Ứng dụng PLC S7 – 200 trong tính toán thiết kế tự động hoá đoạn công nghệ máy cán tinh -máy cắt bay của dây truyền cán thép nhà máy cán thép Gia Sàng

Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
LỜI NÓI ĐẦU
Những năm gần đây nền kinh tế trên toàn thế giới đã phát triển rất lớn
mạnh. Trong đó phải kể đến sự phát triển không ngừng của nền khoa học kỹ
thuật, đặc biệt là trong lĩnh vực điều khiển vũ trụ, công nghiệp và quốc
phòng. Trong tình hình như vậy, việc nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng PLC
vào thực tế là rất cần thiết,đặc biệt là ứng dụng PLC vào các dây truyền tự
động hoá trong các quá trình sản xuất công nghiệp .Tại việt nam PLC đã
được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp mhư xi măng, điện, dệt,
thuốc lá, nhựa, cán thép
Để bắt nhịp với sự phát triển của khoa học kỹ thuật góp phần vào công
nghiệp hoá đất nước. Nhà trường đã từng bước trang bị cho sinh viên những
kiến và tư duy cần thiết để đáp ứng vào những yêu cầu cụ thể .
Sau 5 năm học tập tại trường em được giao đề tài tốt nghiệp :
" Ứng dụng PLC S7 – 200 trong tính toán thiết kế tự động hoá
đoạn công nghệ máy cán tinh -máy cắt bay của dây truyền cán thép
nhà máy cán thép Gia Sàng  .
Trong suốt quá trình học tập cũng như quá trình làm đề tài em luôn được
sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Ngọc Kiên và các thầy cô trong hai
bộ môn cơ sở TĐH và TĐH - Trường Đại học KT-CN. Nay đề tài của em đã
hoàn thành. Do khả năng có hạn và thực tế công việc còn nhiều, nên đồ án
tốt nghiệp của em chỉ nghiên cứu được một phần của hệ thống dây truyền
cán thép, tuy nhiên không tránh khỏi thiếu sót.Vì vậy em rất mong được sự
chỉ bảo thêm của thầy giáo hướng dẫn, các thầy cô trong hai bộ môn và các
thầy cô trong hội đồng bảo vệ, đóng góp ý kiến để bản đồ án của em được
hoàn thiện hơn .
Em xin chân thành cảm ơn !
Thái Nguyên ngày 10/06/2006
SV thiết kế:
Bùi Hữu Chung
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu

Chung
 1 
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
PHẦN I
GIÍI THIỆU CÔNG NGHỆ CÁN THÉP
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 2 
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
I - GIÍI THIỆU CHUNG
I.1. Khái quát về cán thép.
Cán là một hình thức gia công bằng áp lực để làm thay đổi hình dạng
và kích thước của vật thể kim loại dựa vào biÕn dạng dẻo của nó.
Yêu cầu quan trọng trong quá trình cán là ứng suất nội biÕn dạng dẻo
không được lớn, đồng thêi kim loại vẫn giữ được độ bền cao.
Trường hợp do yêu cầu công nghệ, chẳng hạn cán thép tấm mỏng dưới
1mm thì phải cán nguội vì cán nóng sẽ sinh vảy thép khá dày so víi thành
phẩm.
Căn cứ vào nhiệt trong quá trình tái kết tinh của kim loại người ta
phân chia thành cán nguội hay cán nóng như sau:
*Cán thép ở nhiệt độ dưới 400
0
C÷450
0
C là cán nguội.
*Cán thép ở nhiệt độ lớn hơn 600
0
C÷650
0
C, là cán nóng.

I.2. Công nghệ cán
Ban đầu tập kết nguyên liệu vào cán gồm thép thỏi hoặc phôi, sau khi
làm sạch, cân, đo, cắt và phân lô phôi thép được thì xếp thành trồng, hàng.
Nhờ cÈu xếp đặt lên xe nạp liệu chuẩn bị vào lò nung. Lò nung phải được
kiÓn tra (nhiên liệu vật liệu có liên quan) và chạy thử máy móc thiÕt bị lò
trước khi sảm xuất. Tùy theo dây truyền thiết kế lắp đặt mà phôi được xếp
thành 1 hoặc 2 hàng trên xe nạp liệu, máy đẩy sẽ đưa phôi vào lò nung. Lò
nung phản xạ đốt ba mặt, xung quanh lò được trang bị hệ thống các ống dẫn
dầu và quạt giã. Phôi được nung trong lò qua ba vùng nhiệt độ (vùng sấy,
vùng nung, vùng đều nhiệt). Nhiên liệu nung phôi thường là dầu công
nghiệp(dầu FO). Từ vùng nung sơ bộ nhiệt độ tăng dần cho đến vùng đều
nhiệt. Khi phôi đạt nhiệt độ theo yêu cầu thì được máy tống ở phía sau đẩy ra
khái lò.
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 3 
Trng H - KTCN B mụn T ng hoỏ
Phụi ra lũ nh h thng con ln a vo h thng cỏc mỏy. u tiờn l mỏy
cỏn thi, cỏn thụ, cỏn va sau cựng cỏn tinh.
Mỏy cỏn cú nhiều dng v ng kớnh trc to nh khỏc nhau, v cỏch b
trớ cỏc giỏ khỏc nhau mi mỏy cỏn. Tựy theo cụng ngh thiết k thộp c
cỏn i hoc cỏn quay li cỏc khõu cỏn. Sau cỏn mt s ln tiết din gim
xung, chiều di tng lờn, ti u, uụi thỏi b tũe ra v nhit ti ú gim
xung ngi ta tiến hnh ct u uụi ri a ến cỏc khõu trung gian khỏc.
Mi ln cỏn phụi qua mt l hỡnh m mi giỏ cỏn cú th cú mt hoc nhiều
l hỡnh. Thộp c cỏn ln cui cựng qua mỏy cỏn tinh theo ỳng kớch thc
sn phm ri n cụng on khỏc.
kớch thc khụng di quỏ ngi ta tiến hnh ct phõn nh theo s
tớnh toỏn phn tha cui cựng l nh nht. Ri chuyn lờn sn lm ngui.
Sn ngui cú kớch thc to nh khỏc nhau sao cho khi ra khỏi sn ngui thộp

t c c tớnh cng nht nh. Sn truyn ng thộp dch chuyn theo
một chiều nht nh, thộp cỏn nhiều ln chiều di ln quỏ ngi ta chuyn
sang mỏy ct ngui. Cui sn ngui cú h thng gom thộp hoc úng bú
Túm li s cỏn nh sau:
Tp kt phụi vo lũ nung mỏy cỏn thi mỏy cỏn thụ mỏy cỏn va
mỏy cỏn tinh B phn lm ngui b phn úng bú
bãi
tập
thỏi
(phôi)
lò
nung
máy
cán
thỏi
máy
cắt
nóng
máy
cán
thô
máy
cán
vua
máy
cán
tinh
1
máy
cán

tinh
2
máy
cát
phân
đoạn
sàn
làm
nguội
máy
cát
nguội
bộ
phận
đóng
bó
tổng quan về công nghệ cán nóng liên tục
máy
hất
thép
máy
chuyển
thép
máy
gom
thép
Hỡnh 1.1
Thuyt minh ỏn Tt nghip SVTK : Bựi Hu
Chung
4

Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
I.3. Máy cán:
Máy cán thực hiên nguyên công chính là làm biÕn dạng dẻo kim loại
để có kích thước và hình dạng mong muốn. Kim loại được nén Ðp và kẹp
kéo qua giữa hai trục cán quay ngược chiÒu nhau.
Một máy cán thường có các bộ phận chính sau:
a)Hộp cán:
Gồm hai hay nhiÒu trục cán mà gối trục đặt nên thân máy. Trục
cán có thể chuyển dịch theo phương thẳng đứng và được định vị bởi thiÕt bị
kẹp trục. Còn trục dưới đặt cố định
b)Cơ cấu và thiÕt bị truyền:
Có cấu tạo khác nhau tuỳ loại hình cán. Máy cán lớn tốc độ cao có
hai động cơ truyền chuyển động 2 trục cán, còn mét số máy khác do một
động cơ truyền chuyển động qua hộp bánh răng. Hộp bánh răng có các bánh
răng cùng đường kính (tỉ sồ truyền i=1) để truyền cho máy cán. Do trục cán
trên có thể dịch chuyển lên xuống để thay đổi độ dày cán. Khoảng cách giữa
hai trục cán chính cũng có thể thay đổi nên 2 đầu của các trục chính đều có
khớp nối cầu. Bánh dùng để ổn định giữa động cơ điện và hộp số
c)Động cơ điện:
Thường đùng động cơ luyện kim chuyên dùng có gió thổi làm mát. Các
trường hợp cán có tốc độ không thay đổi (máy các thô liên tục) thường dùng
động cơ đồng bộ. Còn nếu máy cán cần điều chỉnh tốc độ thì dùng động cơ
một chiÒu, nguồn mét chiÒu được cung cấp từ một bộ chỉnh lưu riêng.
1. Đế máy
2. Thân máy
3. ThiÕt bị kẹp
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 5 
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá

4. Trục truyền động
5. Trục cán
6. Trục chính
7. Hộp bánh răng
8. Khớp nèi
9. Động cơ
1
3
5
4
6
9
8
7
Hình 1.2: Máy cán
I.4. Phân loại máy cán
Có nhiÒu cách phân loại máy cán:
a. Phân loại theo tên gọi ( có các loại sau):
*Máy cán thô, đường kính φ =800÷1300 mm
*Máy cán phôi dẹt φ=1100÷1150 mm
*Máy cán phôi φ=450÷750 mm
*Máy cán ray φ=750÷900 mm
*Máy cán phân loại thô φ=500÷750 mm
*Máy cán dây φ=250÷350 mm
b. Phân loại theo số trục cán và cách bố trí chúng:
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 6 
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
Theo cách phân loại này, có máy cán 2 trục, 3 trục hoặc nhiÒu trục

cán hơn ( 4, 6, 12, 20 ) hình (1-3). Các trục cán có thể đặt đứng, nằm,
nghiêng. Loại máy cán có trục nằm ngang là phổ biÕn và thông dụng nhất.
Hộp cán có hai trục cán nằm ngang (hình 1-3a) được dùng trong máy cán
quay thuận nghịch để cán thô, cán tấm dày, cán phân loại. Hộp cán có 3 trục
nằm ngang (hình 1-3b) được dùng trong máy cán tấm dày, tấm trung bình.
Trong máy cán này, phôi cán truyền động theo hai chiÒu còn trục cán không
đổi chiÒu quay.
Hộp cán có 4 trục cán (hình 1-3 c) được dùng trong cán tấm (nóng và
nguội). Hai trục lớn phía ngoài là 2 trục tựa để giảm sù biÕn dạng của hai
trục làm việc nhỏ phía trong.
Hộp cán có nhiÒu trục cán hơn ( 6, 12, 20 ) ( hình 1-3 d, e, f ) cũng chỉ
có hai trục làm việc còn các trục khác là trục tựa. Thường dùng trong cán
nguội các tấm mỏng.
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 7 
H×nh 1.3: Trôc c¸n
f)
e)
b)
d)
c)
a)
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
c. Phân loại theo số hộp cán và cách bố trí chúng :
Theo cách phân loại này, máy cán một hộp cán quay thuận nghịch
được dùng phổ biÕn. Tuy nhiên để nâng cao công suất và do yêu cầu công
nghệ riêng, máy cán có nhiÒu hộp cán cũng được sử dụng.
Một hộp cán có thể được dẫn động từ 1 hay 2 động cơ hoặc 1 động cơ
có thể dẫn động được nhiÒu hộp cán (hình 1- 4a). Phương thức sau hay dùng

cho máy cán phân loại nó có khuyết điÓm là phôi cán phải di chuyển ngang
từ hộp cán này sang hộp cán khác và do đó tốc độ các hộp cán như nhau nên
không có khả năng tăng tốc khi phôi cán dài hơn. Hình 1-4b cho phương
thức đặt các hộp cán nối tiÕp nhau. Phôi được cán vài lần ở hộp cán trước rồi
míi chuyển sang hộp cán sau. Phương thức này thường dùng để cán thô, cán
tấm dày.
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 8 
Hép c¸n
a
b
c
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
Hình 1.4: Hộp cán
Hình 1-4c cho phương thức đặt các hộp cán nối tiÕp nhau liên tục.
Phôi cán từ hộp này sang thẳng hộp kia khoảng cách giữa hai hộp cán nhỏ
hơn chiÒu dài phôi. Máy cán loại này cho năng suất cao nhưng đòi hái sự
đồng đều giữa các hộp cán để tránh phế phẩm do phôi cán bị võng quá hoặc
căng quá giữa hai hộp cán. Loại này dùng để cán nóng phôi.
d. Phân loại theo chế độ làm việc:
*Máy cán quay thuận nghịch có điều chỉnh
*Máy cán không quay thuận nghịch có điều chỉnh
I.5. Các tham số đặc trưng cho máy cán
*Đường kính trục cán (đối víi máy cán phôi )
*ChiÒu dài trục cán (đối víi máy cán lá )
*Đường kính ống cán thành phẩm (đối víi máy cán ống )
II. CÔNG NGHỆ CÁN THÉP - NHÀ MÁY CÁN THÉP GIA SÀNG
II.1. Giíi thiệu chung về nhà máy
Nhà máy luyện cán thép Gia Sàng thuộc tổng công ty Gang thép Thái

Nguyên. Đây là một nhà máy lớn và hiện đại đối víi nền công nghiệp nước
ta. Được cộng hoà dân chủ Đức viện trợ, giúp đỡ xây dựng và lắp đặt đưa vào
sản xuất thép năm 1975. Víi mô hình là vào phế ra sản phẩm, nhà máy đẵ sản
xuất rất hiệu quả, víi năng suát cán thép là 60.000 tấn/năm.
Trong suốt thời gian từ năm 1975 đến năm 1993 nhà máy đẵ cung cấp
sản phẩm cán với nhiÒu chủng loại khác nhau nh thép tròn φ6, φ8, thép góc
phục vô cho công việc xây dựng đất nước.
Do yêu cầu về đổi míi công nghệ và nâng cao công suất cán năm 1994
phân xưởng cán 1 của nhà máy được cải tạo nâng cấp trên cơ sở các thiÕt bị
động lực cũ của cộng hoà dân chủ Đức lắp đặt thêm các máy cán 360*2, máy
cán 280*2, máy cắt bay, cải tạo lại lò nung phôi cán, thay đổi nguồn cung
cấp, phần điều khiển bằng bán dẫn vi mạch, bé điều khiển có lập trình PLC
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 9 
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
Nâng công suất cán lên 100.000 tấn/năm với các sản phẩm: thép tròn φ8, φ30,
thép vằn φ12, φ30, thép góc L50*50, L60*60*5.
II.2. Công nghệ cán thép nhà máy cán thép Gia Sàng - Thái
Nguyên
Dây truyền công nghệ cán thép nhà máy cán thép Gia Sàng được thể
hiện trên hình 1-5.
Thép ban đầu ở trạng thái là phôi có kích thước 100x100x1100 -
120x120x3000, khèi lượng phôi cán từ 140-340 kg. Phôi được cẩu đưa lên xe
goòng chuyển tới cửa lò nung, phôi được đẩy vào lò lung bằng 2 máy đẩy
thép. Trong lò nung, phôi thép được nung bằng đốt cháy dầu Fo, sau 2 giê
phôi thép được nung tíi nhiệt độ 1120
0
C -1250
0

C. Khi tíi nhiệt độ này, máy ra
thép do người điều khiển đẩy phôi ra khái lò nung. Cứ một phôi thép ra lò thì
lại lập tức có một phôi khác được đẩy vào lò bằng máy đẩy thép.
Giữa 2 máy này có khoá liên động để đảm bảo khi máy đẩy thép làm
việc thì máy ra thép ngừng làm việc và ngược lại.
Thái thép được đưa ra lò trên các băng chuyền tới các giá cán thỏi. Sau
7 lần qua các lỗ hình của giá cán, thái thép được tác dụng của lực Ðp trục cán
tiÕt diện được giảm xuống và chiÒu dài tăng lên. Sau khi thép qua giá cán
thỏi, nhiệt độ đầu phôi thép giảm xuống, phôi thép đươc đưa sang máy cắt
nóng 50 tấn cắt đầu và đuôi thép, sau đó thép được tiÕp tục đưa sang máy
cán thô.
Tại máy cán thô, phôi thép qua 3 lượt lỗ hình tiÕp tục sang giá cán
360x2. Qua 2 lần lỗ hình của giá cán 360x2 thép được chuyển sang giá cán
thô, theo hệ thống bàn vòng thép qua 2 hay 4 lỗ hình của máy cán thô. Sau
đó vào giá cán 280x2 qua 2 lỗ hình của giá cán, thép đi vào máy cắt bay. Tại
đây thép ở dạng thành phẩm có tiÕt diện tiêu chuẩn của thép và được chặt
thành các đoạn theo chiÒu dài đăt trước. Công nghệ cán thép trong dây
truyền cán thép của nhà máy được tư động hoá từ máy cán 280x2 đến máy
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 10 
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
cắt bay. Sau đó thép được đưa tới sàn nguội, máy hất thép sẽ hất các đoạn
thép vào sàn nguội, ở sàn nguội máy dịch chuyển thép làm việc dịch chuyển
phôi thép dần dần theo chiÒu ngang sàn nguội. Cuối sàn nguội thép thành
phẩm được gạt so le gom thành bó và chuyển tới phần đo thép sau khi đo
đúng kích thước chiÒu dài định cắt thép được cắt bằng máy cắt nguội 250
tấn thép sau khi được cắt đúng kích thước chuyển sang công đoạn cuối cùng
là đóng bó và đặt vào kho.
II.3.Các thiÕt bị sử dụng trong dây truyền cán thép nhà máy cán thép

Gia Sàng.
Phân xưởng cán I nhà máy luyện cán Gia Sàn dây truyền cán nóng
chia làm ba phần khu vực lò nung, khu vục máy cán và khu vực sàn nguội,
mỗi phần gồm các thiết bị sau:
II.3.1- Khu vực lò nung
a) Sơ đồ
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 11 
Trng H - KTCN B mụn T ng hoỏ
máy đẩy
thanh đỡ phỏi
nhiên
liệu
quạt
hút gió
hệ thống sấy gió
xe nạp liệu
cửa vào lò
động cơ
van gió
van dầu
buồng sấy dầu
Đ Đ
máy ra thép
hệ thống con lăn
thỏi
Đ
Hỡnh 1.6: S lũ nung
b)Gii thớch s

* Xe goũng np liu cú:
Ph ti: 3500kg/xe
Tc di chuyn: 0, 337m/s
ng c khụng ng b (KDB) cụng sut: P=3.3KW
Hai xe goũng np liu mt xe lm vic mt xe dự phũng, sau khi phụi thộp
c vn chuyn vo phõn xng cỏn, mỏy cu x cu phụi lờn xe np liu
chun b np vo lũ nung. Xe chy trt trờn ng day trc ca lũ vo
v nhng thi thộp thnh 2 hng (thi thỡ 1 hng) bng ming ca lũ.
* Mỏy y thộp:
Kiu: thanh vớt
Lc y: N= 200KN
Hnh trỡnh ln nht: 1800mm
Thuyt minh ỏn Tt nghip SVTK : Bựi Hu
Chung
12
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
Tốc độ: 0.07m/s
Động cơ KĐB công suất: P= 45KW
Có nhiệm vụ đẩy phôi thép vào lò nung. Nếu là phôi thì hai máy cùng hoạt
động hành trinh cùng đẩy theo nhịp (khi có thép ra mới đẩy vào). Nếu là thỏi
thì hai máy thay phiên nhau đẩy thép vào lò.
* Máy ra phôi:
Kiểu: có thể đi động
Lực đẩy: 5KN
Hành trình lớn nhất: 5100mm
Tốc độ cần đẩy: 0, 07m/s
Tốc độ dịch chuyển gang: 0, 06m/s
Động cơ cần đẩy: 11KW
Động cơ dịch chuyên ngang: 2, 2KW
Lực đẩy: 5KN

Được bố trí tại cuối lò nung. Nhiệm vụ là đẩy từng phôi khi nung đủ
nhiệt độ cần thiết và theo yêu cầu cần thép mới đẩy ra lò.
* Quạt gió:
Có hai quat gió một quạt làm việc và một quạt dù phòng quạt sè 2
dùng 2 động cơ không đồng bộ P=100KW (một động cơ dự phòng). Giã sau
khi hút nên được đưa vào hệ thống sấy rồi qua van tổng đến các van điều tiết
ở các vị trí cử lò. Ngoài ra còn có hệ thống nước làm mát các thanh đỡ phôi.
Dầu cũng được sấy nóng để hoạt động có hiệu quả cao nhất và hệ thống ống
dẫn dầu, giã, vật liệu chịu nóng.
c. Tính năng kỹ thuật của lò.
Công dụng của lò: nung phôi, thái trước khi cán.
KiÒu lò: lò nung liên tục kiÓu đẩy thép.
Phương thức nạp liệu: vào đầu ra cạnh.
Kích thước phôi thép: +Thép thỏi:130/148x132500 ~ 120x2000.
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 13 
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
+Thép phôi:100/120x2000; 2500; 3000
Trọng lượng thỏi: 173-330 kg.
Nung loại thép: thép cácbon, thép hợp kim thấp.
Nhiệt độ nung thái: 1150
0
C-1250
0
C.
Sản lượng của lò: Bình quân 26 tấn/h.
Lớn nhất 30 tấn/h.
Diện tích đáy lò có Ých:19, 604 x3, 596=70, 5m
2

.
Sản lượng diện tích đơn vị thép qua:500kg/m
2
. h.
Nhiên liệu và nhiệt lượng bằng dầu nặng 9640x4, 1868 KJ/kg
Tiêu hao đơn vị nhiên liệu:41x9640x4, 1868KJ/kg thái (sản lượng định mức
khi ống đáy lò bọc hoàn chỉnh).
Tiêu hao dầu đốt:1230kg/h (lớn nhất).
KiÒu mỏ đốt: mỏ đốt dầu gió nóng hạ áp.
Số mỏ đốt: Vùng nung trên 4 cái.
Vùng nung dưới 3 cái.
Vùng điềunhiệt 4 cái.
Áp lực dầu trước mỏ đốt:0. 05 ~ 0. 1 Mpa (0. 5 ~ 1 kg/cm
2
).
Độ nhớt của dầu nặng trước mỏ đốt: 4 ~ 6
0
E.
Tiêu hao không khí trợ cháy: 15300m
3
/h
Nhiệt độ dự nhiệt không khí: 350 ~ 400
0
C
Áp lực không khí trước mỏ đốt: 5000Pa (500mm H
2
O)
Tiêu hao hơi nước :130kg/h
Áp lực hơi nước trước mỏ đốt: 0. 1Mpa (1kg/cm
3

)
Lượng khói :16000m
3
/h
Áp lực nước làm nguội: 0. 3Mpa (3kg/cm
3
)
Tiêu hao nước làm nguội: 150m
3
/h
d ThiÕt bị dùng cho lò:
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 14 
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
ThiÕt bị phụ thuộc của lò nung gồm: quạt gió trợ cháy, đường ống không
khí, bộ dư nhiệt kim loại, hệ thống dầu đốt, mỏ đốt,hệ thống làm nguội bằng
nước
hệ thống thoát khói cửa lò, van kè, thiÕt bị nạp ra phôi…
a. Quạt gió trợ cháy:
Quạt máy lắp ở trong phòng máy quạt giã, qua đường không khí cấp giã
cho mỏ đốt dầu. Lượng gió lớn nhỏ do van ba lá của miệng gió vào, van
khống chế từ xa, van bám trên đường ống của quạt giã điềuchỉnh.
KiÓu quạt gió là 9-26
No
7, 1 D; lấy trái 90
0
.
Áp lực gió:11776Pa (1200mm H
2

O)
Lượng giã: 15826 m
3
/h
Môtơ kiÓu: Y 315 S -2
Công suất:110 KW
Số vòng quay: 2980 vòng/phút.
Miệng gió vào của phòng máy quạt gió lấy bộ khử tiÕng ồn, giữa miệng của
quạt gió và đường ống nối bằng ống mềm để giảm tạp âm.
b. Bộ dù nhiệt kim loại
Mục đích của việc đặt bộ dự nhiệt không khí trong đường ống khói là để thu
hồi nhiệt dư của khói, giảm tiêu hao nhiệt, sau khi khí trợ cháy qua bộ dự
nhiệt nhiệt độ lên từ 350 ~ 400
0
C được đưa đến mỏ đốt. Bộ dù nhiệt chia làm
hai phần, bộ phận gần lò gọi là cụm ống bảo hộ dự nhiệt, còn một phần là
bản thân bộ dự nhiệt. Bộ dù nhiệt phân thành hai bộ trái phải, làm hai hành
trình để nâng cao hiệu quả của bộ trao đổi nhiệt, trong ống có linh kiện cấm
vào.
Tính năng của bộ dự nhiệt nh sau:
-Diện tích truyền nhiệt: 73 x 2 =146 m
2
-Nhiệt độ dự nhiệt không khí:350 ~ 400
0
C
-Lượng không khí lớn nhất: 15300 m
3
/h
-Nhiệt lượng khói vào bộ dự nhiệt: 800
0

C
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 15 
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
-Nhiệt độ khói ra bộ dự nhiệt: 451
0
C
-Lượng khói lớn nhất: 159000m
3
/h
-Lưu tốc không khí trong bộ dự nhiệt: 12, 61 m
3
/s
-Lưu tốc khỏi trong bộ dự nhiệt: 1, 79 m
3
/s
-Tổng hệ số truyền nhiệt: 38, 4 W/m
2
-Tổn thất lực cản bên không khí:1529Pa (156mm H
2
O)
-Tổn thất lực cản bên khối: 58Pa (6mm H
2
O)
Để bảo vệ bộ dự nhiệt, trên đường khối lắp van tham gia làm nguội300,
khi nhiệt độ khói quá cao, công nhân mở van này, khí lạnh tràn vào đường
khói làm giảm nhiệt độ khói. Trên đường ống chung của gió nóng lắp cơ cấu
xả xiêu ổn tự động. Khi nhiệt độ không khí vượt quá 450
0

C, van này tự động
mở, xả đi một phần gió nóng, để bảo vệ bộ dự nhiệt.
c. Mỏ đốt dầu gió nóng hạ áp:
Đặc điÓm chủ yếu dùng mỏ đốt của thiÕt kế này là tính năng ngọn lửa trải
ra tốt, không khí, nhiên liệu hỗn hợp đều, nhất là hơi nước để bảo ôn dầu
nặng, ngoài việc tránh kết cốc ở đầu mỏ phun làm nguội, còn tham gia làm
mù hoá, làm cho cửa đốt dầu gió lạnh của mỏ đốt có tính năng mù hoá tốt
hơn, như vậy nhiên liệu đủ khả năng cháy hết, là một cơ cấu đốt cháy loại
tiÕt kiệm năng lượng cho nên lò nung lắp đặt tất cả 11 mỏ đốt, mỏ đốt của
vùng nung trên và vùng đều nhiệt là loại mỏ đốt DR – II – 150, mỏ đốt của
vùng nung dưới là loại DR – II – 200.
d. Khống chế nhiệt của lò:
Để đảm bảo yêu cầu nung thép thỏi, việc cấp nhiệt cho vùng điều nhiệt,
vùng nung trên, vùng nung dưới của lò sử dụng hệ thống khống chế từ xa,
cửa van miệng vào của quạt giã, van ke đường khói cũng khống chế từ xa.
Để bảo vệ bộ dự nhiệt, dùng hệ thống xả gió nóng tự động, đối víi nhiệt độ
lò, áp lực lò và khói, giã, dầu, hơi nước dùng cơ cấu đo kiÓm, chỉ thị và tự
ghi, để cân đo thuận tiện, đối víi dầu nặng, hơi nước dùng cơ cấu đo luỹ kế.
e. Nước, gió làm mát và hệ thống cống thoát nước.
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 16 
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
Để đảm bảo sản xuất bình thường ống dưỡi đáy lò, khung cửa lò ra phôi
dùng biện pháp làm nguội bằng nước. Để đề phòng cắt nước, chi tiÕt nước
làm nguội cháy hỏng, ống cấp nước của hệ thống làm nguội phải được liên
kết với tháp nước thật tốt, để phòng khi không may bị cắt nước, mất điện do
sự cố phải cấp nước ngay để sử dụng.
II.3.2- Khu vực máy cán
1. Máy cán thỏi.

a)sơ đồ
con l¨n
tèc ®é quay
thái
m¸y c¸n thái
(
φ
530)
1
2
3
Hình 1.7: Sơ đồ máy cán thỏi
b)Giải thích sơ đồ
* Cụm máy cán thỏi
-Kiểu: 3 trục khung hở
-Kích thước thân trục cán: φ530 mm/480x1250mm
-Số vòng quay của trục cán: 113, 9v/min
-Đường kính ăn khớp hộp truyền lực: D=528mm
-Khoảng cách tâm hộp giảm tốc: A=1200mm
-Tỉ số truyền: i=6, 5
-Động cơ chính: p=1000KW, n=743v/min
Ở đây phôi thép được cán 7 lần qua 7 lỗ hình từ K1ữK7 theo thứ tự giảm
dần chung cho tất cả các sản phẩm cán nóng liên tục. Máy có hai hàng trục
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 17 
Trng H - KTCN B mụn T ng hoỏ
hng trờn trc 1 cú 4 l hỡnh l K1, K3, K5, K7, hng di trc 2 cú 3 l hỡnh
chn k2, K4, K6. Theo thit k thộp ra lũ qua bn nõng vo l hỡnh K1 hng
trờn ri ri t do. Nh h thng con ln 3 bc phụi thộp c quay ngc li

vo cỏn l hớnh K2 hng di ra bn h ri nõng lờn vo cỏn l hỡnh K3
hng trờn. C nh th cho n K7.
* Bn nõng h
-Kiu: lờn, xung
-Kớch thc sn: 5950x1250mm
-ng c truyn ng nõng h: p= 60KW, n= 710v/min
-H s gim tc ca h gim tc: i=31, 5
-Thi gian mt ln nõng (h) ~ 1, 8s
-Hnh trỡnh nõng h ca sn: 472mm
-Kích thc con ln: 315x125 mm
-Tc con ln: v= 2, 84m/s
-ng c con ln: p=2, 2KW, n=430v/min
Bn nõng h cú 12 con ln, iu khin theo 2 chiu thun nghch. Ban
u v trớ nõng cao nht tng ng v trớ K1, ri h xung v trớ thp nht,
c nh th bn hot ng lờn xung theo tng nhp mt. ng c khụng ng
b iu khin bng tay theo hai chiu.
k1
kích thƯớc lỗ hìnhcố định khi qua máy cán thỏi
k2 k4k3 k5 k6 k7
2. Mỏy cỏn thụ
a)S
Thuyt minh ỏn Tt nghip SVTK : Bựi Hu
Chung
18
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
1
2
3
m¸y c¸n th«
(

φ
400)

m¸y c¾t nãng
tÊm tr¦ît lËt thÐp
Hình 18: Sơ đồ máy cán thô
b) Giải thích sơ đồ
+ Máy cắt nóng:
Lực cắt: 50 T
Số lần cắt: 12/phót
Điều khiển bằng tay
Sau khi phôi qua máy cán thỏi thì tiết diện giảm chiều dài tăng, đồng
thời nhiệt độ đầu phôi giảm và bị tòe đầu thì ta tiến hành cắt đầu, cắt đuôi.
+ Máy cán thô:
Kiểu: ba trục khung hở
Kích thước trục cán: φ400 mm/360x1150 mm
Số vòng quay của trục cán: 149, 6 v/min
Vật liệu trục cán: giang cầu
Đường kính ăn khớp hộp bánh răng chữ nhân: D=380 mm
Khoảng cách tâm hộp giảm tốc chính: A=1000 mm
Tỷ số truyền: i= 4, 966
Động cơ chính: p=1000KW, n= 743v/min
Cắt nóng xong phôi vào cán lỗ hình K8 trục 2, 3. Nhờ hệ thống con lăn
2 tầng phôi quay ngược lại di vào cán lỗ hình K9, qua hệ thống lật thép phôi
quay đầu vào cán lỗ hình K10 và đi thẳng tới máy cán thô φ360x2 mm.
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 19 
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
3.Máy cán thô φ360x2 và φ360x4

a)Sơ đồ
m¸y c¸n
(φ360x2)

bµn vßng
nghÞch
m¸y c¸n
(φ360x4)

bµn vßng
thuËn
Hình 1.9:Sơ đồ máy cán thô φ360x2 và φ360x4
b) Giải thích sơ đồ:
* Máy cán thô 360x2
-Kiểu 2 trục khung hở, kiểu phưc hợp
-Kích thước thân trục cán: φ360/352x800 mm
-Vật liệu trục cán: gang cầu cứng nguội vô hạn
-Số vòng quay trục cán: n1= 1452, 7v/ min
n2=217, 7v/ min
-Kiểu ổ trục máy cán : vòng bi
-Khoảng cách tâm hộp giảm tốc : A=500 mm
-Tỷ số truyền: i=1, 613
Khoảng cách tâm hộp giảm tốc liên hợp: I-1: 837, 727
I-2: 649, 873
II : 350
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 20 
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
Động cơ không đồng bộ điều chỉnh băng tay. Thép qua hai lỗ hình

K11 va K12 tương ứng với mỗi trục cán rồi đến máy cán tiếp theo.
+ Máy cán 360x4
-Kiểu : giá máy hở, kiểu dãy máy 3 trục đổi chyều
-KÝch thước trục cán: φ360/325x8000 mm
-Kiểu ổ trục cán: gối bạc
-Số vòng quay trục cán: n=305, 7 v/ min
-Vật liệu tục cán: gang cầu
-Đường kính ăn khớp hộp truyền lực: D=350 mm
-Khoảng cách tâm hộp giảm tốc : A=1000 mm
-Tỷ số truyền: i=2, 431
-Động cơ không đồng bộ công suất: p= 100KW
Sau khi thép cán qua trục cán 1 được đưa tới bàn vòng thuận vào trục cán
2 (đổi chiều ngược lại trục cán 1).
Thép qua bàn vòng nghịch sang trục cán 3 (đổi chiều ngược lại trục cán 2)
qua bàn vòng thuận tiếp tục tới trục cán 4 (đổi chiều ngược lại trục cán 3).
Thép chạy vào bàn vòng thuận Sang trục cán φ280x2.
4.Máy cán tinh φ280x2
a)Sơ đồ
m¸y c¾t bay
m¸y c¸n tinh
(
φ28
0x2)

Hình 1.10: Sơ đồ máy cán tinh
b)Giới thiệu sơ đồ
-Kiểu ổ trục cán: vòng bi
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 21 

Trng H - KTCN B mụn T ng hoỏ
-S vũng quay trc cỏn: n1=470v/ min
n2=540v/ min
-Vt liu tc cỏn: gang ỳc cng ngui
-T s truyn: i2=1, 4268
i2= 1, 170
-Khong cỏch tõm hp cỏn liờn hp: a1= 550 mm
a2= 614, 89
a3= 280
-ng c mt chiu kớch t c lp cụng sut: P=630KW, n=654v/ min,
U=260Viu chnh bng tay hoc t ng.
iu chnh tc bng cỏch thay i in ỏp t vo phn ng ng c.
Ngun mt chiu cung cp cho kớch t v phn ng ng c bng b
bin i xoay chiu mt chiu cú iu khin 6RA2 (bờn trỏi). Qua hp gim
tc kộo giỏ cỏn 280x2.
Thao tỏc iu khin ng c dựng h thng PLC kt hp vi khi iu
khin ng c mt chiu 6RA22 khi 6RA22 thc hin chc nng n nh
tc t, n nh dũng kớch t theo giỏ tr t, thc hin cỏc chc nng bo
v quỏ ti, in ỏp cao, thp mt kớch t Hin th cỏc thụng s ca h thng
(dũng, ỏp, tc )
Thộp qua hai trc cỏn tng ng hai l hỡnh K17 v K18 cui cựng ca
mỏy cỏn. Vy thộp thnh phm cui cựng cụng on ny sau 18 ln cỏn tit
din gim i chiu di tng lờn rt nhiu, ũi hi phi diu chnh tht tt mỏy
cỏn ny v phi hp nhp nhng vi mỏy ct bay. Tit din thộp c iu
chng t K8 n K18 tng ng nh sau:
kích thƯớc lỗ hình thay đổi theo sản phẩm
k15
k8
k10
k9

k11
k13k12 k14 k17k16 k18
Thuyt minh ỏn Tt nghip SVTK : Bựi Hu
Chung
22
Trng H - KTCN B mụn T ng hoỏ
II.3.3 Khu vc sn ngui
1. Gii thiu s
máy gạt so le
thanh chuyển động
thanh cố định
máy hất thép
sàn nguội
máy cắt nguội
máy cắt bay
con lăn
Hỡnh 1.11: Khu vc sn ngui
2.Gii thớch s
* Mỏy ct phõn on
-Kiu: quay
-Ch lm vic: ct ngng
-Tit din vt cn ct: 12-20 mm
-Tốc vt cỏn: 6, 5-8, 0 m/s
-ng kớnh quay ca dao ct: 800 mm
-T s hp gim tc: i=2.8
-ng c mt chiu kớch t c lp cú cụng suõt l: p=75KW, tc ct n=
515/795 v/phỳt
Ngun mt chiu cung cp cho kớch t v phn ng ng c bng b bin
i xoay chiu mt chiu cú iu khin 6RA2 (bờn phi ).
ng c qua hp gim tc lm quay 2 li dao ct thộp.

Thuyt minh ỏn Tt nghip SVTK : Bựi Hu
Chung
23
Trường ĐH - KTCN  Bộ môn Tự động hoá
Thao tác điều khiển có 2 chế độ bằng tay để khi cắt thử và chế đọ tự
động khi thực hiện chương trình tự động háo bằng PLC và động cơ cán
280x2 tự động tăng hay giảm tốc độ. Tự động cắt thép theo chiều dài đặt
trước ở bàn điều khiển 11CT tự động cắt theo số lượng lần cắt đôi và mỗi
phôi thép theo thông số đặt ở bàn điều khiển 6RA22 để thực hiện việc tự
động cắt theo chương trình viết trong phần mềm PLC.
Đảo chiều động cơ bằng đảo chiều điện điện áp đặt vào phần ứng động
cơ (thực hiện đảo chiều sau khi cắt song thép ).
Để vừa kích thước sàn nguội và tránh lãng phí ta tiến hành cắt phân
đoạn theo tính toán chiều dài cắt tương ứng hai hành trình quay thuận và trở
về. Chế độ làm việc tự động hoặc bằng tay, kiểu quay cắt ngừng.
* Máy hất thép
Sử dụng động cơ rôto dây cuốn P=24 KW; U=380V.
Qua hộp giảm tốc kéo các cơ cấu tay biên hất thép điều khiển bằng tay hoặc
tự động. Khi có tín hiệu thép đến máy hất thép làm việc sẽ hất toàn bộ thanh
thép lên sàn làm nguội. Hệ thống con lăn gồm hai hệ thống con lăn vào sàn
và ra sàn.
* Sàn guội
Kiểu thanh răng làm nguội tự nhiên, diện tích 8.25x60m, tải trọng lớn
nhất 15.8T, dùng động cơ không đồng bộ công suất p= 45 KW, chu kỳ tiến 5,
5s. Hệ thống thanh răng gồm hai phần động và tĩnh, phần động chuyển động
theo cơ cấu tay quay thanh tuyền. Thanh thép được tiến dần theo chiều ra sàn
nh hình.
* Máy chuyển thép
Sử dụng động cơ rôto dây cuốn P=45KW; U=380V qua cơ cấu chuyền
lực, bánh đà để chuyển thép trên sàn nguội điều khiển bằng tay hoặc tự động.

* Máy gom thép (thanh gạt so le)
Thuyết minh đồ án Tốt nghiệp SVTK : Bùi Hữu
Chung
 24 
Trng H - KTCN B mụn T ng hoỏ
S dụng 2 ng c nõng thanh gt sole P=20KW; U=380V v
P=60KW; U=380V. Qua c cu chuyn lc, tay biờn gom thộp thnh bú
iu khin bng cỏc tay gt bn iu khin.
* Mỏy ct ngui
S dng ng c P=17KW; U=380V, lc ct 250 tn v khớ nộn iu
khin c cu gi thộp v ct thộp thnh phm, iu khin bng tay.
* Mỏy nh c
Cú hai mỏy nh c, mt mỏy nh khong cỏch ct v v bng u
bng uụi ri ct thnh sn phm theo ỳng yờu cu. Mt mỏy dựng chn
u sau khi ct ht thộp xung khu vc úng bú.
* H thng con ln
Ton b vic a thộp vo giỏ cỏn thi, thụ, 360x2 vo sn ngui, vo
mỏy ct ngui v cụng on úng bú u s dng ng c con ln dn
chuyn ng. Cỏc ng c con ln khu vc cỏn thi, cỏn thụ lm vic ch
hóm bng ngun 1 chiu 80V v o chiu. iu khin trờn cỏc bung
iều khin bng tay gt.
Mỏy gt thộp s gt thộp xung khu vc úng bú
bộ phận gom thép
con lăn
máy gạt thép
tấm
chặn
thép
máy định cữ
máy cắt nguội

Hỡnh 1.12: H thng ct ngui, gom úng bú
*. Bung in SGI, SGII.
t cỏc b tip xỳc úng ct, cỏc rle iu khin cỏc ng c con ln
trờn dõy chuyn cỏn v ng c mỏy ht thộp vo sn ngui, mỏy chuyn
thộp v nõng thanh gt sole.
Thuyt minh ỏn Tt nghip SVTK : Bựi Hu
Chung
25