邵克志 濟南濟鋼設計院 郵編250201
張海昆 濟鋼第三煉鋼廠 郵編250101

摘 要：本文介紹了交流調速系統在轉爐傾動裝置中的應用及注意事項，闡述了控制方案和有關同步、預勵磁、裝置通訊的實現方法。
關鍵詞：轉爐  交流調速系統  直接轉矩控制  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
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概述
隨著交流變頻控制技術的不斷發展，交流傳動系統得到了廣泛應用，并逐步取代直流傳動系統。特別是在120t轉爐傾動裝置傳動系統中，該級別轉爐的傾動裝置，國內外一直采用直流電動機傳動控制系統。濟鋼120t轉爐傾動裝置首次采用交流變頻傳動系統并取得成功。為120t及以上級別轉爐傾動傳動交流化提供了寶貴經驗。為提高煉鋼自動化水平,降低生產維護成本奠定了基礎。
2  轉爐傾動工藝設備概況
2.1 工藝設備結構
濟鋼120t轉爐爐殼為全焊接式固定爐底結構，轉爐托圈為焊接箱形結構,其內通循環水冷卻，轉爐爐殼與托圈的連接,采用三點支承方式，此結構既能有效地在360º范圍內支承爐殼又可適應爐殼的熱膨脹。傾動裝置采用全懸掛扭力桿平衡型式。由以下幾部分組成:驅動電動機、一次減速機、二次減速機、扭力桿平衡裝置和潤滑裝置等。扭力桿平衡裝置是平衡轉爐傾動時引起懸掛減速機(二次減速機)殼體旋轉的旋轉力矩平衡裝置，通過扭力桿扭轉來吸收扭矩并將扭矩轉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上,由于拉力和壓力使扭力桿形成相反的扭矩,從而導致產生了吸收傾動力矩的效果。
轉爐傾動采用全正力矩方式,即轉爐傾動到任一角度時都保證是正力矩，確保轉爐在360º回轉過程中都是正力矩,事故斷電時,轉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生。轉爐傾動驅動系統主要工藝設備參數:
轉爐容量：125t 最大：135t 
最大傾動力矩：300T.m
轉爐折算到電動機軸上的最大轉動慣量：675kg.m2
機械齒輪速比：523
額定轉矩：1700N.m
最大力矩倍數：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：4臺 132KW  YZP355S-8  AC380V  735r/min
電動機冷卻方式：強迫風冷
傾動電動機附編碼器： 1024P/R DC24V
傾動位置接近開關：4個
傾動裝置制動器：YTD-2000/60
制動器電動機：4臺0.55KW  AC380V
轉爐托圈耳軸端部編碼器: 3600P/R  DC24V
2.2工藝控制要求
120t轉爐傾動機械設備采用4臺交流變頻電動機驅動，4臺電動機采用4點嚙合全懸掛形式，通過扭力桿裝置進行力矩平衡。
轉爐傾動控制系統的基本要求為:
(1)4臺電動機同步啟動、制動及同步運行,根據要求轉爐可以在0.13～1.3r/min之間進行傾動速度調節,轉爐可以做±360°旋轉。轉爐傾動時4臺電動機負載應相同。
(2)當一臺電動機發生故障,而轉爐正處于吹煉狀態,則剩余3臺電動機降速運行維持該爐鋼煉完,此時轉爐速度控制在0.14～0.8r/min。
(3)當轉爐正在出鋼、出渣時,交流電源系統發生停電故障,此時利用UPS電源將4臺制動器打開,轉爐依靠自重復位, 轉爐處于安全位置。
(4)當轉爐出現塌爐等事故時,傾動機械的機電設備能短時過載,轉爐以0.13r/min速度旋轉,傾動轉爐倒出爐內裝盛物,然后進行事故處理。
(5)轉爐為全正力矩設計,即在整個工作傾動角度內由0°～士180°方向傾動均為正力矩。
(6)電力系統應能記憶煉上一爐鋼時,轉爐轉動0～180°的電動機參數,如電壓、電流轉矩等,本爐次轉爐冶煉時,應將電動機當前參數與上一爐鋼轉爐轉動時的電動機參數進行對比,如果誤差超過10%則報警,操作工人應立即檢查設備是否故障。
(7)為防止電動機突然啟動對設備的沖擊,轉爐開始傾動時電動機轉速應從零開始逐漸加速,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備的沖擊,轉爐制動時應先通過能耗制動將電動機減速,當轉爐傾動速度接近零時,制動器失電制動,制動時間為4S。
(9)在現場操作臺和CRT上設置故障報警燈,顯示轉爐稀油潤滑系統是否正常,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,當此信號燈亮時,操作工人應立即檢查及排除稀油站故障。
(10)轉爐在零位時如果電動機的驅動力矩大于700Nm,則報警,操作工人應及時檢查制動器是否出現故障。
(11)如果電動機最大驅動力矩大于1800Nm10秒以上則報警,此時表示電動機超負荷工作,檢查機械系統,有故障立即排除。
(12)轉爐正常操作時,電動機驅動力矩不得大于2290Nm。
(13)轉爐傾動時必需選擇3臺以上電動機工作才能操作,如果選擇2臺及以下時則報警。
轉爐冶煉工藝過程轉動角度及速度控制范圍要求見表1

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