摘要：本文結(jié)合氧化球團(tuán)生產(chǎn)線(xiàn)的工藝要點(diǎn)，介紹了施耐德ATV71發(fā)頻器在北營(yíng)鋼鐵公司120萬(wàn)噸氧化球團(tuán)項(xiàng)目的成功應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：氧化球團(tuán)；ATV71發(fā)頻器；MB+網(wǎng)絡(luò)；QuantumPLC

一、 背景介紹

      120萬(wàn)噸球團(tuán)工程是北營(yíng)公司鐵燒系統(tǒng)的重點(diǎn)工程，總投資2.05億元，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬(wàn)噸。工程于2009年3月20日開(kāi)工建初，2010年底竣工投產(chǎn)。此項(xiàng)工程竣工投產(chǎn)后，將使北營(yíng)公司的高爐爐料結(jié)極更加科學(xué)合理，對(duì)于提高生鐵產(chǎn)量、穩(wěn)定高爐生產(chǎn)具有重要意義。120萬(wàn)噸氧化球團(tuán)生產(chǎn)線(xiàn)工藝流程

      120萬(wàn)噸球團(tuán)工程主要由上料、強(qiáng)混、烘干、造球、鏈篦機(jī)、環(huán)冷機(jī)等幾部分組成。主體生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備全部采用Quantum PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中聯(lián)鎖控制，對(duì)整個(gè)回軒窯系統(tǒng)進(jìn)行控制。通過(guò)數(shù)據(jù)采集、畫(huà)面監(jiān)控、迖程自動(dòng)控制、歷史趨勢(shì)記錄等一系列功能的實(shí)現(xiàn)，提高整個(gè)回軒窯系統(tǒng)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，確保生產(chǎn)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

二、氧化球團(tuán)的傳動(dòng)工藝原理與控制要求

      鏈篦機(jī)－回軒窯球團(tuán)技術(shù)是采用鏈篦機(jī)干燥、預(yù)熱生球，回軒窯固結(jié)、焙燒球團(tuán)，環(huán)冷機(jī)冷卻成品球團(tuán)的一種球團(tuán)工藝。該設(shè)計(jì)采用的工藝流程包括精礦上料、精礦干燥、輥壓、膨潤(rùn)土與灰塵上料、混合、造球、生球布料、生球干燥、預(yù)熱、氧化焙燒、冷卻及成品輸出等部分。該球團(tuán)生產(chǎn)線(xiàn)的工藝流程見(jiàn)圖:

      其中上料、螺旋給料機(jī)、造球、篩分、布料、鏈篦機(jī)、環(huán)冷、鼓風(fēng)都用到了變頻，具體的控制要求如下：

2.1
上料：鐵精礦用拉絲皮帶運(yùn)至精礦上料槽。因此要求變頻器具有過(guò)載能力，特別是負(fù)載波動(dòng)時(shí)其輸出能力能滿(mǎn)足負(fù)載的要求。

2.2
螺旋給料機(jī)：螺旋給料機(jī)是氧化球團(tuán)的重要工序，其螺旋給料機(jī)的給料和計(jì)量精度直接決定了產(chǎn)品的質(zhì)量呾高爐煉鐵的成品率。

2.3

造球室設(shè)置圓盤(pán)造球機(jī)經(jīng)混合后的混合料用拉絲皮帶機(jī)運(yùn)至造球室混合聊礦槽，槽下設(shè)備采用調(diào)速圓盤(pán)給料機(jī)和電子皮帶秤，造球機(jī)的給料量可按設(shè)定值自動(dòng)控制。造球機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)，傾角可調(diào)。

2.4

布料：就是把生球均勻的布置在鏈篦機(jī)的篦床上，布料設(shè)備有皮帶布料器和輥式布料器。北營(yíng)煉鐵廠(chǎng)選用的是皮帶布料器。其特點(diǎn)是布料均勻，流量大，但也有負(fù)載波動(dòng)頻繁的情況。要求變頻器有連續(xù)過(guò)載能力，能根據(jù)負(fù)載發(fā)化自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率。

2.5

鏈篦機(jī)：分為兩部分－干燥和預(yù)熱。要求循環(huán)風(fēng)機(jī)通過(guò)球團(tuán)層，對(duì)球團(tuán)進(jìn)行加熱。由預(yù)熱段抽出的風(fēng)經(jīng)過(guò)除塵過(guò)濾后降溫進(jìn)行干燥。鏈篦機(jī)本體和梭式布料器這部分采用標(biāo)準(zhǔn)變頻控制。

2.6

回轉(zhuǎn)窯：回轉(zhuǎn)窯是將球團(tuán)進(jìn)行高溫焙燒后，由排料口進(jìn)入環(huán)冷卻機(jī)冷卻。采用單變頻拖動(dòng)回轉(zhuǎn)窯雙主電機(jī)。根據(jù)回轉(zhuǎn)窯負(fù)載特點(diǎn)，要求變頻器選擇恒溫轉(zhuǎn)矩應(yīng)用變頻器，并要求過(guò)載2倍以上。羅茨分機(jī)要求變頻器有充分的過(guò)載能力。

2.7

環(huán)冷：環(huán)冷機(jī)把12000C的球團(tuán)冷卻到1000C，以便皮帶輸送和回收熱量。本項(xiàng)目采用鼓風(fēng)機(jī)冷卻，選用的是標(biāo)準(zhǔn)變頻器驅(qū)動(dòng)，風(fēng)機(jī)選用軟啟。

三、傳動(dòng)系統(tǒng)解決方案

3.1上述方案及系統(tǒng)原理圖

1/2#球團(tuán)各采用 37 臺(tái)變頻控制，其中：ATS22 軟啟動(dòng)器是一款性?xún)r(jià)比較高的通用型軟啟動(dòng)器，它有著優(yōu)良的性能特點(diǎn)，正因如此，ATS22 在油脂項(xiàng)目中得到了很好的應(yīng)用。其特點(diǎn)如下：

整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)MB+網(wǎng)絡(luò)和Quantum PLC 及上位機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)。

整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)MB+網(wǎng)絡(luò)和Quantum PLC 及上位機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)。

      對(duì)于拉絲皮帶、造球圓盤(pán)、鏈篦機(jī)、布料器、回轉(zhuǎn)窯、羅茨風(fēng)機(jī)、環(huán)冷機(jī)，根據(jù)負(fù)載特點(diǎn)，要求變頻器選擇恒轉(zhuǎn)矩應(yīng)用變頻器，并要求過(guò)載 2 倍以上，我們選用施耐德 ATV71 系列恒轉(zhuǎn)矩變頻器，其過(guò)載能力為1.5倍電流維持 1分鐘。

      變頻器設(shè)置本地、機(jī)旁、遠(yuǎn)程三地控制，分別為安裝在柜門(mén)上的控制按鈕(本地)、現(xiàn)場(chǎng)機(jī)旁就地操作箱(機(jī)旁)，中控室通過(guò)通訊方式控制(遠(yuǎn)程)。

3.2控制要點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)

3.2.1

拉絲皮帶機(jī)：根據(jù)其負(fù)載波動(dòng)大，距離長(zhǎng)特點(diǎn)，要求變頻器選擇恒轉(zhuǎn)矩應(yīng)用變頻器，并要求過(guò)載 2倍以上。

圓盤(pán)造球機(jī)：根據(jù)負(fù)載特點(diǎn)，要求變頻器選擇恒轉(zhuǎn)矩應(yīng)用變頻器，并要求過(guò)載 2倍以上。

梭式布料器： 原系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)因?yàn)樨?fù)載波動(dòng)造成電機(jī)過(guò)載停機(jī)，由于其長(zhǎng)時(shí)間工作在低頻，電機(jī)的低頻特性導(dǎo)致負(fù)載波動(dòng)劇烈是無(wú)法滿(mǎn)足負(fù)載對(duì)驅(qū)動(dòng)能力的要求。改進(jìn)后通過(guò)特殊控制方式實(shí)現(xiàn)了變頻器能根據(jù)負(fù)載波動(dòng)，特別是流量突然加大情況下的保護(hù)。提高了電機(jī)的低速特性，并且能實(shí)現(xiàn)負(fù)載發(fā)化自動(dòng)調(diào)頻輸出。

回轉(zhuǎn)窯：?jiǎn)坞姍C(jī)驅(qū)動(dòng)同一負(fù)載，通過(guò)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這就要求針對(duì)回軒窯大慣量的特點(diǎn)，要求低速啟動(dòng)力矩要大，啟動(dòng)平穩(wěn)，我們?cè)O(shè)置變頻器控制模式為電壓矢量控制方式，合理設(shè)置最低輸出頻率，借助ATV71優(yōu)赹的低速性能，適當(dāng)加大加減速斜坡時(shí)間，獲得了極好的控制效果。

3.3  ATV71應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

• 重載應(yīng)用，150％額定電流過(guò)載1分鐘，保證了變頻器和電機(jī)有足夠的力矩輸出；
• 低速特性?xún)?yōu)異
• 獨(dú)有的控制方式保證了拉絲皮帶、拉絲皮帶機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行
• 減少了故障幾率，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率
• 網(wǎng)絡(luò)通讬高速、高效、穩(wěn)定
• 中文面板監(jiān)控直觀(guān)、便于維護(hù)

四、結(jié)束語(yǔ)

      該項(xiàng)目?jī)H 2010 年投產(chǎn)后運(yùn)行良好，MB+網(wǎng)絡(luò)高速穩(wěn)定。特別是 ATV71 變頻器的產(chǎn)品性能表現(xiàn)優(yōu)異，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定、高產(chǎn)、順產(chǎn)，提高了經(jīng)濟(jì)效益，贏得了用戶(hù)的稱(chēng)贊和好評(píng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] ATV71 PLUS 產(chǎn)品目錄[CD].北京：施耐德電氣（中國(guó)）有限公司，2010.

[2] ATV71 編程手冊(cè)[M].北京：施耐德電氣（中國(guó)）有限公司，2010.

[3] Modicon Quantum自勱化平臺(tái)呾Unity 軟件產(chǎn)品目錄[M].北京：施耐德電氣（中國(guó)）有限公司，2009.