[發(fā)明專(zhuān)利]去氧化皮設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180039901.6
• 申請(qǐng)日: 2011-07-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103052454A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.格奧爾基
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西門(mén)子公司
• 主分類(lèi)號(hào): B21B45/06
• 分類(lèi)號(hào): B21B45/06;B21B45/08
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 宣力偉;楊國(guó)治

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種去氧化皮設(shè)備，用于在熱軋機(jī)中去氧化皮，包括至少一個(gè)液壓泵，所述液壓泵利用泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明還涉及一種用于運(yùn)行去氧化皮設(shè)備的方法。

背景技術(shù)

液壓的去氧化皮設(shè)備（去鱗機(jī)）是熱軋機(jī)的幾乎不可舍棄的組成部分。通過(guò)將處于高壓下的水利用專(zhuān)用噴嘴噴射到材料表面上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軋制物表面去氧化皮。隨著薄板坯澆鑄和軋制設(shè)備的發(fā)展需要越來(lái)越高的運(yùn)行壓力。去氧化皮設(shè)備目前以180bar至400bar之間的運(yùn)行壓力工作。離心泵或活塞泵用于產(chǎn)生壓力。活塞泵的缺陷是不均勻的輸送，它引起泵出口上的壓力波動(dòng)或者壓力脈動(dòng)。

在離心泵中運(yùn)行特性直接與轉(zhuǎn)速、葉輪形狀和葉輪直徑有關(guān)。離心泵的特征在于無(wú)脈動(dòng)和相對(duì)微小的購(gòu)置成本。

去氧化皮設(shè)備的泵利用泵電機(jī)以2000kW至3000kW的功率范圍驅(qū)動(dòng)。通常泵電機(jī)設(shè)計(jì)為具有固定轉(zhuǎn)速的電網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的高壓電機(jī)。連接到50Hz的電網(wǎng)電源上產(chǎn)生例如3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速。一般的電源電壓在6kV至10kV的范圍內(nèi)。

在澆鑄或軋制過(guò)程期間定期地出現(xiàn)中斷，在所述中斷期間不進(jìn)行去氧化皮。因此規(guī)定方法用于控制或中斷穿過(guò)噴嘴排出水。按照現(xiàn)有技術(shù)去氧化皮設(shè)備的泵在去氧化皮間歇期間在內(nèi)部循環(huán)（旁路）中在部分負(fù)荷下以固定轉(zhuǎn)速工作。水壓和水流量根據(jù)工藝需要通過(guò)截止閥調(diào)整。

通過(guò)節(jié)流閥和旁路改變泵的輸送流是常用的且簡(jiǎn)單的方法，它只需微少的投資成本。在此缺陷是，在輸送流在去氧化皮間歇期間減小時(shí)還總是需要高的泵電機(jī)功率。以固定轉(zhuǎn)速運(yùn)行的離心泵的特性曲線在這種方法中保持不變。僅僅設(shè)備特性曲線發(fā)生改變，它在與泵特性曲線的相交點(diǎn)中確定泵的運(yùn)行點(diǎn)。盡管輸送流降低，但是同時(shí)水壓升高，由此僅很少地減小功率。即泵電機(jī)的能耗在去氧化皮間歇期間也保持較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)在于，對(duì)于開(kāi)頭提到的形式的去氧化皮設(shè)備給出與現(xiàn)有技術(shù)相比的改善。

按照本發(fā)明該任務(wù)通過(guò)按照權(quán)利要求1的去氧化皮設(shè)備和按照權(quán)利要求12的方法解決。在從屬權(quán)利要求中給出有利的方案。

所述去氧化皮設(shè)備，用于在熱軋機(jī)中去氧化皮，包括至少一個(gè)液壓泵，所述液壓泵利用泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這種泵電機(jī)設(shè)計(jì)為可變極的電機(jī)并且與控制器連接，所述控制器設(shè)置用于在去氧化皮工作時(shí)間與去氧化皮間歇之間變極。可變極的交流電機(jī)的定子因此具有至少兩個(gè)繞組系統(tǒng)，它們引起動(dòng)子的不同轉(zhuǎn)速。

通過(guò)這種方式在去氧化皮間歇期間，通過(guò)利用變極降低泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)顯著的節(jié)能。通過(guò)在變化的泵特性曲線上的新運(yùn)行點(diǎn)顯著減小泵電機(jī)的負(fù)荷。與利用變頻器調(diào)節(jié)頻率相比投資費(fèi)用有限，因?yàn)橹恍杪晕⒏淖儽秒姍C(jī)和匹配控制器。此外按照本發(fā)明的解決方案具有更好的效率。無(wú)需如在變頻器運(yùn)行情況下的電機(jī)的特殊絕緣。

與已知的具有固定轉(zhuǎn)速的解決方案相比，通過(guò)在起轉(zhuǎn)期間變極改善在固定的電源電網(wǎng)上的電網(wǎng)特性。此外泵的快速起動(dòng)在全部功率上都可行。

除了維護(hù)過(guò)程或者其它符合計(jì)劃的或者計(jì)劃外的停機(jī)，熱軋?jiān)O(shè)備連續(xù)地運(yùn)行。因此去氧化皮設(shè)備幾乎整年運(yùn)行。考慮到泵電機(jī)的高功率，通過(guò)在去氧化皮間歇中轉(zhuǎn)速的減半已經(jīng)實(shí)現(xiàn)可觀的節(jié)能。此外在工作時(shí)間中降低設(shè)備部件的要求，由此提高去氧化皮設(shè)備的使用壽命。

在按照本發(fā)明的去氧化皮設(shè)備中通常不再需要旁路。仍然設(shè)置的旁路會(huì)導(dǎo)致設(shè)備特性曲線的變化。伴隨而來(lái)的運(yùn)行點(diǎn)變化對(duì)于減小在去氧化皮間歇期間的能耗只有微小的作用。

在本發(fā)明的有利的方案中規(guī)定，為了產(chǎn)生壓力并聯(lián)多個(gè)泵，其中每個(gè)泵利用可變極的泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)。尤其對(duì)于寬帶鋼熱軋機(jī)機(jī)列或者厚板軋機(jī)機(jī)列有意義的是，使用2至3個(gè)泵。除了更少的投資成本以外，這還意味著簡(jiǎn)單的維修方案，因?yàn)樵谟腥毕輹r(shí)通常僅一個(gè)設(shè)備必須更換。此外在具有多個(gè)泵的大型設(shè)備中提高了可達(dá)到的節(jié)能的意義。

有利的是，設(shè)有冗余的泵。泵在待命運(yùn)行中與在正常運(yùn)行中工作的泵并聯(lián)。在故障或者計(jì)劃的更換泵時(shí)使用附加的泵，由此避免中斷澆鑄或軋制過(guò)程。

此外有利的是，利用一個(gè)公共的控制器控制每個(gè)泵電機(jī)。在熱軋機(jī)中的去氧化皮設(shè)備通常具有功率增強(qiáng)的控制器（例如SIMATIC?S7）。因此有意義的是，設(shè)置所述控制器用于所有泵電機(jī)的變極。然后控制器監(jiān)控所有的轉(zhuǎn)換或起動(dòng)，從而使得例如在從高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換到低轉(zhuǎn)速時(shí)不會(huì)出現(xiàn)不期望的超同步制動(dòng)。