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隨著交流變頻控制技術(shù)的不斷發(fā)展，交流傳動(dòng)系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，并逐步取代直流傳動(dòng)系統(tǒng)。特別是在120t轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)裝置傳動(dòng)系統(tǒng)中，該級(jí)別轉(zhuǎn)爐的傾動(dòng)裝置，國(guó)內(nèi)外一直采用直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)。濟(jì)鋼120t轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)裝置首次采用交流變頻傳動(dòng)系統(tǒng)并取得成功。為120t及以上級(jí)別轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)傳動(dòng)交流化提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。為提高煉鋼自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)電動(dòng)機(jī)、一次減速機(jī)、二次減速機(jī)、扭力桿平衡裝置和潤(rùn)滑裝置等。扭力桿平衡裝置是平衡轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)時(shí)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(dòng)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(dòng)力矩的效果。
轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)采用全正力矩方式,即轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)到任一角度時(shí)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(shí),轉(zhuǎn)爐能夠以自身重力自動(dòng)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(dòng)驅(qū)動(dòng)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(dòng)力矩：300T.m
轉(zhuǎn)爐折算到電動(dòng)機(jī)軸上的最大轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)速度： 0.13—1.3 r/min
傾動(dòng)角度： 0—360˚
加速時(shí)間：4S
變頻電動(dòng)機(jī)：4臺(tái) 132KW YZP355S-8 AC380V 735r/min
電動(dòng)機(jī)冷卻方式：強(qiáng)迫風(fēng)冷
傾動(dòng)電動(dòng)機(jī)附編碼器： 1024P/R DC24V
傾動(dòng)位置接近開關(guān)：4個(gè)
傾動(dòng)裝置制動(dòng)器：YTD-2000/60
制動(dòng)器電動(dòng)機(jī)：4臺(tái)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(dòng)機(jī)械設(shè)備采用4臺(tái)交流變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，4臺(tái)電動(dòng)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(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求為:
(1)4臺(tái)電動(dòng)機(jī)同步啟動(dòng)、制動(dòng)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(dòng)速度調(diào)節(jié),轉(zhuǎn)爐可以做±360°旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)時(shí)4臺(tái)電動(dòng)機(jī)負(fù)載應(yīng)相同。
(2)當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障,而轉(zhuǎn)爐正處于吹煉狀態(tài),則剩余3臺(tái)電動(dòng)機(jī)降速運(yùn)行維持該爐鋼煉完,此時(shí)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(shí),交流電源系統(tǒng)發(fā)生停電故障,此時(shí)利用UPS電源將4臺(tái)制動(dòng)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(shí),傾動(dòng)機(jī)械的機(jī)電設(shè)備能短時(shí)過載,轉(zhuǎn)爐以0.13r/min速度旋轉(zhuǎn),傾動(dòng)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(gè)工作傾動(dòng)角度內(nèi)由0°～士180°方向傾動(dòng)均為正力矩。
(6)電力系統(tǒng)應(yīng)能記憶煉上一爐鋼時(shí),轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動(dòng)0～180°的電動(dòng)機(jī)參數(shù),如電壓、電流轉(zhuǎn)矩等,本爐次轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí),應(yīng)將電動(dòng)機(jī)當(dāng)前參數(shù)與上一爐鋼轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行對(duì)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(dòng)機(jī)突然啟動(dòng)對(duì)設(shè)備的沖擊,轉(zhuǎn)爐開始傾動(dòng)時(shí)電動(dòng)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(shí)間是4S。
(8)由于制動(dòng)器制動(dòng)力矩較大,為了防止制動(dòng)時(shí)對(duì)設(shè)備的沖擊,轉(zhuǎn)爐制動(dòng)時(shí)應(yīng)先通過能耗制動(dòng)將電動(dòng)機(jī)減速,當(dāng)轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)速度接近零時(shí),制動(dòng)器失電制動(dòng),制動(dòng)時(shí)間為4S。
(9)在現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)和CRT上設(shè)置故障報(bào)警燈,顯示轉(zhuǎn)爐稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)是否正常,稀油站的故障信號(hào)包括油位低、油壓低及油溫高,三種故障信號(hào)合成一個(gè)"給油異常"信號(hào),當(dāng)此信號(hào)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(shí)如果電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩大于700Nm,則報(bào)警,操作工人應(yīng)及時(shí)檢查制動(dòng)器是否出現(xiàn)故障。
(11)如果電動(dòng)機(jī)最大驅(qū)動(dòng)力矩大于1800Nm10秒以上則報(bào)警,此時(shí)表示電動(dòng)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(shí),電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩不得大于2290Nm。
(13)轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)時(shí)必需選擇3臺(tái)以上電動(dòng)機(jī)工作才能操作,如果選擇2臺(tái)及以下時(shí)則報(bào)警。