ho quang dien trang bị điện

NHÓM 4 :TRANG BỊ ĐIỆN- ĐIỆN TỬ CÁC LOẠI LÒ ĐIỆN


Trang bị điện – điện tử cho lò điện

1.Khái niệm chung và phân loại

2. Sơ bộ về kết cấu lò điện trở.

3. Vật liệu làm dây đốt

4.Sơ đồ điều khiển lò điện


I .Trang bị điện – điện tử cho lò điện
1.Khái niệm chung và phân loại.
A, Khái niệm :
Lò điện là một thiết bị điện biến điện năng thành nhiệt năng dùng
trong các quá trình công nghệ khác nhau như nung hoặc nấu
luyện các vật liệu, các kim loại và các hợp kim khác nhau...

Lò điện cũng được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày như
bếp điện, nồi nấu cơm điện, bình đun nước điện…


Lò điện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật:

 Sản xuất thép chất lượng cao.
 Sản xuất các hợp kim phe-rô.
 Nhiệt luyện và hoá Sản xuất các hợp kim phe-rô.
 nhiệt luyện.

 Nung các vật phẩm trước khi cán, rèn dập, kéo sợi.
 Sản xuất đúc và kim loại bột.
Trong các lĩnh vực công nghiệp khác :

 Trong công nghiệp nhẹ và thực phẩm, lò điện được dùng để sấy, mạ
 vật phẩm và chuẩn bị thực phẩm.
 Trong các lĩnh vực khác, lò điện được dùng để sản xuất các vật phẩm thuỷ tinh, gốm sứ


ƯU ĐIỂM
+Có khả năng tạo được nhiệt độ cao.
+Đảm bảo tốc độ nung lớn và năng suất cao.
+Đảm bảo nung đều và chính xác do dễ điều chỉnh chế độ điện và
nhiệt độ.
Kín.
+Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá quá trình chất dỡ nguyên
liệu và vận chuyển vật phẩm.
+Đảm bảo điều kiện lao động hợp vệ sinh, điều kiện thao tác tốt,
thiết bị gọn
nhẹ.

Nhược điểm
+Năng lượng điện đắt.
+Yều cầu có trình độ cao khi sử dụng.


Nguyên lý chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng :
- Dùng nhiệt của hiệu ứng Joule (lò điện trở hay dây đốt).
- Dùng nhiệt của ngọn lửa hồ quang điện (lò hồ quang).
- Dùng nhiệt của dòng điện xoáy Foucault thông qua hiện tượng cảm ứng điện

từ (lò cảm ứng).
- Dùng dao động nhiệt phân tử dưới tác dụng của điện (từ) trường biến thiên (lò
gia nhiệt chất điện môi, sấy chất điện môi, hàn dán li lông...).
-Dải nhiệt độ của các lò điện khá rộng (từ vài chục độ C đến hàng nghìn độ C).
Phạm vi dải công suất cũng rất rộng (từ vài chục W đến hàng MW).


2.Phân Loại :

 Phân loại theo phương pháp toả nhiệt
+Lò điện trở tác dụng trực tiếp: là lò điện trở mà vật nung được nung nóng
trực tiếp bằng dòng điện chạy qua nó. Đặc điểm của lò này là tốc độ nung
nhanh, cấu trúc lò đơn giản. Để đảm bảo nung đều thì vật nung có tiết diện
giống nhau theo suốt chiều dài của vật.
+Lò điện trở tác dụng gián tiếp: là lò điện trở mà nhiệt năng toả ra ở dây dẫn
điện trở (dây đốt, rồi dây dẫn sẽ truyền nhiệt cho vật nung bằng bức xạ, đối
lưu hoặcdẫn nhiệt.

1.Vật liệu được nung nóng trực
tiếp; 2. cầu dao;
3. biến áp; 4. Đầu cấp điện

a. đốt nóng trực tiếp

5. dây đốt; 6. vật liệu
được nung nóng gián
tiếp

b. đốt nóng gián tiếp



Phân loại theo nhiệt độ làm việc của lò

- Lò nhiệt độ thấp: nhiệt độ làm việc của lò dưới 6500C.
- Lò nhiệt độ trung bình: nhiệt độ làm việc của lò từ 6500C đến 12000C.
- Lò nhiệt độ cao: nhiệt độ làm việc của lò lớn hơn 12000C.

 Theo nơi sử dụng
- Lò dùng trong công nghiệp.
- Lò dùng trong phòng thí nghiệm.
- Lò dùng trong gia đình...


 Theo kết cấu lò
Có các loại: lò buồng, lò giếng, lò bể, lò ống…..
-Lò buồng : thường dùng để nhiệt luyện kim loại (thường hoá, ủ, thấm than...).
lò buồng được chế tạo với cấp công suất từ 15 KW đến 75 KW, nhiệt độ làm việc tới 9500C. Lò buồng dùng để tôi dao cụ có nhiệt độ làm
việc tới 13500C, dùng dây đốt bằng các thanh nung cacbuarun.
- Lò giếng : thường dùng để tôi kim loại và nhiệt luyện kim loại. Buồng lò có
hình trụ tròn được chôn sâu trong lòng đất có nắp đậy. Lò giếng được chế tạo với cấp công suất từ 30 đến 75 KW.
- Lò đẩy :có buồng kích thước chữ nhật dài. Các chi tiết cần nung được đặt lên
giá và tôi theo từng mẻ. Giá đỡ chi tiết được đưa vào buồng lò theo đường ray bằng một bộ đẩy dùng kích thuỷ lực hoặc kích khí nén.lò
buồng, lò giếng, lò bể, lò chụp, lò ống….


 Theo mục đích sử dụng: lò tôi, lò ram, lò ủ, lò nung..
Ở Việt Nam thường dùng: lò kiểu buồng để nhiệt luyện (tôi, ủ, nung, thấm than); kiểu lò giếng đế nung, nhiệt
luyện..

2, Sơ bộ về kết ấu lò điện trở

Cấu tạo của lò điện trở gồm 3 phần chính: Vỏ lò; Lớp lót; Dây nung
I.VỎ LÒ
Có 2 dạng cơ bản: Dạng chữ nhật và dạng tròn

 Dạng chữ nhật: được dựng lên bằng thép cữ U, L hoặc thép cắt theo hình
thích hợp. Thường thấy ở lò buồng, lò bang tải, lò liên tục, lò đáy nung…

 Dạng tròn: dựng lên bằng thép tấm dài (3÷6, 8÷12,14÷20mm)thường thấy ở
lò giếng, lò chụp


II.Lớp lót
Thường gồm 2 phần: phần vật liệu chịu lửa và phần cách nhiệt

 Vật liệu chịu lửa: xây dựng bằng gạch tiêu chuẩn, gạch hình có hình dáng
đặc biệt tùy theo hình dáng kích thước buồng lò và thỏa mãn các yêu cầu sau:
• Đảm bảo khả năng gắn dây nung bền, chắc chắn
• Chịu được nhiệt độ làm việc cực đại của lò
• Có độ bền hóa học khi làm việc, độ bền cơ học theo yêu cầu
• Đảm bảo khả năng tích nhiệt cực tiểu

 Phần cách nhiệt: Được xây dựng bằng gạch cách nhiệt hoặc bột cách nhiệt đảm bảo các yêu cầu sau:
• Hệ số cách nhiệt cực tiểu
• Khả năng tích nhiệt cực tiểu
• Ổn định về tính chất lý nhiệt trong điều kiện làm việc xác định

III.Dây nung:

Gồm 2 loại:

 Dây nung kim loại: thường là dây nung dạng băng có hình zíc-zắc
và dây nung tròn dạng xoắn

 Dây nung phi kim loại: thường có dạng thanh và dạng ống


3.Vật liệu làm dây đốt
Dây đốt là bộ phận phát nhiệt của lò, làm việc trong những điều kiện khắc nghiệt do đó
đòi hỏi phải đảm bảo các yều cầu sau:
- Chịu nóng tốt, ít bị ôxy hoá ở nhiệt độ cao.
- Phải có độ bền cơ học cao, không bị biến dạng ở nhiệt độ cao.
- Điện trở suất phải lớn.
- Hệ số nhiệt điện trở phải nhỏ.
- Các tính chất điện phải cố định hoặc ít thay đổi.
- Các kích thước phải không thay đổi khi sử dụng


4, Sơ đồ điều khiển lò điện
Giới thiệu thiết bị :
- Aptomat AP cấp nguồn cho mạch lực và mạch điều khiển.
- Bộ điện tử 2 tiếp điểm.
- Máy biến dòng .A
- Hệ thống đèn báo.
Nguyên lý :
Sơ đồ khống chế nhiệt độ có tiếp điểm. Mạch lực cấp từ lưới 220/380V hay qua biến áp hạ áp.Dòng cấp cho lò được đo qua các

ampe kế với biến dòng.
Nguyên tắc đặt nhiệt độ lò và thay đổi nhiệt độ đặt là thay đổi thời gian cấp điện cho lò. Thay đổi chế độ làm việc nhờ công tắc
CT với 3 vị trí tiếp điểm: TD(trái), T(phải), tắt(giữa).


Sơ đồ khống chế nhiệt độ lò điện trở có tiếp điểm


Bên trái là nguồn 3 pha cấp cho mạch được kiểm tra bởi 3 ampe kế qua máy biến
dòng. Sau khi đóng Ap, đèn 3L sáng báo có điện.Khóa K dùng để chuyển đổi chế độ điều khiển: tay T hay tự động TD.
Ở chế độ không chế nhiệt độ TĐ, dụng cụ kiểm tra nhiệt ĐT được nối mạch.
- Ở chế độ không chế nhiệt độ TĐ:
Đóng Công tắc CT về chế dộ TD, role R tác động đóng điện cho CTT K, đèn
2L sáng, 3L tắt. Khi nhiệt độ lò ở mức cao nhất, bộ ĐK đóng tiếp điểm 1 và mở tiếp
điểm 2, đèn 1L sáng, Rơle R và CTT K mất điện, lò không có điện. Khi nhiệt độ hạ
thấp thì tiếp điểm 1 đóng và 2 mở, lò lại được cấp điện. Như vậy, lò được đóng cắt liên tục và nhiệt độ lò dao động quanh một giá trị ổn định.
-Ở chế độ điều khiển bằng tay:
Quay CT quay về bên phải để cấp điện hoặc CT ở vị trí giữa để ngắt điện. Bộ
ĐK bị loại ra khỏi mạch. Thời gian đóng cắt do người vận hành quan sát nhiệt kế thực hiện


Trang bị điện – điện tử lò hồ quang

1.Khái niệm chung và phân loại

2.Đặc điểm cung cấp năng lượng cho lò hồ quang.

3.Các yêu cầu đối với hệ tự động điều chỉnh công suất lò hồ quang

4.Sơ đồ điều khiển lò hồ quang

II . Trang bị điện – điện tử lò hồ quang
1.Khái niệm chung và phân loại.
A, Khái niệm :
Lò hồ quang là lò lợi dụng nhiệt của ngọn lửa hồ quang giữa các điện
cực hoặc giữa các điện cực và kim loại để nấu chảy kim loại. Lò điện
hồ quang dùng để nấu thép hợp kim chất lượng cao.


B, Phân loại lò hồ quang.
1. Theo dòng điện sử dụng.
Theo dòng điện sử dụng, lò hồ quang chia thành:
-Lò hồ quang một chiều;
-Lò hồ quang xoay chiều.
2.Theo cách cháy của ngọn lửa hồ quang.

a, lò đốt gián tiếp.

Lò hồ quang chia ra:
- Lò hồ quang nung nóng gián tiếp: nhiệt của ngọn lửa xảy ra giữa 2 điện cực
(graphit, than) được dùng để nấu chảy kim loại.
- Lò nung nóng trực tiếp: nhiệt của ngọn lửa hồ quang xảy ra giữa điện cực và
kim loại dùng để nấu chảy kim loại.

b, lò đốt trực tiếp.


3. Theo cách chất liệu vào lò.
- Lò chất liệu bên sườn: Kim loại đưa vào lò qua cửa lò bên sườn.

- Lò chất liệu trên đỉnh: Kim loại được đưa vào lò qua miệng lò trên nóc.


2,Đặc điểm cung cấp năng lượng cho lò hồ quang

1, Giai đoạn nung nóng vật liệu và nấu chảy kim loại:

Trong giai đoạn này, lò cần công suất nhiệt lớn nhất, điện năng
tiêu thụ chiếm khoảng 60 ÷ 80% năng lượng của toàn mẻ nấu
luyện và thời gian chiếm 50 ÷ 60% toàn bộ thời gian một chu
trình (thời gian một mẻ nấu luyện).


+Ngọn lửa HQ phải ổn định. Khi cháy điện cực HQ bị ăn mòn, để duy trì HQ điện cực được đưa lại gần kim loại dễ xảy ra ngắn
mạch làm việc.
+Sự nóng chảy các mẩu vật liệu có thể phá hủy HQ. Lúc đó phải mồi lại HQ
bằng cách hạ điện cực chạm kim loại rồi nâng lên.
+Mỗi khi xảy ra ngắn mạch làm việc, công suất hửu ích giảm mạnh và có khi
bằng 0 với tổn hao cực đại. Thời gian cho phép một lần ngắn mạch làm việc là 2÷3s
+Giai đoạn này là giai đoạn hồ quang kém ổn đinh nhất, ngọn lửa hồ quang rất
ngắn, thường từ 10÷15mm. Do vậy, trong giai đoạn này điện áp cấp và công suất ra
của lò là lớn nhất.


Giai đoạn oxy hóa và hoàn nguyên.
Giai đoạn oxy hóa là giai đoạn khử carbon của kim loại đến một giá trị hạn định tùy theo các mác thép, công suất nhiệt chủ yếu
đê bù lại tổn hao nhiệt trong quá trình nấu luyện; nó chiếm khoảng 60 % công suất nhiệt của giai đoạn nấu chảy kim loại.
Giai đoạn hoàn nguyên là giai đoạn khử oxy, khử sulfu trước khí thép ra lò.
Công suất yêu cầu chiếm khoảng 30% công suất của giai đoạn nấu chảy kim loại.
Độ dài cung lửa hồ quang khoảng 20mm.

Giai đoạn phụ:
Giai đoạn hoàn nguyên là giai đoạn khử oxy, khử sulfua trước khi thép
ra lò. Công suất nhiệt của ngọn lửa hồ quang trong giai đoạn này khá ổn
định. Công suất yêu cầu chiếm khoảng 30% của giai đoạn nấu chảy kim loại.
Độ dài cung lửa hồ quang khoảng 20mm.


3, Các yêu cầu đối với hệ tự động điều chỉnh công suất lò hồ quang

Các lò hồ quang đều có bộ tự đông điều chỉnh dịch cực khi điện cực bị ăn mòn
để duy trì ngon lửa hồ quang cháy ổn định, từ đó đảm bảo công suất lò. Nhiệt lượng và sự phân bố nhiệt trong lò.
Điều chỉnh công suất lò HQ có thể theo các cách:
- Thay đổi điện áp của biến áp lò.
- Dịch chuyển điện cực thay đổi chiều dai ngọn lửa HQ và như vậy sẽ thay đổi

được điện áp HQ nên duy trì tỷ số Uhq/Ihq ( tức tổng trở hq Z ) ổn định. Vì U hq tỷ lệ thuận với ngon lửa hồ quang còn hq I lại tỷ
lệ nghịch với ngọn lửa hồ quang nên duy trì