棒線廠第一作業區3#軋機電機擴容改造

摘 要：棒線廠第一作業區在經過幾年的生產和不斷的技術改造后，產能得到了有效釋放，生產也逐步順行。其中3H軋機電氣系統的擴容改造，解決了因電機過負荷而引發的軋鋼事故，滿足了日益緊張的生產需求。

關鍵詞：電機 過負荷 擴容 改造

中圖分類號：TM922 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0122-01

80萬噸棒材生產線于2004年4月建成并投入試生產，主要產品為：Φ12～40 mm熱軋帶肋鋼筋，采用18架連軋機，全線采用平立交替布置的短應力軋機，針對不同的品種進行配輥軋制。隨著生產任務的增加，設備上暴露出了一些問題，有些設備已經制約了產能的進一步提高，其中3H軋機電機在設計選型時對電機功率估算過于保守，隨著產能的逐步釋放，使得電機長時間處于過負荷狀態，造成了軋機運行的不穩定以及軋機堆鋼事故時常發生。為了使3H軋機能適應當前的生產需要，作業區對3H電機進行了擴容改造。

1 改造前存在的主要問題及原因分析

1.1 電機維護困難

正常軋制中3H軋機電機的軋制電流基本在90%～100%之間，電機處于滿負荷工作狀態，當開軋溫度低于1050 ℃時，由于軋制負荷的增加，軋制電流接近120%，達到了直流傳動裝置的極限能力（調節范圍最大值），電機超負荷運轉。由于經常過負荷運行對電機帶來了如換向器表面溫度過高，碳刷跳火灼傷換向器等一系列問題，電機的更換周期由原來的6個月更換保養維護一次，提前到一個月更換保養維護一次，對換向器的清洗維護工作由原來的6天一次縮短到了一天1次，并且效果不好。

1.2 電機運行不穩定并導致堆鋼

例如：軋制φ36 mm品種3H跳閘。班中軋機操作工反映，3H電機電流不穩定，時常會升到130%，檢查傳動裝置無故障報警。詢問操作工得知：接班后，將軋制出口速度由6.5 m/s提升至7 m/s。調看電機電流趨勢圖，在未提速前，3H電機電流在90%～95%之間，提速后電流波動較大?？梢耘袛嘁驗檐堉扑俣忍嵘斐?H電機處于過負荷運行狀態，導致跳閘。

軋制φ28 mm品種，軋制出口速度11 m/s、發生軋制堆鋼事故。調看當時軋制參數和3H電機的歷史電流趨勢圖，發現3H電機電流達到150%，到加熱爐了解后，得知當時因入爐的冷坯較多，鋼溫只有1030 ℃左右，因為開軋溫度過低，導致3H電機軋制時負荷增加導致跳閘。

1.3 電機負荷分析

電機的負荷與軋機的負荷是相對應的，兩者通過減速機相連，當軋機負荷增加時，電機的負荷也就跟著增加。我們通過電機的功率公式P=UI，（P為電功率，U為電壓，I為電流）可以看出當P增加后，在U不變的情況下I會跟著P的增大而增大，所以我們可以通過分析軋機的負荷變動來解釋電機的負荷變化。

在實際生產中，通過對粗軋機電流的監控記錄，發現3H電機在幾個品種里所承擔的負荷比其它機架都大，基本都接近或超過100%。對3H過負荷的問題，通過對3H電機進行擴容可以得到整改。

2 具體改造實施

因需要擴大電機的容量，傳動柜、電纜也根據需要進行相應的擴容，具體改造分為電機部分、傳動柜部分、電纜部分。下面是各個部分的改造實施具體辦法。

2.1 電機部分

經過工藝方面核算，550 kW的電機就能滿足現在的生產需要，但考慮到如果采用550 kW的直流電機，需要訂購兩臺電機（其中一臺備用），兩臺空-水冷卻器（其中一臺備用），若采用650 kW的直流電機，只需增訂一臺機，一臺空-水冷卻器，因為目前軋線上，4 V、5 H、6 V、7 H、8 V均使用的是650KW的電機，這樣有利設備的日常維護，備件通用互換性好，有利于設備管理維護，大大減少了改造的成本，節約了備件成本，還為今后產能的釋放預留了一定的負荷空間。因此決定電機由原來功率463 kW（Z450-4B、P=463 kW、n=496-1230 r/min、DC660V）的電機擴容為功率為650 kW的電機（Z500-4B、P=650 kW、n=550-1200 r/min、DC660V）的電機。

2.2 傳動柜部分

因采用現在在用臺套型號的電機，傳動柜不需要重新設計，只需要套用已有設備的設計，原來采用的是6KDV31150Q4G40C1，功率463 kW，電流750A，電壓DC660，勵磁27/DC220v?，F在套用4-8架的傳動裝置：6KD V31500Q4G40C1，功率650 kW，電流1050 A，電壓DC660，勵磁30/DC220v，均是使用現已有成套備件安裝。

2.3 電纜部分

由于電機功率擴大，電纜載流量也發生變化。電纜型號需要重新確定?；陔娎|的參數（溫升、電壓損失、機械強度、載流量）及選用原則計算。根據負荷及現場實際情況將原來有電纜更換為ZR-FF1KV 240 mm2。這里就電纜的選型加以計算。

電纜核算公式如下：S=IL/54.4×U`（銅線）

式中：I為導線中通過的最大電流（A）；L為導線的長度（M）；

U`為允許的電源降（V）；S為導線的截面積（mm2）

3 改造后運行效果

2008年1月，利用年終檢修機會對3H電機進行了擴容改造，改造后電機具體運行參數如表1。

通過表1的比較，電機在擴容前后的電流有了明顯的變化，電機的負荷基本在中間值范圍，自改造以來，通過幾個月的運行，沒有出現過因電機過負荷而導致的堆鋼事故，現在軋制各個品種的過程中，3H電機的電流都比較平穩，在30%～60%之間，電機運行穩定。

4 結語

改造前因3H電機過負荷的問題，工藝方面為了減小3H電機的負荷，對料型進行了調整，這樣只是輕微的減小了3H機架的負荷，效果不是很好。電機擴容改造后，3H機架能夠按標準來控制料型，這樣很大程度的減小軋機調整工的工作量。軋機操作方面，改造后3H軋機運行因負荷穩定，速度控制上更加的平穩、可靠。

參考文獻

[1]喬長君，王洪明.實用維修電工手冊[M].北京：化學工業出版社，2007.

[2]孟延軍.軋鋼基礎知識[M].北京：冶金工業出版社，2005.