邹元甲

【摘 要】高压水除鳞系统安装在加热炉到BD轧机之间，主要的作用为去除经过加热炉加热后的轧件表面氧化铁皮，使得轧件进入轧机轧制时表面光洁，减少轧制时氧化铁皮压入、辊印等轧制质量问题，同时减少轧机轧制负荷，提升轧件表面质量，满足用户对产品表面质量的要求，以提升H型钢产品竞争能力。

【关键词】大型H型钢生产线；高压水除鳞控制系统；改造

1.前言

高压水除鳞系统原设计喷淋能力为200bar，正常运行能力只能维持在180bar左右，对轧件表面除鳞效果只能满足很少规格的需要。而随着产品表面质量要求的越发严格，以及现形势下特殊钢种轧制的数量增加，高压水除鳞能力不足以及运行不稳定就成为保证产品质量的瓶颈，因此对除鳞系统的改造势在必行。为了提升H型钢表面质量，需要保证BD前轧制时的除鳞效果。高压水除鳞现场根据不同规格钢种需要，需要压力不同，压力范围在180bar～320bar之间，现场采用的泵组由于设计压力低只有200bar，且泵组及管路极易出现问题，无法保证系统的正常运行，对现场轧制的除鳞需要无法满足，因此需要对除鳞系统进行升级改造。

2.方案的设计

2.1除鳞泵

根据现场除鳞压力需求，为了提升泵组运行效率及减少泵组运行时的负荷，采用多台除鳞泵共同工作，并最终汇总于一个输出总管内，这样通过多个除鳞泵压力的合计提供现场需要的除鳞压力。

2.2电机控制

由于除鳞泵工作为平时空载运行，除鳞时带载输出，根据除鳞泵的负荷要求，电机选择为YVP 355L3-4 355KW，因此对除鳞泵电机的控制采用变频控制为最合理，且最节能。

2.3控制系统

电机采用变频控制，且现场位置、压力、温度、液位等检测点很多，并且根据现场操作的需要，需要将操作柜分别安装在不同位置，因此对于控制系统需要使用S7300PLC控制。

3.方案实施

3.1通过对高压变频器和低压变频器的比较，可以看出使用低压变频器能够满足现场需要，并且安装和控制都较为方便，因此可以确定使用低压变频器。

3.2为了在1#主电室内腾出空间来安装变频器柜，需要在主电室内移动部分控制柜，牵涉到的主要移动内容如下：

（1）东面1p12电源柜（内为自动化及工业电视，变压器风机电源）进线电源（两路），改到出钢机柜1p10内原上料机处，增加两断路器（100A）。由26T母线改为25T母线。

（2）东侧柜两台变压器风机柜拆除，拆除时需停加热炉26T变压器，及分断母联，停回水泵房备用电源。两个电源分别接自原上料机隔离上火及回水泵房电源下火。

（3）拆除西侧四台制动电阻柜，移位到西边后盖小屋内。其中最南边电阻柜为上料机电阻柜，移位后将高压水除磷1#泵控制柜（东侧南边第一台）；另外三台制动电阻柜为上出料辊道及出料机，移位需重新敷设电阻电缆及柜内风扇220v电源。

备用上出料变频器制动电阻考虑安装到一台柜内，与移位的电阻柜放置在一起，可利用回水泵房替换下的软启动柜。

（4）26T进线断路器现为2000A，需要进行更换为2500A。

（5）东侧柜新加三台变频器柜，需要拆除两台风机软启动柜，变频器上部母排需要与26t二段母排连接，连接时需将上料机柜内增加母排进行连接。同时由于空间不够需要向南延伸，挡住电缆沟栏杆，栏杆需要处理。

（6）西侧柜将三台制动电阻柜移走后新增三台变频器柜，需与25t二段母线连接，连接后可考虑同时将南侧的两台水除磷软启动柜、上出料机备用变频器柜连接母排。

3.3现场安装施工和调试

·预先敷设电缆桥架和敷设电缆，主要为电机主电缆和信号控制电缆，以及变频器和PLC之间控制电缆。

·大修开始时将加热炉区域全面停电，实行变频器母排和原低压母排的并柜。

·现场电缆接线，并打点试车。

·电机设控制调试，并测试全面的连锁信号。

·接好水源，带水实际测试，测试不同泵组、不同转速的压力，并进行记录，作为今后启用的基础。

·调试现场导卫控制。

·远程上位机控制调试，并编制操作说明作为现场人员操作依据。

3.4除鳞控制系统通讯改造

通过对型钢厂生产以来的PLC信号干扰问题解决方案比较，在单独制定接地、DP电缆全程穿管的情况下，干扰信号仍无法屏蔽，则证明DP通讯对现场运行环境无法保证通讯效果，应考虑改用抗干扰能力强的光纤通讯方式。

3.5变频器柜内出线电抗器改造

变频器柜内出线电抗器在系统投入运行后，表现出发热严重及噪音极大的问题，电抗器绕组发热温度最高达到120°c，已经达到设计要求的最大温度允许，而正常情况下电抗器温度应在50度左右；且由于电抗器设计问题，噪音极大，不论实在空载还是满载情况下都发出尖锐的噪音。

3.5.1变频器输出侧电抗器主要作用有：

·提高输出高频阻抗，减低高频漏电流，保护变频器。

·有效降低IGBT输出的高dv/dt，延长电机寿命。

·抑制变频器输出的谐波电流，

·补偿长线分布电容的影响，延长输出输出距离

·降低电机的噪声。

3.5.2电抗器换型改造

根据电机运行需要，考虑电机启动时的电流，电抗器额定电流按照大于电机额定电流选择，定为800A。

按照电抗器制作要求，电抗器压降按照4v考虑，参照下表选择电感量为：0.0159mH

对于铝线氧化和与铜端子连接部氧化都具有很好的固定作用，适用在在较恶劣环境。

4.更换后效果

电抗器更换后效果明显：

5.经济效益分析报告

5.1通讯干扰问题查找和处理都比较困难，处理时间不可控制，以3月份已经发生过的一次90分钟停轧为例，参考大型线PLC通讯曾经发生过的通讯故障，可按照每年减少停机时间360分钟測算。减少停机时间所对应的产量保证和杜绝电耗、煤耗的非正常消耗，每年能够产生效益10万元。

5.2此次除鳞改造，主要效益在采用低压电机代替高压电机和利用旧主电室减少新上主电室两方面。

变频器电抗器由于发热严重，已经对设备的运行产生了极为恶劣的影响，如果不更换的结局会是电抗器烧坏甚至是着火，对除鳞变频器甚至是主电室内的设备运行都会产生严重的后果。电抗器的更换解决了这些隐患，所避免的设备安全效益不可估量。

一年费用节约小计：77万元

6.结语

高压水除鳞除鳞压力得到保证后，对轧制质量、轧机负荷都有明显的改善，产生的效益不可估量。

参考文献：

[1]雷天觉.新编液压工程手册[M].备件：北京理工大学出版社，1998.

[2]章宏甲，等.液压传动[M].备件：机械工业出版社，1993.endprint