真空精炼插入管清渣装置控制及应用

攀 钢 技 术 35 真空精炼插入管清渣装置控制及应用 宋东飞，刘 峰 （新钢钒提钒炼钢厂 ） 摘 要： 简要阐述 了攀钢 钢水真空精炼插入管清渣装置控制 系统 的组成、功能及设计。 经过现场使用表明， 装置清渣耗时不到 10 位精度波动在 8 渣作业率大于 98%，能够在每炉生产的间隙进行，解决了原来火焰清渣时间太长的问题，大大减轻了工人的劳动强度，同时提高了钢水真空精炼的作业率。 关键词： 真空精炼 ； 插入管 ； 清渣 ； 变频器 0 引言 钢水 真空精炼装置主要对钢水进行脱气、脱氧、脱碳及合金微调处理，其主要设备真空脱气 装置的插入管由于 严重粘钢、粘渣， 连续处理 7 8炉左右就必须进行清渣， 采用人工对粘附在插入管的钢渣进行清理，并对插入管浇注料进行喷补维护 ，一次清渣约需 3 h，人工劳动强度大，费时费力， 严重降低了真空精炼的作业率， 生产能力受到很大制约。攀钢板坯真空脱气装置 (单工位 )投产于1997 年，设计生产能力为 t/a，由于上述主要原因，至今仍未达产，最高年份产量仅为 36万 t。为改变这种状况，攀钢炼钢厂委托攀钢机制公司研制出插入管在线清渣装置 ,于 2008年 4 月安装投入使用，并进行了一系列调试和改造。 1 清渣工艺过 程及工作原理 工艺过程 当真空 精炼 结束 ,钢水罐车离开真空精炼插入管后 ,将清渣车开到插入管下面，启动两台电机，使铲刀上下振动 ,让插入管下行，由铲刀将插入管上的粘渣铲掉。清渣完成后，升起插入管，停止铲刀振动 ,将清渣车开离插入管，人工清除渣车上的钢渣，完成清渣工作。 工作原理 清渣车采用四个能够上下振动的铲刀，前、后铲刀 (与钢水罐车轨道垂直 )为直刀，左、右铲刀为V 形刀。前、后铲刀通过连杆控制，相互平衡，一个刀向下运动，另一个即向上运动，由一台 45 136 率， 14.8 幅上下振动。左、右铲刀与前、后铲刀一样，也通过连杆控制，相互平衡，一个刀向下运动，另一个刀即向上运动，由另外一台 45 机带动，以 136 率， 14.8 幅上下振动。利用铲刀的上下振动冲击插入管上的粘渣，将其铲掉。 2 清渣装置控制系统组成 系统硬件配置如图 1 所示。 用西门子 200，增加 展模块。行走电机选用型号为 12/E 5.5 80V，变频器选用富士 渣电机选用型号为 136 /4 45 80V。 清渣装置有一个“原始位”，用于清渣装置不工作时的停放位置；有一个“工作位”，用于清渣装置进行清渣作业时的停放位置，如图 2 所示。清渣车轨道安装有由 4 个接近开关 速位）、止位）、 速位）、 止位）控制。按钮盒面板布置说明如图 3 所示。 图 1 系统硬件配置 按钮盒及灯 各接近开关 编程序控制器 1 频器 制动器 清渣电机 1 清渣电机 2 走电机 36 2009 年第 32 卷第 3 期 图 2 清渣装置动作示意图 图 3 按钮盒面板布置 3 控制系统设计 电机动作设计 当钢 水车退出，真空精炼插入管上升到位，行走大车停放在“原始位”，所有电气准备条件满足后，按一下图 3 所示按钮盒上的 “前进”带灯按钮，装置前进，同时指示灯亮。碰到接近开关“ 装置减速行驶，碰到接近开关“ 装置到达“工作位”，装置停止，同时“停止”带灯按钮 示灯亮。行走电机前进、后退变速程序设计如图 4所 示。 待插入管下降后，按一下“启动”带灯按钮，指示灯亮，同时清渣电机工作， 5 s 后清渣电机也工作，进行清渣作业，清渣完毕后，按一下“停止”带灯按钮 个清渣电机停运，同时“停止”带灯按钮 示灯亮。清渣电机工作程序设计如图 5 所示，第 2 台清渣电机的延时启动是为了防止启动时对电网的冲击。当装置在工作状态下，遇到误操作、误判断或紧急情况等，转动“急停”按钮，装置紧急停运全部工作电机，同时“复位”带灯 走电机接触器常开辅助接点 有电机停运常闭接点 渣电机停止按钮常开接点 渣电机启动按钮常开接点 渣电机 1 热继电器常闭辅助接点 渣电机 1 工作中间继电器 渣电机 1 接触器常开辅 助接点 渣电机 2 接触器常开辅助接点 时器 渣电机 2 热继电器常闭辅助接点 渣电机 2 工作中间继电器 5 清渣电机 1/2 动作设计 按钮指示灯亮，按一下“复位”按钮，指示灯灭，此时装置才可重新进行正常操作。 待插入管上升离开清渣装置后，按一下“后退”带灯按钮，装置后退，同时指示灯亮，碰到接近开关“ 置减速行驶，碰到接近开关“ 装置到达“原始位”，装置停止，同时“停止”带灯按钮 示灯亮，清渣工作完毕。 由于钢水罐车行走惯性很大，故设计配有电机制动器，防止电机处于再生发电状态，以免变频器误认为发生故障，而断开输出、报警，致使设备无Q 0 . 4 M 0 . 0 M 0 . 1 Q 0 . 7 Q 0 . 6 Q 0 . 5 Q 0 . 4 I 1 . 2 M 0 . 0 M 0 . 1 Q 0 . 7 Q 0 I 1 Q 0 Q 0 I 1 M 0 M 0 . 0 Q 0 I 1 M 0 M 0 . 1 频器正传输入 间标志 频器低速输入 间标志 频器高速输入 频器反转输入 走电机前进前进位常开接点 走电机后退减速位常开接点 走电机前进停止位常开接点 走电机后退停止位常开接点 图 4 行走电机前进 / 后退变速设计 I 50 100 钮盒 前进 后退 S B 1 S B 2 1 点动 前进 停止 后退 启动 停止 急停 复位 行走电机 清渣电机 钮盒 行走大车 工作位 原 始 位 减 速 位 停 止 位 减 速 位 停 止 位 前 进 后 退 攀 钢 技 术 37 法使用。 变频器的容量选择及参数调试 变频器容量的选择首先要考虑电机功率、电机在正常工频运行情况下的实际电流大小，以及电机的负载类型 (本系统为恒转矩类型负载 )。同时综合考虑了变频器 安装地理位置的海拔高度、安装场所的环境温度， 以及变频器为封闭式且采用柜内安装等因素来适当放大变频器的额定容量。故本系统变频器选用富士 7.5 量。 在系统调试过程中变频器的参数设定十分重要，由于参数设 定不当，不仅不能满足生产的需要，还会导致起动、制动的失败，或工作时常跳闸，严重时会烧毁功率模块 整流桥等器件。变频器功能参数很多，实际应用中，没有必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据生产实际进行设定和调试。 调试前进行单体试验及检查，检查接线是否正确，变频器接地必须良好。变频器首次送电时断开与主回路连接的电缆，根据说明书检查各点的电压是否正常，检查面板上显示是否正常，在面板的所有显示正确后方可进行系统调试。 根据电机参数和工艺要求，本系统的主要参数设定如下 : (1)设置为 50 (2)定电压设定为 380 V。 (3)速时间、 速时间，根据调试结果分别设定为 s。 (4) 升转矩，考虑负载的启动转矩，选择特性为 。 (5) 机的极数为 4 极。 (6) 机的容量 (7) 机的额定电流 。 (8) 机 低速频率为 z， 机高速 频率为 z。 当发生停 车位置不准时，原因比较多。除了变频器加减速时间长短设定不当外，减速开关的起始位置、停车开关的位置、抱闸松紧的调整、空车或重车、机械传动的间隙等都对停车位置有一定的影响。在确保设备安全运行的前提下，调整以上参数，停车位置基本上都可以满足工艺要求。要确保设备在滑行停止前到达指定停车位置，留有适量的滑行余地，到位后抱闸断电，设备停止动作。 4 应用效果 攀钢钢水真空精炼插入管在线清渣装置于2008 年 4 月投运，经过近 1 年现场使用表明，清渣装置平均清渣时间 8.5 ，较未使用清渣装置清渣时间缩短了 7.5 。定位精度波动在8 内，清渣作业率大于