3. Краткая характеристика предприятия и

электроприемников металлургического завода

Данный металлургический завод является предприятием неполного металлургического цикла (сталеплавильное производство отсутствует) и работает на привозной заготовке - слябах.

В зависимости от сортамента прокатываемого металла температура нагрева слябов составляет от 1120 °С до 1260 °С, продолжительность нагрева от 1 ч 10 мин до 3 ч 45 мин, температура конца прокатки на выходе из стана от 760 °С до 960 °С. Известно, что температура смотки полосы в рулон определяет свойства металла в горячекатаном состоянии. Поэтому для целого ряда марок стали и размеров прокатываемых полос температура смотки регламентирована и регулируется с использованием воды от ламинарно-щелевой установки, находящейся на отводящем рольганге стана 810. Полосы, смотанные в рулоны, назначаются на дальнейшие переделы.

Установки прокатных цехов. В прокатных цехах имеются две основные группы потребителей: главный привод клетей прокатных станов, в которых электроэнергия расходуется на деформацию металла, и приводы вспомогательных механизмов прокатных станов, служащих для транспортировки и резки металла.

Мощность отдельных двигателей главных приводов достигает 10 МВт на переменном токе (синхронные тихоходные двигатели) и 11,4 МВт на постоянном токе. Блюминг 1 300 имеет индивидуальный привод валков постоянного тока мощностью по 8 МВт каждый. Главный электропривод выполнен по системе ДГД с ведущим синхронным двигателем мощностью 20 МВА. Современная система автоматики позволяет сократить длительность реверса на заготовочных станах-блюмингах и слябингах менее 1 с с ускорением до 140—150 об/мин в 1 с. Система ДГД для питания реверсивных и регулируемых приводов постоянного тока заменяется системами УРВД и УТВД, при которых отпадает проблема пусковых токов ведущих двигателей, мощность которых достигает 23 МВт. Для нерегулируемых и нереверсивных приводов получили распространение тихоходные синхронные двигатели.

Наиболее мощные установки имеют непрерывные многоклетьевые станы для горячей прокатки листа. Так, стан 2000, прокатывающий тяжелые слябы массой до 36 т, имеет 12 клетей общей мощностью 116,9 МВт. На стане установлены синхронные двигатели по 5 и 10 МВт и двигатели постоянного тока по 11,4 и 8,5 МВт. Питание двигателей выполнено по системе УРВД и цепей возбуждения — от тиристорных возбудителей. Суммарная мощность реверсивных ртутных преобразователей для главных приводов составляет 120 МВт. Все приводы постоянного тока имеют индивидуальные преобрааователи, так что все главные приводы являются потребителями переменного тока.

Стан 2000 годовой производительностью 6 млн. т в год является сложным технологическим агрегатом, снабженным многочисленными бесконтактными автоматическими устройствами для регулирования скорости прокатки, которая в каждой клети должна соответствовать данной ступени обжатия заготовки. Общая протяженность агрегата составляет 750 м при длине цеха 1000 м.

Режим работы главных приводов относится к резко переменным. Длительность толчков нагрузки от секунд до нескольких минут, величиной до 2—2,5-кратной номинальной мощности двигателей при постоянном токе и до 4—4,5-кратной при двигателях переменного тока. Толчки нагрузки перемежаются с холостыми ходами, а при реверсивных станах - с рекуперацией электроэнергии в сеть. Для блюминга мощностью 2 х 5,8 МВт по системе УРВД толчки активной нагрузки достигают 30 МВт и реактивной 32 Мвар, что вызывает значительные колебания напряжения.

На металлургическом заводе при средней нагрузке 75 МВт при работе блюминга и широкополосного стана пики достигают 111 МВт при длительности пика около 30 с с интервалами между пиками 2—2,5 мин.

Главные приводы непрерывных горячих широкополосных станов относятся к 1-й категории, так как останов их ведет к длительному расстройству технологического процесса. Реверсивные станы относятся ко 2-й категории, так как допускают кратковременный перерыв в работе для ручного переключения на резервное питание. Длительное отключение прокатных станов недопустимо из-за больших величин ущербов, например, отключение на 80 мин трубопрокатных цехов одного -завода наносит ущерб народному хозяйству более 50 тыс. руб. Повышение надежности электроснабжения прокатных станов облегчается остановками цеха для текущего ремонта производственных механизмов, во время которых возможно провести соответствующую профилактику электрооборудования.

Приводы вспомогательных механизмов (кранов, рольгангов, качающихся столов, шлепперов, нажимных устройств, кантователей, летучих ножниц, моталок и др.) имеют мощности от десятков до 2500 кВт. Последняя величина относится к ножницам для резки слябов с усилием 2500 тс, привод ножниц безмаховичный с двигателем постоянного тока на 23 об/мин. Большинство механизмов работает в режиме ПКР с ПВ = 15-4- 40% с частыми пусками. При частоте включения до 400 в час применяются асинхронные двигатели; при более интенсивной работе — двигатели постоянного тока, которые используются также для регулируемых приводов. Для наиболее тяжелых режимов работы приводов нажимных устройств, качающихся столов, летучих ножниц и т. п. применяются системы УРВД и УТВД, обеспечивающие необходимую производительность механизмов.

Для ряда приводов, например роликов рольгангов, применяются асинхронные короткозамкнутые двигатели — незаменимые в тяжелых условиях работы с горячим металлом. Для регулирования скорости рольгангов с асинхронными двигателями применяется частотное регулирование скорости изменением частоты от 50 до 10 Гц, для чего эти двигатели питаются от преобразователей регулируемой частоты — электромашинпых или статических.

Напряжения двигателей переменного тока 380 В, 6 и 10 кВ. Для двигателей постоянного тока, питающихся от общих преобразователей, напряжение 220 и 440 В.

Категория бесперебойности для вспомогательных механизмов такая же, как и для главных приводов, так как останов любого механизма влечет останов всего стана.

Прокатка является установившимся технологическим процессом, оборудование не перемещается. Развитие производительности и усовершенствование технологии идут по линии автоматизации с применением УВМ и бесконтактных устройств. На старых установках двигатели главных приводов замещаются на двигатели большей мощности для использования производительности стана, лимитировавшейся недостаточной мощностью приводов. Хотя такие замены выполняются в весьма сжатые сроки (до 84 ч), всегда имеется возможность своевременно усилить и систему электроснабжения.

Прокатные цехи завершают и технологический процесс металлургического комбината с полным металлургическим циклом — от коксохимических цехов до выхода проката. ТЭЦ металлургического комбината, работающая на доменном газе, имеет ограниченную мощность, вследствие чего прокатные цехи обычно питаются от энергосистем через главные понизительные подстанции (ГПП).

Суммарные нагрузки металлургических комбинатов с полным металлургическим циклом достигают 700 МВт при установленной мощности 2000 МВт и потребляют в год до 5 млрд. кВт·ч.