料。在炼钢冶炼中，不用通过外部的装置来使转炉炉体加热，而是所需要氧枪设备来进行吹炼氧以及炼钢所需要的材料比如废钢、铁水等，此时与氧气一产生化学反应，就会使材料氧化，之后会产生各种化学元素比如碳、硫等基本元素。并且这些元素所产生的一个热量会加快炼钢的钢池所具备的冶炼的温度。并且它具有生产周期异短、产量也高等的优点。与此同时，1969 年左右所诞生的顶底吹炼转炉，在近期年里已有了长足的发展！并且其中转炉炼钢它所产生的转速也非常之快，加快生产的节奏，绿色环保，产量多，所以在当今社会上、工业生产上转炉本体炼钢已经成为各个冶炼方法的首要之选，且节约、环保无污染以及节省所需要开支的成本。 图 1.1 炼钢示意图11.2 本课题研究目的及意义本课题所要研究的是合理设计出在现代化工产业上非常具有意义的转炉炼钢电气控制系统。之所以要如此，是因转炉炼钢法是在我国是非常有一定工业地位的炼钢方法之一，所以，本课题的设计在我们现代日常生活中有一定的意义，同时在大学里研究与设计也是具有一定的实践切实意义！转炉炼钢的实际目的就是将一些投入材料如废钢、铁水中的硅等及其他杂志元素等氧化掉，产量有所大幅度的提升，并且产出的钢材料具有一切比一般铁都好的质量性能，比如钢的硬度性能、热量性能与耐泡耐抗耐腐蚀等性能！在我国，钢铁这种重要的建筑材料已经离不开我们的工业生产中了，虽然每日我国有诸多企业会运用到大量的钢材料，但是我们在实际生产中时，就需要投入非常大的人力、物力等等。所以对于现在，我们就要使用科技的力量，改善现有的炼钢设备，做到合理分配、节约、绿色无污染、环保等，实现转炉炼钢等的一套流程，加快生产的节奏，加大产量，高效率的产出高质量的钢材料。对于 21 世纪的我国来说，现代转炉氧枪转炉技术已经进入了炉火纯真的阶段了。单从工业产品的种类上来说，在大众生活建筑上、一般企业上来说，小型的转炉就是产出日用钢为主的，并且产量大，以及主要和小型的灌溉机器配合使用，一般情况下，也采用并未废铁水预处理、工业机器末点控制和炉外精炼等先进的工业装置。而大中型的转炉是当代今后的主流转炉，目前，大多数的中、大型的转炉均使用废铁水预处理、炉体外部的精轧炼、工业机器末点控制等发达的技术，装备也非常的精良，其工艺流程也特别的先进！1.3 转炉炼钢未来发展的趋势当今社会上，对于炼钢这个行业不仅仅是发展同存的时机，并且在以后的未来道路上也会寸步难行。在我国，炼钢技术已经达到炉火纯青的地步了，但是随着国家的日益强盛，其它国亦是如此，转炉炼钢所带来的人均经济力也在渐渐地在增长。转炉炼钢所带来的影响不单单是生活上那么简单，比如说在铁路上的应用也很广泛，唯有炼制出良好的钢，才能铺设出安全且良好的轨道，对人们的出行也是一种安全保障！再比如从建筑上来说，唯有转炉冶炼出在物理性能上坚硬、抗摔、抗磨、抗腐蚀等性能良好的钢材料，才能在大型的建筑设施上才能投入使用！所以，我觉得在转炉炼钢的未来道路上还是很遥远的，虽然我国是个用钢材的工业大国！并且在炼制上我觉得多要注意材料的选材，并且转炉里温度不能太高防止过热爆炸，最重要一点是最后炼制完后，要进行脱氧，并且进行溅渣护炉，炉子的好坏，即是炉龄，取决于钢材的质量好否，这也就决定了我国的经济实力的好坏，在以后的道路上，使得成为一个重要的里程碑！02 炼钢工艺流程简介及控制分析2.1 转炉炼钢原理简介转炉炼钢设备有以下几个系统部分组成，如下：（1）转炉本体系统控制：转炉本体及其相对应的支撑系统、转炉倾动装置。（2）吹炼氧气、氮气的氧枪及其升降、左右移。（3）出钢水的车。（4）吹炼的氧气阀以及溅渣护炉的氮气阀。2.2 工艺流程本设计课题的核心是转炉本体，并且在工艺流程上炼钢也是要在本体中完成的。转炉的外观就像一个鸭梨形状，炉子的内部有耐火砖，炉子侧边有许许多多的小孔，从氧枪吹炼的氧气经过技术处理后会从许多圆形半径范围内吹入进去，直到转炉炉体里充满了整个氧气。开始时，转炉处于垂直水平状态，然后当以一定的速度驱使转炉向左或右边靠，之后在转动后的转炉里，大致加入适当的炼钢所需要的材料以及大约具有一定浓度和温度（1300）的液化废铁水，然后当炉体垂直为的时候，氧枪便开始吹炼，同时加入一定量的生石灰。这个时候各种加进去的材料便会各种化学反应，热量反应，就会使各种氧化的化学元素，比如硫、碳铁等基本元素形成在转炉炉壁附近产生一些炉体所需要的渣，这个时候再使用化学及物理反应的过程，形成了高温度融化材料，在加上之前的炉渣，他们两个会呈现出一定的交替反应，然后使得该反应会充满整个转炉炉体里。但当一定的温度达成，然后一些化学元素物质也渐渐德融化时，就证明初步钢已经慢慢的成型，不过当一些转炉炉体内的化学元素渐渐地耗尽时候，炉体的进口处就会产生磁性氧化铁（化学式为：Fe 3O4）的棕色气体后，这个时候就代表转炉里面的钢材料已经完成了。这个时候炉体左或右倾准备倒钢水，在钢水包里，我们还要在额外加入一定的脱氧剂，是为了除去最后的一些剩余杂志和脱氧。当一切都即将结束时，尤为重要的措施就是在工艺上为了防止转炉炉壁内的损坏以及延长转炉的使用寿命，那么就要进行溅渣护炉，吹入氮气。之后又是一轮捡料送料炼钢！图 2.1 转炉炼钢示意图12.3 转炉炼钢系统控制分类依据工业生产自动化上面的控制要求以及工艺模拟的步骤，我们可以把 PLC 控制主要分为转炉本体、转炉送料、转炉冶炼，转炉保护等几个大的部分，具体控制内容如下：转炉本体的 PLC 控制可大致分为：转炉装置运转、氧枪上升或者下降、左移亦右移等。转炉送料的 PLC 控制可大致分为：送料、下料，来控制它的送料或下料的一个程度等。转炉冶炼的 PLC 控制可大致分为：打开氧气阀，吹炼已达到温度要求等。转炉保护的 PLC 控制可大致分为：溅渣护炉，打开氮气阀等。2.4 转炉本体 PLC 系统控制分析炼钢转炉的本体倾动的操作首先是由一定的工艺流程来确定，当我们要进行送料时，该转炉就会进行一定的倾动，当然，该炉体倾动也是需要一定的速度来进行的，也就是需要用到变频器来控制频率，以达到速度上的区别。速度可以分为 3 档左右，分别为低、中、慢 3 档速度。不管是几档速度，都会在每一次转炉倾动的时候调整成不同的速度，以来完成工艺上的一个基本要求。转炉的氧枪则是整个炼钢系统中最重要的，也是在冶炼过程中占着非常大比例的一个角色。氧枪的上升、下降是需要一定的限位，也就是固定的位置。为了考虑到生产中一些设备器件的安全，我们要充分考虑它到某位置是否是我需要的停止位。氧枪的下降是为了吹炼，吹炼进去一定量的浓度氧气后，一些冶炼材料就会互相产生物理、化学反应以及氧化。氧枪的左右横移也是为了更好的溶铁，使之温度达到相应的要求。在任何情况下，防止出现转炉炼钢的冶炼失误或者是用电器上的损坏，我们需要加入一个急停装置按钮。这样，不管是出现了什么样的故障，我们都可以进行急停，保证人身安全。2.5 转炉送料 PLC 系统控制分析转炉炼钢送料系统是炼钢中初步的第一个阶段。我们在转炉倾动后，就要开始加入一定的废钢、适量的铁水。在这里，送料下可以设置一个停止加料按钮，就代表此时此刻该料已经达到炼钢的材料物质标准了。转炉当中的钢水包车
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