摘要：本文介紹了艾默生公司的TD2000系列變頻器在唐鋼礦業(yè)公司廟溝鐵礦新上的兩座179m3高爐的圓盤給料機、圓輥布料器、燒結(jié)機、帶冷機、上料卷揚系統(tǒng)、高爐沖渣水泵、鑄鐵機等的應(yīng)用情況，并給出了各部分變頻器的參數(shù)設(shè)置。
關(guān)鍵詞：變頻器；高爐

1 引言

唐鋼礦業(yè)公司廟溝鐵礦新上兩座179m3高爐，經(jīng)唐山微爾電子股份有限公司、唐鋼設(shè)計院與廟溝鐵礦多方調(diào)研，變頻調(diào)速器全部采用艾默生公司的TD2000系列變頻器，共計24臺。其中TD2000-4T0110G：12臺，TD2000-4T0150G：2臺，TD2000-4T0900G：6臺，TD2000-4T2000P：4臺。分別用在原料、燒結(jié)、高爐、沖渣循環(huán)水、鑄鐵機等處，下面分別加以介紹。

2 圓盤給料機

圓盤給料機是高爐煉鐵工藝原料區(qū)第一道工序，整個高爐所需的各種原料，通過不同的圓盤給料機經(jīng)傳送帶，送至一混、二混，經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蛩椭翢Y(jié)機。本系統(tǒng)共有11套圓盤給料機，每套圓盤給料機是一個形狀類似漏斗狀的設(shè)備，漏斗的底部是一個由電機驅(qū)動的原盤，通過原盤轉(zhuǎn)動將漏斗內(nèi)的原料源源不斷地送至傳送帶。根據(jù)煉鐵工藝的要求，各種原料需要不同的配比，通過圓盤轉(zhuǎn)速快慢的調(diào)節(jié)將各個漏斗內(nèi)不同的原料按所需的配比送到傳送帶上。圓盤給料機選用的電機為7.5kW變頻調(diào)速電動機，變頻器為艾默生TD2000-4T0110G變頻器，控制采用機旁、集中兩地控制，機旁用電位器調(diào)速。原理圖如圖1所示：

圖1 圓盤給料機變頻器的控制方式原理圖
變頻器主要參數(shù)設(shè)定如表1所示：
表1 圓輥布料器變頻器主要參數(shù)設(shè)置

3 圓輥布料器

圓輥布料器顧名思義是兩個大圓輥，上位料倉來自二混的原料經(jīng)圓輥布料器送至燒結(jié)機的臺車上。圓輥布料器通過變頻器控制的電機調(diào)速，根據(jù)工藝要求控制給燒結(jié)機臺車布料的快慢。因為圓輥布料器有時需要長時間低速運轉(zhuǎn)，所以電機選用7.5kW變頻電機，變頻器為TD2000-4T0110G變頻器，控制采用機旁、集中兩地控制，機旁用電位器調(diào)速。原理圖、變頻器主要參數(shù)設(shè)定同圓盤給料機（參見圖1、表1）。

4 燒結(jié)機

燒結(jié)機是將原料在臺車上充分燃燒形成燒結(jié)礦。燒結(jié)礦質(zhì)量的好壞全靠原料在臺車燃燒是否充分，臺車需要根據(jù)圓輥布料器布料的厚薄，燒結(jié)機內(nèi)燃燒情況等，調(diào)節(jié)速度，速度控制精度要求較高。臺車由變頻器控制的電機調(diào)速，電機選用11kW三相鼠籠式異步電動機，變頻器為艾默生TD2000-4T0150G變頻器。控制采用機旁控制，電位器機旁調(diào)速，變頻器為正反轉(zhuǎn)控制。其原理圖如圖2所示。

圖2 燒結(jié)機變頻器的控制方式原理圖
變頻器的主要參數(shù)設(shè)置如表2所示
表2 燒結(jié)機變頻器主要參數(shù)設(shè)置

5 帶冷機

燒結(jié)機出來的燒結(jié)礦經(jīng)單輥破碎機破碎，進入到帶冷機。帶冷機是一個長長的鏈條軌道俗稱蓖子，高溫?zé)Y(jié)礦在蓖子上緩慢移動，經(jīng)6臺風(fēng)機風(fēng)冷，冷卻后的燒結(jié)礦進入地倉供高爐上料使用。蓖子由變頻器控制的電機調(diào)速，電機選用11kW變頻調(diào)速電動機，變頻器為艾默生TD2000-4T0150G變頻器。控制采用機旁、集中兩地控制，機旁用電位器調(diào)速。原理圖、變頻器主要參數(shù)設(shè)定如圓盤給料機（參見圖2、表2）。

6 上料卷揚系統(tǒng)

6.1 工藝要求

高爐上料卷揚系統(tǒng)是煉鐵生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要作用是將煉鐵所需的各種原料源源不斷地送到高爐內(nèi)，保證高爐煉鐵的正常需要，而整個高爐上料卷揚系統(tǒng)的核心就是料車的主提升設(shè)備。主卷電動機選用的是55kW 10極繞線式異步電動機，變頻調(diào)速器為艾默生TD2000-4T0900G變頻器和相應(yīng)的制動電阻與制動單元。高爐上料卷揚系統(tǒng)有如下特征：主卷電動機工作頻繁，負(fù)荷重，啟動轉(zhuǎn)矩要求高。料車要求位置控制的精度高，系統(tǒng)的可靠性和安全性高。料車在啟動和停車制動時震動大，要求電機工作的穩(wěn)定性能好。煉鐵高爐上料卷揚系統(tǒng)的技術(shù)方案是當(dāng)上料卷揚系統(tǒng)運行后，變頻器由0Hz加速到50Hz運行，當(dāng)運行一定的距離快到達爐頂時，由檢測位置的主令（凸輪）發(fā)出減速信號，變頻器自動減速到20Hz運行，直至料車到達爐頂再由主令（凸輪）發(fā)出停車信號，電機被立即制動停車，電機加有電磁抱閘制動裝置，在整個工作過程中需要停車時，發(fā)出停車指令，電磁抱閘制動裝置工作，使料車穩(wěn)定停車，不會出現(xiàn)“掛車”下滑現(xiàn)象。工作曲線如圖3所示：

圖3 高爐上料卷揚系統(tǒng)工作曲線
料車一個完整的工作過程用時45s，完全滿足179m3高爐的工藝要求。

6.2 工作原理

系統(tǒng)運行示意簡圖與電氣控制簡圖如圖4和圖5所示。

圖4 系統(tǒng)運行示意簡圖

圖5 電氣控制簡圖
當(dāng)PC輸出點J1閉合時，變頻器以設(shè)定時間5s從0Hz加速到50Hz。電磁抱閘控制電源JZ得電，抱閘打開，左料車以設(shè)定的50Hz頻率向上運行。當(dāng)料車運行到檢測點時J3閉合，料車開始減速，減速到20Hz后保持勻速運行。當(dāng)料車快運行到位置時，觸動限位開關(guān)發(fā)出信號，PC輸出點J1斷開，變頻器自由停車，當(dāng)變頻器輸出降到2Hz時，電磁抱閘控制電源JZ掉電，抱閘抱住，料車卷揚電機被制動停車，完成一次上料過程。當(dāng)PC輸出點J2閉合時，右料車與左料車一樣完成一次上料。QA2、QA3為左右料車點動按扭，QA1為復(fù)位按扭。為了增加系統(tǒng)的可靠性，做如下處理：

（1）選用變頻器的容量為90kW，較電機55kW放大了兩檔的容量，一般不會出現(xiàn)過流、過壓、過載等現(xiàn)象，可靠性大大提高。
（2）電磁抱閘線圈通過變頻器的運行輸出信號Y2控制，消除了因意外事故，如開抱閘所引起的料車掛車或失速失控事故。而且當(dāng)變頻器輸出達到2Hz時，電磁抱閘控制電源JZ才得電打開，防止抱閘打開過早，料車出現(xiàn)溜車事故。
（3）在左右料車的頂部各安裝一個超極限限位開關(guān)J3，當(dāng)J3動作時通過多功能端子X2造成變頻器外部故障停機，防止料車在接近停車點時因控制線路故障，造成料車無減速沖過頭而損壞爐頂設(shè)備的嚴(yán)重后果。

6.3 參數(shù)設(shè)置

變頻器主要參數(shù)設(shè)置如表3所示：