一、引言
鍍錫機組一般分為熱鍍錫和電鍍錫兩種。熱鍍錫鍍層較厚,一般為3—5µm,板帶運行速度低,一般為0.2—0.3m/s;而電鍍錫鍍層較薄,一般為0.5—1.5µm,板帶運行速度為3—10m/s,產(chǎn)量較高,現(xiàn)新建的鍍錫機組大部分采用電鍍錫,軟熔在電鍍錫工藝中起著重要作用,鍍錫軟熔的目的:使帶鋼加熱到錫的熔點232℃以上,鍍錫層瞬間熔化,由此獲得光亮的無針孔的錫層,在錫層與帶鋼之間生成FeSn2合金層,既提高了鍍錫層的結(jié)合力,又增強了鍍錫板的防腐能力,所以軟熔處理的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量,軟熔處理會改善鍍層結(jié)合力,但溫度和時間不宜過高、過長;軟熔處理的溫度過高和時間過長,表面會析出錫珠,影響表面質(zhì)量。
早期的軟熔處理采用帶鋼加熱方法有電阻加熱法、感應(yīng)加熱法。
電阻加熱法--利用帶鋼的電阻性能,在帶鋼上加交流電加熱,其缺點是:速度慢,效率低,由于帶鋼與導(dǎo)電輥接觸,易燒輥,生產(chǎn)成本高。
感應(yīng)加熱法--采用高頻感應(yīng)加熱方式使鍍錫板錫層再熔化稱為感應(yīng)軟熔或感應(yīng)軟熔加熱。感應(yīng)軟熔的優(yōu)點是加熱速度快、非接觸、產(chǎn)品質(zhì)量可控。由于帶鋼不接觸導(dǎo)電輥,因而不會產(chǎn)生電阻軟熔時容易出現(xiàn)的電弧燒點等表面缺陷,同時由于感應(yīng)軟熔的加熱速度很快,有利于減少錫層的氧化,從而增加了鍍錫板的整體耐蝕性。其缺點是加熱的效率比電阻軟熔低,高頻、大功率使用時,電子功率器件的成本高,調(diào)試困難,在中低速生產(chǎn)線上很少單獨使用。
目前鍍錫線軟熔電阻加熱法的軟熔電壓由高壓
變頻器經(jīng)軟熔設(shè)備產(chǎn)生一單相高壓,再經(jīng)過降壓變壓器降壓后接至2個軟熔導(dǎo)電輥,此種方法有以下特點及優(yōu)勢:
?。?)輸入功率因數(shù)高,電流諧波少,無需功率因數(shù)補償/諧波抑制裝置;
(2)裝置工作效率高;
(3)可改變軟熔電壓頻率。
二、企業(yè)概況
衡水板業(yè)建設(shè)的400米/分鐘的鍍錫機組是目前國產(chǎn)速度zui高的鍍錫生產(chǎn)線,該機組zui大特點是采用不溶性陽極和的變頻電阻軟熔工藝,該工藝不但節(jié)省了重熔陽極能耗,而且還大大減輕了工人的勞動強度,也克服了感應(yīng)軟熔帶來的工藝復(fù)雜控制困難的問題。
衡水板業(yè)的冷軋板材項目,一期工程設(shè)計產(chǎn)能25萬噸。其生產(chǎn)的精密冷軋薄板產(chǎn)品的zui薄厚度僅為0.13毫米,開發(fā)的鍍錫板產(chǎn)品*可滿足國內(nèi)外用戶對食品級包裝材料的要求。二期工程將繼續(xù)提高冷軋和鍍錫產(chǎn)品的產(chǎn)能,年產(chǎn)能力達到50萬噸。在此基礎(chǔ)上,將充分利用集團公司內(nèi)豐富的熱軋板材資源以及衡板建立的良好市場渠道,發(fā)展冷連軋及深加工項目,使衡水板業(yè)公司的超薄冷軋及深加工產(chǎn)品產(chǎn)能擴大到150萬噸。按照集團“國內(nèi)、*”的總體要求,一期工程項目將建設(shè)包括原料剪切、酸洗、可逆冷軋、平整、脫脂、連續(xù)退火和高速鍍錫等十條生產(chǎn)線、十二個機組,同時配套建設(shè)變電站、水處理、天然氣站等公輔設(shè)施,屆時,衡水板業(yè)超薄冷軋產(chǎn)品及冷軋鍍錫產(chǎn)品將以優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量、較低的成本優(yōu)勢替代進口產(chǎn)品,為中國民族工業(yè)的發(fā)展再鑄輝煌。
三、系統(tǒng)方案
變頻器功率模塊連接圖如下:
10kV兩相高壓變頻器由18個功率模塊,其中每相有9個IGBT功率模塊,18個IGBT首尾串聯(lián)構(gòu)成兩相高壓電輸出,與常規(guī)變頻器有所不同,不再滿足V/F關(guān)系,電壓和頻率沒有關(guān)聯(lián),由兩路模擬量進行實時調(diào)整。
現(xiàn)場DCS給定兩路信號,一路頻率給定,通過PROFIBUS通訊,調(diào)節(jié)范圍為50---150HZ;另一路電壓給定,直接接到信號調(diào)整板,不通過PLC,調(diào)節(jié)范圍為300—10000V,根據(jù)生產(chǎn)需求,實時調(diào)整頻率和電壓,變頻器輸出單相高壓再經(jīng)過軟熔變壓器降壓后接至2個軟熔導(dǎo)電輥,來對鍍錫鋼板進行深加工,使產(chǎn)品更加無瑕。
DCS操作畫面如下圖所示:
系統(tǒng)控制方式 軟熔變壓器降壓后利用銅排接至碳刷,碳刷接在導(dǎo)電輥上,至此在導(dǎo)電輥上形成低電壓大電流來對板材進行處理。如下圖:
現(xiàn)場技術(shù)數(shù)據(jù) 四、設(shè)備整體現(xiàn)場圖
整體設(shè)備由1個進線開關(guān)柜,1個輸出接觸器柜,1個變壓器柜,1個功率柜,1個控制柜等主要部分組成。
冷卻系統(tǒng)圖 冷卻設(shè)備主機安裝于室外,該裝置配備兩臺制冷壓縮機。與現(xiàn)場接口簡單,提供兩路380V交流電源即可,操作方便,維護量少,保護功能完善.正常運行時,每段電源各帶一臺壓縮機和4個軸流風(fēng)機;當(dāng)單段電源故障時,另外一側(cè)工作電源帶兩臺壓縮機和軸流風(fēng)機運行。兩臺壓縮機設(shè)備停運時,可以通過風(fēng)道回路設(shè)置的風(fēng)門實現(xiàn)變頻器功率柜自身冷卻,減少冷卻裝置故障對變頻器運行的影響,完整的冷卻系統(tǒng)解決方案,有效減低了輔助系統(tǒng)的故障率,保證設(shè)備安全運行.
五、總結(jié)
該廠屬于新建廠區(qū),配套設(shè)施還不完善,目前生產(chǎn)中帶鋼速度平均在250米/分左右,隨著廠區(qū)的完善帶鋼速度將會提高至400米/分,設(shè)備安全穩(wěn)定運行將近半年,滿足工藝要求,此次成功應(yīng)用使得高壓變頻器在鍍錫線上的應(yīng)用得到了推廣,相信不久將會有越來越多的高壓變頻器應(yīng)用到電鍍錫生產(chǎn)線中。