130t轉(zhuǎn)爐地面車(chē)輛改造

1、PAGE PAGE 10摘 要本文主要介紹轉(zhuǎn)爐廠130t 轉(zhuǎn)爐鋼包車(chē)電氣系統(tǒng)的構(gòu)成及運(yùn)行過(guò)程，以及對(duì)130t轉(zhuǎn)爐鋼包車(chē)電氣系統(tǒng)存在的隱患和鋼包車(chē)電纜卷筒設(shè)計(jì)上的缺乏做了簡(jiǎn)要說(shuō)明。針對(duì)以上問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際研究及論證以及對(duì)武鋼三煉鋼鋼包車(chē)電纜車(chē)載滾筒的考察，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定了相應(yīng)的優(yōu)化方案，并利用新區(qū)停爐檢修的生產(chǎn)間隙逐步實(shí)施。改造以后，鋼包車(chē)故障率明顯降低，同時(shí)增加了電纜使用壽命，降低了設(shè)備本錢(qián)。關(guān)鍵詞：鋼包車(chē)、控制、應(yīng)急備用、車(chē)載滾筒、扁平電纜目 錄TOC o 1-2 h z uHYPERLINK l _Toc307493987一、鄂鋼轉(zhuǎn)爐廠新一號(hào)轉(zhuǎn)爐鋼包車(chē)電氣系統(tǒng) PAGEREF _

2、Toc307493987 h 3HYPERLINK l _Toc3074939881、設(shè)備簡(jiǎn)介： PAGEREF _Toc307493988 h 3HYPERLINK l _Toc3074939892、根本參數(shù)： PAGEREF _Toc307493989 h 4HYPERLINK l _Toc3074939903、電氣原理圖： PAGEREF _Toc307493990 h 5HYPERLINK l _Toc3074939914、電纜卷筒工作原理： PAGEREF _Toc307493991 h 6HYPERLINK l _Toc307493992二、故障及故障危害分析： PAGEREF _

3、Toc307493992 h 6HYPERLINK l _Toc3074939931、常見(jiàn)故障： PAGEREF _Toc307493993 h 6HYPERLINK l _Toc3074939942、故障危害： PAGEREF _Toc307493994 h 8HYPERLINK l _Toc307493995三、改進(jìn)措施： PAGEREF _Toc307493995 h 9HYPERLINK l _Toc3074939961.卷筒車(chē)載安裝。 PAGEREF _Toc307493996 h 9HYPERLINK l _Toc3074939972.增大電纜卷筒的內(nèi)徑，改用內(nèi)徑為1.2米的電纜卷

4、筒。 PAGEREF _Toc307493997 h 10HYPERLINK l _Toc3074939983.將耐高溫圓電纜改為不銹鋼扁電纜，并在扁電纜特殊段加耐熱套管。 PAGEREF _Toc307493998 h 10HYPERLINK l _Toc3074939994.加電纜溝。 PAGEREF _Toc307493999 h 11HYPERLINK l _Toc3074940005.增加備用變頻控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc307494000 h 12HYPERLINK l _Toc307494001四、改進(jìn)效果 PAGEREF _Toc307494001 h 13HYPERL

5、INK l _Toc3074940021.增加了經(jīng)濟(jì)效益。 PAGEREF _Toc307494002 h 13HYPERLINK l _Toc3074940032. 保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。 PAGEREF _Toc307494003 h 14HYPERLINK l _Toc3074940043.降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。 PAGEREF _Toc307494004 h 14HYPERLINK l _Toc307494005五、結(jié)束語(yǔ)： PAGEREF _Toc307494005 h 14HYPERLINK l _Toc307494006參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc307494006 h 15一、

6、鄂鋼轉(zhuǎn)爐廠新一號(hào)轉(zhuǎn)爐鋼包車(chē)電氣系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)介：130噸轉(zhuǎn)爐鋼包車(chē)是轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備之一，運(yùn)行頻繁，要求調(diào)速范圍大，定位精度高，鋼包車(chē)電動(dòng)機(jī)的控制必須穩(wěn)定可靠才能可保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。在鄂鋼轉(zhuǎn)爐廠新1#轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)之初，由于設(shè)計(jì)缺陷，鋼包車(chē)故障頻發(fā)，屢次對(duì)生產(chǎn)造成重大影響。受轉(zhuǎn)爐廠委托，我們結(jié)合多年對(duì)30噸小轉(zhuǎn)爐鋼包車(chē)使用和維修積累的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)鋼包車(chē)運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了深入的分析。根據(jù)工藝需求和整個(gè)控制系統(tǒng)的控制要求，詳細(xì)分析鋼包車(chē)上線以后發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題后，研究并制定了有效的方案對(duì)鋼包車(chē)進(jìn)行改造，從而使鋼包車(chē)的運(yùn)行滿足了生產(chǎn)的需要。鄂鋼130t轉(zhuǎn)爐爐鋼包車(chē)變頻調(diào)速系統(tǒng)采用AB公司Powerfl

7、ex 700系列裝機(jī)裝柜型變頻器控制三相異步電動(dòng)機(jī)，其中變頻器進(jìn)出線端都接有Cat1321-3R160-B型電抗器，以抑制電路中高次諧波和干擾，鋼包車(chē)分為爐后、吹氬和機(jī)旁三個(gè)操作點(diǎn)以及快速、中速和低速三種行走速度。投產(chǎn)初期，鋼包車(chē)電纜系統(tǒng)采用中間路段高支架架設(shè)滾筒，型號(hào)為岳陽(yáng)某公司JDF-180-45-12型力矩電機(jī)電動(dòng)滾筒，電纜規(guī)格為35*0+1*25+9*2.5的高溫電纜。鋼包車(chē)傳動(dòng)控制系統(tǒng)采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，變頻器的整流電路把三相交流電變成直流電向變頻電路局部提供直流電源。制動(dòng)電阻經(jīng)制動(dòng)單元連接到直流母線。此設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是： (1)制動(dòng)電阻可以“消耗掉因電機(jī)制動(dòng)或突然減速時(shí)產(chǎn)生的回饋到直流母線

8、的電能。因?yàn)?，在制?dòng)或突然減速時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)由于存在機(jī)械慣性，處于再生發(fā)電狀態(tài)，機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，?jīng)過(guò)逆變器的續(xù)流二極管回饋到變頻器的直流回路中，此時(shí)的變頻器處于整流狀態(tài)。這時(shí)，如果變頻器中沒(méi)采取消耗能量的措施，這局部能量將導(dǎo)致中間回路的儲(chǔ)能電容器的電壓上升，從而對(duì)變頻器造成損壞。 (2)采用能耗制動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染，可靠性高。(3)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，本錢(qián)低。同時(shí)制動(dòng)力強(qiáng)，制動(dòng)平穩(wěn)。 在變頻器控制主回路分別設(shè)置了進(jìn)線斷路器、網(wǎng)側(cè)熔斷器、網(wǎng)側(cè)接觸器、進(jìn)線電抗器、出線電抗器和斷路器。變頻器箱內(nèi)安裝有CUVC控制板、CBP2通訊板，用于PLC和變頻器的通訊。相應(yīng)的自動(dòng)化系統(tǒng)配置SIMATIC PLC S730

9、0和HMI。鋼包車(chē)控制系統(tǒng)主回路單線圖見(jiàn)以下圖：2、根本參數(shù)：最大載荷量：260t速度：3-30m/min電機(jī)型號(hào)：YPT280S-6 功率：45*2kw車(chē)身自重：50t變頻器：Powerflex 700 VVVF控制制動(dòng)方式：能耗制動(dòng)電氣原理圖：4、電纜卷筒工作原理：電動(dòng)式電纜卷筒由主機(jī)、控制器兩局部組成。主機(jī)用于卷取和釋放電纜，控制器控制力矩并用于調(diào)試。釋放電纜：當(dāng)鋼包車(chē)離開(kāi)電源箱時(shí)，電纜卷筒在拉力作用下將電纜拖出。收取電纜：當(dāng)鋼包車(chē)向電源箱運(yùn)行時(shí)，電纜卷筒的電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置，將運(yùn)動(dòng)傳給卷筒，使之收取電纜。二、故障及故障危害分析：1、常見(jiàn)故障：1鋼包車(chē)卷筒為高支架電纜滾筒，要收起電纜需要承

10、受電纜巨大的重量，調(diào)節(jié)器電壓需調(diào)得很高，經(jīng)常造成電纜內(nèi)細(xì)小的線拉斷；電纜截面積較大，車(chē)輛行走時(shí)，電纜從高空來(lái)回牽引拖拉，極易被拉斷和磨損；電纜固定點(diǎn)由于長(zhǎng)時(shí)間受力，磨損嚴(yán)重，經(jīng)常發(fā)生短路及接地現(xiàn)象。地面車(chē)輛的電纜卷筒是固定安裝在高處的，車(chē)輛在來(lái)回運(yùn)行的過(guò)程中，大截面電纜始終不能和地面接觸，這樣大截面電纜所受的拉力就較大。所以，當(dāng)電纜被來(lái)回牽引時(shí)，因所受拉力大，電纜就極易被拉斷。圖12因?yàn)楦呒軡L筒處在鋼包經(jīng)過(guò)的車(chē)輛路線上，接近且高于鋼包包口，鋼包車(chē)經(jīng)過(guò)電纜滾筒所處位置時(shí)，高溫電纜無(wú)法承受鋼水的高溫，頻繁被燒壞和燒損，鋼水產(chǎn)生的高溫經(jīng)常造成滾筒上的電纜燒壞；甚至于燒壞卷筒電機(jī)和電路。3雖然使用的是

11、高溫電纜，但其外面的耐高溫外皮不僅很難抵御鋼水的高溫，還因其耐磨和受力抗拉性能差，容易被拉破和磨破，無(wú)法適應(yīng)鋼包車(chē)運(yùn)行的需要。而且高溫電纜的價(jià)格高出普通電纜的數(shù)倍，電纜每根40米，按每米600元算，每根電纜本錢(qián)數(shù)萬(wàn)元。4電纜卷筒的半徑太小，且使用的是圓形電纜，易造成大截面電纜內(nèi)斷。高溫電纜內(nèi)部線徑9*2.5線做在3*50+1*25線外圈，當(dāng)在滾筒上彎曲或者在收纜時(shí)受力時(shí)，外圈的9*2.5線受力和彎曲半徑更大，電纜在卷筒上因卷起造成的變形，使圓形電纜的外圈受力，這樣長(zhǎng)時(shí)間的彎折變形，造成大截面電纜的外圈導(dǎo)線容易折斷，造成電纜報(bào)廢。圖25變頻器故障。130t轉(zhuǎn)爐鋼包車(chē)變頻器設(shè)計(jì)只有1臺(tái)，無(wú)備用變頻

12、器，重量約100kg。一旦變頻器出現(xiàn)故障，更換耗時(shí)較長(zhǎng)。2、故障危害：新轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的要求煉一爐鋼所需時(shí)間為40分鐘左右，除去準(zhǔn)備、出鋼和吊包時(shí)間，在煉鋼間隙中可用來(lái)處理鋼包車(chē)故障的時(shí)間缺乏20分鐘，新轉(zhuǎn)爐鋼包車(chē)電纜故障大多屬于內(nèi)部斷線和短路，肉眼很難判斷故障部位的故障，處理這樣的故障20分鐘遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此鋼包車(chē)電纜故障首先會(huì)嚴(yán)重打亂轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的節(jié)奏，造成生產(chǎn)無(wú)法順利進(jìn)行。更換一根鋼包車(chē)電纜，最快需要兩個(gè)小時(shí)，對(duì)生產(chǎn)的影響程度相當(dāng)大。變頻器故障雖然不像電纜故障那樣頻繁，但如果發(fā)生故障，處理和恢復(fù)生產(chǎn)的時(shí)間可能會(huì)更長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)的影響更大。生產(chǎn)過(guò)程中如果出現(xiàn)鋼包車(chē)故障，可能出現(xiàn)泡爐和連鑄停澆等事故，如

13、果是在出鋼過(guò)程中車(chē)輛不能移動(dòng)，甚至還可能釀成潑鋼這樣的重大事故，其造成的連鎖反響和間接經(jīng)濟(jì)損失會(huì)遠(yuǎn)超過(guò)直接經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)我們統(tǒng)計(jì)，由于以上原因，鋼包車(chē)的電纜壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常壽命，有的甚至使用不到一個(gè)星期就不得不更換，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的順利進(jìn)行，造成極大的本錢(qián)浪費(fèi)，預(yù)計(jì)達(dá)百萬(wàn)元以上，同時(shí)也大大增加了我們的勞動(dòng)量。通過(guò)分析得知，鋼包車(chē)電纜故障頻發(fā)的原因和隱患主要有如下幾點(diǎn)：1、電纜滾筒的安裝位置不合理。2、電纜滾筒的選型不當(dāng)，電纜卷筒的半徑太小。3、電纜的選型不合理。4、沒(méi)有備用變頻器，出現(xiàn)變頻器故障不能立即恢復(fù)，存在隱患。三、改進(jìn)措施：1.卷筒車(chē)載安裝。通過(guò)分析地面車(chē)輛的運(yùn)行和大截面電纜的受力情況得

14、知，減少大截面電纜被拉斷的關(guān)鍵是減小電纜所受的拉力。如果把電纜卷筒裝到地面車(chē)輛上，使電纜卷筒與地面車(chē)輛融為一體，大截面電纜就可以和地面接觸，那么電纜卷筒所需的力矩就小，從而電纜所受的拉力較小，電纜就不容易被拉斷。見(jiàn)以下圖3。圖32.增大電纜卷筒的內(nèi)徑，改用內(nèi)徑為1.2米的電纜卷筒。圖4車(chē)載式電纜卷筒使用了內(nèi)徑是1.2米的力矩電機(jī)卷筒，比原來(lái)的卷筒內(nèi)徑大，這樣電纜在卷筒上卷起時(shí)造成的變形小，電纜所受的變形傷害也隨之減小，電纜不易被折斷見(jiàn)上圖4。3.將耐高溫圓電纜改為不銹鋼扁電纜，并在扁電纜特殊段加耐熱套管。將耐高溫圓電纜改為不銹鋼金屬網(wǎng)纏繞扁電纜。扁電纜在卷筒上卷起時(shí)由于電纜滾筒內(nèi)徑比較大1.2

15、米左右，半徑一致，很不容易被折斷見(jiàn)以下圖5；該扁電纜采用了不銹鋼保護(hù)層，有很好的耐磨性和防護(hù)能力，不容易被濺出的液態(tài)金屬燒壞見(jiàn)以下圖6。當(dāng)?shù)孛孳?chē)輛運(yùn)行到出鋼位時(shí)，有一段不銹鋼扁電纜長(zhǎng)期裸露在鋼水容易濺出的位置，所以特別的在這一段容易被液態(tài)金屬燒壞的不銹鋼扁電纜局部又增加了耐熱套管見(jiàn)以下圖5，保護(hù)電纜不會(huì)被濺出的液態(tài)金屬燒毀。圖5圖64.加電纜溝。在扁電纜拖放處加挖電纜溝，當(dāng)?shù)孛孳?chē)輛車(chē)來(lái)回移動(dòng)時(shí)，電纜隨地面車(chē)輛在電纜溝中來(lái)回收放，可以有效防止電纜被鏟車(chē)或運(yùn)鋼渣的大型車(chē)輛輾壓造成損傷。見(jiàn)以下圖7圖75.增加備用變頻控制系統(tǒng)前面已經(jīng)闡述過(guò)，無(wú)論是電纜故障還是變頻器故障，會(huì)影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行，甚至釀成

16、大的事故，因此我們考慮設(shè)計(jì)一套鋼包車(chē)電氣應(yīng)急系統(tǒng)，在鋼包車(chē)電纜或者變頻器等主要設(shè)備損壞的情況下，能保證鋼包車(chē)的工作，從而保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。由于是應(yīng)急處理系統(tǒng)，從節(jié)約本錢(qián)的角度出發(fā)，我們選用了一臺(tái)施耐德 Altivar 71 132Kw的舊變頻器，采取兩線控制，通過(guò)按鈕，為0時(shí)停止，為1時(shí)啟動(dòng)，即輸入的翻開(kāi)或者閉合狀態(tài)控制啟動(dòng)和停車(chē)，輸出30HZ 固定的頻率，使鋼包車(chē)保持固定的車(chē)速。將原來(lái)的高溫電纜改裝為備用電纜，在變頻器或者電纜出現(xiàn)故障時(shí)可以視情況選擇主變頻-主電纜、主變頻-備用電纜、備用變頻-主電纜和備用變頻-備用電纜四種工作模式。在現(xiàn)場(chǎng)鋼包車(chē)旁安裝控制電源箱，箱內(nèi)安置了四個(gè)開(kāi)關(guān)，在鋼包車(chē)

17、卷筒電纜燒壞或者變頻器故障時(shí)，能切換模式，從而有效杜絕了故障停車(chē)的情況，保證生產(chǎn)能順利進(jìn)行。備注：1、主變頻器電源來(lái)自轉(zhuǎn)爐電磁站鋼包車(chē)變頻器柜+21EE2G05;2、備用變頻器電源來(lái)自轉(zhuǎn)爐1樓外圍照明電氣室；3、備用電纜存放在現(xiàn)場(chǎng)控制電源柜旁的鐵柜里；4、在存放備用電纜的鐵柜里安裝有備用變頻器配套的控制鋼包車(chē)行走的按鈕開(kāi)關(guān)。四、改進(jìn)效果1.增加了經(jīng)濟(jì)效益。由于原來(lái)使用的耐高溫圓電纜內(nèi)部導(dǎo)線常被折斷、拉斷，加上常被濺出的液態(tài)金屬燒毀，一截50米的電纜使用半個(gè)月就需要進(jìn)行更換。而此種耐高溫圓電纜的價(jià)格是500元/米，那么換一次電纜所需本錢(qián)要25000元，一個(gè)月需換2次電纜本錢(qián)就是50000元。這樣

18、算下來(lái)，一年12個(gè)月，換電纜所需本錢(qián)就是600000元。在經(jīng)過(guò)卷筒車(chē)載安裝、增大卷筒內(nèi)徑，耐高溫圓電纜換成不銹鋼扁電纜的同時(shí)增加電纜保護(hù)層、加電纜溝等一系列改造后，不銹鋼扁電纜不再容易被折斷和拉斷，電纜故障減少。改造后的不銹鋼扁電纜到現(xiàn)在為止已經(jīng)使用了6個(gè)月都沒(méi)出現(xiàn)過(guò)需要更換電纜的故障，保守估計(jì)，這種不銹鋼扁電纜最少可以使用一年不用更換。 由改造前后比照可以看出，在這種大截面電纜方面，一年可以節(jié)約本錢(qián)600000元，這就直接增加了經(jīng)濟(jì)效益。2. 保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。由于原來(lái)使用的耐高溫圓電纜頻發(fā)故障，而每次出現(xiàn)故障后更換電纜需花2個(gè)半小時(shí)，這會(huì)影響到生產(chǎn)的節(jié)奏，影響生產(chǎn)效益。而從改造后到現(xiàn)在， 不銹鋼扁電纜使用了6個(gè)月沒(méi)有發(fā)生任何故障，不需花費(fèi)時(shí)間更換電纜，每輛車(chē)年減少故障處理時(shí)間60小時(shí)。3.降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。改造前，每次處理電纜故障，環(huán)境惡劣，溫度高，勞動(dòng)強(qiáng)度很大。改造后，只需要在生產(chǎn)間隙對(duì)鋼包車(chē)進(jìn)行巡視、檢查即可，大大降低了維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)