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完善行車電控系統使煉鋼冶金鑄造橋式起重機安全穩定運行

文檔作者：于壽海文檔來源： —		點擊數：	更新時間： 2021年04月07日
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酒鋼科技專刊
碳鋼薄板廠設備技術研究論文專集
完善行車電控系統使煉鋼冶金鑄造橋式起重機
安全穩定運行
于壽海
關鍵詞:調壓調速裝置、滑觸線、電滑砣、滑觸線伸縮縫、模塊、繼電器
1前言
酒鋼碳鋼薄板廠煉鋼有3座120t頂底復吹轉爐,轉爐的進鐵和出鋼均由7臺冶金鑄造橋式起重
機完成,其中加料跨和鐵水延伸跨180噸行車4臺鋼水接收跨200噸行車4臺,180噸行車負責對
3-6號高爐的鐵水倒運,及煉鋼混鐵爐至脫硫、轉爐的鐵水倒運,200噸行車將轉爐鋼水送至6號
號、8號連鑄機澆濤及鋼包、渣盤的倒運,煉鋼生產節奏連續緊張在生產初期因行車設備電控故障頻
繁,嚴重影響轉爐及連鑄機的的正常生產,行車已不能滿足生產的需要,對行車電控設備進行消缺,
完善,通過不斷的消缺和優化,降低了設備故障停機時間提高了生產作業效率。
2冶金鑄造橋式起重機
天車設備是煉鋼生產的關鍵設備,7臺冶金鑄造橋式起重機大車、主小車、副小車、副鉤的控制為
常規接觸器控制,主鉤為調壓調速裝置,現對主鉤調壓調速裝置控制原理及特性進行說明。
2.1調壓調控制器控制原理
調壓調速控制器的晶閘管串接在電機定子回路,其轉子回路串接適當的電阻器,通過調節三相
反并聯晶閘管導通角來改變定子電壓,因電機轉矩與定子電壓平方成比例,從而達到控制電機轉速
的目的,控制器實現速度反饋閉環控制,閉環控制原理如圖1所示。
vv
V
速度給定
PD控制移相觸發管
電機
轉換轉子頻反饋
V=g-V當V>0時,PID控制輸出V增加,閘管導通角增加,定子電壓升高,電機加速;
當△V<0時,PID控制輸出V減少,晶閘管導通角減少,定子電壓降低,電機減速;當△V<0時,PD控
制輸出V不變,品閘管導出通角不變,定子電壓不變,電機轉速穩定。
2.2起升運行
當主令控制器為上升某檔速度時,程序保證上升接觸器首先接通,電機通電,隨后制動器打開,
電機啟動,通過轉子頻率反饋和主令控制器的速度設定,系統進入閉環控制狀態,主令為全速時,電
機平穩加速至全速。如果主令控制器從全速退回慢速檔電機在達到所設定的速度前將暫時處于失
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碳鋼薄板廠設備技術研究論文專集
酒鋼科技專刊
電狀態,直至重新進入閉環控制狀態而穩定在所設定的速度上。不論在何種上升速度,只要主令控制
器回到零位,制動器立即制動,然后電機斷電。
2.3重載下降
當主令控制器為下降調速檔時,程序首先使上升接觸器接通,電機接通電源,隨后制動器打開,此時
給電機提供的是反接力矩,控制器進入閉環控制狀態。當主令控制器為全速下降時,上升接觸器釋放,下
降接觸器接通,電機處于再生發電狀態而全速下降,若從全速下降回到慢速檔,則下降接觸器釋放,上升
接觸器接通,加速接觸器釋放,,在反接力矩作用下,電機迅速減速,重新進入閉環控制狀態。不管在何種
下降速度,一旦主令控制器回到零位,控制器先以反接力矩進行制動,然后機械制動器制動。
2.4調壓調速裝置主要特點及保護
優越的控制性能,閉環控制使速度不因載荷變化而變化啟動時提前建立電機力矩,制動和高速
檔回低速檔時,恰當利用反接力矩以防溜鉤,先電制動后機械制動,減小對齒輪箱和電機的沖擊,減小
制動器的磨損。
具有故障的自診斷功能,電機三相不平衡、電機缺相、電機短路、電機過載、欠電壓、無速度反饋、
無電流反饋、晶閘管過熱、出現任何故障,控制器均會立即制動,并封鎖所有輸出故障排除后,主令回
零位,才能重新啟動。
3冶金鑄造橋式起重機存在問題的處理
3.1煉鋼加料跨有4臺180噸鑄造橋式起重機,負貴鐵水罐的倒運和混鐵爐至脫硫到轉爐的鐵水
倒運,鋼水接收跨有3臺200噸行車,負責為6號連鑄機、7號連鑄機、8號連鑄機的鋼水供應,起重機
供電裝置為全銅滑觸線和集電器,供電采用 SDJXGH--1350銅體滑觸線和銅滑砣集電器采集供電,
加料跨滑觸線全長390米,分別在加料跨8-9線14-15線安裝了二套溫度補償裝置;鋼水接收跨滑
觸線全長360米,分別在鋼水接收跨8-9線、1112線、14-15線安裝了三套溫度補償裝置,溫度補償
連接處間隙調整為10~15mm,因8-9線、14-5線滑觸線接頭處與鋼水接收跨廠房鋼結構伸縮縫交
接,滑觸線又受鐵包、精煉鋼包烘烤,在冬春換季時溫度變化快,滑觸線變化在30mm~45mm左右,造
成滑觸線接頭伸縮縫處頂死,滑觸線產生橫向位移的變形產生的力超過固定滑線瓷瓶的力,導致滑線
向外拱起,在秋冬換季時因溫度的變化造成滑觸線伸縮縫超過30mm以上,滑觸線間隙大造成銅滑砣
在伸縮縫接頭處卡翻,造成滑觸線相間短路,使低壓負荷中心總電源跳電
加料跨及鋼水接收跨滑觸線在每年換季時,必須對加料跨和鋼水接收跨滑觸線進行兩次調整,每
次調整時間在14小時,因加料跨和鋼水接收跨行車,分別給轉爐、6號連鑄機、7號連鑄機、8號連鑄
機提供鐵水和鋼水,行車生產作業任務非常緊張協調滑觸線調整時間幾乎沒有,每次調整滑線時分
段作業,對滑觸線分段停電,又給設備檢修人員帶來不安全因素加料跨和鋼水接收跨滑觸線變形問
題,嚴重制約煉鋼的整體生產,所以提出對加料跨和鋼水接收跨滑觸線伸縮縫接頭處進行改造,解決
這一制約生產瓶頸問題。
連接板
體滑觸線
原滑觸線伸縮縫接頭處
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 50mm
k
改進后滑觸線伸縮縫接頭處
改進后每個伸縮縫接頭加工兩根1.5米的滑觸線接頭,連接處如圖所示,在滑觸線接頭處實現了
無間隙連接,接頭處滑觸線每邊擔起滑砣不使滑砣卡在間隙處,而滑觸線接頭又有50mm的伸縮量,
安裝時在滑觸線伸縮縫接頭處用連接夾板固定于滑觸線接頭兩端的預留間隙上,連接螺栓不能擰緊,
螺栓擰至彈簧墊圈壓力一半,保證滑觸線伸縮縫在溫度變化的情況下進行伸縮。為了保證滑觸線接頭
處的截流量4000A,在滑觸線的的兩端用6185mm2多股軟銅導線連接,保證滑觸線的截流量。
鋼水接收跨滑觸線改造后能夠滿足季節變化和溫度變化的使用條件,保證了滑觸線的伸縮量,改
造后降低了檢修頻次,滑觸線使用良好,保證了生產順行。
3.2煉鋼加料跨和鐵水延伸跨4臺180噸行車,其中鐵水延伸跨11#、12#行車承擔3#、4#、5#、6#
高爐配罐,1#、2#混鐵爐進鐵作業;加料跨13天車、14#天車承擔脫硫坐包和轉爐進鐵任務,天車在
作業時副鉤翻鐵水罐和鐵水包,副鉤用一檔和二檔作業時勻速將鐵包翻起,鐵水緩慢倒入爐中,避免
在翻鐵時因起吊速度過快發生噴濺事故;但是副鉤在運行時滿足不了現場安全使用要求,在副鉤加速
接觸器一檔和二檔時燒損嚴重,換向接觸器主觸頭燒損嚴重使用周期短,通過現場跟蹤參數采集發
現:副鉤一檔起吊力矩不夠,行車強行三檔起吊,在大電流沖擊下,造成加速接觸器線圈燒損;其二因
為副鉤使用“兩檔反接”工作原理,換向接觸器在加速接觸器不可靠工作時,頻繁換向換向接觸器和
加速接觸器配合時間不合理,達不到避開換向時產生電流峰值要求造成換向接觸器主觸頭燒損;提
出對副鉤電控系統進行改造,在線實際測量副鉤換向接觸器運行時的峰值電流和峰值電流發生的時
間,首先在副鉤控制系統PLC程序中加入延時使換向接觸器在換向時避開峰值電流,避免大電流對
接觸器主觸頭燒蝕,減輕大電流對加速接觸器的沖擊和延長換向接觸器使用壽命;對加速接觸器和換
向接觸器運行參數進行比對,選擇合適參數的接觸器滿足現場使用要求;改進后180噸行車副鉤在作
業時運行平穩可靠,備件的使用周期得到延長。
3.3煉鋼180噸及200噸天車是吊運液態金屬的設備,所有的被控設備(大車走行、小車走行主
鉤升降、副鉤升降、輔助鉤升降)采用單通道輸出控制,控制系統采用繼電器輸出模塊,一旦模塊繼電
器出現節點粘連,導致被控設備出現不可控的動作,在過去幾年的生產運行中,由于模塊的通道燒壞,
節點粘連等故障,發生主鉤自動升降、副鉤自動升降等設備故障,設備自動動作可造成灑鋼灑鐵等重
大人身傷害事故,嚴重影響生產順行;針對此問題,為保證天車系統可靠安全運行,對主鉤升降、副鉤
升降做兩通道輸出,雙繼電器控制的方式解決設備不能控制的故障;天車主鉤及副鉤雙通道保護系統
及程序配置如下:
圖1:新增雙通道保護輸出模塊接線圖
圖2:新增雙通道保護信號中間繼電器原理圖
圖3:新增雙通道保護信號中間繼電器接線圖
圖4:主鉤下降程序
281-
碳鋼薄板廠設備技術研究論文專集
酒鋼科技專刊
圖5:主鉤上升程序
圖6:副鉤下降程序
圖7:副鉤上升程序
-y-
K03041920
91011314151617181920
 PLC4 6PS7322-1HP01-OMAO
主
行
圖1輸出模塊接線圖
主
主下
上
下降
1(Y2速控制器)
圖2中間繼電器原理圖
m--mu--1中
0
9
【20
m-1-24-424【19-4-14年
 NO4
20
0-1
m-1-29-14k204
圖3:中間繼電器接線圖
282-
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140.1
=05下降
6.1
止限位
主起升下降141
68.3
05-05下降一
檔
主鉤下降9121
0s112
2
 5.0 HBC:AT"
=30-04
156.1
0.5
48.1主起升下降
下降一
王鉤下降
一檔
 *-A30S11*HBC:"
檔
=30-4
H
圖4:主鉤下降程序
140.0
 I40.
上升停
6.
.
主程升上升0
位
止限位
6
0=0
 .0 " A8-130510* 920-P702*-
t主起升上升
上升
主上開
一檔
100cs
圖5:主鉤上升程序
.76.6
.576.4
1124
063子064子06第5轉子6轉子06-上升接
0下降
接觸器30-230-m2--1
觸觸塞接觸器
 T8
觸器
30-m24
3-20
一
一
 55T150s -Tv...
1
073下
下降接
06下降接觸器
30
30-2020
20
圖6:副鉤下降程序
6.676.5
76.4
2.5
i.76
子=064轉子065子=066轉子
06-下降接/06惠垂限上升接
接觸器
接觸器觸器
-i6-99230-19-
觸器
位
觸器
240-2-22-30-21
 FFDT
1
9100
0.
2上升
升接
接
30
 ...-R BCD...
3
019
019
圖7:副鉤上升程序
180噸及200噸行車主鉤升降副鉤升降雙通道輸出保護措施實施后,未發生主鉤、副鉤由于模
塊通道燒壞,節點粘連而自動上升和下降。
3.4煉鋼投產初期,12號、13號行車的定點檢修,造成混鐵爐無法出鐵導致煉鋼停產,原因是12
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酒鋼科技專刊
號、13號行車檢修用電葫蘆在19線,混鐵爐鐵水稱量車鐵水吊裝位在19線,一旦行車檢修,其它行
車無法靠近吊運鐵包,通過對混鐵爐2#稱量車軌道延長和鐵水延伸跨滑線向東延長后12號、13號
行車可定點停車檢修,不影響混鐵爐出鐵生產實施后生產檢修兩不誤。
4結論
酒鋼碳鋼薄板廠煉鋼自2005年4月投產以來,通過對180噸和200噸冶金鑄造橋式起重機存在
的隱患和問題不斷消缺和改造,經過精心點檢和維護,現冶金鑄造橋式起重機運行安全穩定可靠故
障率低,能夠滿足煉鋼生產的需要。
參考文獻
【1】大連重工*起重集團有限公司180/50噸鑄造式橋式起重機圖紙
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