摘要：本文結(jié)合氧化球團生產(chǎn)線的工藝要點，介紹了施耐德ATV71發(fā)頻器在北營鋼鐵公司120萬噸氧化球團項目的成功應(yīng)用。
一、 背景介紹
120萬噸球團工程是北營公司鐵燒系統(tǒng)的重點工程，總投資2.05億元，年設(shè)計生產(chǎn)能力為120萬噸。工程于2009年3月20日開工建初，2010年底竣工投產(chǎn)。此項工程竣工投產(chǎn)后，將使北營公司的高爐爐料結(jié)極更加科學(xué)合理，對于提高生鐵產(chǎn)量、穩(wěn)定高爐生產(chǎn)具有重要意義。120萬噸氧化球團生產(chǎn)線工藝流程
120萬噸球團工程主要由上料、強混、烘干、造球、鏈篦機、環(huán)冷機等幾部分組成。主體生產(chǎn)線設(shè)備全部采用Quantum PLC系統(tǒng)實現(xiàn)集中聯(lián)鎖控制，對整個回軒窯系統(tǒng)進行控制。通過數(shù)據(jù)采集、畫面監(jiān)控、迖程自動控制、歷史趨勢記錄等一系列功能的實現(xiàn)，提高整個回軒窯系統(tǒng)的勞動生產(chǎn)率，確保生產(chǎn)安全穩(wěn)定運行。
二、氧化球團的傳動工藝原理與控制要求
鏈篦機-回軒窯球團技術(shù)是采用鏈篦機干燥、預(yù)熱生球，回軒窯固結(jié)、焙燒球團，環(huán)冷機冷卻成品球團的一種球團工藝。該設(shè)計采用的工藝流程包括精礦上料、精礦干燥、輥壓、膨潤土與灰塵上料、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。該球團生產(chǎn)線的工藝流程見圖:
其中上料、螺旋給料機、造球、篩分、布料、鏈篦機、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至精礦上料槽。因此要求變頻器具有過載能力，特別是負載波動時其輸出能力能滿足負載的要求。
2.2
螺旋給料機：螺旋給料機是氧化球團的重要工序，其螺旋給料機的給料和計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)置圓盤造球機經(jīng)混合后的混合料用拉絲皮帶機運至造球室混合聊礦槽，槽下設(shè)備采用調(diào)速圓盤給料機和電子皮帶秤，造球機的給料量可按設(shè)定值自動控制。造球機轉(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的篦床上，布料設(shè)備有皮帶布料器和輥式布料器。北營煉鐵廠選用的是皮帶布料器。其特點是布料均勻，流量大，但也有負載波動頻繁的情況。要求變頻器有連續(xù)過載能力，能根據(jù)負載發(fā)化自動調(diào)節(jié)頻率。
2.5
鏈篦機：分為兩部分-干燥和預(yù)熱。要求循環(huán)風(fēng)機通過球團層，對球團進行加熱。由預(yù)熱段抽出的風(fēng)經(jīng)過除塵過濾后降溫進行干燥。鏈篦機本體和梭式布料器這部分采用標準變頻控制。
2.6
回轉(zhuǎn)窯：回轉(zhuǎn)窯是將球團進行高溫焙燒后，由排料口進入環(huán)冷卻機冷卻。采用單變頻拖動回轉(zhuǎn)窯雙主電機。根據(jù)回轉(zhuǎn)窯負載特點，要求變頻器選擇恒溫轉(zhuǎn)矩應(yīng)用變頻器，并要求過載2倍以上。羅茨分機要求變頻器有充分的過載能力。
2.7
環(huán)冷：環(huán)冷機把12000C的球團冷卻到1000C，以便皮帶輸送和回收熱量。本項目采用鼓風(fēng)機冷卻，選用的是標準變頻器驅(qū)動，風(fēng)機選用軟啟。
三、傳動系統(tǒng)解決方案
3.1上述方案及系統(tǒng)原理圖
1/2#球團各采用 37 臺變頻控制，其中：ATS22 軟啟動器是一款性價比較高的通用型軟啟動器，它有著優(yōu)良的性能特點，正因如此，ATS22 在油脂項目中得到了很好的應(yīng)用。其特點如下：
整個系統(tǒng)通過MB+網(wǎng)絡(luò)和Quantum PLC 及上位機組成網(wǎng)絡(luò)。
整個系統(tǒng)通過MB+網(wǎng)絡(luò)和Quantum PLC 及上位機組成網(wǎng)絡(luò)。
對于拉絲皮帶、造球圓盤、鏈篦機、布料器、回轉(zhuǎn)窯、羅茨風(fēng)機、環(huán)冷機，根據(jù)負載特點，要求變頻器選擇恒轉(zhuǎn)矩應(yīng)用變頻器，并要求過載 2 倍以上，我們選用施耐德 ATV71 系列恒轉(zhuǎn)矩變頻器，其過載能力為1.5倍電流維持 1分鐘。
變頻器設(shè)置本地、機旁、遠程三地控制，分別為安裝在柜門上的控制按鈕(本地)、現(xiàn)場機旁就地操作箱(機旁)，中控室通過通訊方式控制(遠程)。
3.2控制要點的實現(xiàn)
3.2.1
拉絲皮帶機：根據(jù)其負載波動大，距離長特點，要求變頻器選擇恒轉(zhuǎn)矩應(yīng)用變頻器，并要求過載 2倍以上。
圓盤造球機：根據(jù)負載特點，要求變頻器選擇恒轉(zhuǎn)矩應(yīng)用變頻器，并要求過載 2倍以上。
梭式布料器： 原系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)因為負載波動造成電機過載停機，由于其長時間工作在低頻，電機的低頻特性導(dǎo)致負載波動劇烈是無法滿足負載對驅(qū)動能力的要求。改進后通過特殊控制方式實現(xiàn)了變頻器能根據(jù)負載波動，特別是流量突然加大情況下的保護。提高了電機的低速特性，并且能實現(xiàn)負載發(fā)化自動調(diào)頻輸出。
回轉(zhuǎn)窯：單電機驅(qū)動同一負載，通過減速機驅(qū)動一個傳動機構(gòu)。這就要求針對回軒窯大慣量的特點，要求低速啟動力矩要大，啟動平穩(wěn)，我們設(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，適當加大加減速斜坡時間，獲得了極好的控制效果。
3.3 ATV71應(yīng)用的優(yōu)勢
重載應(yīng)用，150%額定電流過載1分鐘，保證了變頻器和電機有足夠的力矩輸出;
低速特性優(yōu)異
獨有的控制方式保證了拉絲皮帶、拉絲皮帶機穩(wěn)定運行
減少了故障幾率，提高系統(tǒng)運行效率
網(wǎng)絡(luò)通讬高速、高效、穩(wěn)定
中文面板監(jiān)控直觀、便于維護
四、結(jié)束語
該項目僅 2010 年投產(chǎn)后運行良好，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)濟效益，贏得了用戶的稱贊和好評。
參考文獻：
[1] ATV71 PLUS 產(chǎn)品目錄[CD].北京：施耐德電氣(中國)有限公司，2010.
[2] ATV71 編程手冊[M].北京：施耐德電氣(中國)有限公司，2010.
[3] Modicon Quantum自勱化平臺呾Unity 軟件產(chǎn)品目錄[M].北京：施耐德電氣(中國)有限公司，2009.