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邵克志 濟(jì)南濟(jì)鋼設(shè)計(jì)院 郵編250201
張海昆 濟(jì)鋼第三煉鋼廠 郵編250101
摘 要：本文介紹了交流調(diào)速系統(tǒng)在轉(zhuǎn)爐傾動裝置中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)，闡述了控制方案和有關(guān)同步、預(yù)勵磁、裝置通訊的實(shí)現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐 交流調(diào)速系統(tǒng) 直接轉(zhuǎn)矩控制 PLC DeviceNET
Abstract: This article introduced that the application and attentions of the AC speed control system in the converter tilting device. It analyzed the electrical drive control solution and the realization method of speed synchronization、pre-excitation、communication between the devices.
Keywords: converter AC speed control system Direct Torque Control PLC Device NET
1
概述
隨著交流變頻控制技術(shù)的不斷發(fā)展，交流傳動系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，并逐步取代直流傳動系統(tǒng)。特別是在120t轉(zhuǎn)爐傾動裝置傳動系統(tǒng)中，該級別轉(zhuǎn)爐的傾動裝置，國內(nèi)外一直采用直流電動機(jī)傳動控制系統(tǒng)。濟(jì)鋼120t轉(zhuǎn)爐傾動裝置首次采用交流變頻傳動系統(tǒng)并取得成功。為120t及以上級別轉(zhuǎn)爐傾動傳動交流化提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。為提高煉鋼自動化水平,降低生產(chǎn)維護(hù)成本奠定了基礎(chǔ)。
2 轉(zhuǎn)爐傾動工藝設(shè)備概況
2.1 工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)
濟(jì)鋼120t轉(zhuǎn)爐爐殼為全焊接式固定爐底結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)爐托圈為焊接箱形結(jié)構(gòu),其內(nèi)通循環(huán)水冷卻，轉(zhuǎn)爐爐殼與托圈的連接,采用三點(diǎn)支承方式，此結(jié)構(gòu)既能有效地在360º范圍內(nèi)支承爐殼又可適應(yīng)爐殼的熱膨脹。傾動裝置采用全懸掛扭力桿平衡型式。由以下幾部分組成:驅(qū)動電動機(jī)、一次減速機(jī)、二次減速機(jī)、扭力桿平衡裝置和潤滑裝置等。扭力桿平衡裝置是平衡轉(zhuǎn)爐傾動時引起懸掛減速機(jī)(二次減速機(jī))殼體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力矩平衡裝置，通過扭力桿扭轉(zhuǎn)來吸收扭矩并將扭矩轉(zhuǎn)化為垂直的拉力和壓力，通過扭力桿軸的固定軸承座和浮動軸承座傳遞到基礎(chǔ)上,由于拉力和壓力使扭力桿形成相反的扭矩,從而導(dǎo)致產(chǎn)生了吸收傾動力矩的效果。
轉(zhuǎn)爐傾動采用全正力矩方式,即轉(zhuǎn)爐傾動到任一角度時都保證是正力矩，確保轉(zhuǎn)爐在360º回轉(zhuǎn)過程中都是正力矩,事故斷電時,轉(zhuǎn)爐能夠以自身重力自動返回垂直位置,從而排除翻爐潑鋼事故的發(fā)生。轉(zhuǎn)爐傾動驅(qū)動系統(tǒng)主要工藝設(shè)備參數(shù):
轉(zhuǎn)爐容量：125t 最大：135t
最大傾動力矩：300T.m
轉(zhuǎn)爐折算到電動機(jī)軸上的最大轉(zhuǎn)動慣量：675kg.m2
機(jī)械齒輪速比：523
額定轉(zhuǎn)矩：1700N.m
最大力矩倍數(shù)：Mcr/Me = 2.9
傾動速度： 0.13—1.3 r/min
傾動角度： 0—360˚
加速時間：4S
變頻電動機(jī)：4臺 132KW YZP355S-8 AC380V 735r/min
電動機(jī)冷卻方式：強(qiáng)迫風(fēng)冷
傾動電動機(jī)附編碼器： 1024P/R DC24V
傾動位置接近開關(guān)：4個
傾動裝置制動器：YTD-2000/60
制動器電動機(jī)：4臺0.55KW AC380V
轉(zhuǎn)爐托圈耳軸端部編碼器: 3600P/R DC24V
2.2工藝控制要求
120t轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)械設(shè)備采用4臺交流變頻電動機(jī)驅(qū)動，4臺電動機(jī)采用4點(diǎn)嚙合全懸掛形式，通過扭力桿裝置進(jìn)行力矩平衡。
轉(zhuǎn)爐傾動控制系統(tǒng)的基本要求為:
(1)4臺電動機(jī)同步啟動、制動及同步運(yùn)行,根據(jù)要求轉(zhuǎn)爐可以在0.13～1.3r/min之間進(jìn)行傾動速度調(diào)節(jié),轉(zhuǎn)爐可以做±360°旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)爐傾動時4臺電動機(jī)負(fù)載應(yīng)相同。
(2)當(dāng)一臺電動機(jī)發(fā)生故障,而轉(zhuǎn)爐正處于吹煉狀態(tài),則剩余3臺電動機(jī)降速運(yùn)行維持該爐鋼煉完,此時轉(zhuǎn)爐速度控制在0.14～0.8r/min。
(3)當(dāng)轉(zhuǎn)爐正在出鋼、出渣時,交流電源系統(tǒng)發(fā)生停電故障,此時利用UPS電源將4臺制動器打開,轉(zhuǎn)爐依靠自重復(fù)位, 轉(zhuǎn)爐處于安全位置。
(4)當(dāng)轉(zhuǎn)爐出現(xiàn)塌爐等事故時,傾動機(jī)械的機(jī)電設(shè)備能短時過載,轉(zhuǎn)爐以0.13r/min速度旋轉(zhuǎn),傾動轉(zhuǎn)爐倒出爐內(nèi)裝盛物,然后進(jìn)行事故處理。
(5)轉(zhuǎn)爐為全正力矩設(shè)計(jì),即在整個工作傾動角度內(nèi)由0°～士180°方向傾動均為正力矩。
(6)電力系統(tǒng)應(yīng)能記憶煉上一爐鋼時,轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動0～180°的電動機(jī)參數(shù),如電壓、電流轉(zhuǎn)矩等,本爐次轉(zhuǎn)爐冶煉時,應(yīng)將電動機(jī)當(dāng)前參數(shù)與上一爐鋼轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動時的電動機(jī)參數(shù)進(jìn)行對比,如果誤差超過10%則報(bào)警,操作工人應(yīng)立即檢查設(shè)備是否故障。
(7)為防止電動機(jī)突然啟動對設(shè)備的沖擊,轉(zhuǎn)爐開始傾動時電動機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)從零開始逐漸加速,從零到正常速度的加速時間是4S。
(8)由于制動器制動力矩較大,為了防止制動時對設(shè)備的沖擊,轉(zhuǎn)爐制動時應(yīng)先通過能耗制動將電動機(jī)減速,當(dāng)轉(zhuǎn)爐傾動速度接近零時,制動器失電制動,制動時間為4S。
(9)在現(xiàn)場操作臺和CRT上設(shè)置故障報(bào)警燈,顯示轉(zhuǎn)爐稀油潤滑系統(tǒng)是否正常,稀油站的故障信號包括油位低、油壓低及油溫高,三種故障信號合成一個"給油異常"信號,當(dāng)此信號燈亮?xí)r,操作工人應(yīng)立即檢查及排除稀油站故障。
(10)轉(zhuǎn)爐在零位時如果電動機(jī)的驅(qū)動力矩大于700Nm,則報(bào)警,操作工人應(yīng)及時檢查制動器是否出現(xiàn)故障。
(11)如果電動機(jī)最大驅(qū)動力矩大于1800Nm10秒以上則報(bào)警,此時表示電動機(jī)超負(fù)荷工作,檢查機(jī)械系統(tǒng),有故障立即排除。
(12)轉(zhuǎn)爐正常操作時,電動機(jī)驅(qū)動力矩不得大于2290Nm。
(13)轉(zhuǎn)爐傾動時必需選擇3臺以上電動機(jī)工作才能操作,如果選擇2臺及以下時則報(bào)警。
轉(zhuǎn)爐冶煉工藝過程轉(zhuǎn)動角度及速度控制范圍要求見表1
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