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完善行车电控系统使炼钢冶金铸造桥式起重机安全稳定运行

文档作者：于寿海文档来源： —		点击数：	更新时间： 2021年04月07日
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酒钢科技专刊
碳钢薄板厂设备技术研究论文专集
完善行车电控系统使炼钢冶金铸造桥式起重机
安全稳定运行
于寿海
关键词:调压调速装置、滑触线、电滑砣、滑触线伸缩缝、模块、继电器
1前言
酒钢碳钢薄板厂炼钢有3座120t顶底复吹转炉,转炉的进铁和出钢均由7台冶金铸造桥式起重
机完成,其中加料跨和铁水延伸跨180吨行车4台钢水接收跨200吨行车4台,180吨行车负责对
3-6号高炉的铁水倒运,及炼钢混铁炉至脱硫、转炉的铁水倒运,200吨行车将转炉钢水送至6号
号、8号连铸机浇涛及钢包、渣盘的倒运,炼钢生产节奏连续紧张在生产初期因行车设备电控故障频
繁,严重影响转炉及连铸机的的正常生产,行车已不能满足生产的需要,对行车电控设备进行消缺,
完善,通过不断的消缺和优化,降低了设备故障停机时间提高了生产作业效率。
2冶金铸造桥式起重机
天车设备是炼钢生产的关键设备,7台冶金铸造桥式起重机大车、主小车、副小车、副钩的控制为
常规接触器控制,主钩为调压调速装置,现对主钩调压调速装置控制原理及特性进行说明。
2.1调压调控制器控制原理
调压调速控制器的晶闸管串接在电机定子回路,其转子回路串接适当的电阻器,通过调节三相
反并联晶闸管导通角来改变定子电压,因电机转矩与定子电压平方成比例,从而达到控制电机转速
的目的,控制器实现速度反馈闭环控制,闭环控制原理如图1所示。
vv
V
速度给定
PD控制移相触发管
电机
转换转子频反馈
V=g-V当V>0时,PID控制输出V增加,闸管导通角增加,定子电压升高,电机加速;
当△V<0时,PID控制输出V减少,晶闸管导通角减少,定子电压降低,电机减速;当△V<0时,PD控
制输出V不变,品闸管导出通角不变,定子电压不变,电机转速稳定。
2.2起升运行
当主令控制器为上升某档速度时,程序保证上升接触器首先接通,电机通电,随后制动器打开,
电机启动,通过转子频率反馈和主令控制器的速度设定,系统进入闭环控制状态,主令为全速时,电
机平稳加速至全速。如果主令控制器从全速退回慢速档电机在达到所设定的速度前将暂时处于失
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碳钢薄板厂设备技术研究论文专集
酒钢科技专刊
电状态,直至重新进入闭环控制状态而稳定在所设定的速度上。不论在何种上升速度,只要主令控制
器回到零位,制动器立即制动,然后电机断电。
2.3重载下降
当主令控制器为下降调速档时,程序首先使上升接触器接通,电机接通电源,随后制动器打开,此时
给电机提供的是反接力矩,控制器进入闭环控制状态。当主令控制器为全速下降时,上升接触器释放,下
降接触器接通,电机处于再生发电状态而全速下降,若从全速下降回到慢速档,则下降接触器释放,上升
接触器接通,加速接触器释放,,在反接力矩作用下,电机迅速减速,重新进入闭环控制状态。不管在何种
下降速度,一旦主令控制器回到零位,控制器先以反接力矩进行制动,然后机械制动器制动。
2.4调压调速装置主要特点及保护
优越的控制性能,闭环控制使速度不因载荷变化而变化启动时提前建立电机力矩,制动和高速
档回低速档时,恰当利用反接力矩以防溜钩,先电制动后机械制动,减小对齿轮箱和电机的冲击,减小
制动器的磨损。
具有故障的自诊断功能,电机三相不平衡、电机缺相、电机短路、电机过载、欠电压、无速度反馈、
无电流反馈、晶闸管过热、出现任何故障,控制器均会立即制动,并封锁所有输出故障排除后,主令回
零位,才能重新启动。
3冶金铸造桥式起重机存在问题的处理
3.1炼钢加料跨有4台180吨铸造桥式起重机,负贵铁水罐的倒运和混铁炉至脱硫到转炉的铁水
倒运,钢水接收跨有3台200吨行车,负责为6号连铸机、7号连铸机、8号连铸机的钢水供应,起重机
供电装置为全铜滑触线和集电器,供电采用 SDJXGH--1350铜体滑触线和铜滑砣集电器采集供电,
加料跨滑触线全长390米,分别在加料跨8-9线14-15线安装了二套温度补偿装置;钢水接收跨滑
触线全长360米,分别在钢水接收跨8-9线、1112线、14-15线安装了三套温度补偿装置,温度补偿
连接处间隙调整为10~15mm,因8-9线、14-5线滑触线接头处与钢水接收跨厂房钢结构伸缩缝交
接,滑触线又受铁包、精炼钢包烘烤,在冬春换季时温度变化快,滑触线变化在30mm~45mm左右,造
成滑触线接头伸缩缝处顶死,滑触线产生横向位移的变形产生的力超过固定滑线瓷瓶的力,导致滑线
向外拱起,在秋冬换季时因温度的变化造成滑触线伸缩缝超过30mm以上,滑触线间隙大造成铜滑砣
在伸缩缝接头处卡翻,造成滑触线相间短路,使低压负荷中心总电源跳电
加料跨及钢水接收跨滑触线在每年换季时,必须对加料跨和钢水接收跨滑触线进行两次调整,每
次调整时间在14小时,因加料跨和钢水接收跨行车,分别给转炉、6号连铸机、7号连铸机、8号连铸
机提供铁水和钢水,行车生产作业任务非常紧张协调滑触线调整时间几乎没有,每次调整滑线时分
段作业,对滑触线分段停电,又给设备检修人员带来不安全因素加料跨和钢水接收跨滑触线变形问
题,严重制约炼钢的整体生产,所以提出对加料跨和钢水接收跨滑触线伸缩缝接头处进行改造,解决
这一制约生产瓶颈问题。
连接板
体滑触线
原滑触线伸缩缝接头处
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 50mm
k
改进后滑触线伸缩缝接头处
改进后每个伸缩缝接头加工两根1.5米的滑触线接头,连接处如图所示,在滑触线接头处实现了
无间隙连接,接头处滑触线每边担起滑砣不使滑砣卡在间隙处,而滑触线接头又有50mm的伸缩量,
安装时在滑触线伸缩缝接头处用连接夹板固定于滑触线接头两端的预留间隙上,连接螺栓不能拧紧,
螺栓拧至弹簧垫圈压力一半,保证滑触线伸缩缝在温度变化的情况下进行伸缩。为了保证滑触线接头
处的截流量4000A,在滑触线的的两端用6185mm2多股软铜导线连接,保证滑触线的截流量。
钢水接收跨滑触线改造后能够满足季节变化和温度变化的使用条件,保证了滑触线的伸缩量,改
造后降低了检修频次,滑触线使用良好,保证了生产顺行。
3.2炼钢加料跨和铁水延伸跨4台180吨行车,其中铁水延伸跨11#、12#行车承担3#、4#、5#、6#
高炉配罐,1#、2#混铁炉进铁作业;加料跨13天车、14#天车承担脱硫坐包和转炉进铁任务,天车在
作业时副钩翻铁水罐和铁水包,副钩用一档和二档作业时匀速将铁包翻起,铁水缓慢倒入炉中,避免
在翻铁时因起吊速度过快发生喷溅事故;但是副钩在运行时满足不了现场安全使用要求,在副钩加速
接触器一档和二档时烧损严重,换向接触器主触头烧损严重使用周期短,通过现场跟踪参数采集发
现:副钩一档起吊力矩不够,行车强行三档起吊,在大电流冲击下,造成加速接触器线圈烧损;其二因
为副钩使用“两档反接”工作原理,换向接触器在加速接触器不可靠工作时,频繁换向换向接触器和
加速接触器配合时间不合理,达不到避开换向时产生电流峰值要求造成换向接触器主触头烧损;提
出对副钩电控系统进行改造,在线实际测量副钩换向接触器运行时的峰值电流和峰值电流发生的时
间,首先在副钩控制系统PLC程序中加入延时使换向接触器在换向时避开峰值电流,避免大电流对
接触器主触头烧蚀,减轻大电流对加速接触器的冲击和延长换向接触器使用寿命;对加速接触器和换
向接触器运行参数进行比对,选择合适参数的接触器满足现场使用要求;改进后180吨行车副钩在作
业时运行平稳可靠,备件的使用周期得到延长。
3.3炼钢180吨及200吨天车是吊运液态金属的设备,所有的被控设备(大车走行、小车走行主
钩升降、副钩升降、辅助钩升降)采用单通道输出控制,控制系统采用继电器输出模块,一旦模块继电
器出现节点粘连,导致被控设备出现不可控的动作,在过去几年的生产运行中,由于模块的通道烧坏,
节点粘连等故障,发生主钩自动升降、副钩自动升降等设备故障,设备自动动作可造成洒钢洒铁等重
大人身伤害事故,严重影响生产顺行;针对此问题,为保证天车系统可靠安全运行,对主钩升降、副钩
升降做两通道输出,双继电器控制的方式解决设备不能控制的故障;天车主钩及副钩双通道保护系统
及程序配置如下:
图1:新增双通道保护输出模块接线图
图2:新增双通道保护信号中间继电器原理图
图3:新增双通道保护信号中间继电器接线图
图4:主钩下降程序
281-
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图5:主钩上升程序
图6:副钩下降程序
图7:副钩上升程序
-y-
K03041920
91011314151617181920
 PLC4 6PS7322-1HP01-OMAO
主
行
图1输出模块接线图
主
主下
上
下降
1(Y2速控制器)
图2中间继电器原理图
m--mu--1中
0
9
【20
m-1-24-424【19-4-14年
 NO4
20
0-1
m-1-29-14k204
图3:中间继电器接线图
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
档
主钩下降9121
0s112
2
 5.0 HBC:AT"
=30-04
156.1
0.5
48.1主起升下降
下降一
王钩下降
一档
 *-A30S11*HBC:"
档
=30-4
H
图4:主钩下降程序
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
主上开
一档
100cs
图5:主钩上升程序
.76.6
.576.4
1124
063子064子06第5转子6转子06-上升接
0下降
接触器30-230-m2--1
触触塞接触器
 T8
触器
30-m24
3-20
一
一
 55T150s -Tv...
1
073下
下降接
06下降接触器
30
30-2020
20
图6:副钩下降程序
6.676.5
76.4
2.5
i.76
子=064转子065子=066转子
06-下降接/06惠垂限上升接
接触器
接触器触器
-i6-99230-19-
触器
位
触器
240-2-22-30-21
 FFDT
1
9100
0.
2上升
升接
接
30
 ...-R BCD...
3
019
019
图7:副钩上升程序
180吨及200吨行车主钩升降副钩升降双通道输出保护措施实施后,未发生主钩、副钩由于模
块通道烧坏,节点粘连而自动上升和下降。
3.4炼钢投产初期,12号、13号行车的定点检修,造成混铁炉无法出铁导致炼钢停产,原因是12
-283-
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号、13号行车检修用电葫芦在19线,混铁炉铁水称量车铁水吊装位在19线,一旦行车检修,其它行
车无法靠近吊运铁包,通过对混铁炉2#称量车轨道延长和铁水延伸跨滑线向东延长后12号、13号
行车可定点停车检修,不影响混铁炉出铁生产实施后生产检修两不误。
4结论
酒钢碳钢薄板厂炼钢自2005年4月投产以来,通过对180吨和200吨冶金铸造桥式起重机存在
的隐患和问题不断消缺和改造,经过精心点检和维护,现冶金铸造桥式起重机运行安全稳定可靠故
障率低,能够满足炼钢生产的需要。
参考文献
【1】大连重工*起重集团有限公司180/50吨铸造式桥式起重机图纸
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