方坯连铸机输送辊道的节能降耗优化(全文)

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摘要：对方坯连铸系统中输送辊道的控制方式整改及对运行时间进行控制，降低能源消耗及备件磨损消耗。

关键词：方坯连铸机辊道plc变频器时间控制

中图分类号：TE08文献标识码： A

0引言：第二炼钢厂方坯连铸机设计是一机四流，每流方坯输送辊道分为3组，每组由5台输送小辊组成，通过链条链接传动，并由一台7.5kw电机通过减速机驱动。四个流共12台电机。输送辊道系统是方坯连铸机高能耗系统，在近两年钢材市场环境的影响下，方坯连铸生产中的节能降耗成了主要的工作重点。

一、输坯辊道中出现的问题：

1．日常生产中，由于连铸机的高速高效特性及工艺需求，三组12台电机由操作室人员手动控制，控制量大，工人容易疲劳产生误操作，因此基本上都处于高速连续运转状态。这样就造成在没有钢坯通过时，辊道系统产生空转无效能耗。

2．第一组辊道是方坯火焰切割后的第一组，由于辊道辊面的线速度与钢坯的运行速度之间存在速度差，会造成辊面与铸坯之间产生相对运动，造成辊面和铸坯的磨损，影响铸坯表面质量并增加辊子的更换频率。

3．第二组与第三组辊道电机由接触器驱动，启动电流大，容易损坏接触器，影响接触器使用时间，增加成本；频繁启停对电机及减速机冲击大，增加减速机齿轮及对轮尼龙销的磨损，降低电机在线使用时间。

4．第二第三组辊道电机无负荷空转时间长，产生无效电能损耗。

二、优化方案

整个辊道系统控制中加入自动位，自动位设定为自动单向输送，而原手动位系统不改变，可用于操作辊道正反转来完成称重或者处理头尾坯头的工作。我们需要优化的是自动运行的情况。方案如下：

1.切割后第一组辊道的优化：

1）.连铸拉矫机的拉速为0-4.5m/min钢坯在辊道上的运行速度随拉矫机拉速变化而变化，即钢坯的速度为0-4.5m/min，正常生产情况下我们取平均拉速为3.8m/min。第一组辊道电机由plc控制施耐德变频器驱动，由于工艺需要，需尽快将钢坯输送，电机转速为960r/min左右，减速机的减速比为40，通过减速机后拖动辊道的转速为24r/min,辊子的周长为1m，折算成辊道的线速度为24m/min。

可见，辊面的线速度远远大于钢坯的拉钢速度，在开始切割到切割完成的时间内，第一组辊道的前3个辊子会产生较大的摩损，加大了备件的损耗及电能的浪费。

2）.解决磨损的方法既要尽量减少辊面与钢坯的相对运动，又要符合工艺要求迅速输送方坯。我们将第一组工作方式分为两个时间段，即切割阶段和切割完成阶段。这两个阶段的辊道线速度分别设置为3.8m/min和正常额定速度。可通过变频器中的预设速度来实现，由辊道plc控制，并设置变频器的加速时间，取0.5s。

切割阶段辊道线速度为3.8m/min，乘以减速比40，计算得到电机的转速为152r/min，设置变频器预设速度1为此速度。时间区间为切割完毕后18秒（实际测量的经验值）至下一次切割完成为止。

切割完成阶段的速度为电机的额定转速，为960r/min，设置为变频器预设速度2。切割完成阶段开始信号为火焰切割完毕的信号，取自各流拉矫机plc中的切割枪返回的信号，通过中间继电器的常开点取得。当切割完毕信号传速至辊道plc，启动第一组辊道电机，并设计运行18秒，将钢坯运送至第二组辊道。之后转为切割阶段速度。

2.第二组辊道与第三组辊道的优化

1).第二组与第三组辊道由接触器控制整改为变频器控制，可预设加速时间0.5-1.5s,降低启动电流与对电机及减速机的冲击。

2).当切割枪切割完信号传递给plc后，内部延时继电器设定延时时间为18秒，启动时间设定为切割完信号后18秒开始运转，并持续运转18秒后自由停车，将钢坯输送到第三组辊道，之后等待切割完成信号。

3）.第三组辊道优化方案与第二组相同，将启动时间设定为切割完信号后36秒，运行18秒后停止，将钢坯输送至长辊移钢机处等待出坯，随后等待下一个切割完信号。

结论：

1.通过优化，可减少第一组辊道辊子的磨损，延长了在线使用时间，由原来8个月更换一次增加为15个月更换一次，同时转速降低也减少了油的消耗。

2.第二第三组辊道优化后，实际运行时间减少50%以上，大大降低电能消耗。同时电机及减速机的更换保养频率下降，由原来1年延长了3个月左右。

参考文献

[1] 王者琴. 专利[J]. 大型铸锻件. 2007(04)

[2] 信息[J]. 大型铸锻件. 2007(04)

[3] 吴广成. 连铸机扇形段辊子漏水问题[J]. 科技情报开发与经济. 2008(01)

方坯连铸机输送辊道的节能降耗优化

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