KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ HỒ QUANG ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY PHÔI THÉP HÒA PHÁT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XNCN
====o0o====

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hà nội, 11-2012


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XNCN
====o0o====

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH NGUN LÝ HOẠT
ĐỘNG CỦA LỊ HỒ QUANG ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY
PHƠI THÉP HỊA PHÁT
Trưởng bộ mơn
Giáo viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
Lớp
MSSV

: TS. Trần Trọng Minh
: Nguyên Kiên Trung
: Trần Văn Loi
: TĐHT2 – K47

: TC07-4060

Hà nội, 10-2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN
-------------------------------

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
---------------------

NHIỆM VỤ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Trần Văn Lợi
Khóa: K47
Khoa/Viện:Điện

Số hiệu sinh viên: TC07-4060
Ngành.:Tự động hóa XNCN

1.Đầu đề thiết kế:

KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ HỒ
QUANG ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY PHƠI THÉP HỊA PHÁT
2. Các số liệu ban đầu:
Các số liệu ban đầu bao giồm:

+Các thơng số về lị hồ quang được cung cấp từ nhà máy phôi thép hịa phát
+Thơng số cấu tạo và điều chỉnh máy biến áp
+Thông số chi tiết về các thiết bị được sở dùng trong nhà máy
+Sơ đồ mạch lực và mạch đièu khiển của nhà máy
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
+Tổng quan về lị hồ quang và cơng nghệ nấu luyện thép.
+Khảo sát và phân tích hệ thống cung cấp điện.
+Khảo sát và phân tích hệ thống mạch lực.
+Khảo sát và phân tích hệ thống điều khiển lị hồ quang.
4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): 4 Bản A0
5. Họ tên cán bộ hướng dẫn:
ThS. Nguyễn Kiên Trung


6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:

4/5/2012

7. Ngày hoàn thành đồ án:

7/10/2012

Trưởng bộ môn
( Ký, ghi rõ họ, tên)

Ngày .... tháng .... năm .......
Cán bộ hướng dẫn
( Ký, ghi rõ họ, tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày…. tháng …. năm .......

Người duyệt
( Ký, ghi rõ họ, tên)

Sinh viên
( Ký, ghi rõ họ, tên)


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: Tên đề tài do em tự thiết kế dưới sự
hướng dẫn của thầy giáo . Nguyễn Kiên Trung . Các số liệu và kết quả là hoàn toàn
đúng với thực tế.
Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh
mục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác.
Nếu phát hiện có sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Hà Nội, ngày 29 tháng 05 năm 2012
Sinh viên thực hiện

Trần Văn Lợi


MỤC LỤC
KẾT LUẬN........................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................63


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1a. Hình ảnh lị nung gián tiếp Hình 1.1b. Hình ảnh
lị nung trực tiếp ..................................................................2
Hình 1.2. ảnh lị hồ quang.......................5

1.2.2.Các cơng đoạn của q trình nấu luyện.......................5
Hình 1.3. Sơ đồ cơng nghệ nấu lun thép ..........................5
Hình 1.4. Đồ thị công suất hữu dụng tiêu thụ ở lị hồ quang
30Tấn...................................................................................7
Hình 2.1. Tổng thể khu vực vận hành nhà điện trung tâm
SVC...................................................................................11
Hình 2.2. Sơ đồ một sợi đánh số thiết bị cho trạm máy biến
áp.......................................................................................11
Hình 3.1. Sơ đồ ngun lý hệ thống mạch lực lị hồ quang 13
Hình 3.2. Sơ đồ đấu nối mạch lực và các tín hiệu điều khiển
...........................................................................................14
Hình 3.3. Hình ảnh một dao cách ly...................................15
Hình 3.4. Hình ảnh máy cắt trung áp..................................16
Hình 3.5. Hình vẽ là mặt cắt của một máy cắt chân
khơng điển hình..................................................................17
Hình 3.6. Tạo điện áp 110 V DC điều khiển máy cắt.........18
Hình 3.7. Mạch điều khiển máy cắt trung áp.....................19
Hình 3.8. Sơ đồ cấu tạo máy biến áp lị..............................21
Hình 3.9. Hình ảnh chống sét van.......................................24
Hình 3.10. Hệ thống đo ,đếm trung áp..............................25


...........................................................................................26
Hình 3.11. Tạo điện áp 110 V DC điều khiển máy cắt.......26
Hình 3.12. Hệ thống đo đếm trung áp ................................27
Hình 3.13. Sơ đồ nguồn điều khiển chính .........................27
Hình 3.14. Mạch cung cấp,phân phối PLC........................28
Hình 3.15. Hệ thống mạch lực và mạch điều khiển bơm thủy
lực......................................................................................29
Hình 3.16. Mạch biến tần điều khiển xe chở thùng thép....30

Hình 4.1. Hình ghép nối các modul trong tủ PLC1.............40
Hình 4.3. Modun tín hiệu vào số: ( DI2.XX )....................41
Hình 4.4. Modun tín hiệu ra số : ( DI3.XX )......................41
Hình 4.5. Nâng hạ điện cực................................................42
Hình 4.7. Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh nghiêng
lị........................................................................................44
Hình 4.8. Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh Nâng
(hạ )chống sau....................................................................45
Hình 4.9. Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh Nâng
chống trước........................................................................46
Hình 4.10. Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh hạ chống
trước...................................................................................47
Hình 4.11. Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh
Nâng (hạ) nắp lị ................................................................48
Hình 4.12. Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh Quay
nắp lò.................................................................................49


Hình 4.13. Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh mở
đĩa ra thép (EBT)................................................................51
Hình 4.14. Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh ..........52
...........................................................................................52
Hình 4.16. Lưu đồ chương trình điều khiển xi lanh chương
trình bằng tay.....................................................................55


Lời mở đầu

LỜI NĨI ĐẦU
Cơng nghiệp luyện kim là một ngành quan trọng trong công nghiệp nặng của

một quốc gia. Là ngành tạo ra nguyên liệu cho cơ khí chế tạo, vật liệu cho xây dựng
v.v.
Việc cung cấp, trang bị trang bị điện cho ngành luyện kim luôn là một vấn đề
lớn. Các trang thiết bị luyện kim càng hiện đại thì chất lượng sản phẩm càng cao, đáp
ứng được nhu cầu cho các ngành sản xuất khác về chất lượng ngun liệu. Trong tiến
trình cơng nghiệp hóa ,hiện đại hóa đất nước, tự động hóa các dây truyền sản xuất
đang là một trong những mục tiêu hàng đầu .Nó cho phép nâng cao năng suất, chất
lượng, giảm giá thành sản phẩm, đồng thời cải thiện điều kiện làm việc cho người lao
động.
Trong quá trình thực tập tìm hiểu các trang thiết bị luyện kim của công ty
TNHH MTV THÉP HỊA PHÁT em thấy lị hồ quang là một đối tượng phù hợp
với khả năng của mình. Vì vậy sau khi được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn em
được giao nhiệm vụ nghiên cứu đề tài tốt nghiệp về lị hồ quang:khảo sát, phân
tích,tìm hiểu lị Hồ Quang của nhà mày thép hòa phát . Đề tài được hồn thành gồm
các chương:
Chương 1. Tổng quan về lị hồ quang điện và công nghệ nấu luyện thép tại nhà
máy thép hồ phát
Chương 2. Phân tích hệ thống cung cấp điện của nhà máy
Chương 3. Khảo sát phân tích hệ thống mạch lực lò hồ quang
Chương 4. Khảo sát phân tích hệ thống điều khiển lị hồ quang
Kèm theo bản thuyết minh là sơ đồ nguyên lý, sơ đồ cung cấp điện của hệ
thống.
Bản đồ án này được hoàn thành với sự hướng dẫn của thày giáo Nguyễn Kiên
Trung và các thầy cơ giáo trong Bộ mơn tự động hóa - Trường đại học BKHN và các
bạn đồng nghiệp.
Do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm thực tế nên trong đề tài chắc hẳn sẽ
không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo góp ý thêm
của các Thầy,các Cơ để em có thể hiểu được sâu về đề tài này. Em xin chân thành
cảm ơn các Thầy Cô.

1


Chương 1. Tổng quan về lò quang hồ quang điện và công nghệ nấu luyện thép

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LỊ HỒ QUANG ĐIỆN
VÀ CƠNG NGHỆ NẤU LUYỆN THÉP TẠI NHÀ MÁY
THÉP HỒ PHÁT
1.1. Khái niệm chung
1.1.1. Khái niệm.
-Lị hồ quang:Lò hhồ qang là loại lò sử dụng nhiệt lượng của ngọn lửa hồ quang
phóng ra từ các điện cực dung để nấu chẩy kim loại
-Lò hồ quang :hoạt động theo ngun lý phóng điện qua chất khí ở áp suất khí
quyển giữa các điện cực bằng than hoặc graphít với điện áp nhỏ và dòng điện rất lớn
1.1.2. Phân loại lò hồ quang :
* Phân loại theo dòng điệnTheo dịng điện sử dụng có:
- Lị hồ quang một chiều
- Lò hồ quang xoay chiều
* Phân loại theo nguyên lý làm việc:
- Lị nung nóng gián tiếp: nhiệt của ngọn lửa xảy ra giữa 2 điện cực (graphit, than)
được dựng để nấu chảy kim loại (hình 1-1a).
- Lị nung nóng trực tiếp: Sử dụng trực tiếp ngọn lửa hồ quang để nấu chẩy kim
loại (hình 1-1b).

Hình 1.1a. Hình ảnh lị nung gián tiếp Hình 1.1b. Hình ảnh lị nung trực tiếp
* Phân loại theo đặc điểm chất liệu được nạp vào lò:
- Lò nạp liệu theo phương ngang
- Lò chất liệu trên đỉnh lò xuống nhờ nhờ hệ thống cầu trục.
* Phân loại theo cơng suất lị:
-Lị có cơng suất trung bình và nhỏ

-Lị có cơng suất cao.
-Lị có cơng suất siêu cao.
2


Chương 1. Tổng quan về lò quang hồ quang điện và công nghệ nấu luyện thép
1.1.3. Kết cấu chung của lị hồ quang giồm có :
+Thân lị ,lớp các nhiệt
+Nắp lò và cơ cáu quay nắp lò.
+Thanh điện cực.
+Hệ thống pittơng thủy lực.
+Cơ cấu nghiện lị cùng các thiết bị khuấy.
+Hệ thống điện.
-Ngồi ra, đối với lị hồ quang nạp liệu từ trên cao, cũng có cơ cấu nâng, quay
vung lò , cơ cấu rút kim loại cũng như gầu nạp liệu.
-Trong các lị hồ quang có nồi lị sâu, kim loại lỏng ở trạng thái tĩnh có chênh
lệch nhiệt độ theo độ cao (khoảng 100oC/m). Trong điều kiện đủ, để tăng cường phản
ứng của kim loại (với xỉ) và để đảm bảo khả năng nung nóng kim loại trước khi ra thép,
cần phải khuấy trộn kim loại lỏng. Ở các lị dung lượng nhỏ (dưới 6Tấn) thì việc khuấy
trộn thực hiện bằng tay qua cơ cấu cơ khí. Với lị dung lượng trung bình (12 ÷ 50Tấn)
và đặc biệt lớn (100Tấn) và hơn) thì thực hiện bảng thiết bị khuấy trộn để không
những giảm lao động vất vả của thợ nấu mà còn nâng cao được chất lượng của kim loại
nấu.
-Thiết bị khuấy trộn kim loại lỏng thường là thiết bị điện từ có nguyên lý làm
việc tương tự động cơ không đồng bộ rotor ngắn mạch. Từ trường chạy tạo ra ở lị có
đáy phi kim loại nhờ hai cuộn dây (stator) dòng xoay chiều tần số 0,5 ÷ 1,0Hz lệch
pha nhau 90o. Do từ trường này mà kim loại có lực điện từ dọc trục lị. Khi đổi nối
dịng trong các cuộn dây, có thể thay đổi hướng chuyển động của kim loại trong nồi
theo hướng ngược lạ1.
1.1.4. Các thống số quan trọng của lò hồ quang

- Dung lượng định mức của lò: Số tấn kim loại lỏng trong một mẻ nấu
- Công suất định mức của lò: quyết định năng suất lò.
-Thời gian nấu chẩy một mẻ thép.
- Hệ làm mát sử dụng phương pháp làm mát gián tiếp bằng nước .
1.2

Khái niệm và giới thiệu thiết bị ,các cơng đoạn làm việc của lị luyện thép
3


Chương 1. Tổng quan về lò quang hồ quang điện và công nghệ nấu luyện thép
bằng hồ quang điện tại nhà máy thép Hòa Phát
1.2.1. Khái niệm và gới thiệu về thiết bị
-Lị hồ quang của nhà máy phơi thép hòa phát sử dụng lò hồ quang điện xoay
chiều.
-Sủ dụng phương pháp nung chảy nguyên liệu trực tiếp được thiết kế và chế tạo
bởi công ty Gang Thép Bằng Viễn,Tây An,Trung Quốc.
-Dung lượng định mức của lò là 25-30 tấn thép/mẻ và tiêu hao điện450kW/tấn
sản phẩm,thời gian nấu luyện 90 phutt/1mẻ thép.
- Lò được nạp liệu từ trên đỉnh lò xuống nhờ cầu trục cẩu gầu liệu để chất liệu vào
lò.
-Hệ thống lò hồ quang của nhà máy sử dụng công nghệ bán tự động chủ yếu
dung các pittông thủy lực và được điều khiển bằng bộ van tỉ lệ dung cho các khâu
như:Nâng điện cực ,nghiêng lò,quay nắp lò và nâng chống..v.v..
- Loại lò này sử dụng hệ thống làm mát bằng nước xung quanh thân lò và nắp lò.
-Máy biến áp lò làm việc theo nguyên lý hết sức nặng lề nên máy biến áp dùng có
cơng suất rất lớn cụ thể công suất máy biến áp là 16000 kVA.22kV/0.21~0.45kV với 13
cấp điều chỉnh điện áp,điện áp được điều chỉnh bằng động cơ không đồng bộ ba pha
750W.
-Máy biến áp được làm mát bằng dầu và kết hợp hệ thống làm mát tuần hoàn bằng

nước.
-

Thiết bị điều khiển hệ thống dùng PLC của hãng Omron.

4


Chương 1. Tổng quan về lò quang hồ quang điện và cơng nghệ nấu luyện thép

Hình 1.2. ảnh lị hồ quang
1.2.2.Các cơng đoạn của q trình nấu luyện
Khu
nạp liệu

Xe goong
cầu trục

Xe goong

Lị hồ
quang

Lị
tinh
luyện

Hình 1.3. Sơ đồ cơng nghệ nấu lun thép
- Khu nạp liệu:Ngun liệu chính của lị là các loại sắt vụn vỏ hộp bằng kim loại và
các loại máy móc cũ hỏng khơng sử dụng được nữa được thu gom về các vật liệu sẽ

được các công nhân phân loại các vật liệu lớn sẽ được cắt nhỏ bằng các mỏ cắt hơi để
thuận tiện hơn cho việc nạp liệu sau đó xẽ được các cầu trục cỡ nhỏ có gầu múc liệu
vào các thùng chứa liệu đối với các vật liệu nhỏ có thể dung các cẩu mâm từ để lấy liệu.
-Tiếp sau đó các thùng chứa liệu được di chuyển bằng một xe goòng đưa liệu từ bên
ngồi vào khu vực lị động cơ dùng cho xe goong là động cơ không đồng bộ ba pha
-Sau khi các xe goong đưa liệu vào gần vị trí lị, khi đó các cầu trục cỡ lớn bắt đầu
làm việc nó xẽ cẩu liệu từ thùng chứa liệu nên và nạp liệu từ đỉnh lò xuống mỗi lần cẩu
này có trọng lượng khoảng 10 tấn .
-Lị hồ quang:liệu đã được nạp vào lò hệ thống nắp lò từ từ nâng nên và đóng
lại,sau các điện cực bắt đầu hạ xuống khi hai trong ba thanh điện cực chạm liệu bắt đầu
phóng hồ quang các vật liệu đưa vào nấu đã chẩy than nước thép núc đó tiến hành q
trình Oxi hóa nâng nhiệt đến nhiệt độ cần thiết theo đúng u cầu cơng nghệ trong q
trình nấu thỉnh thoảng cơng nhân vận hành xẽ nghiêng lị để đẩy xỉ ra ngồi lị .Q
trình nấu kết thúc lị nghiêng đĩa ra thép mở cho nước thép chẩy vào thùng chứa để qua
công đoạn kế tiếp.
-Thép nấu thành nước được cho vào các thùng chứa khi đó hệ thống xe goong bắt
đầu làm việc đưa thép vào lò tinh luyện động cơ dùng cho xe goong vẫn là các động cơ
không đồng bộ ba pha dây quấn .
-Trong lò tinh luyện tại đây thép xẽ được nâng nhiệt và cho thêm các phụ gia vào
như mangan và silic để tạo thành các mác thép theo công nghệ sản xuất .
1.2.3. Chu trình làm việc của lị hồ quang: gồm 3 giai đoạn với các đặc điểm công
nghệ sau
1.2.3.a. Giai đoạn nung nhiên liệu và nấu chảy kim loạ
5


Chương 1. Tổng quan về lò quang hồ quang điện và công nghệ nấu luyện thép
-Trong giai đoạn này công nhân vận hành cần thực hiện theo đúng quy trình vận
hành núc này lò đã được nạp liệu đầu tiên nhân viên vận hành chuyển điện áp sao cho
đầu ra của thứ cấp đạt UThưCấp = 410(V)hay trên bàn thao tác là nấc số ba của công tắc

xoay của máy biến áp khi đó dịng điện tăng dần từ 10(KA) đến 22(KA) ở trong cơng
đoạn này lị cần cơng suất rất lớn , điện năng tiêu thụ chiếm khoảng 60 ÷ 80% năng
lượng toàn mẻ nấu và thời gian của nó chiếm 50 ÷ 60% tồn bộ thời gian một chu trình
trong cơng đoạn này thơng thường q trình cháy là không được ổn đinh đặc biệt là núc
mới nấu dòng điện thay đổi liên tục nên để đảm bảo công suất nấu chảy, ngọn lửa hồ
quang cần phải cháy ổn định. Khi cháy, điện cực bị ăn mòn dần, khoảng cách giữa điện
cực và kim loại tăng lên nhất là núc mới nấu liệu có thể bị sụt rất nhanh nên phải đảm
bảo độ nhậy của quá trình điều khiển các điện cực tránh trường hợp khoảng cách giữa
điện cực và kim loại quá xa nếu khoảng cách đó q lớn thì dịng hồ quang xẽ bị tắt khi
đó ta phải mồi lại dòng hồ quang bằng cách để cho hai trong ba điện cực chạm liệu sau
đó nâng nên một khoảng hồ quang điện xẽ phóng vì vậy để duy trì dịng hồ quang, điện
cực phải được điều chỉnh liên tục sao cho gần vào kim loại một khoảng nhất định(cố
định). Lúc đó, dễ xảy ra hiện tượng điện cực bị chạm vào kim loại (gọi là quá điều
chỉnh) và gây ra ngắn mạch làm việc. Ngắn mạch làm việc tuy xẩy ra trong thời gian
ngắn nhưng lại hay xảy ra nên các điện cực xẽ bị mòn rất nhiều trong quá trình này và
thiết bị điện trong mạch động lực thường phải làm việc ở điều kiện nặng nề . Đó là đặc
điểm nổi bật cần lưu ý khi tính tốn và chọn thiết bị cho lị Hồ Quang.
-Trong giai đoạn này số lần ngắn mạch làm việc xẩy ra rất nhiều có thể tới hàng
trăm lần hoặc nhiều hơn. Mỗi lần xẩy ra ngắn mạch làm việc, cơng suất hữu ích giảm
mạnh và có khi bằng 0 với tổn hao cực đại. Thời gian cho phép của một lần ngắn mạch
làm việc là 2 ÷ 3s.
Tóm lại giai đoạn nấu chảy là giai đoạn hồ quang cháy kém ổn định nhất, công
suất nhiệt của hồ quang dao động mạnh và ngọn lửa hồ quang rất ngắn.
1.2.3.b. Giai đoạn Oxi hóa và hồn ngun
- Theo q trình cơng nghệ thì q trình này gọi là q trình nâng nhiệt giai đoạn tăng
thêm hoặc khử Cacbon trong kim loại đến một giới hạn nhất định tuỳ theo yêu cầu
công nghệ đề ra cho mác thép, khử lưu huỳnh và phốt pho,. Sự cháy hồn tồn cacbon
gây sơi mạnh kim loại nhiệt độ xẽ được đưa từ 1500 độ đến khoảng 1650 độ Ở giai
đoạn này, công suất nhiệt yêu cầu về cơ bản là để bù lại các tổn hao nhiệt và nó bằng
khoảng 60 % cơng suất nhiệt của giai đoạn đầu trong giai đoạn này thép ở dạng nước

nhưng còn rất nhiều tạp chất thành thép tương đối nguyên chất để duy trì nhiệt độ cao
6


Chương 1. Tổng quan về lò quang hồ quang điện và công nghệ nấu luyện thép
của công đoạn này nhân viên vận hành sẽ chuyển nấc máy biến áp giảm điện áp từ
U=410(V)xuống cịn U= 330(V) tương ứng với nó dịng điện có thể nên đến
I=29000(A) việc thực hiện chuyển nấc máy biến áp được thực hiện nhờ động cơ không
đồng bộ ba pha quay trục chuyển đổi các nấc dây điện trở của máy biến áp động cơ có
cơng suất 750(W) . Hồ quang điện của quá trình này cũng tương đối ổn định ngọn lửa
hồ quang cũng xa hơn giai đoàn trước .
suất nhiệt của giai đoạn 1. Hồ quang ngắn hơn và cũng cần duy trì ổn định.
P(MW)
15

Tu sửa,
làm vệ
sinh

10
5

1

2

3

t(h)

4

Hình 1.4. Đồ thị cơng suất hữu dụng tiêu thụ ở lò hồ quang 30Tấn
-Trước khi thép ra lò phải qua giai đoạn này thép sẽ được khử hết Oxi lưu huỳnh
và mangan cùng như một số kim loại cịn lại trong q trình này q trình Oxi hóa và
hồn ngun được thực hiện trong khoảng một tiêng đông hồ
1.2.3.c. Giai đoạn phụ.
- Đây là giai đoạn phụ của q trình luyện phơi thép đấy là bước tiếp theo của q
trình cơng nghệ trước khi tiến hành một mẻ nấu mới ,giai đoạn này cũng tương đối
quan trọng nhờ có cơng đoạn này mà ta tránh được sự cố có thể sẩy ra cho các mẻ sau
và là thời gian sửa chữa thay thế thiết bị có vấn đề hoặc thiết bị đã kém trong sản xuất,
lấy sản phẩm đã nấu luyện, giai đoạn tu sửa, làm vệ sinh và chất liệu mới vào lị.
1.3.Phân tích u cầu điều khiển đối với từng công đoạn
1.3.1. Công đoạn chuẩn bị nạp liêụ và nạp liệu:Trong công đoạn này cần chý ý
một số
- Đầu tiên phải đưa lò về vị trí cân bằng, nâng các chống đỡ lị (một chống sau lị và
hai chống trước lị)sau đó tiến hành nâng các điện cực lên hết cỡ (vị trí tới đỉnh),đồng
thời phải nâng nắp lị lên vị trí trên cùng và quay nắp lị ra phía sau một góc 75 độ để
mở ra hết cửa của miệng lò rồi lại hạ nắp lò xuống hết cỡ để tránh sự va chạm giữa
7


Chương 1. Tổng quan về lò quang hồ quang điện và cơng nghệ nấu luyện thép
giỏ liệu và nắp lị khi cầu trục vào thả giỏ liệu (và đè liệu nếu cần). Sau khi nạp liệu
xong,lại tiến hành nâng nắp lị lên và quay nắp lị vào,hạ và đậy kín nắp lị vào nồi
lị,kết thúc q trình nạp liệu.Việc nâng hạ nắp lò và các chống lò được thực hiện bằng
các xi lanh thủy lực và được điều khiển bằng các van điện từ,cơng việc quay nắp lị u
cầu đề ra là phải êm và khơng bị giật vì vậy việc quay nắp lò được điều chỉnh tốc độ
bằng một van tỉ lệ.
1.3.2. Công đoạn nấu chẩy

Giai đoạn này theo yêu cầu công nghệ phải đặt điện áp ở nấc số 3tương đương
(U=410V),dòng điện điều chỉnh phải tăng dần từ giá trị thấp tới giá trị định mức của
nấc máy biến áp đó từ (10kA ~22,5kA) .đơng thời phải cài đặt độ nhạy(từ 1~10) cho
việc dao động của điện cực từ vị trí nhỏ đến vị trí lớn để tránh sự dao động quá lớn dễ
gây ra hiện tượng quá dòng điện hoặc va chạm mạnh giữa than điện cực với liệu có
thể dẫn tới bị gãy than hoặc ngược lại là than điện cực có thể nâng lên quá cao cũng có
thể gây nên tình trạng bị gián đoạn làm mất dòng điện dẫn đến làm mất và gián đoạn
dòng hồ quang,làm kéo dài thời gian nấu chảy,giảm năng suất nấu luyện của lị .Khi đó
cài đặt xong các thơng số điều khiển trên thì tiến hành đóng điện cấp điện cho lị thơng
qua máy biến áp để cấp nguồn điện nấu luyện, việc nấu chảy có thể thực hiện điều
khiển ở hai chế độ:tự động và bằng tay để nâng hạ các điện cực (tuy nhiên trong quá
trình nấu luyện thường sử dụng chế độ tự động là chủ yếu),trong thời gian nấu luyện ta
phải hạ các chống đỡ của lị xuống để có thể nghiêng lắc cho lị nâng lên nghiêng về
đằng sau theo u cầu cơng nghệ nấu luyện thép hoặc hạ xuống nghiêng về đằng trước
để có thể ra bớt xỉ thép làm giảm tạp chất.Qúa trình nấu chảy bằng điện cũng được
phối kết hợp với quá trình thổi Oxy từ dùng súng phun Oxy từ cửa lò vào để ttawng
nhiệt độ lò.Thời gian nấu chảy ngun liệu hồn tồn cho một mẻ thép có thể kéo dài
tới 60 đến 70 phút tùy theo mức độ tốt xấu của ngun liệu.
1.3.3. Cơng đoạn Oxi hóa và ra thép
Theo cơng nghệ nấu luyện thép thì cơng đoạn này cịn được gọi là q trình nâng
nhiệt,khi q trình nấu chảy đã kết thúc,tức là liệu ở trong lị đã bị nấu chảy tan hồn
tồn ,thời gian này kéo dài khoảng 50 đến 60 phút,yêu cầu công nghệ là phải nâng
nhiệt độ lên từ nhiệt độ nấu chảy(từ khoảng 1500) lên đến nhiệt độ (1600 ~ 1645) độ C
tùy từng mác thép,để oxy hóa các chất , để khử thép từ dạng có rất nhiều tạp chất thành
thép tương đối ngun chất và sau đó đưa sang lị tinh luyện để bổ sung thêm các hợp
kim tạo thành các mác thép theo yêu cầu công nghệ đúng quy trình tiêu chuẩn iso,và
theo nhu cầu của khách hàng.Vì vậy muốn nâng nhiệt độ lên ta phải nâng dòng điện lên
bằng cách phải chuyển đổi nấc điều chỉnh điện áp của máy biến áp từ nấc 3 lên nấc số 7
(việc này gọi là hạ tiếp điện áp của máy biến áp xuống (từ U=410 vôn xuốngU=330
8

Chương 1. Tổng quan về lò quang hồ quang điện và cơng nghệ nấu luyện thép
vơn) để tăng dịng điện lên từ (22500~28900)A.Việc chuyển nấc này được thực hiện
nhờ một động cơ điện không đồng bộ ba pha( công suất 750 W) để quay trục chuyển
đổi các nấc dây điện trở máy biến áp,và được sử dụng các cực hạn để giới hạn vị trí của
các nấc máy biến áp.Một vấn đề cần lưu ý khi chuyển nấc của máy biến áp là người
vận hành phải thốt dịng tải của máy biến áp rồi mới được cắt điện để tránh hiện
tượng phóng hồ quang điện khi chuyển đổi vị trí của các thanh trượt trên các đầu dây
điện trở của bộ chuyển nấc để tránh trường hợp nguy hiểm có thể dẫn đến nhưng sự cố
khơng mong muốn có thể xẩy ra như là cháy nổ máy biến áp.
Sau khi chuyển nấc máy biến áp song thì mới cho phép được đóng điện và tiếp
tục cho máy biến áp vào làm việc có tải.Sau một thời gian nâng nhiệt, nhiệt độ lên
được đến khoảng 1570 độ C thì tiến hành tạo sôi thép,hợp kim,chắt bớt xỉ rồi tiến hành
lấy mẫu và phân tích thành phần hóa học,vật lý . Khi nhiệt độ và thành phần phân tích
đã đủ điều kiện thì tiến hành ra thép,để nghiêng được lị ra thép phải sử dụng hai xi
lanh(…) thủy lực được điều khiển bằng một van tỉ lệ để nghiêng được lò một cách êm
và nhẹ nhàng không gây nên hiện tượng rung, giật.Lị được nghiêng để ra thép theo các
góc là 3,15 và 20 độ và có chế độ nghiêng lị về nhanh sau khi đã ra được gần đầy
thung thép để tranh bị tràn thép ra khỏi thùng. Và nghiêng để ra xỉ một góc lớn nhất là
12 độ.
Việc ra thép nhờ một lỗ ra thép (cửa ra thép hay còn được gọi là lỗ EBT ) được
đóng mở cửa bằng một đĩa hình trịn có thể quay trượt dưới miệng lỗ nhờ một xi lanh
được điều khiển bằng thủy lực.

9


Chương 2. Khảo sát và phân tích hệ thống cung cấp điện

CHƯƠNG 2
KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN CHO NHÀ MÁY
2.1. Yêu cầu cung cấp điện và đặc thù
Đất nước ta đang trong q trình cơng nghiệp hóa hiện dại hố là nghành mũi
nhọn để phát triển nền kinh tế quốc dân trong đó các nghành cơng nghiệp nặng đang
rất được chú trọng ưu tiên phát triển nên nấu luyện và sản xuất thép là đang là ưu tiên
hàng đầu cho sự phát triển kinh tế cũng như việc sây dựng cơ sở hạ tầng.Nhà máy
náu luyện thép là nhà máy sử dụng tải rất lớn nên ln được xếp vào hộ tiêu thụ loại
một do đó nhà máy ln có hai lộ hai lộ vào song song (479 và 480) trong đó có một
lộ chính và một lộ dự phòng hai lộ này được cấp điện từ trạm biến áp trung tâm
110(Kv)/22(Kv)của điện lực văn lâm mỗi lộ được dẫn điện bởi hệ thống dây cáp
3x(2(1x400) sử dụng loai cáp của Hàn Quốc được dẫn về nhà máy bằng hệ thống cột
điện và được đi ngầm dưới hệ thống máng cáp chạy ven quanh nhà mày để dẫn vào
nhà điện phân phối trung tâm( hay còn được gọi là nhà điện SVC(System voltage
control)) tới các máy cắt tổng 471 và 472 và được đưa vào hệ thống thanh cái để
phân phối tới các máy cắt tiếp tục phân phối cho các trạm biến áp lò và các trạm biến
áp cấp điện cho hệ thống phụ trợ (trạm xử lý nước,trạm sản xuất oxy,phân xưởng
nguyên liệu,hệ thống động cơ lọc bụi,hệ thống bù cosphi,hệ thống cầu trục và hệ
thống chiếu sáng ) .v v…
Một đặc điểm mang tính đặc thù tại nhà máy luyện thép là các máy biến áp lị có
cơng suất rất lớn( lớn nhất là 16MVA có 2 máy ),và hệ thống rất đa dạng các loại
động cơ hàng trăm chiếc lớn nhỏ ( có động cơ lớn nhất là 630kW chạy điện áp 6kV).
Vì thế nhà máy phải sử dụng hệ thống bù hệ công suất(cosphi) rất lớn nên đến
30(MVA)để bù lại công suất và đảm bảo không bị ảnh hưởng tới lưới điện quốc
gia,cũng như để đảm bảo ổn định được điện áp cho các thiết bị trong nhà máy,tiết
kiệm được điện năng tiêu thụ của nhà máy.

2.2. Phân tích hệ thống cung cấp điện cụ thể tại nhà máy
Theo sơ đồ cung cấp điện của nhà máy ta thấy điện áp được cấp theo hai lộ là

479 và 480 sau đó đến hai máy cắt trung tâm là 471và 472 từ máy cắt nguồn điện
được nối hệ thống thanh cái từ thanh cái nguồn điện sẽ được cung cấp đến sau máy
biến áp và một hệ thống tụ bù công suất . Ngồi ra nhà mày cịn trang bị thêm một
máy phát điện dự phịng của hãng MITSUBISHI có cơng suất 1500 kVA để phát điện

10