棒线厂第一作业区3#轧机电机扩容改造

摘 要：棒线厂第一作业区在经过几年的生产和不断的技术改造后，产能得到了有效释放，生产也逐步顺行。其中3H轧机电气系统的扩容改造，解决了因电机过负荷而引发的轧钢事故，满足了日益紧张的生产需求。

关键词：电机 过负荷 扩容 改造

中图分类号：TM922 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0122-01

80万吨棒材生产线于2004年4月建成并投入试生产，主要产品为：Φ12～40 mm热轧带肋钢筋，采用18架连轧机，全线采用平立交替布置的短应力轧机，针对不同的品种进行配辊轧制。随着生产任务的增加，设备上暴露出了一些问题，有些设备已经制约了产能的进一步提高，其中3H轧机电机在设计选型时对电机功率估算过于保守，随着产能的逐步释放，使得电机长时间处于过负荷状态，造成了轧机运行的不稳定以及轧机堆钢事故时常发生。为了使3H轧机能适应当前的生产需要，作业区对3H电机进行了扩容改造。

1 改造前存在的主要问题及原因分析

1.1 电机维护困难

正常轧制中3H轧机电机的轧制电流基本在90%～100%之间，电机处于满负荷工作状态，当开轧温度低于1050 ℃时，由于轧制负荷的增加，轧制电流接近120%，达到了直流传动装置的极限能力（调节范围最大值），电机超负荷运转。由于经常过负荷运行对电机带来了如换向器表面温度过高，碳刷跳火灼伤换向器等一系列问题，电机的更换周期由原来的6个月更换保养维护一次，提前到一个月更换保养维护一次，对换向器的清洗维护工作由原来的6天一次缩短到了一天1次，并且效果不好。

1.2 电机运行不稳定并导致堆钢

例如：轧制φ36 mm品种3H跳闸。班中轧机操作工反映，3H电机电流不稳定，时常会升到130%，检查传动装置无故障报警。询问操作工得知：接班后，将轧制出口速度由6.5 m/s提升至7 m/s。调看电机电流趋势图，在未提速前，3H电机电流在90%～95%之间，提速后电流波动较大。可以判断因为轧制速度提升造成3H电机处于过负荷运行状态，导致跳闸。

轧制φ28 mm品种，轧制出口速度11 m/s、发生轧制堆钢事故。调看当时轧制参数和3H电机的历史电流趋势图，发现3H电机电流达到150%，到加热炉了解后，得知当时因入炉的冷坯较多，钢温只有1030 ℃左右，因为开轧温度过低，导致3H电机轧制时负荷增加导致跳闸。

1.3 电机负荷分析

电机的负荷与轧机的负荷是相对应的，两者通过减速机相连，当轧机负荷增加时，电机的负荷也就跟着增加。我们通过电机的功率公式P=UI，（P为电功率，U为电压，I为电流）可以看出当P增加后，在U不变的情况下I会跟着P的增大而增大，所以我们可以通过分析轧机的负荷变动来解释电机的负荷变化。

在实际生产中，通过对粗轧机电流的监控记录，发现3H电机在几个品种里所承担的负荷比其它机架都大，基本都接近或超过100%。对3H过负荷的问题，通过对3H电机进行扩容可以得到整改。

2 具体改造实施

因需要扩大电机的容量，传动柜、电缆也根据需要进行相应的扩容，具体改造分为电机部分、传动柜部分、电缆部分。下面是各个部分的改造实施具体办法。

2.1 电机部分

经过工艺方面核算，550 kW的电机就能满足现在的生产需要，但考虑到如果采用550 kW的直流电机，需要订购两台电机（其中一台备用），两台空-水冷却器（其中一台备用），若采用650 kW的直流电机，只需增订一台机，一台空-水冷却器，因为目前轧线上，4 V、5 H、6 V、7 H、8 V均使用的是650KW的电机，这样有利设备的日常维护，备件通用互换性好，有利于设备管理维护，大大减少了改造的成本，节约了备件成本，还为今后产能的释放预留了一定的负荷空间。因此决定电机由原来功率463 kW（Z450-4B、P=463 kW、n=496-1230 r/min、DC660V）的电机扩容为功率为650 kW的电机（Z500-4B、P=650 kW、n=550-1200 r/min、DC660V）的电机。

2.2 传动柜部分

因采用现在在用台套型号的电机，传动柜不需要重新设计，只需要套用已有设备的设计，原来采用的是6KDV31150Q4G40C1，功率463 kW，电流750A，电压DC660，励磁27/DC220v。现在套用4-8架的传动装置：6KD V31500Q4G40C1，功率650 kW，电流1050 A，电压DC660，励磁30/DC220v，均是使用现已有成套备件安装。

2.3 电缆部分

由于电机功率扩大，电缆载流量也发生变化。电缆型号需要重新确定。基于电缆的参数（温升、电压损失、机械强度、载流量）及选用原则计算。根据负荷及现场实际情况将原来有电缆更换为ZR-FF1KV 240 mm2。这里就电缆的选型加以计算。

电缆核算公式如下：S=IL/54.4×U`（铜线）

式中：I为导线中通过的最大电流（A）；L为导线的长度（M）；

U`为允许的电源降（V）；S为导线的截面积（mm2）

3 改造后运行效果

2008年1月，利用年终检修机会对3H电机进行了扩容改造，改造后电机具体运行参数如表1。

通过表1的比较，电机在扩容前后的电流有了明显的变化，电机的负荷基本在中间值范围，自改造以来，通过几个月的运行，没有出现过因电机过负荷而导致的堆钢事故，现在轧制各个品种的过程中，3H电机的电流都比较平稳，在30%～60%之间，电机运行稳定。

4 结语

改造前因3H电机过负荷的问题，工艺方面为了减小3H电机的负荷，对料型进行了调整，这样只是轻微的减小了3H机架的负荷，效果不是很好。电机扩容改造后，3H机架能够按标准来控制料型，这样很大程度的减小轧机调整工的工作量。轧机操作方面，改造后3H轧机运行因负荷稳定，速度控制上更加的平稳、可靠。

参考文献

[1] 乔长君，王洪明.实用维修电工手册[M].北京：化学工业出版社，2007.

[2] 孟延军.轧钢基础知识[M].北京：冶金工业出版社，2005.