70t轉(zhuǎn)爐傾動控制系統(tǒng)技術改造

段春園

摘 要：本文主要針對于ABB800變頻器在冶金系統(tǒng)煉鋼轉(zhuǎn)爐傾動控制使用過程中，頻繁出現(xiàn)過直流母線過電壓故障的調(diào)試及解決問題的辦法，從轉(zhuǎn)爐傾動的負載特性，結(jié)合實際生產(chǎn)過程中所出現(xiàn)的問題，對其變頻器故障產(chǎn)生的原因以及解決問題采用改造的方式進行全部的說明。

關鍵詞：變頻器；直流母線過電壓故障；主/從控制系統(tǒng)；正力矩；負載特性

中圖分類號：TF345 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）17-0062-01

1 前言

我公司煉鋼廠1#轉(zhuǎn)爐至2004年投產(chǎn)以來，在當1#轉(zhuǎn)爐進行出鋼、進鐵水操作時，容易引起轉(zhuǎn)爐傾動變頻控制系統(tǒng)報故障現(xiàn)象，該現(xiàn)象直接的影響到轉(zhuǎn)爐的正常生產(chǎn)以及出鋼時易造成鋼水夾渣現(xiàn)象。在2007年1月，我廠對1#轉(zhuǎn)爐進行下爐檢修，通過檢修過程中通過對轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)進行改造后，徹底的解決這一事故隱患。

2 轉(zhuǎn)爐傾動變頻原理及設備狀況

煉鋼廠70t轉(zhuǎn)爐傾動裝置采用全懸掛式四點傳動式，它由四臺55Kw變頻電動機進行驅(qū)動。轉(zhuǎn)爐傾動變頻控制系統(tǒng)采用的瑞典ABB公司ACS800變頻器，由四臺變頻器組成了一個主/從控制系統(tǒng)，通過轉(zhuǎn)爐本體的PLC（可編程控制器）進行轉(zhuǎn)爐傾動控制。根據(jù)轉(zhuǎn)爐控制工藝要求，轉(zhuǎn)爐的傾動操作角度為正反360°，當轉(zhuǎn)爐爐口與爐底方向軸線與地平面垂直時為垂直狀態(tài)。另外根據(jù)生產(chǎn)工藝設計說明，轉(zhuǎn)爐按正力矩設計，即轉(zhuǎn)爐的耳軸下部比上部高，下部比上部重，從而保證轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當轉(zhuǎn)爐爐體處于正力矩狀態(tài)時，電動機處于電動運行狀態(tài)，當轉(zhuǎn)爐爐體處于負力矩狀態(tài)時，電動機處于發(fā)電運行狀態(tài)，此時電動機處于回饋制動狀態(tài)。

3 轉(zhuǎn)爐變頻控制故障產(chǎn)生原因

在1#轉(zhuǎn)爐進行出鋼、進鐵水操作時，轉(zhuǎn)爐傾動變頻控制系統(tǒng)容易報“DC OVERVOLT（中間電路直流電壓過高）”的故障。變頻器的主回路接線圖如圖1所示。

該故障主要由于直流母線電壓Ud超出變頻器的直流母線極限電壓Udmax的1.3倍原因引起，造成這個故障的原因有三種情況：

（1）變頻系統(tǒng)制動斬波器和制動電阻器開路或配置不當。（2）變頻器的減速時間設置太短。（3）控制的負載特性需調(diào)整。

經(jīng)過我們對1#轉(zhuǎn)爐傾動變頻器的制動斬波器與外接的制動電阻的檢查，以及參照ACS800變頻器選型手冊匹配的制動電阻進行了驗證確認，基本將第一種情況進行排除。我們通過修改了控制變頻器主機的減速時間，將原來設置的減速時間3S改成了6S后，在轉(zhuǎn)爐操作過程中，變頻器報故障的次數(shù)有所減少。但是由于煉鋼轉(zhuǎn)爐傾動裝置在操作過程中是需要進行頻繁的起動、制動及加減速操作，主機變頻器減速時間的延長，使得變頻器切換時間的加長，所以對轉(zhuǎn)爐傾動操作帶來了一定的困難，這個辦法基本不能滿足生產(chǎn)工藝的要求，而且沒有根本性的解決轉(zhuǎn)爐傾動控制系統(tǒng)報故障的問題。

經(jīng)過現(xiàn)場對轉(zhuǎn)爐傾動操作時，變頻器輸出實際力矩與電機電流變化情況實時監(jiān)控，以及結(jié)合對轉(zhuǎn)爐傾動控制進行的一些模擬實驗數(shù)據(jù)。發(fā)現(xiàn)1#轉(zhuǎn)爐在實際運行過程中，隨轉(zhuǎn)爐的角度變化變頻器的實際輸出力矩值的波動很大，穩(wěn)定性差。針對轉(zhuǎn)爐傾動裝置的實際操作中，進行進鐵水或出鋼時，可能出現(xiàn)負力矩正?，F(xiàn)象。特將1#轉(zhuǎn)爐與2#轉(zhuǎn)爐的變頻器運行參數(shù)進行比較后發(fā)現(xiàn)，1#轉(zhuǎn)爐在進行出鋼與進鐵水時操作時，造成轉(zhuǎn)爐傾動變頻系統(tǒng)報故障的主要原因是：1#轉(zhuǎn)爐爐體的負載正力矩不對，當1#轉(zhuǎn)爐爐體進行出鋼或進鐵水時，轉(zhuǎn)爐爐體出現(xiàn)負力矩狀態(tài)，此時電動機處于發(fā)電運行狀態(tài)，變頻器必須靠逆變單元、制動單元將電動機所產(chǎn)生的電能進行回饋、消耗。但是當轉(zhuǎn)爐爐體產(chǎn)生負力矩值太大，引起變頻器的直流母線電壓過高，變頻器過流保護報故障。

4 轉(zhuǎn)爐自動控制與變頻系統(tǒng)改造

根據(jù)以上故障原因分析，煉鋼廠在2007年1#轉(zhuǎn)爐下爐檢修對轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)進行如下改造：

（1）針對1#轉(zhuǎn)爐爐體負載正力矩不對的情況，對1#轉(zhuǎn)爐爐體底部不同部位加焊約4噸的配重，來充分保證轉(zhuǎn)爐的正力矩特性。（2）通過對1#轉(zhuǎn)爐傾動控制變頻器參數(shù)的調(diào)整，在1#轉(zhuǎn)爐負載特性變動的情況下，對變頻器的輸出力矩的調(diào)節(jié)方式，以及對力矩波動的響應性的相關參數(shù)進行調(diào)整。（3）將1#轉(zhuǎn)爐緊急停車系統(tǒng)由原來設計緊停開關的動作時，只是將變頻器的控制使能信號進行切斷條件，改造當緊停開關動作時，同時將變頻器的相關控制信號以及抱閘電源開關進行切斷。

5 結(jié)語

1#轉(zhuǎn)爐通過以上項目改造，經(jīng)過了2個月的正常生產(chǎn)，1#轉(zhuǎn)爐在出鋼與進鐵水操作時，再也沒有出現(xiàn)變頻器報故障現(xiàn)象。徹底的解決了該設備事故隱患。

參考文獻

[1]韓安榮.通用變頻器及其應用[M].機械工業(yè)出版社，2003.

[2]ACS800標準應用程序7.x.北京：ABB電氣傳動有限公司.endprint