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替代进口 英威腾IPE300变频器在炉底辊上的应用
发布时间:2022-05-09 点击量:

一、国产化提上日程

随着我国冶金行业的不断发展,目前,我国很多冶金技术已经走在世界前列。然而,有业内人士指出,我国要成为世界钢铁强国,冶金装备制造自主创新还需进一步增强,装备的国产化率还需提升。而作为在冶金传动装备中,占比大、应用广,具有举足轻重地位的变频器,其国产化替代也已经提上日程。

二、钢板热处理工艺简单介绍

钢板在轧制后,为均匀组织、细化晶粒,消除轧制影响,得到所要求的组织和性能,一般要进行正火、调质等热处理,其简单工艺流程如下:

1、钢板进入热处理炉之前,先要进行表面抛丸处理,除去钢板表面的氧化铁皮和污物。以保证钢板热处理质量。随后钢板在炉内按相应的热处理制度加热、保温,根据相应工艺制度加热到目标温度,经保温后由炉底辊运送出炉。

在钢板热处理工艺中辊道在变频电机的驱动下匀速旋转,将辊上钢板传送至每个热处理环节,比如热处理炉内、外等;炉底辊则是在热处理炉加热工艺中运送钢板的辊道。口径Φ60mm左右,是一种多材质的耐热合金钢空腹辊。

图1 热处理工艺流程图

2、炉底辊作为热处理炉内部重要设备,需要运送钢板进、出炉内,变频器控制炉底辊电机,以设定速度让电机匀速旋转,动作比较简单,但多条辊道需运送同一钢板,速度同步性要求较高。并且炉内温度高,炉底辊无负载时也需要缓慢转动,以免受热不均引起炉底辊变形损坏。

三、炉底辊变频器改造需求

在湖南某钢厂,需要对炉底辊变频器进行改造。其中改造的变频器包含正火炉炉底辊及回火炉炉底辊,其数量达300多台;是该厂宽厚板热处理线重要的驱动设备。其具体要求如下:

1、根据热处理炉加热钢板的时间,钢板的平移速度根据工艺要求提前设定,并且保持每根炉辊转速一致,且每根辊的速度偏差不能太大,否则会在板料上留下由速度偏差引起的辊印。当钢板生产完毕,炉底辊依然保持低速运行,防止炉底辊在热处理炉内局部高温损坏;所以要求变频器具有较快的动态响应及总线控制速度的一致性。

2、由于辊道上传动的最大钢板长度超过5m、厚度超过20mm,惯量较大。对大惯量负载控制性能、以及高速运行下的高转矩、高过载等性能具有较高要求。

3、需正确匹配原有进口变频器硬件接线,正确配置控制端子功能以及DP通讯控制字功能,匹配PLC及上位机控制系统。

四、英威腾方案

剖析国外变频器参数设置、逻辑功能及梳理端子功能配置后,得出英威腾IPE300变频器端子功能方案如下图所示:

1、方案系统图

图2 方案系统图

2  方案配置表

序号

名称

型号

单位

数量

品牌

1

变频器

IPE300-07R5-4-B

29

英威腾

2

输入电抗器

ACL2-7R5-4

29

其他

3

输出电抗器

OCL2-7R5-4

29

其他

4

DP通讯卡

EC-TX503

29

英威腾

5

编码器PG

EC-PG505-24

29

英威腾

6

PLC编程卡

EC-PC502

29

英威腾

7

制动电阻

40Ω/1100W

29

其他

五、方案优势

英威腾IPE300变频器,可完美替代国外品牌变频器端口接线及总线控制功能,也能与其同时在线兼容运行。除此之外,还具有如下优点:

1. IPE300变频器具有快速停机直流制动功能,可在较短的时间内,提供停机制动电流,使大惯量负载在3s内停车。

2. 闭环矢量控制速度精度高(±0.02%),可以保持多条辊道速度同步。且闭环控制可靠稳定,低频高转矩、高过载输出性能优越。

3. 具有灵活自由编程模块,及通讯扩展功能,可根据国外变频器内部自由功能块正确配置相关功能;无缝匹配上位机GSD文件,DP通讯控制字、状态字响应等;用户不需修改任何PLC内部程序。

六、现场应用图片与视频

场应用图片

场应用视频

七、结束语

英威腾在冶金行业深耕十余年,其变频器技术日益成熟,凭借其性能稳定、简单易用等特点,已经广泛应用于焦化、热处理、棒材轧机及连退线等工艺中,而在国产替代方便,英威腾变频器依托自身技术优势及经验积累也是成果颇丰。除了炉底辊,还有轧机、板坯去毛刺及煤气鼓风机等。英威腾都对国外大牌进行了无缝替代。在保障稳定运行的同时,大大降低了企业的生产和使用成本。

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