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        軋鋼類方案—100萬噸熱連軋棒材生產線軋機應用案例

        發布時間:2019-09-30 14:36   類型:解決方案   人瀏覽
        100萬噸熱連軋“小型棒材”生產線簡介
        本棒材生產線采用1 5 0 m m × 1 5 0 m m × 6 0 0 0 m m / 9 0 0 0 m m / 1 2 0 0 0 m m連鑄鋼坯為原料,熱軋成Φ1 2 ~ Φ 3 2 m m圓鋼或螺紋鋼。該棒線為全連續式熱軋生產線, 可實現全線連續無扭轉軋制, 生產線部分數據如下:
        年生產力:100萬噸;
        鋼坯規格:150mm×150mm×6000mm/9000mm/12000mm方鋼坯;
        單坯重量:1噸(6m)、1.5噸(9m)、2噸(12m);
        成品規格:Φ12~Φ32mm小型棒材(圓鋼/螺紋鋼),其中Φ12~Φ22mm為切分軋制;
        成品鋼種:普通碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、低合金鋼、合金結構鋼;
        軋制速度:單線軋制最高速度18m/s;
        主軋機總裝機容量:16.8MW。

        生產線設備組成和生產工藝流程
        生產線主要有爐前上料設備、加熱爐、爐后出爐設備、除磷裝置、粗中精軋機組(18架軋機)、粗中精軋飛剪、立式活套、穿水冷卻裝置、齒條步進式冷床、定尺冷剪機、棒材收集、打包裝置等組成。生產工藝流程主要包括上料、加熱、除磷、連軋、飛剪、冷卻、收集打包等,工藝流程圖如下圖。

        棒材生產線工藝流程

        對于鋼鐵行業熱連軋棒材生產線而言,其傳動可分為兩大部分。一部分是對鋼坯進行熱連軋的軋機主傳動部分,包括粗軋機組、中軋機組和精軋機組;另一部分是輔傳動部分,包括各環節飛剪、輥道傳動等。主傳動軋鋼機電機的容量一般在500kW~1.5MW之間;輔傳動電機容量一般在300kW以下。

        熱連軋棒線軋機交流主傳動電氣拓撲和匯川MD601應用
        整線共18架軋機,采用全連續式平立交替方式布置,軋機電機采用6極690V交流異步變頻電機,功率600kW~1.5MW,軋機電機總容量16.8MW。1#~6#電機為粗軋機組,7#~12#電機為中軋機組,13#~18#電機為精軋機組。18臺軋機電機按功率均勻性原則被分到5個母線組中(如下圖H1~H6),由各自對應的逆變器驅動。每個母線組由配電柜、整流柜、逆變柜、制動柜四大部分組成,共母線方式連接,每個母線組整流容量為4MW,逆變部分采用匯川MD601和西門子S120。粗軋機組和中軋機組間軋件采用微張力無扭轉軋制,精軋機組的6架軋機間設置有5部立式活套,軋件在精軋機組可實現無張力無扭轉軋制。主傳動電氣拓撲圖見下圖。

        熱連軋棒材生產線軋機交流主傳動系統電氣拓撲圖

        下面以匯川MD601工程型變頻器所驅動的12#中軋機為例介紹熱連軋棒材生產線軋機交流主傳動系統的應用優勢。
        12#中軋機是中軋機組的最后一架軋機,軋機電機為YBFJ560-6變頻電機, 額定頻率65.5Hz,額定電壓690V,額定轉速1300轉/min,額定功率900kW。采用匯川大功率變頻器MD601-7T1500I-YEA驅動,控制方式為FVC(閉環矢量)。上位機監控系統與西門子S7-400間通過Profinet以太網協議連接,S7-400與主傳動軋機西門子S120驅動器間通過Profinet以太網通訊, 與匯川MD601間通過PROFIBUS-DP通訊( 也可Profinet通訊連接)。通過通訊實現對MD601驅動的12#軋機的啟停、調速和方向等控制,并通過通訊讀取MD601驅動的12#軋機的運行電流、運行速度、轉矩輸出等實時動態信號供棒線二級計算機監控系統使用。MD601出色的性能和特殊的DP通訊非標功能及編碼器故障時在線FVC/SVC切換功能等使得MD601驅動的12#中軋機能出色地完成連續高效軋制,MD601工程型矢量變頻器FVC模式下的部分性能指標見下圖。

        MD601 閉環矢量控制時部分指標和功能

        MD601控制的12#軋機FVC下咬鋼瞬間速度波形

        MD601在編碼器故障時在線切換為SVC后咬鋼瞬間速度波形

        匯川MD601在熱連軋棒材生產線軋機主傳動上的應用優勢
        • MD601具備380V、480V、690V三個電壓等級,可滿足鋼鐵行業主流軋機交流主傳動電機的電壓等級需求;
        • MD601采用光纖并機技術,單機系統功率200kW~2MW,且支持系統間并聯,完全滿足鋼鐵行業軋鋼生產線交流大功率主傳動電機對大容量交流驅動器的需求;
        • MD601應用高端矢量變頻驅動技術,其性能卓越、穩態速度精度、低頻力矩特性、力矩響應、速度響應、調速范圍等性能完全滿足鋼鐵行業軋機線交流主傳動系統的工藝驅動要求;
        • MD601完善的DP非標功能和在線FVC/SVC切換功能有利保障了系統的安全可靠,滿足鋼鐵企業特殊工況下連續性生產的要求;
        • 支持3種通信協議,工業以太網、PROFIBUS-DP及ModbusRTU,方便鋼鐵行業現場的總線應用;
        • MD601具有對應四象限產品,其軋鋼線主傳動上的應用則可省略制動柜,同時可提高能量利用率,提高系統功率因數(可達0.99以上),如此可降低電網側供電變壓器容量成本,也幫用戶節省了無功補償設備的投資;還可使對外諧波大大降低,秉承了綠色環保理念;
        • MD601的故障記憶與匯川觸摸屏無縫結合便于現場設備維護和診斷;
        • MD601屬同結構模塊化并聯,便于安裝替換和維護。

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