گزارش کارآموزی در فولاد مازندران در 27 صفحه ورد قابل ویرایش

آشنایی با مکان کارآموزی

کارخانه فولاد مازندارن شاخه ای از فولاد طبرستان است .

دفتر مرکزی آن به این آدرس : تهران – خیابان شریعتی ، قلهک بالاتر از یخچال کوچه سجاد پلاک 5 طبقه دوم جنوبی شماره 5 – تلفن و فاکس 50 ، 2001749 – 2002408

کارخانه فولاد در محیطی به مساحت 4 هکتار قرار دارد .

موقعیت جغرافیایی کارخانه : کارخانه در شمال ایران در استان مازندارن قراردارد .

آدرس کارخانه : بین ساری و نکاه کیلومتر 4 جاده اسلام آباد

کارخانه حدود 150 پرسنل دارد که متشکل از اداری و کارگران است که در سه شیفت مشغول به کار می باشند . 14 الی 6 و 22 الی 14 6الی 22 و حدود 10 نفر دز دفتر مرکزی مشغول به کار می باشند .

ساعت کار این کارخانه به این صورت بود که 6 الی 8 کار 8 الی 30/8 صبحانه 30/8 الی 11 کار ، 11 الی 12 ناهار ، 12 تا 30/13 کار و 30/13 تا 14 نظافت شخصی – زمینه فعالیت کارخانه تولید قطعات ریختگی است .

کارخانه فولاد تحت پوشش صنایع معادن و فلزات قرار دارد .





سوله شماره 1 : این سوله حاوی انواع مدلها می باشد .

سوله شماره 2 : این سوله شامل قسمتهای زیر می باشد .

1- قسمت قالبگیری که همان ابتدا سوله سمت چپ قرار دارد .

2- قسمت تغذیه گیری که همان ابتدا سوله سمت راست قرار دارد .

3- قسمت ماهیچه گیری که در همان ابتدا سوله کنار قسمت تغذیه گیری قرار دارد .

4- قسمت درجه ها در سمت راست بالاتر از ماهیچه گیری است .

5- قسمت قراردادن قالبها برای ذوب ریزی بعد از قسمت قالبگیری است.

6- کوره قوس وسط سوله قرار دارد .

7- قسمت تخلیه درجه ها در انتهای سوله قرار دارد .

سوله شماره 3 : این سوله مخصوص تمیز کاری و عملیات حرارتی است .

1- ابتدا سوله سمت راست قسمت سنگ زنی دستی است .

2- ابتدا سوله سمت چپ قسمت قرار دادن قطعات نهایی است .

3- بالاتر از قسمت b قسمت سنگ آویزان است .

4- بالاتر از قسمت c قسمت جوشکاری است .

5- بالاتر از قسمت d یک حوضچه قرار دارد .

6- بالاتر از قسمت e 4 کوره عملیات حرارتی قرار دارد .

7-بالاتر از قسمت a قسمت جدا کردن تغذیه هاست .

8- بالاتر از قسمت h یک استخر آب وجود دارد .

9- ته سوله هم یک دستگاه مته برقی وجود دارد .

سوله شماره 4 : این سوله انبار کارخانه است .

سوله شماره 5 : این سوله تازه در حال ساخت است و هنوز تکمیل نشده است .

ساختمان 1 : ساختمان اداری کارخانه است .

ساختمان 2 : ساختمان غذاخوری و درمانگاه و آزمایشگاه است .

ساختمان 3 : قسمت تولید گاز co2 و قسمت مکانیک و برق کارخانه در این قسمت می باشد .
ساختمان 4 : نگهبانی

در گزارش بنده سعی شده است از اولین مرحله تولید قطعه تا مرحله تائید قطعه و تحویل به مشتری مورد ارزیابی قرار بگیرد و به نوبت در هر قسمت توضیحی درباره کارکرد آن قسمت و احیاناً پیشنهادی جهت رفع نواقص ارائه شود .

البته شایان ذکر است کلیه مطالبی که بنده متذکر شده ام بر اساس مشاهدات 45 روز بوده که با آن برخورد نموده ام .

نحوه کلی تولید در این کارخانه به این صورت است که :

بر اساس سفارشی که گرفته می شود . بعد از دریافت نقشه مدل ، مراحل زیر صورت می گیرد :

در مرحله اول در قسمت مدلسازی مدل را بر اساس نقشه آماده کرده

مرحله دوم مدل ساخته شده به قسمت قالبگیری برده می شود .

مرحله سوم بر اساس مدل ماهیچه ها و تغذیه های مربوط به آن را آماده کرده . کار به این صورت است که در یک شیفت ماهیچه گرفته می شود در شیفت بعد مدل قالبگیری می شود و در شیفت بعد از آن ذوب آماده شده و ریخته می شود . البته نوع ذوب بر اساس سفارش آماده می شود .

در مرحله چهارم پس از قالبگیری ، قالب را به قسمت ذوب ریزی برده و

در مرحله پنچم ذوب پس از آماده شدن توسط کوره قوس سپس در قالبها ریخته می شود .

و در مرحله ششم قالبها را به قسمت تخلیه درجه ها برده و بعد از جدا کردن قطعه از ماسه ، قطعه را به قسمت عملیات حرارتی برده

در مرحله هفتم بعد از عملیات قطعه را به قسمت تمیز کاری برده

و در مرحله هشتم در قسمت تمیز کاری بعد از اتمام تمامی کارهای لازم قطعه آماده شده را به قسمت قطعات آماده برده و از انجا بارگیری می شود و تحویل سفارش دهنده داده می شود .
قسمت قالبگیری

روشی که در اینجا استفاده می شود روش قالبگیری co2 می باشد .

ماده دیر گداز + چسب + فعال کننده چسب + سایر مواد

ماسه سیلسی + سیلیکات سدیم + گاز co2 + .. .

پس از تهیه قالب به منظور ایجاد استحکام کافی از قالب آن را تحت دمش گاز co2 قرار می دهند تا باعث اتصال ذرات ماسه یه یکدیگر می شود .

از مزایای این روش : 1- دقت ابعادی و صافی سطح خوب

2- قابلیت شکل پذیری خوب

معایب این روش : 1- استحکام باقی مانده زیاد

2- عمر مفید کم (جذب گاز از محیط)

این روش برای مدلهای صفحه ای بیشتر استفاده می شود چون استحکام زیاد آن باعث می شود تا صفحه کمتر خم شود . در بخش قالبگیری برای تهیه قالبی با توجه به قطعه مورد نظر به مواد زیر نیز احتیاج داریم :

1- مدل (بر اساس قطعه مورد نظر) 2- درجه 3- ماسه 4- گاز co2 5- تغذیه 6- راهگاه 7- ماهیچه (بر اساس قطعه مورد نظر ) 8- پودر سپاریت 9- سیخ …

مدلهای مورد استفاده در این قسمت در قسمت مدلسازی آماده می شود .

مدلهای مورد استفاده عبارتند از : 1- مدلهای یک تکه 2- مدل صفحه ای با سیستم راهگاهی 3- مدل همراه قطعه آزاد

مدلها از لحاظ جنس به صورت فلزی و چوبی می باشند .

نحوه قالبگیری مدل صفحه ای به این گونه است که تای رو و زیر مدل روی صفحه چوبی قرار دارد و راهگاه فرعی آن روی صفحه چوبی در نظر گرفته شده است و هر دو تای جداگانه قالبگیری می شود و بعد از اتمام کار روی هم قرار می گیرند .

درجه : جعبه ای است فلزی که حاوی ماده قالبگیری است و قالب به کمک آن تهیه می شود . درجات تای رو زیر را تشکیل می دهند . تعداد درجات در هر تای ممکن است متفاوت باشد . کوچکترین درجه ای که در کارخانه موجود بود حدوداً به اندازه 1*1 و بزرگترین آن 2*2 است .

انواع ماسه مورد نیاز برای قالبگیری :

1- ماسه سیلیسی : این ماسه عمده آن حاوی اکسید سیلسیم است و دمای زینتر آن 171 درجه سانتیگراد .

ماسه سیلیسی را بعد از مصرف ماسه کرومیی روی قالب استفاده می کنند . ماسه سیلیسی توسط دستگاه میکسر ماسه سیلیسی با چسب سیلیکات سدیم مخلوط شده و آماده استفاده می شود .

ماسه سیلیسی طبیعی تا 20 % خاک رس دارد ولی ماسه سیلیسی مصنوعی کمتر از 2 % خاک رس دارد .

ماسه سیلیسی دارای انبساط زیاد می باشد که با اضافه کردن یک سری مواد از انبساط آن می کاهیم .

ترکیبات شیمیایی قابل قبول برای ماسه های سیلیسی درجه 1 :

sio2 Al2o3 اکسید آهن اکسیدهای قلیایی خاکی اکسیدهای قلیایی

96% 5/1% 1% 75/. % 1%

این نکته حائز اهمیت است که ماسه سیلیسی را نباید محکم کوبید به دلیل انبساط آن .

2- ماسه کرومیتی : fecr2o3 1- دمای زینتر این ماسه 1900 – 1780 درجه سانتیگراد می باشد .2- رنگ این ماسه سیاه است . 3- این ماسه دارای پایداری بالایی در دماهای بالا می باشد . 4- خاصیت مبرد بودن هم دارد .

ماسه کرومیتی روی سطح مدل را می پوشاند . این ماسه در دستگاهی به نام میکسر ماسه کرومیتی درست می شود .

2- ماسه 171 : کاربرد آن نسبت به 2 ماسه دیگر خیلی کم است . رنگ این ماسه خردلی است .


نسبت ماسه و چسب :

در بعضی از روزها دیده شد که این نسبت رعایت نشده و ماسه یا کم چسب بوده یا بسیار پر چسب و نسبت ترکیبی رعایت نشده است . اگر ماسه کم چسب باشد از چسبندگی کمی برخوردار است و با مالیدن دست به روی قالب ذرات ماسه از سطح قالب جدا می شوند و در نتیجه از استحکام کافی برخوردار نمی باشند و در هنگام خروج مدل بیشترین اثرات این حالت را مشاهده خواهیم کرد . یعنی اینکه مدل قسمتی از قالب را نیز به همراه خود کنده و باعث معیوب شدن قالب می گردد و درقسمت مونتاژ کار بیشتری را طلب می کند .

اگر پرچسب باشد گاز بیشتری را برای خشک شدن نیازمند می باشد و همچنین درمرحله تخریب قالب به سختی این کار صورت می گیرد . گاهی میز مشاهده شده است که نسبت ماسه باز یافت به ماسه جدید بسیار بیشتر از مقدار لازم است و این امر باعث کاهش استحکام قالب خواهد شد . به طوری که ذرات ماسه آن چسبندگی لازم را نخواهند داشت . در این حالت در هنگام خروج از قالب ، مدل قسمت بسیارزیادی از قالب را به همراه خود به بیرون می کشد .

با ایجاد آزمایشگاه تعیین استحکام ماسه می توان این نواقص را به حداقل رساند .

برای تعیین نسبت معین ماسه و چسب پیشنهاد می شود با قرار دادن واحد اندازه گیری مناسب در آن قسمت این نقص را به حداقل رساند .

تغذیه گیری :

تغذیه گیری یک بخش از قالبگیری است .

تغذیه حفره ای اضافی است که در قالب تعبیه شده و با فلز مذاب پر می شود . این مخزن امکان سیلان و حرکت مذاب به فضای قالب را فراهم کرده ، انقباض ناشی از انجماد را جبران کرده .

تغذیه مورد استفاده در قالبگیری توسط جعبه ماهیچه های مختلف درست می شود.

جنس جعبه ماهیچه از آلومینیوم و عمده ماسه مورد مصرفی در تغذیه از جنس اگزوترمیت است .

اگزو ترمیت در دستگاهی به نام میکسر اسلیو گیری با آب و الکل قاطی شده و آماده می شود .

نحوه فالبگیری تغذیه : ماسه راداخل جعبه ماهیچه ریخته قسمت داخلی آن را در آورده و سپس با مشعل قالب را حرارت داده حال تغذیه را از جعبه جدا کرده ودوباره آن را حرارت داده وسپس داخل گرمخانه قرار می دهیم .

دلیل استفاده از اگزوترمیت در تغذیه : اگزوترمیت با مذاب واکنش می دهد که این واکنش گرمازا است . در نتیجه مذاب گرما و سیالیتش رادر قسمت تغذیه حفظ می کند و سریعتر از مذاب قالب سرد نمی شود .




قسمت تخلیه درجه ها :

تخلیه دجه ها توسط دستگاهی به نام ویبر صورت می گیرد .

کار تخلیه به این صورت است که توسط جرثقیل درجه ها را روی دستگاه قرار داده با لرزشی که این دستگاه تولید می کند . ماسه ها و قطعه از درجه خارج شده .

البته گاهی اوقات از پتک هم استفاده می شود .

برای جدا کردن ماسه از قطعه از پتک و چکش بادی استفاده می شود .

دراین قسمت تغذیه ها و راهگاها از قطعات جدا شده و همچنین ماهیچه ها از درون قطعه توسط چکش بادی خارج می شود .

دو نکته حائز اهمیت است :

1- تغذیه قطعات کربنی را نمی توان به روش ضربه جدا نمود چدن بدلیل داشتن کربن امکان ترک برداشت در حین ضربه وجود دارد و بایستی توسط هوا برش جدا شود .

2- تغذیه قطعات منگنزی را توسط ضربه جدا می نمایند .

خارج ساختن ماهیچه ها در این قسمت بازحمت بسیار صورت می گیرد زیرا بصورت بسیار محکمی در داخل قطعه سفت شده اند پیشنهاد می شود برای جلوگیری از چنین مشکلی در مرحله ماهیچه سازی همراه با مواد ماهیچه سازی مقداری خاک اره و یا موادی که در اثر حرارت از بین رفته و ایجاد تخلخل در ماهیچه نمایند و در هنگام خارج ساختن ماهیچه ، بسادگی این کار صورت بگیرد .

بعضی از قطعات نیز بدون اینکه تغذیه و راهگاه جدا شود به قسمت تمیزکاری انتقال می یابد .

مرحلهبعدی که قطعات برده می شود مرحله تمیز کاری و عملیات حرارتی است .
قسمت عملیات حرارتی و تمیز کاری

در قسمت عملیات حرارتی با داشتن 4 کوره عملیات حرارتی به عملیات کردن قطعات می پردازند و با داشتن دو استخر آب به کوئینچ قطعات مورد استفاده می پردازیم .

در این قسمت تمام قطعات از جمله کربنی و منگنزی ابتدا عملیات حرارتی و سیکل عملیات مورد نظر را طی کرده و سپس تحت عملیات تمیز کاری قرار می گیرند .

البته بعضی از قطعات نیز پس از تمیز کاری و احیاناً جوشکاری دو باره تحت عملیات حرارتی تنش گیری قرار می گیرند .که این قطعات عبارتند از باتم شل و تاپشل ، قطعات چادرملو و ….

عملیاتی که روی قطعات انجام می شوند عبارتند از :

1- آنیل

2- تمبر

3- کوئینچ

4- نرماله

تحقیق بررسی ریخته گری فولاد،ذوب فلزات در 84 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

مقدمه ?
?-?- معرفی و به کار گیری سوپر آلیاژها ?
?-?- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا ??
?-?- اصول متالورژی سوپر آلیاژها ??
?-?- بعضی از ویژگیها و خواص سوپر آلیاژها ??
?-?- کاربردها ??
?-?- کلیات ??
?-?- شکل سوپر آلیاژها ??
?-?- دمای کاری سوپرآلیاژها ??
?-?- مقایسه سوپر آلیاژهای ریخته و کار شده ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای کار شده ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای ریخته ??
?-?- خواص سوپرآلیاژها ??
?-?-?- کلیات ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای پیشرفته ??
?-?-?- خواص مکانیکی و کاربرد سوپرآلیاژها ??
?-?- انتخاب سوپرآلیاژها ??
?-?-?- کاربردهای آلیاژهای کار شده در دمای متوسط ??
?-?-?- کاربردهای آلیاژهای ریخته در دمای بالا ??
?-?- گروه‌ها، ساختارهای بلوری و فازها ??
?-?-?- گروه‌های سوپرآلیاژها ??
?-?-?- ساختار بلوری ??
?-?-?- فاز در سوپرآلیاژها ??
?-?- مقدمه‌ای بر گروه‌های آلیاژی ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل ??
?-?-?- سوپرآلیاژهای پایه نیکل ??
?-?-?- سوپرآلیاژهای پایه کبالت ??
?-?- عناصر آلیاژی و اثرات آنها بر ریزساختار سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر اصلی در سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر جزئی مفید در سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر تشکیل دهنده فازهای ترد ??
?-?-?- عناصر ناخواسته و مضر در سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر ایجاد کننده مقاومت خوردگی و اکسیداسیون ??
?-?- استحکام دهی سوپرآلیاژها ??
?-?-?- رسوب‌ها و استحکام ??
?-?-?- فاز ??
?-?-?- فاز ??
?-?-?- کاربیدها ??
?-?-?- کاربیدهای M7C3 44
3-4-6- بوریدها و عناصر جزئی مفید دیگر (به جز کربن) ??
?-?- تاثیر فرآیند بر بهبود ریز ساختار ??
ذوب و تبدیل ??
?-?- فرآیند EAF/AOD 47
4-1-1- تشریح فرآیند EAF/AOD 47
4-2- عملیات کوره قوس الکتریکی/ کربن زدایی با اکسیژن و آرگن (EAF/AOD) 50
4-2-1- ترکیب شیمیایی آلیاژ و آماده کردن شارژ ??
?-?-?- بارگذاری EAF 52
4-2-3- کوره قوس الکتریک ??
?-?-?- تانک AOD 55
4-2-5- پاتیل ریخته‌گری ??
?-?- مروری بر ذوب القایی در خلاء (VIM) 58
4-3-2- تشریح فرآیند VIM 59
4-4- عملیات ذوب القایی در خلاء ??
?-?-?- عملیات ذوب القایی در خلاء ??
?-?-?- کوره القائی تحت خلاء ??
?-?-?- سیستم‌های ریخته‌گری ??
?-?-?- عملیات ذوب القایی در خلاء ??
?-?- مروری بر ذوب مجدد ??
?-?-?- تشریح فرآیند ذوب مجدد در خلاؤء با قوس الکتریکی (VAR) 72
4-5-3- تشریح فرآیند مجدد با سرباره الکتریکی (ESR) 73
4-6- عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ??
?-?-?- کوره VAR 74
4-6-2- عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ??
?-?-?- کنترل ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ??
?-?- عملیات ذوب مجدد با سربار الکتریکی (ESR) 79
4-7-1- کوره ESR 79
4-7-2- عملیات کوره ذوب مجدد با سرباره الکتریکی ??
?-?-?- کنترل ذوب مجدد با سرباره الکتریکی ??
?- انتخاب سرباره ??
?-?- محصولات ذوب سه مرحله‌ای ??
?-?-?- ‏فرآیند ذوب سه مرحله‌ای شمش ??
?-?- تبدیل شمش و محصولات نورد ??
?-?-?- همگن‌سازی توزیع عنصر محلول در شمش‌ها ??
?-?-?- آهنگری محصول نیمه تمام ??
?-?-?- آهنگری محصول نیمه تمام آلیاژ IN-718 91
4-9-5- اکستروژن ??
?-?-?- نورد ??
?-?-?- دسترسی به محصولات نورد ??





مقدمه

طراحان نیاز فراوانی به مواد مستحکم‌تر و مقاوم‌تر در برابر خوردگی دارند. فولادهای زنگ نزن توسعه داده شده و به کار رفته در دهه‌های دوم و سوم قرن بیستم میلادی، نقطه شروعی برای برآورده شدن خواسته‌های مهندسی در دماهای بالا بودند. بعداً معلوم شد که این مواد تحت این شرایط دارای استحکام محدودی هستند. جامعه متالوژی با توجه به نیازهای روز افزون بوجود آمده، با ساخت جایگزین فولاد زنگ نزن که سوپر آلیاژ نامیده شد به این تقاضا پاسخ داد. البته قبل از سوپر آلیاژها مواد اصلاح شده پایه آهن به وجود آمدند، که بعدها نام سوپر آلیاژ به خود گرفتند.

با شروع و ادامه جنگ جهانی دوم توربین‌های گازی تبدیل به یک محرک قوی برای اختراع و کاربرد آلیاژها شدند. در سال 1920 افزودن آلومینیوم و تیتانیوم به آلیاژهای از نوع نیکروم به عنوان اختراع به ثبت رسید، ولی صنعت سوپر آلیاژها با پذیرش آلیاژ کبالت (ویتالیوم) برای برآورده کردن نیاز به استحکام در دمای بالا در موتورهای هواپیما پدیدار شدند. بعضی آلیاژهای نیکل- کروم (اینکونل و نیمونیک) مانند سیم نسوز کم و بیش وجود داشتند و کار دستیابی به فلز قوی‌تر در دمای بالاتر برای رفع عطش سیری ناپذیر طراحان ادامه یافت و هنوز هم ادامه دارد.

1-1- معرفی و به کار گیری سوپر آلیاژها

سوپر آلیاژها؛ آلیاژهای پایه نیکل، پایه آهن- نیکل و پایه کبالت هستند که عموماً در دماهای بالاتر از oC540 استفاده می‌شوند. سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل مانند آلیاژ IN-718 از فن‌آوری فولادهای زنگ نزن توسعه یافته و معمولاً به صورت کار شده می‌باشند. سوپر آلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت بسته به نوع کاربرد و ترکیب شیمیایی می‌توانند به صورت ریخته یا کار شده باشند.

در شکل 1-1 رفتار تنش- گسیختگی سه گروه آلیاژی با یکدیگر مقایسه شده‌اند (سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل، پایه نیکل و پایه کبالت). در جدولهای 1-1 و 1-2 فهرستی از سوپر آلیاژها و ترکیب شیمیایی آنها آورده شده است.

سوپر آلیاژهای دارای ترکیب شیمیایی مناسب را می‌توان با آهنگری و نورد به اشکال گوناگون در آورد. ترکیب‌های شیمیایی پر آلیاژتر معمولاً به صورت ریخته‌گری می‌باشند. ساختارهای سرهم بندی شده را می‌توان با جوشکاری یا لحیم‌کاری بدست آورد، اما ترکیب‌های شیمیایی که دارای مقادیر زیادی از فازهای سخت کننده هستند، به سختی جوشکاری می‌شوند. خواص سوپر آلیاژها را با تنظیم ترکیب شیمیایی و فرآیند (شامل عملیات حرارتی) می‌توان کنترل کرد و استحکام مکانیکی بسیار عالی درمحصول تمام شده بدست آورد.

1-2- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا

استحکام اکثر فلزات در دماهای معمولی به صورت خواص مکانیکی کوتاه مدت مانند استحکام تسلیم یا نهایی اندازه‌گیری و گزارش می‌شود. با افزایش دما به ویژه در دماهای بالاتر از 50 درصد دمای نقطه ذوب (بر حسب دمای مطلق) استحکام باید بر حسب زمان انجام اندازه‌گیری بیان شود. اگر در دماهای بالا باری به فلز اعمال شود که به طور قابل ملاحظه‌ای کمتر از بار منجر به تسلیم در دمای اتاق باشد، دیده خواهد شد که فلز به تدریج با گذشت زمان ازدیاد طول پیدا می‌کند. این ازدیاد طول وابسته به زمان خزش نامیده می‌شود و اگر به اندازه کافی ادامه یابد به شکست (گسیختگی) قطعه منجر خواهد شد. استحکام خزش یا استحکام گسیختگی (در اصطلاح فنی استحکام گسیختگی خزش یا استحکام گسیختگی تنشی نامیده می‌شود) همانند استحکام‌های تسلیم و نهایی در دمای اتاق یکی از مولفه‌های مورد نیاز برای فهم رفتار مکانیکی ماده است. در دماهای بالا استحکام خستگی فلز نیز کاهش پیدا می‌کند. بنابراین برای ارزیابی توانایی فلز با در نظر گرفتن دمای کار و بار اعمال شده لازم است، استحکام‌های تسلیم و نهایی، استحکام خزش، استحکام گسیختگی و استحکام خستگی معلوم باشند. ممکن است به خواص مکانیکی مرتبط دیگری مانند مدول دینامیکی، نرخ رشد ترک و چقرمگی شکست نیز نیاز باشد. خواص فیزیکی ماده مانند ضریب انبساط حرارتی، جرم حجمی و غیره فهرست خواص را تکمیل می‌کنند.

1-3- اصول متالورژی سوپر آلیاژها

سوپر آلیاژهای پایه آهن، نیکل و کبالت معمولاً دارای ساختار بلوری با شکل مکعبی با سطوح مرکزدار (FCC) هستند. آهن و کبالت در دمای محیط دارای ساختار FCC نیستند. هر دو فلز در دماهای بالا یا در حضور عناصر آلیاژی دیگر دگرگونی یافته و شبکه واحد آنها به FCC تبدیل می‌شود. در مقابل، ساختمان بلوری نیکل در همه دماها به شکل FCC است. حد بالایی این عناصر در سوپر آلیاژها توسط دگرگونی فازها و پیدایش فازهای آلوتروپیک تعیین نمی‌شود بلکه توسط دمای ذوب موضعی آلیاژها و انحلال فازهای استحکام یافته تعیین می‌گردد. در ذوب موضعی بخشی از آلیاژ که پس از انجماد ترکیب شیمیایی تعادلی نداشته است در دمایی کمتر از مناطق مجاور خود ذوب می‌شود. همه آلیاژها دارای یک محدوده دمایی ذوب شدن هستند و عمل ذوب شدن در دمای ویژه‌ای صورت نمی‌گیرد، حتی اگر جدایش غیر تعادلی عناصر آلیاژی وجود نداشته باشد. استحکام سوپر آلیاژها نه تنها بوسیله شبکه FCC و ترکیب شیمیایی آن، بلکه با حضور فازهای استحکام دهنده ویژه‌ای مانند رسوب‌ها افزایش می‌یابد. کار انجام شده بر روی سوپر آلیاژ (مانند تغییر شکل سرد) نیز استحکام را افزایش می‌دهد، اما این استحکام به هنگام قرارگیری فلز در دماهای بالا حذف می‌شود.

تمایل به دگرگونی از فاز FCC به فاز پایدارتری در دمای پایین وجود دارد که گاهی در سوپر آلیاژهای کبالت اتفاق می‌افتد. شبکه FCC سوپر آلیاژ قابلیت انحلال وسیعی برای بعضی عناصر آلیاژی دارد و رسوب فازهای استحکام دهنده (در سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل و پایه نیکل) انعطاف‌پذیری بسیار عالی آلیاژ را به همراه دارد. چگالی آهن خالص gr/cm3 87/7 و چگالی نیکل و کبالت تقریباً gr/cm3 9/8 می‌باشد. چگالی سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل تقریباً gr/cm3 3/8-9/7 پایه کبالت gr/cm3 4/9-3/8 و پایه نیکل gr/cm3 9/8-8/7 است.

چگالی سوپر آلیاژها به مقدار عناصر آلیاژی افزوده شده بستگی دارد. عناصر آلیاژی Cr, Ti و Al چگالی را کاهش و Re, W و Ta آنرا افزایش می‌دهند. مقاومت به خوردگی سوپر آلیاژها نیز به عناصر آلیاژی افزوده شده به ویژه Cr, Al و محیط بستگی دارد.

دمای ذوب عناصر خالص نیکل، کبالت و آهن به ترتیب 1453 و 1495 و 1537 درجه سانتی‌گراد است. دمای ذوب حداقل (دمای ذوب موضعی) و دامنه ذوب سوپر آلیاژها، تابعی از ترکیب شیمیایی و فرآیند اولیه است. به طور کلی دمای ذوب موضعی سوپر آلیاژهای پایه کبالت نسبت به سوپر آلیاژهای پایه نیکل بیشتر است. سوپر آلیاژهای پایه نیکل ممکن است در دمای oC1204 از خود ذوب موضعی نشان دهند. انواع پیشرفته سوپر آلیاژهای پایه نیکل تک بلور دارای مقادیر محدودی از عناصر کاهش دهنده دمای ذوب هستند و به همین لحاظ، دارای دمای ذوب موضعی برابر یا کمی بیشتر از سوپر آلیاژهای پایه کبالت هستند.

4-2-3- کوره قوس الکتریک

یک طرح عمومی از کوره EAF در شکل 4-1 نشان داده شده است. ظرفیت کوره EAF باید با ظرفیت تانک AOD یکسان باشد. عملیات EAF/AOD سوپرآلیاژها با ظرفیت Kg 9000 می‌تواند انجام گیرد، اما اکثراً ظرفیت تولید این روش در حدود kg36000 انتخاب می‌شود.

دیواره کوره فولادی مدور با سیستم آبگرد و لایه نسوز آجری است. انتخاب آجرهای نسوز به نوع آلیاژ و طراحی کوره بستگی دارد. هزینه نسوز کاری یک کوره متوسط 18 تنی تقریباً 18 هزار دلار است. قسمت پایین کوره ثابت و سقف آن متحرک است. سقف کوره می‌تواند در یک صفحه افقی حرکت کرده و کاملاً از کوره دور شود تا بار به درون آن ریخته شود. سقف کوره دارای سه الکترود گرافیتی است، که در داخل کوره قرار می‌گیرند. در قسمت جلو دیواره کوره مجرای خروج مذاب و در قسمت عقب آن دریچه سرباره‌گیری قرار دارد. کوره قوس تقریباً در داخل یک چاله قرار دارد، به نحوی که مجرای خروج مذاب و دریچه سرباره‌گیری تقریباً در کف کارگاه قرار می‌گیرند. وجود چاله اجازه می‌دهد، که پاتیل حمل مذاب و پاتیل سرباره می‌توانند تا نزدیکی کوره آورده شوند. سطح این پاتیل‌ها پایین‌تر از سطح مجراها قرار می‌گیرند. کوره قابلیت چرخش تا 90 درجه به طرف جلو را دارد، تا فلز مذاب کاملاً به درون پاتیل ریخته شود. زاویه چرخش کوره به طرف عقب به منظور سرباره‌گیری حداکثر 20 درجه است.

به دلیل پایین بودن چگالی مواد اولیه نمی‌توان همه آن را یکباره به کوره بار کرد. ابتدا بخشی از بار به کوره اضافه می‌شود و سقف کوره مجدداً در جای خود قرار می‌گیرد. الکترودها به طرف شارژ حرکت می‌کنند و قوس الکتریکی بین بار و الکترود ایجاد می‌شود. ابتدا قوس کم ولتاژ ایجاد می‌شود. با شروع به ذوب شدن بار الکترودها پایین‌تر می‌روند و ولتاژ جریان افزایش می‌یابد. تا قوسی با طول بیشتر ایجاد گردد و در نتیجه بازدهی ذوب افزایش یابد. عملیات مزبور تا ذوب شدن همه بار ادامه پیدا می‌کند. سقف کوره کنار می‌رود و باقی مانده بار به کوره ریخته می‌شود (بارگذاری مجدد)، پس از بارگذاری مجدد، سقف کوره به محل قبلی خود برگشته و تا زمانی که کل بار ذوب شود، قوس بر قرار می‌شود. پس از آن گرم کردن ذوب با دمش اکسیژن و آرگن می‌تواند انجام شود.

اکسیدهایی که در این مرحله به وجود می‌آیند، ممکن است بسیار خورنده باشند و به لایه نسوز کوره آسیب وارد کنند. ساییدگی نسوزها در همه ذوب‌ها اتفاق می‌افتد، ولی برای جلوگیری از آسیب‌های موضعی شدید نسوز دیواره، معمولاً آهک به بار کوره اضافه می‌کنند. آهک نقش سرباره ساز دارد و سرباره ایجاد شده در کوره به صورت دستی از آن گرفته می‌شود. برای سرباره‌گیری کوره به سمت عقب چرخیده و سرباره جمع‌آوری شده، از دریچه سرباره‌گیری خارج می‌شود. این عمل در صورت نیاز و بسته به نوع بار قابل تکرار است.

پس از آنکه بخش عمده‌ای از سرباره تشکیل شده تخلیه گردید، یک نمونه آنالیز شیمیایی از ذوب تهیه می‌شود. بر مبنای ترکیب شیمیایی بدست آمده از این نمونه ممکن است دمش گاز ادامه یابد یا تعدادی از عناصر آلیاژی برای تنظیم ترکیب شیمیایی قبل از انتقال به واحد AOD به آن افزوده شود. زمان تقریبی مرحله EAF فرآیند EAF/AOD تقریباً 1 تا 3 ساعت است. پس از آماده شدن ذوب آن را به درون پاتیل انتقال مذاب می‌ریزند. پاتیل انتقال (یک ظرف نسوز کاری شده با مجرای خروج مذاب) در مقابل کوره قوس قرار داده می‌شود. کوره می‌چرخد و محتویات خود را به درون پاتیل می‌ریزد. ممکن است پاتیل با MgO نسوزکای شده باشد، تا با سرباره آهک مطابقت داشته باشد. امکان دارد موقع سرباره‌گیری ذرات سرباره بر روی مذاب شناور باقی به ماند. قبل از ریختن مذاب برای جلوگیری از افت دمای مذاب در پاتیل، آن را پیش گرم می‌کنند. پاتیل انتقال مذاب به تانک AOD برده می‌شود و مذاب به درون تانک ریخته می‌شود.

4-2-4- تانک AOD

در شکل 4-6 تانک AOD نشان داده شده است. دیواره تانک فولادی و نسوز کاری شده است. نمای بیرونی تانک شبیه به مخلوط کن‌های بتن با تنه مدور و سر مخروطی است که در محل قرارگیری خود می‌تواند بر روی یک صفحه عمودی چرخش نماید. ظرفیت تانک متناسب با ظرفیت کوره EAF و معمولاً کمتر از 36 تن است. یکی از مشخصات ویژه تانک AOD این است که در کف آن تعدادی لوله برای دمش مخلوط اکسیژن و آرگن وجود دارد. این لوله تعدادی لوله هم مرکز هستند که از لوله مرکزی مخلوط آرگن و اکسیژن و از لوله بیرونی فقط گاز خنثی (معمولاً آرگن) برای خنک کردن انتهای لوله مرکزی دمیده می‌شود.

لایه نسوز تانک AOD شبیه نسوز کوره EAF است و در طی فرایند فرسوده می‌شود. کنترل درجه قلیایی سرباره یک عامل کلیدی برای اطمینان از آسیب ندیدن لایه نسوز از طرف سرباره می‌باشد. اولین مرحله در تانک AOD کربن زدایی مذاب است. اگر درون مذاب اکسیژن خالصی دمیده شود، نتیجه کار نه تنها کربن زدایی مذاب نخواهد شد بلکه کروم بیشتری به اکسید کروم تبدیل خواهد شد. برای اقتصادی کردن واکنش کربن‌زدایی، فشار جزئی اکسیژن دمیده شده به مذاب با اضافه کردن آرگن به آن کاهش داده می‌شود تا از مقدار کرومی که به اکسید کروم تبدیل می‌شود، کاسته شود. وقتی که مقدار کربن مذاب بالا باشد، نسبت آرگن به اکسیژن در مخلوط گازی 3 به 1 در نظر گرفته می‌شود. با کاهش مقدار کربن مقدار آرگن باید افزایش یابد. با نزدیک شدن به مرحله کربن زدایی کامل نسبت آرگن به اکسیژن تقریباً 6 به 1 در نظر گرفته می‌شود.

حرارتی که در اثر واکنش کربن زدایی به وجود می‌آید، مقداری از کروم را اکسید می‌کند. در اثر دمش گاز، سیلسیم نیز اکسید می‌شود ولی حرارت ناشی از اکسیداسیون آن ناچیز است و اثر کمی در گرم کردن مذاب دارد. یادآوری این موضوع اهمیت دارد که تانک AOD فاقد منبع انرژی حرارتی خارجی سات و دمای آن در اثر واکنش‌های گرمازا افزایش پیدا می‌کند. چنانچه لازم باشد دمای مذاب پایین آورده شود، از قراضه جامد استفاده می‌شود. یکنواخت نگه داشتن دمای مذاب از لحاظ اقتصادی اهمیت دارد، زیار تبدیل عناصر آلیاژی با ارزش (به ویژه کروم و نیوبیوم) به سرباره تحت تاثیر دما انجام می‌گیرد. از فوق گداز شدن مذاب باید جلوگیری کرد، زیرا خنک کردن و گرم کردن مجدد آن زمان بر بوده و بازیابی کامل عناصر آلیاژی موجود در سرباره را دشوار می‌سازد.

در طی فرآیند کربن‌زدایی به مذاب آهک اضافه می‌شود. آهک اضافه شده در مرحله دمش گاز کاملاً با مذاب مخلوط شده و درجه بالایی از گوگرد زدایی مذاب به دست می‌آید. CaS حاصل از گوگردزدائی به صورت سرباره در می‌آید. چنانچه پس از نمونه‌گیری از ترکیب شیمیایی، کربن‌زدایی تا سطح مورد نظر انجام شده باشد، مرحله بازیابی عملیات AOD شروع می‌شود.

گزارش کارآموزی بررسی سیستم توزیع برق فولاد آذربایجان در 77 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه 1

تاریخچه کارخانه 2

شرح مختصری از فرآیند تولید و ظرفیت کارخانه 3

واحدهای کارخانه 5

دیاگرام تک خطی برق کارخانه 6

پست برق کارخانه 7

تجهیزات موجود در داخل پست 63 KV 8

ترانسهای بکار رفته در کارخانه 10

حفاظت ترانس ها 10

انواع تابلوهای برق 13

انواع موتورهای بکار رفته در کارخانه 20

طریقه وصل موتورهای DC به برق 21

طریقه تغذیه موتورهای DC 22

روش ترمزی معکوس 25

کنترل دور حلقه بسته موتورهای DC 26

جزئیات بلوک های مختلف موتورهای DC 32

روش های کنترل دور موتور های القائی سه فاز 34

حفاظت موتورها 42

راه اندازی موتورهای القائی سه فاز 44

مدارهای قدرت برخی از موتورهای القائی سه فاز 46

طریقه تنظیم درجه حرارت داخل کوره 49

طریقه تنظیم فشار داخل کوره 50

ساختار PLC 54

مراجع( References ) 67





مقدمه

برق کارخانه از طریق پست 230 KV شهرستان میانه تامین شده و به 63 KV تبدیل می گردد و از طریق خط انتقال 63 KV دو مداره به پست 63 KV کارخانه انتقال می یابد در پست 63 KV ولتاژ از طریق دو دستگاه ترانسفورماتور به ولتاژ 6.6 KV تبدیل می گردد و به ترانسهای توزیع جهت تبدیل به ولتاژ 6.6 KV / 400 V , 600 V انتقال می یابد . در کارخانه فولاد آذربایجان میانه دو نوع موتور بکار برده شده است که عبارتند از :

1- موتورهای DC تحریک جداگانه برای محرک استندهای خط نورد بکار برده می شود .

2- موتورهای AC سه فاز برای محرک رولرهای شارژ کوره ، دشارژ کوره ، لوپرها ،پمپ های آب ، کمپرسور باد ، موتورهای مبدل فرکانسی برای دورهای متغیر مانند رولرهای خروجی خط نورد و موتورهای جرثقیل ها و .... بکار برده شده است .

برای تغذیه موتورهای DC از ترانسهای دو خروجی که ولتاژ 6.6 KV را به ولتاژ 600 V تبدیل می کنند و با یکسو کردن آن از طریق ادوات الکترونیک صنعتی ( یکوساز تمام موج تمام کنترل شده ) تهبه می شود استفاده شده است .

برای تغذیه موتورهای AC سه فاز از ترانسهایی که ولتاژ 6.6 KV را به ولتاژ 600 V تبدیل می کنند استفاده شده است

در کارخانه فولاد تابلو برق های بکار رفته عبارتند از :

1ـ تابلوهای 6.6KV METAL CLAD SWITCHBOARD

2- تابلوهای POWER CENTER

3- تابلوهای ( MCC) MOTORS CONTROL CENTER

4- تابلوهای درایو مبدل فرکانس

5- تابلوهای درایوهای DC

6- - تابلوهای اتوماسیون

خط نورد شامل 18 قفسه می باشد که برای محرک استندها از موتورهای DC تحریک جداگانه استفاده شده است و تغذیه و کنترل دور موتورهای DC بکار رفته در خط نورد ، از طریق ادوات الکترونیک صنعتی ( یکسو کننده های تمام کنترل شده ) مهیا می گردد و کنترل دور موتورهای DC توسط ادوات الکترونیک صنعتی و از طریق فیدبک گرفتن از جریان و فیدبک گرفتن از سرعت موتور ( توسط تاکوژنراتور ) تنظیم می گردد .

برای حمل محصول تولید شده بعد از استندها ( خط نورد ) به بستر خنک کننده از رولرها که محرک آنها موتورهای آسنکرون ( القائی ) هستند استفاده می شود و بسته بع نوع محصول باید سرعت خاصی داشته باشند که از طریق مبدل فرکانس ( سیکلو کنورتر ) دور موتورهای آسنکرون کنترل می شود انجام می گیرد و بعد از آنجا به واحد بسته بندی انتقال یافته و محصول بدست آمده بسته بندی می گردد که تمام این فرآیندها توسط اتوماسیون صنعتی PLC بطور اتوماتیک کنترل می گردد .



تاریخچه کارخانه

کارخانه در 5 کیلو متری جنوب شرقی میانه جنب ایستگاه راه آهن با 476 هکتار مساحت واقع شده است .

در فروردین 1379 نصب تجهیزات تمام شده و در بهمن 1379 راه اندازی شده وبه بهره برداری کامل رسیده است . ظرفیت اسمی کارخانه 550 هزار تن در سال می باشد و تولیدات کارخانه به عبارت زیر می باشد :

50 % میلگرد آجدار

20 % میلگرد ساده

10 % ناودانی

10 % نبشی

10 % تسمه می باشد .











شرح مختصری از فرآیند تولید و ظرفیت کارخانه :

ظرفیت اسمی کارخانه 550000 تن در سال تولید مقاطع سبک و میلگردهای ساختمانی و صنعتی است که 50 % میلگرد آجدار ، 20% میلگرد ساده ، 10 % ناودانی ، 10 % نبشی و 10 % تسمه خواهد بود . که مواد اولیه مصرفی آن شمش های فولادی به سطح 130 * 130 و 150 * 150 میلیمتر مربع و بطول 6 الی 12 متری است . که نوع فولادهای مواد اولیه از نوع فولادهای ساختمانی st – 50 , st – 44 , st – 37 و فولادهای کم کربن ، متوسط کربن و کم آلیاژی است که بیشتر در ساختمان ، پیچ و مهره ، الکترود ، میخ ، پرچ ، تورهای حصاری ، سیم خاردار ، صنایع فلزی و ماشین سازی کاربرد دارند .

شمش های خریداری شده از داخل یا خارج از کشور و حمل توسط قطار یا تریلی ها بعد از انبار شدن در انبار شمش توسط جرثقیل سقفی در قسمت شارژینگ روی میز روله قرار داده می شود سپس داخل کوره هدایت می شوند و ظرفیت کوره 110 تن در ساعت می باشد که در این دمای 600 تا 1150 و حداکثر تا 1200 درجه سانتیگراد رسانده می شود و سپس بعد از رسیدن به دمای مورد نظر شمش از کوره خارج می شود و چون شمش سرخ شده ، در مجاورت هوا شدیدا اکسیده می گردد ، لذا پس از خروج از کوره عمل پوسته زدایی زیر غلتکها همراه پاشیدن آب انجام می شود و سپس بکمک غلتکهای کشنده بطرف نورد اولیه هدایت می شود ، شمش پس از عبور از نورد اولیه ، میانی و نهایی شکل مورد نظر تسمه ، میلگرد ، ناودانی و با نبشی به خود می گیرد .

خط نورد در مجموع از 18 قفسه استند تشکیل شده است که بصورت افقی و عمودی پشت سر هم مرتب شده اند و محرک اصلی این استندها موتورهای DC تحریک جداگانه می باشد .

طراحی خط بگونه ای است که هیچگونه پیچش و یا کششی ایجاد نمی شود و خط همواره با سرعتی معادل 2.5 الی 18 متر بر ثانیه می تواند محصول تولید نماید . بدلیل تنوع تولیدات استندهای 12 و 14 و 16 و 18 قابلیت چرخش از حالت افقی به عمودی و بالعکس را دارند در طی فرآیند تولید ، قیچی های پروانه ای عملیات قیچی کردن ابتدا و انتهای شمش در حال نورد را بدلیل سرد شدن بر عهده دارند .

محصول نورد شده بمنظور خنک شدن ، داخل قسمت بنام Queching خنک کاری می شود و در صورتی که مصرف صنعتی نداشته باشند به قسمت برش گرم هدایت خواهد شد . در مرحله برش گرم محصولات خروجی توسط یک قیچی پروانه ای برای سایزهای کوچک و با قیچی لنگ برای سایزهای بزرگ به قطعاتی با طول 96 متر تبدیل خواهد شد .

در طول بستر خنک کننده شمش نورد شده محصول 96 متری بوسیله بستر حرکت عرضی و گام به گام به انتهای دیگر منتقل شده و در این راه آب یا هوا در بستر خنک کننده سرد شده و پس از تراز شدن یک طرفه ، محصولات به منظور ورود به دستگاه تاب گیر از روی بستر خنک کننده به روی زنجیرهای نقاله تخلیه می شوند که در ادامه بطور اتوماتیک لایه ای از محصولات به تعداد مشخص به روی روله های مغناطیسی هدایت و با چرخش روله ها محصولات به درون تاب گیر می روند سپس بطور متناوب در خروجی بوسیله قیچی پاندولی در طولهای 6 یا 12 متری بریده می شوند . محصولات برش خورده بطور اتوماتیک بطرف محل شمارش و بسته بندی هدایت می شوند .

هر دسته از محصولات بمقدار معینی به سیستم بازوی های هیدرولیکی بمنظور فشردن و چفت کردن محصولات تحویل داده می شوند . در حین این عمل چنگاله های متحرک باندل فشرده شده را به دستگاه گره زن تحویل داده و در طول های مساوی روی باندل عمل گره زدن انجام می شود سپس هر بسته از محصولات بطور منظم به قسمت توزین انتقال داده شده و پس از توزین همزمان توسط کارگران بطور دستی پلاک هایی را بمنظور شناسایی محصول درانتهای آنها نصب می گردد محصولات توسط جرثقیل به انبار محصول و از آنجا توسط تریلی ها به محل مصرف حملمی شوند













واحدهای کارخانه

کارخانه از 15 واحد تشکیل شده است که شامل :

1- واحد 31 انبار شمش و شارژ کوره ( Charging , Bilt Storage )

2- واحد 32 کوره پیش گرم کن ( Furnace )

3- واحد 33 خروجی کوره ( Discharging )

4- واحد 34 نورد اولیه Roughing Mill که شامل 6 استند و قیچی 1

5- واحد 35 نورد میانی Intremedite Mill که شامل 6 استند و قیچی 2

6- واحد 36 نورد نهایی Finishing Mill که شامل 6 استند و قیچی 3

7- واحد 37 برش گرم و بستر خنک کننده ( Cooling Bed , Hot Cuthng )

8- واحد 38 برش سرد پاندولی و تاب گیری , Cold Cutting ) ( Steragner

9- واحد 39 بسته بندی ( Stacker )

10- واحد 57 آزمایشگاه ( Laboratory )

11- واحد 63 کارگاه تراش غلطک ( Work Shop )

12- واحد 81 اسکل پیت ، تصفیه خانه ، منبع آب ( Water Reservor , WTP , Sceal Pit )

13- واحد 84 کمپرسور هوا ( Air Comperasor Room )

14- واحد 90 اتاق برق Room ) ( Electrical

15- واحد 91 پست 63 KV ( 63 KV Substaition )

می باشد









نحوه کارکردرله های Earth Fault , Over Current

در ورودی هر یک از متال کلدها در سر مسیر هر فاز 3-50 HZ , 6.6 KV یک عدد C.T با دو ثانویه به نسبت 1000 / 5A / 5A نصب شده که یکی از ثانویه های C.T به آمپرمتر رفته و دومی یک رله Over Current رفته که هر وقت جریانی اضافی از هر فاز عبور می کند رله فرمان قطع خواهد داد .

و همچنین بعد از C.T اول یک C.T دیگر به نسبت تبدیل 100 / 1A نصب شده که هر سه فاز از داخلش گذشته و در نهایت به ترانسفورماتورهای 400 و 600 منتقل شده اند و ثانویه C.T به رله Earth Fault رفته که هرگاه اتصالی یا نامتعادلی بین فازها رخ دهد جریان C. بالا رفته و رله عمل کند .

2- تابلوهای POWER CENTER

ولتاژ خروجی 3 ترانسفورماتور 400V به مجموعه تابلوهایی که POWER CENTER نامیده می شوند و در ( ER1) قرار دارند می آید . POWER CENTER از سه سکشن تشکیل شده و هرترانسفورماتوریک سکشن راتغذیه مینمایدواین سه سکشن توسط کلیدهای BUS COUPLER به همدیگر ارتباط داده شده اند . تا بتوان موقعی که نیاز باشدیکی از ترانسفورماتور از مدار خارج شود امکان تأمین ولتاژ آن سکشن را از سایر ترانسفورماتورها برقرار نمود

برای هر سکشن یک بانک خازنی برای اصلاح COS? طراحی شده و یک خط از ژنراتور کارخانه مستقیماً به پاورسنتر آمده تا در مواقعی که احتمال قطعی برق باشد بتوان قسمتهای اضطراری خط نورد مثلاً برق قسمتهای اتوماسیونی کوره را تأمین نمود و برق تمامی قسمتهای کارخانه از طریق POWER CENTER پخش می شود مانند : اتاق کمپروسور هوا ، روشنایی پست 63KV ، جرثقیل سقفی ، مجموعه تبلوهای MCC و ...

از 5 ترانسفورماتور 400V که گفتیم 3 ترانسفورماتور POWER CENTER ER1 را تغذیه می کرد دو ترانسفورماتور دیگر یکی POWER CENTER ER2 و دیگری POWER CENTER آبرسانی را تغذیه می کنند .



تغییر جهت جریان آرمیچر

در این طرح جهت جریان تحریک ثابت باقی می متند . اگر کنترل سرعت در بالای سرعت مبنا ضروری باشد ، می توان تحریک را توسط یک یکسو کننده نیمه کنترل شده تکفاز تغذیه نمود ، و در غیر این صورت می توان آن را به یک پل دیودی با ولتاژ ثابت وصل نمود .

1- یکسو کننده کنترل شده منفرد با یک کلید معکوس کننده :

2- مبدل دوبل : یک مبدل دوبل شامل دو یکسو کننده تمام کنترل شده است که بطور معکوس و موازی به دو سر آرمیچر موتور متصل هستند . این طرح در شکل قبل نشان داده شده است .

اگر یکسو کننده 1 کار در ربع اول و ربع چهارم را میسر سازد ، یکسو کننده 2 کار در ربع دوم و سوم را فراهم می کند . این مبدل دوبل می تواند بطور همزمان یا غیر همزمان کنترل شود . در کنترل همزمان ، که به آن کنترل با جریان گردشی نیز گفته می شود ، هر دو یکسو کننده بطور همزمان عمل می کنند . در کنترل غیر همزمان ، که به آن کنترل بدون جریان گردشی گفته می شود ، در هر زمان فقط یک یکسو کننده فعال است و یکسو کننده دیگر غیر فعال است .

در کنترل کننده غیر همزمان ، شکل قبل ، معکوش نمودن سرعت بصورت زیر انجام می شود :

در ابتدا فرض کنید که محرکه در ربع اول کار می کند . پس یکسو کننده 1 فعال است و پالسهای آتش به یکسو کننده 2 ارسال نمی شود . برای تغییر جهت چرخش ، ابتدا بایستی موتور در ربع دوم و سپس در ربع سوم کار کند . برای اینکار ، بایستی یکسو کننده 2 فعال و یکسو کننده 1 غیر فعال شود . قبل از آنکه این امر انجام شود ، تمام تریستورها در یکسو کننده 1 بایستی خاموش شوند ، در غیر اینصورت ، یک اتصال کوتاه بر روی خط تغذیه و از طریق تریستورهای هادی یکسو کننده 1 رخ می دهد ، جریان حاصله از اتصال کوتاه به توسط حلقه کنترل جریان قابل تنظیم نیست و بایستی بوسیله مدار شکن ها یا فیوزهای سریع قطع شود ، به این منظور بایستی قدمهای زیر را با دقت دنبال نمود .

با تنظیم زاویه آتش 1 در بیشترین مقدار آن ، جریان اجبارا به صفر می رسد . پس از آنکه جریان آرمیچر صفر شد ، یک زمان مرده 2 تا 10 میلی ثانیه ای بایستی صبر نمود تا از خاموش شدن تمام تریستورهای یکسو کننده 1 اطمینان لازم حاصل شود . حال پالسهای آتش از روی یکسو کننده 1 برداشته می شود و به یکسو کننده 2 ارسال می شود . بدلیل اینرسی موتور ،سرعت آن در این دوره زمانی تغییر قابل ملاحظه ای نخواهد داشت .



کنترل دور حلقه بسته موتورهای DC

1- کنترل ولتاژ آرمیچر در تحریک ثابت :

طرح اصلی سیستم کنترل سرعت حلقه بسته شامل محدود کننده جریان ، که با نام کنترل جریان موازی نیز شناخته می شودm W سرعت مرجع را تعیین می کند . سیگنالی متناسب با سرعت موتور از سنسور سرعت دریافت می شود . خروجی سنسور سرعت پس از عبور از یک فیلتر برای حذف اعوجاج ac ، در یک مقایسه کننده با سرعت مرجع مقایسه می شود . خطای سرعت در یک کنترل کننده سرعت پردازش می شود و خروجی آن VC ، زاویه آتش یکسو کننده ، ? را برای آنکه سرعت واقعی به سرعت مرجع نزدیک شود ، تعیین می کند . کنترل کننده سرعت اغلب یک کنترل کننده PI ( تناسبی ، انتگرالی ) است و سه وضیفه برعهده دارد – پایدارسازی محرکه و تنظیم ضریب میرایی در مقدار مطلوب ، به صفر رساندن خطای سرعت در حالت دائمی بتوسط خاصیت انتگرالی ، خارج نمودن نویز بتوسط خاصیت انتگرالی آن . در سیستم های کنترل حلقه بسته اغلب از کنترل کننده های PD ( تناسبی ، دیفرانسیلی ) و PID ( تناسبی ، انتگرالی ، دیفرانسیلی ) استفاده می شود . اما در محرکه هایی که از مبدلهای استاتیکی استفاده می کنند کمتر کاربرد دارند که این بدلیل حضور نویز و اعوجاج ذاتی در جریان و سیگنالهای فیدبک سرعت است .

در محرکه ها ، کنترل حد جریان وجود دارد ، مادامیکه IX > Ia است ، IX ماکزیمم مقدار مجاز Ia است ، حلقه کنترل جریان روی کار محرکه اثری ندارد . اگر Ia از IX بیشتر شد ، حتی به یک مقدار کوچک ، یک سیگنال خروجی بزرگ بتوسط مدار آستانه ایجاد می شود ، کنترل جریان بر کنترل سرعت غالب می شود ،و خطای سرعت در یک جریان ثابت برابر با مقدار ماکزیمم مجاز آن تصحیح می شود . هنگامیکه سرعت به تزدیکی مقدار مطلوب خود رسید ، Ia از IX کمتر می شود ، فعالیت حلقه کنترل جریان متوقف می شود و حلقه کنترل سرعت وارد عمل می شود . پس در این طرح ، در هر لحظه ، کار محرکه توسط حلقه کنترل

سرعت یا حلقه کنترل جریان کنترل می شود ، و بنابراین بنام کنترل جریان موازی نیز نامیده می شود .

طرح دیگر کنترل حلقه بسته سرعت می باشد در این طرح یک حلقه کنترل جریان داخلی و یک حلقه کنترل سرعت خارجی وجود دارد . حلقه سزعت اساسا همانند حلقه ذکر شده برای حالت قبلی ، کنترل حد جریان ، است . خطای سرعت در کنترل کننده سرعت ، که برای سه منظور ذکر شده بکار می رود ، پردازش می شود . خروجی کنترل کننده سرعتec به یک محدود کننده جریان که جریان مرجع Ia را برای حلقه داخلی کنترل جریان تعیین می کند ، اعمال می شود .

جریان آرمیچر بتوسط یک سنسور جریان دریافت می شود و به منظور حذف اعوجاج از یک فیلتر ترجیحا یک فیلتر اکتیو ، عبور داده می شود ، و با جریان مرجع Ia مقایسه می شود . خطای جریان در یک کنترل کننده PI ، که همان سه وظیفه اشاره شده قبل را انجام می دهد ، پردازش می شود . البته لزومی در به صفر رساندن خطای جریان در حالت دائمی وجود ندارد . خروجی کنترل کننده جریان VC زاویه آتش مبدل را تنظیم می کند به نحویکه سرعت واقعی به مقدار Wm نزدیک شود . هر خطای مثبت سرعت ، ناشی از افزایش در سیگنال فرمان سرعت یا ناشی از افزایش در گشتاور بار ، یک جریان Ia بزرگتر ایجاد می کند . موتور در اثر افزایش در Ia شتاب می گیرد ، تا خطای سرعت را تصحیح کند و نهایتا در Ia جدید مستقر شود که در آن گشتاور موتور و بار باهم برابرند و خطای سرعت به صفر نزدیک شده است . برای هر خطای مثبت و بزرگ سرعت ، محدود کننده جریان اشباع می شود و جریان مرجع Ia بمقدار Iam محدود می شود ، و اجازه داده نمی شود که جریان محرکه از مقدار ماکزیمم مجاز عبور کند . خطای سرعت در ماکزیمم جریان آرمیچر مجاز تصحیح می شود تا خطای سرعت کوچک شود و محدود کننده جریان از اشباع خارج شود . حال خطای سرعت با Ia کمتر از مقدار مجاز ماکزیمم تصحیح می شود .

یک خطای منفی سرعت ، جریان مرجع Ia را در یک مقدار منفی مستقر می سازد . چون جریان موتور نمی تواند معکوس شود ، یک Ia منفی استفاده ای ندارد . با این حال کنترل کننده PI را شارژ می کند . هنگامیکه خطای سرعت مثبت شود ، کنترل کننده PI شارژ شده پاسخ زمانی طولانی تر خواهد داشت ، و سبب تاخیر در عمل کنترل می شود . بنابراین محدود کننده جریان یک جریان مرجع صفر برای خطاهای منفی سرعت مهیا می سازد .

چون حلقه کنترل سرعت و حلقه کنترل جریان بصورت پشت سر هم قرار گرفته اند ، حلقه داخلی جریان بنام کنترل آبشاری نیز نامیده می شود . همچنین به آن کنترل هدایت شده جریان نیز گفته می شود . از این روش بدلیل مزایای زیر معمولا بیش از روش کنترل حد جریان استفاده می شود .

1.1- این روش پاسخ سریعتری نسبت به هر اغتشاش در ولتاژ منبع دارد . این موضوع را با در نظر گرفتن پاسخ دو سیستم محرکه به کاهش در ولتاژ منبع می توان توضیح داد یک کاهش در ولتاژ منبع ، جریان و گشتاور موتور را کاهش می دهد . در کنترل حد جریان ، سرعت افت می کند چونکه گشتاور موتور کمتر از گشتاور بار ، که عوض هم نشده است ، می باشد . خطای سرعت حاصله با تنظیم زاویه آتش یکسو کننده در مقداری کمتر ، به مقدار ابتدایی آورده می شود . پاسخ محرکه اساسا بتوسط ثابت زمانی مکانیکی آن مشخص می شود . زمانیکه حلقه داخلی کنترل جریان بکار گرفته می شود ، کاهش در سرعت موتور ، ناشی از کاهش در ولتاژ منبع ، یک خطای جریانی ایجاد می کند که باعث تغییر زاویه آتش یکسو کننده شده تا جریان آرمیچر را به مقدار اولیه آن باز گردانند . پاسخ گذرا در این حالت بتوسط ثابت زمانی الکتریکی موتور تعیین می شود چون ثابت زمانی الکتریکی یک محرکه نسبت به ثابت زمانی مکانیکی آن خیلی کوچکتر است ، حلقه داخلی کنترل جریان پاسخ سریعتری به اختلال ولتاژ ورودی می دهد .

2.1- الکوهای مشخصی از زاویه آتش ، یکسو کننده بهمراه مدار کنترل و در شرایط هدایت پیوسته بصورت یک ضریب بهره ثابت عمل می کند . محرکه برای این بهره بنحوی طراحی می شود که ضریب میرایی 0.707 داشته باشد ، که دراین حالت ، مقدار جهش برابر 5 درصد است . در شرایط هدایت غیر پیوسته ، بهره کاهش می یابد . هر چه زاویه هدایت کاهش بیشتری داشته باشد کاهش بهره نیز بیشتر است . پاسخ محرکه در حالت هدایت غیر پیوسته کند می شود و با کاهش زاویه هدایت ، خرابتر می شود . اگر طراحی محرکه بنحوی باشد که برای کار بصورت غیر پیوسته پاسخ زمانی سریع داشته باشد در حالت هدایت پیوسته ممکن است محرکه پاسخ نوسانی یا حتی ناپایدار داشته باشد . حلقه داخلی کنترل جریان یک حلقه بسته در اطراف یگسو کننده و سیستم کنترل ایجاد می کند ، و بنابراین ، تغییرات بهره آنها روی عملکرد محرکه اثر خیلی کمتری می گذارد . لذا ، پاسخ گذاری محرکه با حلقه داخلی جریان نسبت به کنترل حد جریان برتری دارد .

3.1- در روش کنترل حد جریان ، قبل از آنکه عمل کنترل حد جریان آغاز شود بایستی در ابتدا جریان از مقدار مجاز فراتر رود . چون زاویه آتش تنها بصورت مقادیر گسسته تغییر می کند ، قبل از آنکه محدود ساز جریان فعال شود ، در جریان جهش ایجاد می شود .

موتورهای کوچک نسبت به جریانهای گذرای شدید بسیار پرطاقت تر هستند . بنابراین ، برای بدست آوردن یک پاسخ گذرای سریع ، با انتخاب یک یکسو کننده با ظرفیت بزرگتر ، اجازه عبور جریانهای گذرای بسیار بزرگتر داده می شود . رگولاسیون جریان فقط برای مقادیر غیر عادی جریان لازم می شود . در چنین حالتی برای سادگی ، کنترل حد جریان بکار گرفته می شود .

هر دو طرح پاسخهای متفاوتی برای افزایش و کاهش در سیگنال فرمان سرعت دارند . یک کاهش در سیگنال فرمان سرعت حداکثر می تواند گشتاور موتور را صفر کند ، نمی تواند آن را معکوس کند چونکه ترمز امکان پذیر نیست . محرکه اساسا بدلیل گشتاور بار سرعتش کم می شود و زمانیکه گشتاور بار کم است ، پاسخ به یک کاهش در سیگنال فرمان سرعت آرام خواهد بود . بنابراین ، این محرکه ها برای بارهای با گشتاور بزرگ مناسب هستند ، همچون ماشین های کاغذ و چاپ، پمپ ها ، و بارهای پنکه ای .

انواع حفاظت :

1- حفاظت در مقابل اتصال کوتاه : این حفاظت توسط رله Over Current یا فیوز تامین می شود جریان فیوزها باید تا چند برابر جریان بار کامل موتوها انتخاب شوند تا در راه اندازی مشکل ایجاد نشود

2- حفاظت در مقابل اضافه بار : هدف از این نوع حفاظت ، آشکار کردن جریان بالاتر از مقدار نامی موتور است که از استاتور گذشته و باعث صدمه رساندن به سیم بندی موتور می شود در بعضی از موتورها عنصر حساس به حرارت در سیم بندی تعبیه می شود ، دو نوع حفاظت اضافه بار بصورت کلی وجود دارد که در بیشتر موارد هر دو باهم اعمال می شوند :

دسته اول : که فقط آلارم تولید می کنند . در این گونه حفاظت جریان پیک آپ ( جریانی که باعث عمل کردن رله می شود ) کم وتنظیم زمانی نیز سریع می باشد

دسته دوم : که جریانهای بالاتر و از نظر زمانی ، آهسته تر از نوع اول عمل کرده و بجای آلارم دستور قطع صادر می نماید . این رله ها از نوع رله های حرارتی Bimetalic thermostate برای اضافه بارهای کم یا متوسط و رله های جریان زیاد برای اضافه بارهای زیاد می باشند .

این حفاظت توسط رله اضافه بار Over Load تامین می شود . که از دو قسمت عنصر گرمکن و کنتاکتهای آن تشکیل شده است . چنانچه جریان ماشین بیش از حد گردد . عناصر گرم کننده گرم کننده گرم شده و کنتاکتها قطع می شود .

اگر جریان اضافه بار بطور دائمی باشد این وسیله مانع آسیب دیدن ماشین خواهد شد و جریانهای آنی مثلا جریان راه انداری معمولا به موتور آسیبی نمی زند و این وسیله نیز آنها را سنس یا آشکار نمی کند .

3- گرم شدن سیم بندی موتور : اکثر خرابی های سیم بندی موتور به دارای تحمل اضافه بار موتور می باشد کارکردن موتور تحت شرایط بار کامل به مدت طولانی و افزایش جریان و افزایش جریان راهاندازی باعث ایجاد خرابی و زوال در عایق سیم بندی موتور شده تا جایی که بالاخره یک اتصالی در آن بوجود می آید لذا در موتورها جهت حفاظت سیم پیچی استاتور از حرارت سنج دو فلزی استفاده شده است .

4- حفاظت در مقابل خرابی بلبرینگ ها : که از ترمیستور ( PTC ) استفاده می شود .

5- حفاظت در مقابل افت ولتاژ : در اثر کاهش ولتاژ موتورها به سرعت نامی خود نرسیده و یا سرعت خود را از دست داده و اضافه بارهای سنگینی را متحمل می شوند . هنگامیکه کاهش ولتاژ شدیدی برای مدت بیش از چند ثانیه وجود داشته باشد موتور باید از تغذیه جدا گردد .حفاظت در مقابل کاهش ولتاژ جهت نیل به دو مقصود صورت می گیرد :

به هنگام برق دار کردن یک باس ، تمامی موتورهای متصل به آن باهم شروع به استارت کرده و هر یک با کشیدن جریانهای راه اندازی زیاد ، کاهش ولتاژ شدیدی بوجود می آورند . این کاهش ولتاژ می تواند باعث ناپایداری و توقف موتور گردد که سوختن آن را در پی دارد . در اینگونه موارد باید موتورها سریعا از تغذیه جدا گردند .

بدنبال یک کاهش ولتاژ در شبکه جریانهای هجومی زیادی از کل موتور عبور می کند برای پرهیز از عبور این جریانهای زیاد و یا جریانهای هجومی زیادی که در اثر وصل مجدد باس بار به تغذیه روی می دهد ، از حفاظت افت ولتاژ استفاده می شود .



راه اندازی موتورهای القائی سه فاز

موتورهای قفس سنجابی غالبا مستقیما به شبکه وصل می شوند . البته گاهی ممکن است در لحظه راه اندازی ، موتور جریانی معادل 5 تا 8 برابر جریان اسمی از شبکه بکشد . اگر این جریان شدید در خط تغذیه افت ولتاژ قابل ملاحظه ای ایجاد کند ، ممکن است بر عملکرد مصرف کننده های دیگر متصل به خط تغذیه اثر نامطلوب بگذارد . همچنین اگر جریان شدید در مرحله راه اندازی بمدت طولانی در موتور برقرار شود ، ممکن است سیم پیچهای استاتور را داغ کند و عایقها را صدمه بزند . در این شرایط از ولتاژ کمتری جهت راه اندازی استفاده می کنند . که به سه روش راه اندازی موتور القائی قفس سنجابی صورت می گیرد :

1- استفاده از اتو ترانسفورماتور

2- راه اندازی بطریقه اتصال ستاره مثلث سیم پیج موتور

3- راه اندازی بکمک سیستم های الکترونیک

از یک ترانسفورماتور کاهنده می توان برای راه اندازی موتور سه فاز استفاده نمود . هنگامیکه سرعت موتور به حوالی سرعت مطلوب رسید اتوترانسفورماتور را از مدار خارج می سازیم .

یکی از روشهای دیگر جهت راه اندازی موتورها در شرایط ولتاژ کاهش یافته ، استفاده از راه اندازی بوسیله اتصال ستاره مثلث است در لحظه راه اندازی استاتور بصورت ستاره به شبکه وصل می شود لذا ولتاژ اعمال به استاتور کاهش یافته و جریان راه اندازی کم می شود . هرگاه سرعت به حوالی سرعت مطلوب ( سرعت نامی ) رسید استاتور را بصورت مثلث به شبکه وصل می کنیم

همچنین می توان از یک کنترل کننده ولتاژ الکترونیکی جهت کاهش ولتاژ اعمالی به موتور در لحظه لحظه راه اندازی استفاده نمود . این سیستم کنترل یک راه اندازی آرام را مهیا می سازد . باید دانست با آنکه روش کاهش ولتاژ در هنگام راه اندازی ، جریان راه انداز را کم می کند ، اما گشتاور راه اندازی نیز کاهش می یابد ، زیرا گشتاور با مجذور ولتاژ متناسب است