热轧带钢生产线主传动方案
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钢铁企业热轧带钢生产线自动化控制技术要点摘要:热轧带钢作为当前工业和制造业中使用得比较普遍的一类金属材料,有着生产率高、产量快和产品质量好的优点。
基于此,我国钢铁企业可以通过完善热轧带钢生产线自动化控制来提高热轧带钢的制造品质,进而提高我国企业在国际市场中的竞争能力。
关键词:钢铁企业;热轧带钢;自动化控制;措施随着新时代的发展,更多前沿的科技技术也得到了广泛的开发与应用。
在钢铁企业的钢铁制造中,其热轧带钢生产线也逐步进行了自动化管理,这种自动化控制也有着极其突出的应用优点,能够有效改善钢材制造的品质与效果。
这一制造也是钢铁企业未来发展最重点的方向,那么怎样在热轧带钢生产线中应用自动化控制技术这也正是本文重点研讨的内容。
一、热轧带钢生产线自动化系统组成(一)以太网全局数据技术热轧带钢在进行工业生产过程中的关键优势便是生产速度快、有效率、可靠性好。
由于在热轧带钢工厂的自动化控制系统中应用了以太网全局数据分析技术,就能够与生产系统内的服务系统、电子辅助装置和可编程逻辑控制器等装置间直接建立连接,提高热轧带钢自动化控制系统的工作效率。
此外,将以太网全局数据技术用作通信工具还能够在计算机内部完成资料传送工作。
这样,在钢铁企业在热轧带钢自动化控制系统中就能够对协议、资料等文档实现高速传输,进而提高热轧带钢企业自动化控制系统的效率[1]。
(二)TCNET技术钢铁企业热轧带钢生产线自动化控制系统中还会应用TCNET技术,能够使在可编逻辑控制器、电力运送控制系统及其执行部分相互之间,实现更快捷的联络;而且由于TCNET信息技术的系统结构较为简单,因此技术人员也能够采用非常简单的方法,来对其信息开展体系集成管理工作,从而使得在热轧带钢生产线自动化系统中,所有的网络设施以及所采用的产品,都变得越来越标准化。
而除此以外,TCNET信息技术也同样具有迅速传输文件、消息和资料的功能,因此它们都能够在很大程度上保证了数据信息的准确性和完整性,也因此为热轧带钢生产线自动化系统的有效管理工作,带来了更强大的技术支持。
QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY毕业设计说明书设计题目:年产200万吨1580热轧带钢生产线工艺设计摘要本设计任务为年产200万吨热带连轧车间,选择250mm厚坯,双粗轧可逆布置。
产品范围1.5~18mm,典型产品5mm。
产品要求品种广泛,质量优良。
设计内容包括建厂依据,原料选择,轧机数量、形式、能力选择,轧制规程计算,轧制图表,年产量计算,凸度规程计算,电机发热校核,轧辊强度校核,辅助设备校核,金属平衡、燃料消耗计算。
为了能生产高质量的汽车板用热卷,轧制时对中间坯的厚度、凸度、表面光洁度都有较高要求,对温度有更严格的制度。
粗轧机配置CVC,控制凸度,严格控制中间坯凸度,也提高粗轧压下量。
采取辊道边部加热、层流边部遮挡,保证热卷产品残余应力较小。
采用新型板凸度仪,高效处理凸度信息,实现凸度、平直度自动控制,做到表面光洁,尺寸精度高,为后续冷轧提供合格带卷。
所设计热轧厂装备有高效的带钢轧制自学习模型和调节系统,从而使带钢厚度、板形、宽度、终轧和卷取温度的控制精度极高。
能够使产品达到设计产量和品种质量的要求,满足市场需求。
关键字1580热轧带钢;厚板坯;粗轧CVC轧机;汽车板用热卷IAbstractDesigned to complete the design of the task book requirements (more than 2.0 million tons annual output of varieties of tropical plant and rolling). Choice of 250mm thick billet, dual rough layout reversible binding. Product range 1.5 ~ 18mm. Typical Product 5mm.Wide varieties of product requirements, good quality.The basis of content, including plant design, rolling a point of order, the crown of order, the rolling charts, annual production, the crown of order, the electrical heating calibration, intensity calibration roll, check auxiliary equipment, metal balance, fuel consumption calculation.In order to produce high quality hot rolled plate with the car, rolling on the piece thickness, convexity, surface finish requirements are high, the temperature more stringent system. Take roll edge heating, laminar flow edge block, to ensure thermal residual stress in a small volume products. Instrument using the new crown, high crown of information processing to achieve crown, flatness control, so that smooth surface, size and high precision cold-rolled to provide qualified for the follow-up coil.New plant is equipped with hot-rolled strip steel rolling technology and highly efficient model and conditioning systems, so that the strip thickness, flatness, width, end-rolling coiling temperature control and high accuracy. Enable the production of products to meet the design requirements of the quality and variety to meet market demand.Keywords1580 hot rolling mill, double reversible roughing, CVC rolling, strip for carII目录摘要 (I)Abstract (I)引言 (1)第1章文献概述 (2)1.1热轧宽带钢轧机工艺装备的新发展 (2)1.2发展中的问题 (5)第2章建厂依据及产品大纲 (6)2.1建厂依据 (6)2.2产品大纲 (6)2.2.1 坯料规格和技术参数 (7)2.2.2 产品钢种和分类 (7)第3章轧机的比较与选择 (9)3.1 车间布置及设备选用的原则 (9)3.2 轧机的确定与选择 (9)3.2.1 轧机数量的选择 (9)3.2.2 粗轧机形式的选择 (10)3.2.3 精轧机机组的选择 (11)3.2.4精轧板型控制方式选择 (16)第4章典型产品的压下规程设计 (17)4.1 坯料尺寸 (17)4.2粗精轧机组压下量分配 (17)4.3确定速度制度 (20)4.3.1粗轧速度制度的确定 (20)4.3.2精轧速度制度的确定 (21)4.3.3精轧机组轧制延续时间 (22)4.4确定轧制温度制度 (22)4.4.1 粗轧各道次温度确定 (23)4.4.2 精轧各道次温度确定 (24)4.5转速的计算 (24)III河北联合大学轻工学院IV4.5.1前滑值的计算 (24)4.5.2轧辊转速的计算 (26)4.6各机架的空载辊缝值得设定 (27)4.7轧制力矩的计算 (28)4.7.1附加摩擦力矩m M (29)4.7.2空转力矩Mk (31)4.7.3动力矩的计算 (33)第5章 轧制图表与年产量计算 (34)5.1轧制图表的基本形式及其特征 (34)5.1.1单机座可逆式轧机的工作图表 (34)5.1.2连续式轧机的工作图表 (35)5.1.3本次设计轧制图表 (36)5.2 轧钢机的产量计算 (36)5.2.1轧钢机年产量的计算 (37)5.2.2轧钢机平均小时产量的计算 (37)5.2.3轧钢车间年产量的计算 (38)第6章 轧辊强度的校核与电机能力验算 (40)6.1轧辊的强度校核 (40)6.2支撑辊弯曲强度 (40)6.3工作辊扭转强度校核 (42)6.4工作辊与支撑辊的接触应力校核 (45)6.5电机的校核 .............................................................................................. - 48 -6.6主电机的功率计算 (51)第7章 辊型的凸度计算 (53)7.1出口板带凸度计算 (53)7.2热凸度计算 (54)7.3轧制力挠度的计算 (55)7.4 CVC 凸度的计算 (57)第8章 辅助设备的选择 (59)8.1加热炉的选择 (59)8.2除鳞设备的选择 (60)8.3辊道的选择 (62)8.4剪切设备的选择 (64)8.5冷却设备的选择 (65)8.6卷取机的选择 (65)8.7活套支撑器 (67)8.8热卷箱的选择 (67)8.9板坯宽度侧压设备 (69)第9章金属平衡与其他消耗 (72)9.1金属平衡 (72)9.2其他消耗 (73)第10章轧钢车间平面布置及经济技术指标 (74)10.1轧钢车间平面布置 (74)10.1.1 轧钢车间平面布置的原则 (74)10.1.2 金属流程线的确定 (75)10.2 车间技术经济指标 (76)10.2.1 各类材料消耗指标 (76)10.2.2 综合技术经济指标 (79)总结 (82)参考文献 (83)致谢 (1)V引言近几年来我国集中建设了一大批宽带钢热轧机,数量之多,建设速度之快,不仅在我国,在全世界也是空前的。
万向轴在热轧带钢中的应用背景热轧带钢是一种广泛用于建筑、制造、运输、石油和天然气开采等领域的常见金属材料。
热轧带钢的生产需要对钢坯进行加热并通过轧制机器进行轧制。
在这个过程中,轧机振动和金属变形是不可避免的,这可能会对轧机和工人造成损害。
为了避免这些问题,热轧带钢生产线上使用万向轴来帮助减少振动和变形的影响。
万向轴由一个或多个万向节组成,可以将旋转运动传递到安装其上的不同角度的元件之间。
万向轴的类型在热轧带钢生产线上使用的万向轴通常是基于制造和设计需求进行定制的。
其中常见的两种类型是弹性万向轴和硬质万向轴。
弹性万向轴可以在旋转运动中进行弯曲和扭曲,可有效减少振动和金属变形对轧机和工人的影响。
这种万向轴通常由弹簧、套管、套筒和万向节组成,具有良好的柔性和耐磨性。
硬质万向轴是由金属制成的,可以承受较大的转速和负载。
这种万向轴通常由一个或多个万向节、轴承和密封装置组成,具有良好的耐磨性和寿命。
万向轴在热轧带钢生产中的应用热轧带钢生产线上的万向轴通常用于传递动力和扭矩,同时减少振动和金属变形的影响。
这些万向轴通常与轴承、润滑剂和密封装置一起使用,以确保其正常运行并延长其使用寿命。
在热轧带钢生产线上,万向轴主要有以下三个应用:弯曲轧制在热轧带钢的弯曲轧制过程中,使用弹性万向轴可以减少带钢的振动和变形。
弯曲轧制过程中,带钢从一条材料的平面进入轧辊,随着轧辊的旋转,平面会在轧辊周围弯曲。
弹性万向轴可使轧辊保持相对稳定的位置,从而减少振动和金属变形。
伸展轧制在热轧带钢的伸展轧制过程中,使用硬质万向轴可以传递相对较大的扭矩和旋转速度。
伸展轧制过程中,带钢在轧辊之间传递,并伸展成较长的带状物。
硬质万向轴可帮助保持轧辊的相对位置,并避免带钢的振动和变形。
车削和折叠在热轧带钢的车削和折叠过程中,万向轴可用于传递扭矩和使部件保持相对位置。
在车削和折叠过程中,带钢被分割成所需长度,并进行折叠和弯曲。
万向轴可确保工件保持稳定的位置,同时减少振动和金属变形的影响。
热轧带钢生产线及设备的设计论文基于这些考虑,本次设计结合唐钢1700mm、本钢1700mm、宝钢1580mm、鞍钢1780mm 热轧生产线设计了200万吨的1700mm常规热连轧生产线。
在此设计中详细地介绍了加热、粗轧、热卷取、精轧、冷却、卷取等一系列过程。
其中精轧机选用六架大断面牌坊和高吨位轧制力轧机,采纳 HC轧机、CVC轧机、工作辊正弯辊〔WRB〕技术和厚度自动操纵〔AGC〕等技术来操纵板型和厚度。
另外,为提高轧件温度,减少头尾温差,在精轧前采纳无芯轴隔热屏热卷箱。
设计中涉及的技术参数大部分取自现场的体会数值,用到的部分公式也是来自于实际的体会公式。
关键词: 常规热连轧;热卷箱;层流冷却;厚度自动操纵引言板带产品的技术要求具体表达为产品的标准,包括四个方面:(1)尺寸精度高。
板带钢一样厚度小、宽度大,厚度的微小波动将引起使用性能和金属消耗的庞大变化,板带必须具备高精度尺寸。
(2)无板形缺陷。
板带越薄,对板形不均的敏锐性越大。
(3)保证表面质量。
板带表面不得有气泡、结疤、拉裂、刮伤、折叠、裂缝、夹杂和氧化铁皮压入。
(4)具备优良性能。
板带钢的性能要求要紧包括机械性能、工艺性能和某些钢板的专门物理或化学性能。
目前传统热轧宽带钢轧机采纳的特色技术有:(1)连铸坯热装和直截了当热装。
该技术要求炼钢和连铸机稳固生产无缺陷板坯;热轧车间最好和连铸机直截了当连接,以缩短传送时刻;在输送辊道上加设保温罩及在板坯库中设保温坑;板坯库中要具有相应的热防护措施。
(2)板坯定宽压力机。
可连续进行板坯侧压,运行时刻短,效率高,板坯温降小,侧压后板坯头尾形状好,狗骨断面小,板坯减宽侧压有效率达90 %以上。
(3)粗轧机短行程操纵和宽度自动操纵。
经立辊宽度压下及水平辊厚度压下后 , 板坯头尾部将发生失宽现象。
依照其失宽曲线采纳与该曲线对称的反函数曲线 , 使立辊轧机的辊缝在轧制过程中不断变化。
如此轧出的板坯再经水平辊轧制后 , 头尾部失宽量减少。
热轧带钢生产线及设备的设计论文热轧带钢是一种重要的金属材料,广泛应用于汽车制造、机械制造、建筑等领域。
为了提高带钢的质量和生产效率,热轧带钢生产线的设计和设备选择至关重要。
本文将从线材预处理、热轧工艺、冷却控制、卷取整平等方面对热轧带钢生产线及设备进行设计。
首先,线材预处理是热轧带钢生产线的第一步,该工艺主要包括除锈、清洗、切割等工序。
为了保证带钢的表面质量,预处理设备应选择高效、耐磨、易维护的设备,并且定期对设备进行检修和保养,以确保设备的正常运行。
其次,热轧工艺是热轧带钢生产线的核心工艺,通过热轧设备对预处理后的线材进行加热、轧制和加工。
这里需要选择高效、能耗低、产能高的热轧设备,以满足大规模生产的需求。
同时,为了保证带钢的尺寸精度和表面质量,需要采用先进的辊道设计和轧辊质量控制技术。
冷却控制是热轧带钢生产线的关键工艺之一,通过冷却设备对热轧后的带钢进行快速冷却,以控制带钢的组织结构和性能。
这里需要选择高效、稳定、可调节的冷却设备,并且根据带钢的规格和要求,合理设计冷却工艺参数,确保带钢的质量和性能。
最后,卷取整平是热轧带钢生产线的最后一道工序,通过卷取整平设备对带钢进行整平、切边和卷取,以满足市场需求。
这里需要选择高精度、快速可靠的卷取整平设备,并且根据市场需求和产品规格,合理设计设备工艺参数,确保产品的尺寸精度和表面质量。
综上所述,热轧带钢生产线及设备的设计需要充分考虑线材预处理、热轧工艺、冷却控制、卷取整平等因素,选择合适的设备和工艺参数,以保障带钢的质量和生产效率。
希望本文的研究能够对热轧带钢生产线的设计和设备选择提供一定的指导和参考。
热轧带钢生产线及设备的设计需要综合考虑多个因素,包括原材料质量、生产工艺、设备性能和工艺参数等。
在原材料的选择上,需要考虑钢种的适用性、含碳量和成分均匀性,以确保带钢的机械性能和化学成分符合要求。
在生产工艺方面,需要根据原材料的性能和要求,合理设计热轧工艺、冷却控制和整平工艺,以保证带钢的尺寸精度和表面质量。
年产万吨热轧带钢工艺设计引言热轧带钢是一种在高温下进行轧制的钢材,广泛应用于汽车制造、船舶建造、桥梁建设等领域。
本文旨在设计一套年产万吨热轧带钢的工艺流程,确保产品质量和生产效率。
设备配置热轧机组•辊床机组•反卷机组•引伸机组•预直机组•高压冷却装置•编织轧机组•收卷机组前道设备•钢板除锈设备•钢板切割设备•钢板堆放设备后道设备•薄板横割设备•长度切割设备•钢卷打包设备工艺流程第一道工序:原辅材料准备1.接收原材料(钢板)并检验。
2.对原材料进行除锈处理。
3.使用钢板切割设备将钢板切割成适当长度。
第二道工序:热轧带钢制备1.将钢板送入辊床机组,通过一系列辊道传动将钢板拉直。
2.进入反卷机组,将钢板卷起来以便后续工序处理。
3.经过引伸机组,进一步提高钢板的拉伸强度。
4.通过预直机组,使钢板的表面质量更加平整。
5.进入高压冷却装置,迅速冷却钢板,增加钢板的硬度。
6.进入编织轧机组,通过多次轧制使钢板变窄。
7.经过收卷机组,将热轧带钢卷起来。
第三道工序:后加工1.将收卷的热轧带钢送入薄板横割设备,将宽度合适的钢带切割下来。
2.使用长度切割设备将钢带切割成所需长度。
3.经过表面处理(如抛光、喷涂等)。
4.最后,将热轧带钢打包,准备发货。
生产控制温度控制热轧带钢的工艺过程中,合理的温度控制能够影响产品的质量和性能。
通过控制供给燃料的气体流量、辊道温度探针的位置等方式,确保热轧带钢在合适的温度范围内进行轧制。
轧制参数控制在热轧带钢的制备过程中,各个工序的轧制参数对产品的质量起着至关重要的作用。
包括轧制速度、轧制力、辊道凸度等参数的控制,通过实时监测和调整,确保产品的尺寸精度和表面质量符合要求。
质量控制为了保证热轧带钢的产品质量,需要制定严格的质量控制标准,并在生产过程中进行质量检测。
包括对原材料的抽样检测、对整个工艺流程每道工序的在线检测以及对最终产品的出厂检验,确保产品符合相关标准和要求。
安全保障在设计热轧带钢工艺时,也要考虑到安全问题。
热轧带钢生产线及设备的设计论文引言热轧带钢是一种重要的金属材料,在工业生产和建筑行业中得到广泛应用。
它具有优良的机械性能和成型性能,能够满足各种工程的需求。
为了满足市场对热轧带钢的需求,热轧带钢生产线及设备的设计变得至关重要。
本论文旨在研究和探讨热轧带钢生产线及设备的设计原理和方法。
热轧带钢生产线的设计原则热轧带钢生产线的设计需要遵循一定的原则,以确保生产线的稳定运行和高效生产。
以下是热轧带钢生产线设计的一些原则:1. 按需生产热轧带钢生产线应根据市场需求和订单量进行生产调度。
生产线的设计应能够快速调整生产规模和生产速度,以满足市场的需求变化。
2. 自动化程度高热轧带钢生产线的自动化程度对生产效率和产品质量有着重要影响。
因此,在设计热轧带钢生产线时,应尽可能采用先进的自动化设备和控制系统,以提高生产效率和降低人工操作错误。
3. 设备可靠性高热轧带钢生产线的设备需要具备高可靠性和稳定性,以确保生产过程的连续性和稳定性。
在设备的选择和调试过程中,应注重设备的品质和性能,以避免设备故障和停机时间的影响。
4. 节能减排热轧带钢生产过程中会产生大量的能耗和废气废水。
为了减少对环境的影响,热轧带钢生产线的设计应注重节能和减排,采用先进的能源回收和废气处理设备。
热轧带钢生产设备的设计要点在设计热轧带钢生产设备时,需要考虑以下几个关键要点:1. 轧机的选择轧机是热轧带钢生产线中最核心的设备,对产品的质量和尺寸精度有着重要影响。
在选择轧机时,应考虑轧机的型号、参数和性能指标,以确保其能够满足生产线的需求。
2. 辊道系统的设计辊道系统是热轧带钢生产线中用于输送钢坯和成品钢带的重要设备。
辊道系统的设计应考虑到输送带钢的平稳性、减小辊道磨损和节约能源。
设计时应合理布局辊道,采用合适的辊道材料,并考虑辊道的维护和保养。
3. 冷却系统的设计热轧带钢在轧机上经过高温轧制后需要进行快速冷却,以提高产品的硬度和强度。
冷却系统的设计应能够提供适当的冷却速度和冷却剂,以满足产品的冷却要求。
第一章总论1.1.概述钢铁工业是一个国家国民经济的重要的基础性产业,是国民经济发展水平以及其综合国力的重要标志,钢铁行业的发展状况直接影响着与其相关的国防工业、建筑行业、机械制造水平、造船能力、汽车行业、家电生产技术等其他相关行业。
钢铁的用途之广泛是众所周知,在国民经济中所起的作用也是极为重要的。
可以说,钢铁行业的生产水平是衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术四个方面现代化水平发展的重要标志。
我们中国是钢铁生产以及消费的大国,粗钢产量已经连续13年位居世界粗钢生产的第一位。
中国钢铁工业不仅在总量上持续快速增长,而且在钢铁生产品种,产品生产质量、设备装备水平、技术经济指标、节能环保能力等多方面都取得了比较大的进步,形成了一批竞争力很强的钢铁企业。
据资料统计,中我国钢铁生产产量约占世界钢铁产量的37.6%,接近前2~9位国家的总和。
在2008年我国钢产量50049万吨,同比增长559万吨,同比增长1.1%,钢铁总产量居世界排名第一。
占全球钢铁生产产量的比例由2003年的23.1%提高到37.6%,比2007年提高了1.29%,总产量创历史新高。
我国钢铁产品产量及质量基本满足国内需要,部分关键品种达到国际先进水平,出口国外多个国家,赢得广泛好评。
我过目前为止仍然以第二产业的发展为主线,在我过经济发展中,钢铁产业有力支撑和带动了相关产业的发展,促进了社会就业率,对保障国民经济又好又快发展做出了重要贡献。
2008年,随着起由欧美国家的经济危机开始向全球蔓延,全球钢铁行业发展面临巨大压力。
中国钢铁行业在面对外需降低以及国内市场需求减缓的情况下,担负了很大的压力。
在应对经济危机方面,中国政府频频出台政策措施,对钢铁行业产生积极作用。
2008年11月15日,中国政府推出刺激经济十项措施,将在2010年底之前投资约4万亿,进一步扩大内需、拉动经济增长。
其中在电力、铁路、房地产、能源、水利、交通等行业都对钢铁产品都有很高的需求,拉动了我过对钢铁产品的需求。
热轧带钢生产线主传动方案
摘要:文章通过对西南不锈1 450 mm热轧带钢生产线主传动方案的分析和对比,详细阐述了热轧带钢生产线主传动的组成和要求。
为今后的相关设计打下了坚实的基础。
关键词:主传动;交交变频;交直交变频;同步电动机
西南不锈钢有限责任公司1 450热轧不锈带钢生产线,是我公司设计的一条较为先进的带钢生产线。
在设计过程中,本着对客户认真负责的宗旨,对整个热轧生产线的电控系统不断优化,精益求精,使西南不锈1 450热轧生产线的电气装备及自动化程度达到了国内领先水平。
1 方案概述
西南不锈1 450热轧生产线包括:两座步进式板坯加热炉、一架四辊可逆式粗轧机(R:2x6 500 kW)、热卷箱、切头飞剪、七机架四辊精轧机(F1-F4每机架6 500 kW,F5-F7每机架6 000 kW)、两台地下卷取机、钢卷收集线等设备。
2 轧线主传动
2.1 四辊可逆式粗轧机
四辊可逆式粗轧机上、下工作辊为单独传动,采用两台交流同步电动机分别对上、下工作辊进行单独拖动。
交流同步电动机额定容量6 500 kW,转速50/90 r/min,16极,频率范围6.667/12 Hz,额定相电压为1.65 kV,功率因数1,防护等级IP44,绝缘等级为F级,冷却方式采用背包式空-水冷却方式。
电动机过载能力为:115%额定负载时连续工作,200%额定负载时频繁工作60 s,250%额定负载时偶尔工作10 s。
2.2 七机架精轧机
七机架精轧机各机架的上、下工作辊为集体传动,即每机架精轧机采用一台交流同步电动机对上、下工作辊进行拖动。
精轧F1-F4同步电动机额定容量6 500 kW,转速160/410 r/min,4极,频率范围5.33/13.67 Hz。
精轧F5同步电动机额定容量6 000 kW,转速145/360 r/min,4极,频率范围12/83Hz。
精轧F6-F7同步电动机额定容量6 000 kW,转速310/970 r/min,6极,频率范围6.33/15.167 Hz。
F1-F7电动机的下列技术数据相同:额定相电压为1.65 kV,功率因数为1,防护等级IP44,绝缘等级为F级,冷却方式采用背包式空-水冷却方式;电动机过载能力为:115%额定负载时连续工作,200%额定负载时频繁工作60 s,250%额定负载时偶尔工作10 s。
3 交交变频主回路
对于西南不锈1 450 mm热轧带钢生产线,这种大型轧钢机主传动系统,目前主要有两种方案,即采用晶闸管功率器件的交交变频方案和采用可关断器件的交直交变频方案。
这两种方案各有优缺点。
交直交变频与交交变频在功能上基本类似,在技术水平的成熟度、元件的稳定性、效率、低速特性、备品备件的价格和维修成本等方面,交交变频有很多优点。
在提高电网功率因数和减少电网谐波等方面交直交变频有较大优势。
因此我们采用了交交变频方案。
3.1 供电组成
粗、精轧机主传动整流变压器一次侧电压为35 kV。
励磁整流变压器的一次侧电压为10 kV。
主回路进线经高压开关柜接到主整流变压器,每台整流变压器二次侧分别接至晶闸管变流装置。
粗、精轧机主传动每台交流同步电动机对应一台整流变压器。
主传动整流变压器容量选择按长期过载1.15倍考虑。
粗轧机上、下工作辊同步电动机对应的整流变压器容量为2台×13 000 kVA。
精轧F1-F4同步电动机对应的整流变压器容量为4台×13 000 kVA。
精轧F5-F7同步电动机对应的整流变压器容量为3台×12 000 kV A。
主传动整流变压器的结线方式分别采用Δ/Δ和Δ/Y两种交替结线方式,以获得十二相的整流效果,减少高次谐波电流分量的幅值。
粗轧励磁整流变压器容量为1台×
1 000 kV A。
精轧励磁整流变压器容量为1台×1 200 kV A,1台×1 600 kV A。
粗、精轧主传动的控制电源分别取自两台35 kV、50 kVA的同步变压器。
粗、精轧机主传动电源均取自同一35 kV母线。
轧机负载容量大,是电网产生波动的根源,其中尤其以粗轧机的冲击负荷最大。
R2粗轧机和F1~F7精轧机负载均为交交变频负载,具有旁频谐波。
整流负载按12脉波整流配置,其特征谐波为12 K±1次,谐波含量5次、7次较小;11次、13次较大。
因此,在35 kV 电源母线上需要设置动态无功功率补偿装置(SVC),以消除冲击负荷与交交变频对电网的影响,满足供电局对电压降和谐波治理的要求。
3.2 主回路
交交变频器主接线为星形连接。
星形连接是交交变频系统最典型的主电路接线方式。
三组晶闸管反并联桥式变流器星形连接,输出三相电压给同步电机,同步电机的定子绕组也是星形连接,电机星接中点和变流器星接中点并不相连。
星形连接的优点是:线路连接简单。
可采用交交变频器相电压梯形波供电,提高交交变频器的功率因数。
晶闸管变流柜的主回路采用三相全控桥式线路,采用有准备逻辑无环流电流切换方式。
4 交交变频控制系统
数字控制采用西门子公司的SIMADYN D数字控制系统。
该数字控制系统
是采用图形化自由编程、模块化自由配置、多处理器并行工作的实时处理的通用数字控制系统。
适用于高技术性能要求的大功率闭环电气控制,满足各种复杂的和精确的控制要求。
例如在高精度要求的轧机主传动大功率交、直流传动、大功率卷取机传动、飞剪传动、多电机控制等领域有广泛的应用。
4.1 硬件组成
硬件设备主要由主机箱和辅助机箱及接口端子板等组成。
主机箱主要由通用微处理器单元、专用微处理器单元及各种辅助单元,接口单元、通讯单元及电源等组成。
辅助机箱主要由晶闸管接口单元组成。
接口端子板主要用于直接连接模拟量和开关量I/O,以及连接码盘信号等。
4.2 处理器功能
完成系统启停的速度逻辑控制和速度调节。
完成矢量控制、磁通控制、三相交流电流控制。
完成励磁电流控制、故障综合处理、主回路合分闸逻辑控制、操作面板控制、通讯等任务。
4.3 矢量控制功能
交交变频同步电动机控制系统采用磁场定向矢量控制原理。
通过码盘采集电动机实际速度和转子位置、以及通过传感器采集定子实际电压和电流信号。
通过电压模型和电流模型软件,计算出磁通矢量。
通过采用磁通矢量定向控制,使定子电流可以按照励磁和力矩分量分别控制,达到与直流电动机调速系统相同的静态、动态品质。
4.4 粗轧上下辊间的工艺配合
粗轧上、下辊系统间通过通讯方式实现速度分配、速差限制、负荷平衡等工艺功能,以及频繁可逆运行的要求。
4.5 其他控制功能
其他控制功能还包括:功率因数控制功能、扭振抑制功能、负荷观测器功能、换辊准确停车功能。
参考文献:
[1] 郭德权,陈梅.热轧带钢主传动电动机负荷不平衡及改进[J].冶金自动化,2012,(3).。