[发明专利]去氧化皮设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种去氧化皮设备，用于在热轧机中去氧化皮，包括至少一个液压泵，所述液压泵利用泵电机驱动。本发明还涉及一种用于运行去氧化皮设备的方法。

背景技术

液压的去氧化皮设备（去鳞机）是热轧机的几乎不可舍弃的组成部分。通过将处于高压下的水利用专用喷嘴喷射到材料表面上，实现了对轧制物表面去氧化皮。随着薄板坯浇铸和轧制设备的发展需要越来越高的运行压力。去氧化皮设备目前以180bar至400bar之间的运行压力工作。离心泵或活塞泵用于产生压力。活塞泵的缺陷是不均匀的输送，它引起泵出口上的压力波动或者压力脉动。

在离心泵中运行特性直接与转速、叶轮形状和叶轮直径有关。离心泵的特征在于无脉动和相对微小的购置成本。

去氧化皮设备的泵利用泵电机以2000kW至3000kW的功率范围驱动。通常泵电机设计为具有固定转速的电网驱动的高压电机。连接到50Hz的电网电源上产生例如3000转/分钟的转速。一般的电源电压在6kV至10kV的范围内。

在浇铸或轧制过程期间定期地出现中断，在所述中断期间不进行去氧化皮。因此规定方法用于控制或中断穿过喷嘴排出水。按照现有技术去氧化皮设备的泵在去氧化皮间歇期间在内部循环（旁路）中在部分负荷下以固定转速工作。水压和水流量根据工艺需要通过截止阀调整。

通过节流阀和旁路改变泵的输送流是常用的且简单的方法，它只需微少的投资成本。在此缺陷是，在输送流在去氧化皮间歇期间减小时还总是需要高的泵电机功率。以固定转速运行的离心泵的特性曲线在这种方法中保持不变。仅仅设备特性曲线发生改变，它在与泵特性曲线的相交点中确定泵的运行点。尽管输送流降低，但是同时水压升高，由此仅很少地减小功率。即泵电机的能耗在去氧化皮间歇期间也保持较高。

发明内容

本发明的任务在于，对于开头提到的形式的去氧化皮设备给出与现有技术相比的改善。

按照本发明该任务通过按照权利要求1的去氧化皮设备和按照权利要求12的方法解决。在从属权利要求中给出有利的方案。

所述去氧化皮设备，用于在热轧机中去氧化皮，包括至少一个液压泵，所述液压泵利用泵电机驱动。这种泵电机设计为可变极的电机并且与控制器连接，所述控制器设置用于在去氧化皮工作时间与去氧化皮间歇之间变极。可变极的交流电机的定子因此具有至少两个绕组系统，它们引起动子的不同转速。

通过这种方式在去氧化皮间歇期间，通过利用变极降低泵电机的转速实现显著的节能。通过在变化的泵特性曲线上的新运行点显著减小泵电机的负荷。与利用变频器调节频率相比投资费用有限，因为只需略微改变泵电机和匹配控制器。此外按照本发明的解决方案具有更好的效率。无需如在变频器运行情况下的电机的特殊绝缘。

与已知的具有固定转速的解决方案相比，通过在起转期间变极改善在固定的电源电网上的电网特性。此外泵的快速起动在全部功率上都可行。

除了维护过程或者其它符合计划的或者计划外的停机，热轧设备连续地运行。因此去氧化皮设备几乎整年运行。考虑到泵电机的高功率，通过在去氧化皮间歇中转速的减半已经实现可观的节能。此外在工作时间中降低设备部件的要求，由此提高去氧化皮设备的使用寿命。

在按照本发明的去氧化皮设备中通常不再需要旁路。仍然设置的旁路会导致设备特性曲线的变化。伴随而来的运行点变化对于减小在去氧化皮间歇期间的能耗只有微小的作用。

在本发明的有利的方案中规定，为了产生压力并联多个泵，其中每个泵利用可变极的泵电机驱动。尤其对于宽带钢热轧机机列或者厚板轧机机列有意义的是，使用2至3个泵。除了更少的投资成本以外，这还意味着简单的维修方案，因为在有缺陷时通常仅一个设备必须更换。此外在具有多个泵的大型设备中提高了可达到的节能的意义。

有利的是，设有冗余的泵。泵在待命运行中与在正常运行中工作的泵并联。在故障或者计划的更换泵时使用附加的泵，由此避免中断浇铸或轧制过程。

此外有利的是，利用一个公共的控制器控制每个泵电机。在热轧机中的去氧化皮设备通常具有功率增强的控制器（例如SIMATIC S7）。因此有意义的是，设置所述控制器用于所有泵电机的变极。然后控制器监控所有的转换或起动，从而使得例如在从高转速转换到低转速时不会出现不期望的超同步制动。