Электроснабжение и электрооборудование цеха электрошлакового литья

ВВЕДЕНИЕ 7
1 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 9
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК 17
3 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 27
4 ВЫБОР СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 32
4.1 Выбор способа присоединения цеховых трансформаторов к распределительной сети 32
4.2 Разработка схемы электроснабжения объекта 33
5 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 34
6 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 48
7 ВЫБОР РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ 50
7.1 Общие положения 50
7.2 Релейная защита трансформатора ГПП 54
7.3 Релейная защита трансформатора КТП 58
7.4 Выбор контрольно-измерительных приборов для учета и контроля электроэнергии 62
8 ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫЕ ПЕЧИ, КАК ПОТРЕБИТЕЛИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 75

Весь текст будет доступен после покупки

Развитие новых отраслей техники, которое приходится на 50-ые годы XX столетия, когда происходило бурное развитие реактивной авиации, создавались крупные ракеты и космические корабли, развивалась атомная техника и создавались уникальные по своим размерам энергетические установки, вызвало необходимость в создании легированных сталей и сплавов, обладающих уникальными свойствами: быть высокопрочными, но вязкими: жаропрочными, но пластичными; способными не терять пластичность при криогенных температурах и т.д.
Известно, что качество и служебные свойства стали одной и той же марки во многом определяются чистотой се по вредным примесям. Однако, традиционными методами выплавки и разливки стали не удается достичь необходимой глубины очистки металла от вредных примесей. Особенно это касается примесей цветных металлов и неметаллических включений.
Задача коренного улучшения качества легированных сталей и сплавов и придания им комплекса уникальных свойств была решена на основе глубокой очистки этих сталей и сплавов от вредных примесей (серы, цветных металлов, газов, неметаллических включений и т.д.) путем переплава в условиях высокой температуры при одновременном воздействии вакуума или шлака, что обеспечивало глубокую очистку металла от примесей и сопровождалось быстрым и направленным затвердеванием очищенного от примесей металла.

Весь текст будет доступен после покупки

1 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

По материалам, опубликованным в последние годы в отечественных и зарубежных изданиях, можно выделить следующие основные направления, в которых сегодня развивается электрошлаковая технология:
- получение крупных слитков для поковок роторов и дисков мощных паровых и газовых турбин;
- ЭШП под давлением или в защитной атмосфере, главным образом для выплавки высокоазотистой высокохромистой стали;
- так называемое «скоростное» ЭШП;
- дугошлаковый переплав;
- двухконтурная схема ЭШП (использование токоподводящего кристаллизатора); электрошлаковые процессы без расходуемых электродов, с использованием жидкого присадочного металла;
- наплавка и производство методом ЭШП биметаллических изделий (валки, листовой прокат, трубы и др.)
Сегодня, используя единичный электрод, получают слитки диаметром до 1700 мм и массой 80 т [3]. При одновременном переплаве нескольких электродов, получают слитки диаметром от 2300 до 2800 мм. В Германии успешно получен слиток ЭШП массой 160 т а в Китае – массой 240 т.
На предприятиях японских фирм «Kobe Steel Ltd» и «Mitsubisi Heavy Industries» из 74-т электрошлакового слитка разработанной ими высокохромистой (до 12% Сг) стали нового поколения (с добавками Mo, W, Со, Nb, V и В) была откована заготовка ротора для паровой турбины, работающей при температуре пара 630 С. Контроль качества полученной заготовки ротора показал, что сопротивление этой стали ЭШП при испытании на ползучесть в 1,5 раза выше, чем у ранее применяемых сталей [3].
Для предотвращения окислительных процессов, при переплаве сталей и сплавов, легированных легкоокисляющимися элементами, требуется защищать шлаковую ванну и электрод инертным газом от окружающей воздушной атмосферы. Поэтому в современных установках ЭШП переплав производят в атмосфере из азота или аргона.
Это практически исключает окисление титана и алюминия в процессе переплава. Так, при переплаве на открытом воздухе сплава, содержащего 2 % титана, потери его составили 17±8%. При переплаве этого же сплава в защитной атмосфере потери титана составили всего 1,5 % [3]
Установки для ЭШП в защитной атмосфере были сооружены в 1994-97 гг. в Германии и Италии. Следует отметить, что первая в мире камерная печь ЭШП У-102, предназначенная для электрошлакового переплава сталей и сплавов в защитной атмосфере, была разработана в ИЭС им. Е.О. Патона и реализована в промышленных условиях еще в начале 60-х годов.
При переплаве стали в атмосфере азота под высоким давлением, можно обеспечить легирование стали азотом из газовой фазы. Германская фирма «VSG Energie u nd Schmiedetechnic GmbH» использовала технологию ЭШП в атмосфере азота под давлением для получения крупных слитков из высокохромистой стали (0,31% С; 0,55%Si; 15,5 %Сг; 1,02% Мо) со сверхравновесным содержанием азота (0,38 %).
Равновесное содержание азота в этой стали при атмосферном давлении и температуре 1600 °С в жидком состоянии составляет всего 0,04%. Стойкость подшипников из этой стали при испытаниях оказалась в 80 раз больше расчетной. Эта же германская фирма разработала высокоазотистую (до 0,16% азота) высокохромистую (до 12% Сr) сталь с пределом текучести 1100 МПа для дисков газовых турбин. Выплавку крупнотоннажных слитков из этой стали проводили в камерной печи по обычной технологии ЭШП для высокоазотистых сталей [3].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Гамазин Б.И. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию промышленных предприятий и общественных зданий / под общ. ред. С.И. Гамазина, Б.И. Кудрина, С.А. Цырука. М.: Изд. дом МЭИ, 2010 – 388 с.
2. Кабышев А.В. Расчет и проектирование систем электроснабжения: Справочные материалы по электрооборудованию. Учеб. пособие / А.В. Кабышев, С.Г. Обухов. - Том. политехн. ун-т. - Томск, 2015. – 168 с.
3. Казачков Е.А., Чепурной А.Д., Медовар Л.Б., Саенко В.Я. Современная электрошлаковая технология в специальной электрометаллургии // ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет». 2003. №13. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennaya-elektroshlakovaya-tehnologiya-v-spetsialnoy-elektrometallurgii (дата обращения: 03.06.2024).
4. Кудрин Б.И. Электроснабжение / учебник для вузов по направлению «Электроэнергетика и электротехника»/ Кудрин Б.И. – 3-е изд. – Москва: Академия, 2015. – 251 с.
5. Миронова А.Н. Электрооборудование и электроснабжение электротехнологических установок : учебное пособие / A.I I. Миронова, Ю.М. Миронов. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : ИНФРА-М, 2020. — 469 с. (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/949144.
6. Миронова А.Н. Электрооборудование промышленных предприятий и городских сетей: учебное пособие/ А.Н. Миронова, Э.Л. Львова. – Чебоксары: изд-во ЧГУ, 2015. – 246 с.

Весь текст будет доступен после покупки