Nhiệt độ là một tham số vật lý quan trọng, thường hay gặp trong kỹ thuật, công nghiệp, nông nghiệp và trong đời sống sinh hoạt hàng ngày. Nó là tham số có liên quan đến tính chất của rất nhiều vật chất, thể hiện hiệu suất của các máy nhiệt và là nhân tố trọng yếu ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt. Khi nhiệt độ của một hệ thống thay đổi thì các tính chất vật lý của hệ thống đó cũng thay đổi theo. Nếu những thay đổi này là đơn trị đối với nhiệt độ thì ta có thể căn cứ vào sự thay đổi các tính chất vật lý này để xác định nhiệt độ của hệ thống. Nhưng đa số các trường hợp, các tính chất vật lý của hệ thống không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào các điều kiện khác. Vì vậy, để xác định được nhiệt độ của hệ thống ta phải sử dụng các dụng cụ đo (thiết bị đo) mà tính chất vật lý cũng như sự thay đổi các tính chất vật lý của nó theo nhiệt độ phải được biết trước.
Truyền nhiệt là một quá trình phức tạp xảy ra đồng thời bởi nhiều phương thức khác nhau: dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt và bức xạ nhiệt.
Dẫn nhiệt: là quá trình truyền nhiệt năng khi có sự tiếp xúc trực tiếp giữa các vật (hoặc các phần của vật) có nhiệt độ khác nhau.
Đối lưu nhiệt: là quá trình trao đổi nhiệt xảy ra khi có sự dịch chuyển của khối chất lỏng hoặc chất khí.
Bức xạ nhiệt: là kiểu truyền nhiệt đặc biệt bằng tia, tia đó mang năng lượng và vật hấp thu tia đó chuyển năng lượng thành dạng nhiệt.
Có nhiều phương pháp đo nhiệt độ, nhưng dựa trên yêu cầu nhiệt độ cần đo và độ chính xác của dụng cụ đo nhiệt độ, người ta thường dùng hai phương pháp đo nhiệt độ sau: Đo tiếp xúc và đo không tiếp xúc.
Phương pháp đo nhiệt độ tiếp xúc: là phương pháp đo mà đầu đo (bộ phận nhận tín hiệu) của dụng cụ đo được đặt trực tiếp trong môi trường cần đo nhiệt độ. Điều kiện đo ở đây là phải đảm bảo cân bằng nhiệt độ giữa đầu đo và môi trường cần đo nhiệt độ. Phương pháp đo nhiệt độ không tiếp xúc: là phương pháp đo mà đầu đo không đòi hỏi phải tiếp xúc với môi trường cần đo nhiệt độ.
Giới hạn nhiệt độ cần đo, tính chất của môi trường cần đo nhiệt độ, yêu cầu về độ chính xác mà phép đo nhiệt độ cần đạt được mà lựa chọn phương pháp đo nhiệt độ và nhiệt kế cho phù hợp. Trong đồ án này, nhiệt độ hoạt động của lò là t = 200 ÷ 11000C nên ta chọn phương pháp đo nhiệt độ tiếp xúc sử dụng nhiệt kế cặp nhiệt điện (Can dò nhiệt).
2.6.1.1. Sơ đồ mạch động lực cấp điện cho lò điện trở Sơ đồ mạch điện 1 pha cho lò điện trở
Hình 2.34 Sơ đồ mạch điện 1 pha cho lò điện trở.
2.6.1.2. Hoạt động của hệ thống điện
Khi đóng CB dòng điện đi qua đèn báo. Lúc này đèn (H) sẽ sáng cho ta biết đã có điện:
- Khi nhiệt độ cài đặt trên đồng hồ nhiệt cao hơn nhiệt độ mà cặp nhiệt đo được thì tiếp điểm thường mở (LC) trong đồng hồ nhiệt sẽ đóng lại, lúc này
contactor (K) sẽ được cấp điện làm đóng các tiếp điểm thường mở trong contactor, cung cấp điện và nung nóng dây điện trở.
- Khi nhiệt độ cài đặt bằng hoặc thấp hơn nhiệt độ mà cặp nhiệt đo được thì tiếp điểm thường mở (LC) trong đồng hồ nhiệt sẽ mở, tiếp điểm (CH) đóng lại làm cho contactor (K) mất điện làm mở các tiếp điểm thường mở trong contactor, lúc này sẽ không có dòng điện qua dây điện trở.
Sơ đồ mạch điện 3 pha:
Hình 2.35 Sơ đồ mạch điện 3 pha
Tín hiệu nhiệt độ được truyền về bộ phận đo và khống chế nhiệt độ, nhiệt độ được chỉ thị trên đồng hồ sẽ được nạp vào bộ phận so sánh của thiết bị đo và khống chế nhiệt độ.
Khi nhiệt độ của lò nhỏ hơn nhiệt độ yêu cầu (nhiệt độ cài đặt) thì tiếp điểm CL sẽ được đóng lại, lò được cấp điện và hoạt động. Khi nhiệt độ của lò cao hơn nhiệt độ cài đặt, tiếp điểm CL sẽ mở ra, tiếp điểm CH đóng lại, cuộn hút của rơ le K mất điện. Do cuộn hút mất điện nên các tiếp điểm của công tắc tơ sẽ mở ra nên bộ dây điện trở không được cấp điện, lò ngừng cấp nhiệt, nhiệt độ của lò giảm dần. Khi nhiệt độ của lò xuống thấp hơn nhiệt độ đặt thì tiếp điểm CL sẽ đóng lại cấp điện cho cuộn hút. Cuộn hút có điện sẽ đóng các tiếp điểm.
40
CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH SỬA CHỮA 3.1. Quy Trình kiểm tra sửa chữa lò Nga. TИП CHOЛ-16251/11-И2 3.1.1.Kiểm tra sơ bộ
Bảng: 3.1 Bảng kiểm tra sơ bộ lò.
STT Tên chi tiết
Tình trạng Ghi chú Còn Không còn Sử dụng được Không sử dụng được 1 Vỏ lò X Bị gỉ sét nhiều.
2 Gạch chịu nhiệt chứa dây
điện trở X Bị kim loại bám vào. 3 Cặp nhiệt điện X
4 Bộ điều khiển nhiệt độ X
5 Hệ thống điện X Bị đứt dây nhiều nơi. 6 Dây điện trở X Bị đứt
7 Bóng đèn X Bị đứt.
8 Cầu chì X
3.1.2.Quy trình tháo, lắp lò
Các chú ý khi tháo lò.
Đối với lò điện trở cũ chúng ta cần nhỏ dầu, nhớt vào các ốc vít trước 30 phút để cho những ốc bị rỉ sét có thể dễ dàng được mở ra.
Trong quá trình tháo lắp cần nhẹ tay để trách làm bể gạch.
Chú ý cần đeo khẩu trang cũng như bảo hộ lao động vì có amiang ( độc) sẽ có hại cho sức khỏe.
3.1.3.Quy trình tháo lò
Bảng: 3.2 Quy trình tháo lò.
Bước Chi tiết tháo Trước khi tháo chi
tiết Sau khi tháo chi tiết
Chú thích 1 Vỏ lò phía sau 1 2 Vỏ lò phía sau 2 3 Tấm lót phía sau 4 Gối đỡ Cần nhẹ tay trong quá trình tháo 5 Gạch chịu lửa sau lò Lấy ra cẩn thận tránh làm vỡ gạch
42 6 Gạch chịu lửa bên trong lò Tránh va chạm trong quá trình tháo 7 Dây điện trở 8 Gạch chịu lửa trước lò 9 Khung cửa lò 10 Cửa lò 3.2. Quy trình lắp lò
3.2.1.Quá trình kiểm tra và sửa chữa lò nhiệt luyện
Bảng: 3.3 Quá trình sửa chữa lò.
STT Tên gọi Hư hỏng Sửa chữa Hình ảnh
1 Ốc vít
Rỉ sét Bị cong
Ngâm vào dầu Thay thế ốc mới 2 Bông cách nhiệt ceramic Một ít bông bị lẫn tạp chất. Tái sử dụng lại 3 Các cườm gốm Tái sử dụng 4 Gạch samot chứa dây điện
trở Gạch bị cháy, nứt, dính kim loại. Dùng nước thủy tinh vá chỗ bị nứt. Gỡ bỏ kim loại dính trên gạch
5 Dây điện trở Bị đứt, cháy Thay thế dây mới
44
3.2.1.1. Quá trình kiểm tra và sửa chữa phần điện
Bảng: 3.4 Quá trình sửa chữa phần điện.
STT Các hư hỏng Cách khắc phục Hình ảnh 1 Kiểm tra hệ thống điện của lò Không có Lắp hệ thống điện mới cho lò Có Kiểm tra các khí cụ điện
2 Cầu chì bị đứt Thay cầu chì mới
3
Dây điện bị đứt hay tiếp xúc không tốt ở
các mối nối
Thay dây điện mới
4 Bộ điều khiển nhiệt độ (đồng hồ nhiệt) bị hư Thay đồng hồ nhiệt mới 5 Bộ khởi động từ (contactor) bị hư Thay bộ khởi động từ mới
6 CB bị hư Thay CB mới
7 Bóng đèn không sáng Thay bóng đèn mới
8 Dây điện trở bị đứt Thay dây điện trở mới
9 Mất cặp nhiệt điện loại
K Mua mới
3.2.2.Sấy lò
Tiến hành sấy lò từ nhiệt độ thấp đến nhiệt độ cao. Sấy lò trong khoảng nhiệt độ 100 ÷ 2000C đến khi lò khô hoàn toàn. Sau đó tăng nhiệt độ sấy lên mỗi lần khoảng 500C. Cứ tiến hành như thế cho đến khi đạt nhiệt độ nung nấu của lò.
Sấy lò với mục đích: loại bỏ độ ẩm khi xây lò còn lại. Tăng nhiệt độ sấy từ từ nhằm tránh việc xảy ra nứt, bể gạch.
3.2.3.Thử nghiệm lò
Sau khi sấy lò thành công ta chạy thử lò và kiểm tra nhiệt độ của lò có chính xác như dự kiến hay không.
3.3. Quy trình cải tạo lò múp thành lò ram
B1: Tìm hiểu cơ sở lý thuyết của lò ram. B2: Kiểm tra sơ bộ.
- Lò bị rò điện.
- Dây điện trở vẫn còn hoạt động tốt.
- Lò sử dụng điều khiển nhiệt độ bằng biến trở. - Không khống chế được nhiệt độ.
46 B3: Lập quy trình cải tạo lò.
- Lập bảng vật tư, thiết bị. - Lập quy trình cải tạo. B4: Thực hiện cải tạo lò. B5: Chạy thử, kiểm tra. B6: Bàn giao.
3.3.1.Tiến hành cải tạo
B1: Mua trang thiết bị cho việc lò cải tạo theo bảng:
Bảng: 3.5 Trang thiết bị cải tạo.
STT Tên thiết bị Hình ảnh Thông số thiết bị
1
Bộ điều khiển nhiệt
độ
Nguồn cấp: 100-240VAC ±10% 50/60Hz
2 Cặp nhiệt điện loại K
Khoảng nhiệt độ có thể đo được: 20 – 1370 0C
3 Khởi động từ
Điện áp định mức của cuộn dây hút: 220V
4 Aptomat (CB)
5 Cầu chì Khả năng cắt (dòng ngắn mạch) định mức. 1A 6 Bóng đèn Nguồn 220V 7 Công tắc 8 Mô tơ 24V 20W 4500rpm 9 Trục, khớp
nối trục Đường kính trong 5mm
48
11 Dây điện
12
Amiang
13 Sơn chịu
nhiệt Chịu được nhiệt 300
0C 14 Ốc vít 15 Nguồn tổ ong 24V – 5A
Điện Áp Đầu Vào : AC 220V
B2: Chuẩn bị dụng cụ cho việc cải tạo
Bảng: 3.6 Dụng cụ cải tạo.
STT Tên gọi Hình ảnh Công dụng
1 Máy cắt sắt bàn Cắt sắt
2 Máy hàn điện Hàn kim loại
3 Máy khoan Khoan sắt
4 Mỏ hàn chì
50 B3: chuẩn bị nhân lực và phân công công việc.
Bảng: 3.7 Phân công công việc.
STT Người thực hiện Công việc
1
Phạm Thanh Tùng Phan Thanh Nhựt
Cải tạo, sửa chữa phần cơ của lò. Mua trang thiết bị.
2 Nguyễn Lê Nguyên
Thiết kế hệ thống điện, điều khiển nhiệt độ.
Mua trang thiết bị.
B4: Tiến hành cải tạo.
- Cải tạo bộ điều khiển nhiệt độ bằng cơ sang bộ điều khiển nhiệt độ điện tử.
a ) Lò trước khi cải tạo b) Lò sau khi cải tạo
Hình 3.1 Lò trước khi cải tạo và sau khi cải tạo.
- Cải tạo thành lò ram bằng cách lắp hệ thống quạt.
- Xử lý cách nhiệt cho lò bằng cách cho thêm tấm amiang và bông gốm ceramic.
Hình 3.3 Lắp thêm tấm amiang và bông gốm ceramic.
B5: Chạy thử.
B6: Trang trí, sơn bảo vệ cho lò. B7: Bàn giao lò.
Hình 3.4 Lò sau khi hoàn thành.
3.4. Các lò được sửa chữa ngoài chỉ tiêu đồ án 3.4.1.Lò ram nhiệt độ tối đa 300 0C 3.4.1.Lò ram nhiệt độ tối đa 300 0C
a) Lò trước khi cải tạo, sửa chữa b)Lò sau khi sửa chữa
52
Tình trạng hư hỏng:
- Mạch điện hư hỏng nặng. - Lò bị rỉ sét rất nhiều.
Cách sửa chữa:
- Thay các dây điện và các công tắc trong mạch điện. - Chà nhám, loại bỏ rỉ sét cho các chi tiết trong lò. - Vệ sinh toàn bộ lò.
3.4.2.Lò nhiệt luyện sử dụng đồng hồ cơ
Hình 3.6 Lò nhiệt luyện sử dụng đồng hồ cơ sau khi sửa chữa. Tình trạng hư hỏng:
- Cầu chì bị cháy.
- Đồng hồ nhiệt hoạt động không chính xác. - Ống gốm trong bộ phận xác định nhiệt độ bị vỡ. - Lò bị rỉ sét.
Cách sửa chữa:
- Thay mới cầu chì, thay thế các dây điện quá cũ.
- Dùng nước thủy tinh và bột đất sét vá lại ống gốm bị vỡ. - Hiệu chỉnh lại đồng hồ nhiệt
3.4.3.Lò nhiệt luyện 3 pha, 1150 0C, 8.1 kW.
Tình trạng hư hỏng:
- Không có mạch điện của lò. - Không có cặp nhiệt điện. - Lò bị rỉ sét.
Cách sửa chữa:
- Lắp mới toàn bộ mạch điện cho lò. - Lắp cặp nhiệt mới.
- Lắp thêm khay để chi tiết. - Vệ sinh và sơn bảo vệ cho lò.
Hình 3.7 Lò nhiệt luyện 3 pha, 8.1 kW.
3.4.4.Lò buồng điện trở TИП CHOЛ-16251/11-И2
Hình 3.8 Lò TИП CHOЛ-16251/11-И2 sau sửa chữa. Tình trạng hư hỏng: - Dây điện trở bị đứt. - Không có hệ thống mạch điện. - Không có cặp nhiệt. - Lò bị rỉ sét. Cách sửa chữa:
- Thay mới dây điện trở. - Lắp hệ thống điện mới. - Lắp cặp nhiệt mới.
54
KẾT LUẬN
Sau khi tìm hiểu các đặt tính kỹ thuật, cấu tạo và nguyên lý làm việc cũng như các hư hỏng hiện có của lò điện trở, chúng em đã đưa ra phương pháp sửa chữa và đã sửa chữa thành công 01 lò buồng nhiệt luyện 11000C TИП CHOЛ-16251/11-И2. Ngoài ra trong quá làm sửa chữa được sự chấp thuận của bộ môn, chúng em đã tiến hành sửa chữa và cải tạo thêm các lò bị hư hỏng, cụ thể như:
Sửa chữa thành công thêm 01 lò buồng nhiệt luyện 11000C TИП CHOЛ- 16251/11-И2.
Cải tạo thành công 01 lò múp thành lò ram.
Sửa chữa thành công 01 lò sấy nhiệt độ tối đa 3000C .
Sửa chữa thành công 01 lò nhiệt luyện dùng đồng hồ cơ 3 kW.
Sửa chữa thành công 01 lò nhiệt luyện Đức với công suất 8.1 kW.
Đồng thời tất cả các lò nhiệt luyện trong đều được sơn mới hoàn toàn.
Trong quá trình sửa, cải tạo lò được tiếp xúc thực tế mặt dù gặp nhiều khó khăn nhưng được sự giúp đỡ của thầy, cô trong bộ môn đã giúp chúng em nâng cao được kiến thức thực tế về lò điện trở và vượt kế hoạch đặt ra so với yêu cầu ban đầu.
HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Vì thời gian thực hiện đề tài có hạn nên trong quá trình sửa chữa chúng em chưa bổ xung thêm hệ thống tự đóng ngắt khi mở cửa lò.
Trong thời gian tới chúng em đề nghị cần bổ sung thêm hệ thống tự đóng ngắt khi mở cửa lò.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Hoàng Kim Cơ, Nguyễn Công Cần, Đỗ Ngân Thanh, Tính toán kỹ thuật nhiệt
lò công nghiệp, Tập 1, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 1985.
[2] Hoàng Kim Cơ, Tính toán kỹ thuật nhiệt lò công nghiệp, Tập 2, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 1986.
[3] Hoàng Kim Cơ, Phạm Kim Đĩnh, Lê Xuân Khuông, Kĩ thuật nhiệt luyện kim, Nhà xuất bản Giáo dục, 1998.
[4] Nguyễn Chung Cảng, Thiết bị và thiết kế xưởng nhiệt luyện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội 2004.
[5] Nghiêm Hùng, Giáo trình kim loại học và nhiệt luyện, Tp. Hồ Chí Minh, 2011.
[6] Nguyên Đăng Hùng, Công nghệ sản xuất vật liệu chịu lửa, NXB Bách Khoa, Hà Nội. [7] http://vatlieuchiulua.com/san-pham/bong-cach-nhiet-thuy-tinh-2/ [8] http://gachchiulua.com.vn/product/2/1/12/Gach-Sa-mot-tieu-chuan.aspx [9] http://gachchiulua.com.vn/product/2/2/68/Gach-Cao-nhom.aspx [10] http://www.gachviet.vn/gach-chuyen-dung/gach-cach-nhiet/gach-xop-cach- nhiet/ [11] http://www.gachviet.vn/san-pham/gach-xop-cach-nhiet-isolite-b4-655 [12] http://vlclhaluong.vn/product/gach-xop-cach-nhiet-isolite-b6/ [13] https://vninstrumentation.blogspot.com/2016/02/cam-bien-o-nhiet-o-cap- nhiet-ien.html [14] http://plctech.com.vn/tim-hieu-ve-contactor/
[15] Thiết kế lò điện trở, link: http://doan.edu.vn/do-an/do-an-thiet-ke-lo-dien- tro-18012/ 4/2015
I
III
Các loại cặp nhiệt
Khoảng nhiệt độ có thể đo được
Ưu điểm Nhược điểm
0C 0F Cặp nhiệt J (Sắt – hợp kim Đồng _Niken ) 185 - 870 300 – 1600
Nhiệt độ đo được đến 870 0C (1600 0F) trong
môi trường trung hòa và hạ khí quyển. Tương đối rẻ tiền.
Do quá trình oxy hóa của sắt