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1、交流变频调速技术在张力减径机集中差速系统中的应用ToralNo.89ua1994f冶金设备METALLURGICALEOUIPMENT总第83期1994年第1期?经验介绍?郴扎铙,交词殳交流变频调速技术在张力减径机集中差速系统中的应用梁显华成都无缝钢管厂盘堂分厂;邮编.40.Tjj.ApplicationoftheACvariable-frequencyspeed-regulatingtechnologyinthedrivesystemofthetensionreducingmillLiangXianhua(ChcngduS髓mStoelTubcPlant)张力减径机简称张减机是无缝钢管生产的
2、重要设备之一,张减或微张减技术是热轧钢管生产的必要手段.张减机与各种无缝机组配套,可生产多种品种和规格的热轧无缝钢管.因此,如何根据本单位实际情况来选型或改造张减机,以简化生产工艺.扩大产品品种与规格,提高产品质量,有效地提高机组生产能力,是通过设备更新改造提高企业经济效益的有效途径.天津无缝钢管厂在砒OOmm自动轧管机组上配置了从西德Kocks公司引进的集中传动空间差速结构24架张力减径机,扩大了产品的品种和规格,提高了产品质量,取得了良好的经济效益.60年代后期我国自行设计的m76,q108张力减径机(集中传动液压差速式),于70年代初投入试生产,经多年生产实践证明,这两种张减机设备强度不
3、足,工艺参数与张力系数选择过高,若要正常生产.必须降低工艺参数.我厂133车间的张力减径机(即上述l08液压差速式张减机)于1987年搬迁到金堂分厂,为q31OOmm单孔型自动轧管机组设备配套但是.该机组一直不能正常一22一发挥张减作用.在目前资金不足的情况下,为了保证qlOO无缝机组热轧工艺线正常生产,金堂分厂在1991,1992年两年中修时对此设备进行了局部技术改造,仅用15万元便完成12架微张力减径机的技术改造,采用集中传动,单架变频差动调速,满足了生产工艺要求.在张减机前无再加热炉的情况下,于】992年5月由qol08ram毛管试轧成功9mm无缝钢管,实现了微张减功能.l技术改造方案通
4、过对该张减机组原设计的主传动系统力能参数的分析,决定降低机组的工艺参数,由原l6架改为l2架微张力减径机.为满足微张减的工艺要求,对设备进行了两项改造:1)原设计的l6台机架减速机.根据张力减径工艺要求.每台的传动比均不相同.给备件的管理,加工与设备维修带来困难.改造时,我们仅保留原设计的单,双(3,4)两种机架形式,提高了互换性.有利设备维修,降低了备件储备量.2)改为主机集中传动,单架差动变频调速.选用l2套富士高性能交流电动机变总第83期冶金设备1994年第l期频调速系统代替原设计的液压油马达差动调速系统.1.i变频器技术性能型号:FVR075G5S-4容量:13kVA输出频率:050H
5、z拖动电动机功率:7.5kw1.2变频器功能富士变频调速器具有28种功能.本机组的调速系统仅用10种功能,便能满足系统要求.这些功能可根据生产负荷随机设定调整,非常方便.1.3异步电动机变频调速的机械特性根据电机原理.异步电动机等值电路如图1在忽略磁饱和以及励磁电流的假设条件下,令电磁功率P.=3(I.,)r,/s,同步机械角转速口】=.可得异步电动机的电磁转矩为:M一P一3n(鲁).兰!:,1,(sr】+0)+s(|)】(Ll,+Li)式中.rJ,r,定子电阻和折台到定子侧的转子电阻;厶.,厶定子漏感和折合到定子侧的转子漏感;,一定子相电压和供电角频率;,电动机极对数;s转差率.围1异步电动
6、机等值电路当s很小时,可忽略(1)式分母中含各项,则(1)式可化简为:(鲁)?从(2)式可以看出:MoC.S这时,电机的机械特性M=,(s)是一段直线(见图2).当s接近1时.可忽略(1)式分母中的,则(1)式可简化为:3f1,uI毒瓦(3)s】+(厶.+厶.,).从(3)式可以看出;M.:专这时.机械特性M=,()是对称于原点的一段双曲线(见图2).圉2异步电动机的机械特性当异步电动机采用恒压频比控制时.同步转速髓频率而变化;一警一?讪PZ系统在带负荷时的转速为:-n(1一s)=.一.(5)则系统的转速降为:.=.;?(e)由(2)式所表示的机械特性可得出:一前,鼽)由(6),(7)两式可以
7、看出,当为恒值,总第83期冶金设备1994年第1期且转矩一定时,Sco和d.都是基本不变的.也就是说,在恒压频比条件下.异步电动机变频调速的机械特性是族平行下移的曲线,见图3它们和直流电动机调速的特性相似,所不同的是当负载转矩增加到最大值时.特性就下弯了,一随.的降低而减小.为了克服这缺点.通过变频器人为地采用压降补偿的方法,在低频时?适当地提高就可以增加系统的过载能力.见图3中的虚线部分圉3恒压额比条件下异步电动机变频调逮的机械特性由上述分析可知.采用恒压频比控制的异步电动机变频调速系统.在不同频率下运行都能得到较硬的机械特性.2交流变频技术在张减机集中差速系统中的应用.一张力减径机集中传动
8、变频差遗系统见图4.差动调速系统由变频器1驱动异步电动机2,经皮带传动3减速后,输入差动齿轮减速机7.通过调节变频器的频率,输入差动齿轮减速机不同转速,与主电机4经分配箱输入的基速合成后,再输入机架减速机8,减速后带动圆牌坊轧辊9.完成张力减径工艺.也就是说,只要改变变频器的频率,便可方便地调整一个圆牌坊轧辊的转速,从而实现主机集中传动,单架变频差动调速的工艺要求.差动齿轮减速机的工作原理见参考文献C2.一243改造后效果经改造后的l2架微张力减径机,于1992年投产以来,主传动调速系统能满足生产工艺要求.操作简单,维修方便,机组运行稳定可靠.取得下列效果:圉4张减机主传原理示意孽l变狠器2一
9、调速异步电动机3一,带轮4一主电机5分配减速机;6一差动输入轴7._差动齿轮减逮机;e机架减速机;9一圆牌坊轧辊1)改造后的微张力减径机可热轧6到27等8种碳素及合金无缝钢管.如在张力减径机前增设再加热炉.则可望把产品规格拓宽至lmm无缝钢管.2)机组改造后每年可节约7.5万元(两年即可收回投资).其中改造后可提高备件的互抉J陛,每年可节省备件2.5;甩掉液压调速系统后,每年可节省变量油泵和油马达共台,节约抗磨液压油7.95t3)技改后变频调速系统实现了无故漳运行,比改造前大大减少了故障停机时间.加快生产节奏,提高机组生产能力4)由于机组前无再加热工序.在技改前如遇到轧制低温管坯时易造成设备事
10、故(甩弯连杆,损坏齿轮或接手).停机时间长,严重影响生产.改造后,加强了生产管理.不轧低温钢,即使遇到低温钢,变频器保护系统及时切断主电机电源.保护主传动系一通过张减机技术改造,使交流变频技术在张减机集中差速系统中充分发挥了作第83龋冶金设备L994年第1期用.为我国同类型雹式机组韵技术改造提供了新的途径参考文献:1崔i耐思,空阊盖莲悼动在强力减径机早韵直角一耍速比定,弼管.1990革.2:戈敬_戎,6,08张力减径机的钢管拉断和j殳暑事故分析.莉管技.Ig86l生.I(1992年6月8日收碚,1993革a月31日修回)高矿阅末主冷,l圆柱冷却器在本钢五号高炉的应用.墨燮(本溪钢锭公司;邮编1
11、17000).一.1卜j21,ApplicationofthecylindricalcoolertoNo.5blastfurnaceinBellxiIronandsteelC0.HuJinchunHa.qJichun(BenxiIronandS【.elCo.)1炉腹冷却壁破损状况本钢五号高炉是一座2000m炉容的大型高炉.年生铁120万吨.1990年7月25日第四代大修投产,这次大修炉腹部位为一段冷却壁,高为2270mm,宽为90Omm.壁厚为350mm,单层冷却水管.设计的热流强度为(2.393.41)Y4.1810kJ/m:?h,每块冷却壁的热负荷为(|.97.O)J.18l0kJ/ll在
12、冷却壁的筋条之间有礞化硅捣料,内为345mm厚的高铝砖砖村.在生产过程中,此部位因受化学侵蚀,热冲击,炉料和煤气流的冲刷等原因,半年左右该部位的砖衬就几乎没有了,在开炉273天,即1991年|月24日,27冷却壁就损坏了.到1992年末炉腹冷却壁已损坏11块.严重地威搿到高炉的正常生产和一代寻命.到1993年4月10日停炉中修时,炉腹冷却壁共损坏16块.这次炉愎冷却壁破损之早,速度之侠在我们厂几座高炉生产史上是前所未有的.2圆柱冷却器的应用最早的圆往冷却器是法国的SACiLOR和SORELOR公司于1977年研制开发的.自1977年以来.世界上已有0多座高炉共按装了15000多个圆柱冷却器,它们做为新炉衬的基本冷却件.或与传统的冷却板配台使用,做为新炉衬的附加冷却器,或做为冷却壁破损后咯补用冷却器.在我国部分大型高炉上也有应用.以前高炉大修后期冷却壁破损所采取的一些修补措施,如炉皮喷水冷却,炉壳钢甲焊水箱以及安装管式扁水箱等,虽然起了一定的作用,但是维护比较困难,使用寿命比较低.采用圆柱冷却器进行修补,不仅给形成保护性渣皮提供机械锚固件.而且有足够的承载能力稚强度以抵抗下降物料的冲刷和含尘煤气的磨损和腐蚀圆柱冷却器的材质有铜质的和钢质的,虽然铜的导热系数匕普通碳素结构钢高.但其机械强度远不如碳素钢.耐热钢与一25