第一篇：軋鋼直流電機維護論文

姓名：王友成所在單位：二軋廠所在崗位：點檢員擬聘崗位：點檢技師

軋鋼用直流電機的使用與維護

目前，許多軋鋼廠由于直流電機調速范圍廣、性能優越而被廣泛使用，并且從初軋到精軋拖動軋機的均是使用晶閘管供電的直流電機。眾所周知晶閘管供電的直流電機較直流發供電的直流電機換向更加困難。電機為了保證電機的正常運行除電機質量保證外，對直流供電的質量也有要求。其整流的脈波數不應小于6，電壓峰值波紋因數不超過6％。因此在供電回路加裝平波電抗器，以便改善電機換向。

軋鋼用的直流電機具有屬于沖擊負載，電流波動較大。電機的性能好壞主要體現在換向火花上，電機在額定電流、電壓及額定轉速時，換向火花不應大于1.5級，在短時過載時（時間為15S或30S）時換向火花不大于2級。其次是氧化膜的建立，電機在運行一段時間后，換向器表面應形成一層光滑堅硬的氧化膜，它有利于換向。因此不能輕易破壞它。

雖然電機在出廠時已在額定工況下調到最理想的狀態，在使用一段時間后，電機性能會逐漸變壞。影響電機換向的原因很多，使用和維護尤為重要。下面分兩個方面討論影響直流電機換向因素和判斷及解決的方法。

一、機械方面

1、電機基礎不牢，電機運轉時產生共振。此類火花分布規律性差，火花不穩定呈黃色有時在個別電刷上有異常特征，對負載變化時反應遲鈍。電機轉速一般以600r/min為界，600r以上振速不超2.8mm/S;600r以下滑動軸承雙向振幅不超0.2mm，滾動軸承電機雙振幅不得超過0.075mm應加固基礎，將電機振動幅值限制在規定范圍內。

2、電機與所帶機組不同心,也會引起電機振動.應使用百分表對中,且底座的水平方向傾斜不得大于0.25mm..二、電氣方面

1、繞組問題

直流電機要定期對繞組進行直阻和絕緣檢測。絕緣阻值不應小于以下公式電阻。R=V/[1000+(P/100)],其中V為電機額定電壓，P為額定功率。特大電流和較長時間的過載運行，部分繞組短路，機械振動造成升高片脫焊或斷裂。測量片間壓降，片間壓降不應超過正負2％，如片間壓降相差較大，應檢查升高片和繞組，當升高片有斷裂或繞組燒毀時，及時與制造廠聯系。

2、換向器磨損嚴重或有滑傷

換向器表面使用一段時間后應形成良好的氧化膜，其呈現均勻而光亮的顏色。由于

電機的缺陷或運行的條件惡化，使正常的換向器氧化膜遭到破壞。換向器表面出現連續的條痕或孤立條痕，但正常的氧化膜仍存在，一般為電流密度太低，大氣中含有害氣體或研磨性灰塵。應查找原因對癥解決。輕微的滑傷可以用00號砂紙打磨并拋光。換向器表面出現嚴重的燒傷或溝槽、以及有較大的偏心時應車削換向器。為了防止換向器在車削時變形，應先將換向器壓緊羅帽壓緊。車削時升高片應用寬膠帶粘好以防進入銅削。車削速度不應大于180米/分，進刀量為0.05-0.15毫米。一般大型電機由于運輸和車床等原因在現場帶電車削的，車削速度和電樞電壓必須同時考慮。并且直流調速裝置的加減速時間要放開，避免電機快啟與快停。車削后片間云母低于換向器表面0.5mm的下刻云母。換向片兩邊倒成0.5×45度倒角。再用與換向器弧度一致的細磨石打磨，最后用牛皮拋光。

2、中性線發生變化

由于電機長期運行，中性線位置也將發生變化。直流電機電刷的位置，不但影響電機的換向情況，而且對電機的電樞反應，影響電機的轉速和機械特性。故應定期檢測中性線位置，并進行調整。調整的方法一般用感應法，其方法是：在電機勵磁繞組兩端加上大約為電機額定電壓（8～12）％的電壓。在相鄰的兩個刷桿上接一直流毫伏表，接通和斷開勵磁電源。觀察毫伏表的偏轉情況，毫伏表指在零位，說明電刷在中性線上。如 1

姓名：王友成所在單位：二軋廠所在崗位：點檢員擬聘崗位：點檢技師

有較大的偏轉，就要移動電刷座圈，邊移邊測。直到感應電勢接近或為零時，則認為此時電刷就在中性線上。

3、變流器故障

變流裝置缺脈沖，使電機的直流供電波頭數目不夠。電機在空載時有振動感，并伴有“嗡嗡”響聲。嚴重時在高速運轉或電機正反切換時，換向器放炮，使換向器表面灼傷。如發現電機聲響和現象所述類似，必須馬上停車檢查變流裝置脈沖放大及觸發回路，以免造成電機換向器損傷。另外直流供電電源出現斷流，可使電機理想轉速升高，電機機械特性變軟，負載變化時速度下降較大。

4、檢修保養不當

使用中的電機必須進行定期的檢修和保養，電機使用一段時間后電刷和刷盒都會有

一定程度磨損，如果電刷和刷盒磨損嚴重時，電機在正反轉時的刷位將有所移動，并且電刷形成振動，使電刷上電流分配不均。促使換向變壞，嚴重時使電刷碎裂。一般電刷與刷盒厚度間隙為0.06~0.25mm,寬度間隙為0.08~0.39mm。其次電機換刷時電刷牌號混用。不同牌號的電刷電阻系數是有區別的，所以分配到每各電刷的電流不平衡，產生火花。應當指出至今沒有一種適用各種場合的萬用電刷，由于電機的特性、負載狀態、周圍條件的差異，電刷的選型往往是通過現場調試后才能確立下來。電刷更換后必須按照正確的研磨方法進行研磨，使電刷與換向器表面相吻合。其方法是：提起電刷，在電刷下面放上砂布，使砂面向上與電刷接觸，并扣上壓簧，用兩手拉動砂布緊貼換向器表面拉動數次，直到電刷與換向器表面吻合為止。研磨后吹除碳粉。定期檢查壓簧壓力（1.4－2.7N/cm2）相差不準大于10％。換向器表面不清潔也是引起火花的原因之一，當換向器表面有油污和碳粉時用無毛白布沾適量酒精擦拭并用特制工具清除片間溝槽內的碳粉。清理完后用干燥的壓縮空氣將換向器表面和繞組的灰塵、碳粉吹干凈。電機的檢修周期根據生產情況而定。力爭做到月小修，年大修。

綜上所述，軋鋼直流電機工作環境較差，在工作中又經常過載，所以換向比較困難。正確使用和維護直流電機就尤為重要。尤其是初軋電機，即使是上下輥使用兩臺電機主從控制，如一臺電機出現故障，也會造成停產。首先要建立起理想的氧化膜，其次是保證風、水、油路的暢通。建立全日制維護、定修、月修、中修、大修和崗位責任制是非常必要的。若發現電機超溫，工作異常，換向火花超過允許值，應立即停車檢查，以確保電機的安全運行。2

第二篇：直流電機日常維護標準

直流電機日常維護標準

一、直流電機維護通常要求：

1、直流電機使用的環境條件：

（1）安裝防護等級IP23以下的電機之室內，不得有水蒸汽，酸性或堿性等腐蝕性氣體，或煤氣等可燃性氣體，以及塵灰等污物侵入；

（2）在額定負載下連續工作時，其周圍的空氣溫度最高不應超過40度，最低不低于5度，相對濕度不得超過90%；

2、運行期的經常性一般檢查

（1）保持電機外表及其周圍環境的清潔，在電機上或電機內部不得放置外物；

（2）電機之底腳是否緊固于地基，運轉時是否有異聲或震動情況；

（3）通風窗是否空氣暢通；（4）是否有常時間的過載；（5）接地裝置是否可靠；

3、定期保養檢查

（1）經常運轉的直流電機，需定期作以下檢查，每月不得少于一次；

（2）在額定負載下換向器上不得有大于1級的火花出現；（3）檢查換向器表面是否光潔，如發現有機械損傷或火花灼痕，應按“換向器的保養”標準進行處理；(4)檢查電刷是否磨損過甚，刷握之壓力是否適當;(5)用不大于二個大氣壓之壓縮空氣吹凈電機內部灰塵，電刷粉末等，并拭凈外表之灰塵和積垢;(6)拆除與電機連接之一切接線，用500伏兆歐表測量繞組對機殼之絕緣電阻，如小于1兆歐則須按“絕緣的干燥”（7）在電機運轉時，測量軸承溫度，并傾聽其轉動的聲音，如有異聲或溫升超過則按“軸承的保養”標準處理；

（8）如電機須經較長時間之停止運轉，則須用紙將換向器包好，并用防布將整個電機蓋好，保證電機存放地點之溫度不低于5度，不高于40度，相對濕度不高于90%，并不得有水蒸汽及腐蝕氣體侵入。

二、直流電機各主要部件維護要求：

1、換向器的保養

(1)換向器表面應保持光滑，并形成一層均勻的暗褐有光澤的氧化膜。若換向器表面沾有碳粉、油污，應用手風機吹掃干凈或用柔軟的布沾酒精清擦換向器表面，保證清潔；

(2)發現換向器表面狀態惡化，火花較大，有粗糙不圓、燒傷等缺陷時應考慮停車，用“0”號細砂紙打磨其表面，使之重新建立起氧化膜。如若換向器表面出現過度的粗糙不平、不圓或有部分磨損過大，則應重新車削換向器。車削時應用紙將電樞繞組端部及接頭片包住，以免金屬屑末濺入，切削速度為每秒2米，切削深度及進給量均不大于0.1mm。切削完畢，換向片片間應倒角，必要時還應下刻片間云母，以免云母片高出換向片；(3)檢查云母槽是否清潔，換向片棱角應光滑無毛刺；(4)在保證換向器表面質量的條件下，還需要在日常運行中，仔細地觀察和監視換向火花。通常情況下，點狀、粒狀火花（呈白色或微帶藍色和黃色）是稀疏而均勻地分布在大部分電刷上，屬于正常換向火花。而響聲狀、火球或飛濺狀火花（呈暗黃色、紅色或綠色）屬于有害火花。當環火狀火花發生時，電機不宜繼續運行。

2、電刷的使用

(1)用空壓氣吹凈電刷、刷盒和換向器上的碳粉；

(2)檢查電刷接觸弧面是否有燒灼點，接觸面是否均勻、光滑，如有缺陷應立即更換；

(3)檢查電刷在刷盒內是否浮動靈活；

(4)檢查電刷的壓力大小是否均勻適當，通常情況下電刷壓力為電刷壓力正常為15—25kpa，根據電刷的截面積算出每個電刷壓力，再與實際測出的壓力進行比較。無論電刷的長短，其壓力都應達到要求；

(5)檢查電刷的磨損高度，當電刷磨損到原高度的1/3時應予更換。需要注意：電刷一次性更換數量不宜過多，成批更換電刷易破壞原換向器表面的氧化膜。只需將磨短的或有問題的電刷換下即可。在同一臺電機上，絕不允許使用不同牌號的電刷，即使同一牌號的電刷，因制造時間不同，性能也有明顯差異，所以也不允許使用。新電刷裝好后，需用“0”號砂布，背面緊貼子換向器，隨電刷旋轉方向研磨電刷，以獲得與換向器表面有良好的接觸面。研磨完畢，去除碳粉，并使電機在1/4---1/3額定負載下運行半小時至一小時，然后增加負載；

(6)檢查刷辮的固定是否可靠，電刷振動和壓力不均都容易引起各電刷電流分配不均；

(7)檢查刷盒壓腳和彈簧是否軟化或斷裂。

3、電機繞組

(1)送電前應對繞組進行絕緣電阻的測量（用l000V兆歐表），絕緣電阻值一般不應低于R=V/(1000+P/100)(MΩ)的數值，V為電機繞組的額定電壓（V），P為電機的額定功率（kW）。但最小值≥0.5MΩ。如測量絕緣電阻較低，則應進行干燥處理；(2)檢查繞組與機座的連接線是否有絕緣損傷或相互短路等情況；

(3)注意觀察主極繞組和換向極繞組的溫升是否正常。

4、冷卻系統的維護

通常直流電動機都采用管道強迫通風或空氣水循環冷卻器兩種冷卻方式，對于空氣水循環冷卻器冷卻方式，冷卻裝置的風機由于轉速較高，常出現燒損，直接影響通風冷卻效果，絕對不能輕視。

(1)日常檢查冷卻裝置內過濾裝置是否飽和，及補風過濾材料上是否有灰塵阻塞現象；(2)對于冷卻裝置風機，要定期做風機葉輪動平衡試驗；(3)經常檢查冷卻裝置進／出水閥門是否全部打開，進水溫度≤33℃，已冷卻氣體的溫度與進水溫度間的溫差應＞7℃（以保證進風溫度≤40℃）。

5、軸承

在軸承蓋之油室內確保約等于2/3空間的潤滑脂，在工作2000—2500小時后，應調換新的潤滑脂，潤滑脂的牌號為3號鋰基脂，每年至少調換一次潤滑脂。

6、其他方面的維護

(1)檢查刷架導電環及其連接是否完整，連接螺絲是否松動，其對地爬電距離是否達到標準要求；(2)檢查機座底部的千斤頂有否松脫；

(3)檢修時檢查測速反饋設備的安裝是否松動，工作是否正常。

三、直流電機的絕緣干燥

電機之絕緣電阻不應該小于1兆歐，如低于這一數值時，需進行干燥，如沒有專用的烘箱設備，建議采用以下三種方法：（1）熱空氣干燥

電機進行干燥時，應該打開電機的各通風窗，用干燥之熱空氣連續向線圈部分鼓吹，線圈溫度最初2—3小時內，不應該超過50度，而在開始干燥后的6-8小時內，不應超過70度。電機在開始干燥時，絕緣電阻先是下降，然后開始升高，最后趨于穩定，在絕緣電阻穩定4-5小時后，如絕緣電阻變化已不顯著，則可認為干燥已經完成。

溫度可用溫度計以膩子固著干線圈來測量，而絕緣電阻之測量則用500伏兆歐表計（2）電流干燥

打開電機的各通風窗，將電樞、串勵，換向極及補償繞組接成串接，卡住電機之電樞，通入低壓直流電流，電流宜控制在50%--60%額定電流值左右，加熱溫度也不應超過70度，其余過程與上類同

（3）用紅外線燈泡烘烤

四、大型直流電動機的管理

1、包機人員職責：

負責直流電動機的檢查、維護工作，主要工作職責包括：(1)對出現的問題及時組織人員處理和向上級匯報；(2)建立大型直流電動機的檢查記錄表，并做好相關記錄；(3)每天觀察大型直流電動機的工作狀況，做好專業點檢紀錄，做到心中有數；

(4)制定每月對直流電動機的檢修計劃及大中修時檢修計劃。

2、建立專業技術檔案

建立每臺電機的專業技術檔案，了解和掌握每臺電機過去與現在的運行狀況，對電機進行有“個性”的動態管理。專業技術檔案包括：新電機在投運前的安裝記錄；電機型號及參數；電刷型號及數量；刷握型號及數量；通風／冷卻／潤滑系統的設備型號／各參數；投運以來完好情況；定期檢查/測量的各種數據和結果；電機歷次發生的故障及其原因分析、處理過程與處理后的效果；在大中修時檢查電機調整記錄及處理了哪些問題等等。根據技術檔案可了解每一臺電機的運行歷史和各階段的技術性能狀況。

3、大型直流電動機的狀態檢測

每半年中修時，由專業人員檢測電機換向片間直流電阻、電機的主磁極與轉子之間的間隙和極距，及其他平時檢修無法操作的維護項目。

平時正常生產期間，包機人員觀察記錄電機的負荷變化、電機內換向器工作、電機空載和負載換向火花的情況，以及電機繞組溫度以及軸瓦溫度、冷卻系統的溫度、潤滑系統的壓力等參數。通過以上工作，作到24h監測大型直流電動機工作情況，實行動態管理，隨時掌握電機的變化趨勢。

第三篇：軋鋼論文

關于軋鋼的論文

材料與冶金學院

09成型一班

軋鋼工藝中的節能技術

摘要：為實現鋼鐵工業的可持續發展，在近年國家“鋼鐵產業結構調整、淘汰落后產能”等 鋼鐵產業政策引導下和“循環經濟、低碳經濟、清潔生產和綠色鋼鐵”等節能減排主題的 倡導下，中國鋼鐵工業向低能耗、短流程和高附加值產品方向發展，同時中國鋼鐵工業的 節能減排工作取得很大進展。由于軋鋼系統在整個鋼鐵綜合能耗中比重較低和產品附加值 高等因素影響，近年來軋鋼生產能力增長迅速，軋鋼系統節能工作取得新進展，節能技術 在新建或改造軋鋼系統中不斷得到應用，軋鋼工序能耗不斷降低

關鍵字：軋鋼 節能技術

軋鋼工序節能技術及發展趨勢

在熱軋生產中，軋鋼工序鋼坯加熱耗能高，以典型的棒材軋機生產能耗為例，鋼坯加熱消耗的能量占80%，用于鋼材軋制的能耗僅占16.9%。隨著節能技術的應用，能源消耗中用于鋼坯加熱能耗所占的比例逐漸降低，還維持在高的比例。因此，普通鋼材軋鋼工序節能的潛力主要來源于加熱爐。特殊鋼材的軋鋼工序節能的另一個主要來源是在線熱處理。

軋鋼系統節能技術

1． 加熱爐節能技術

1）蓄熱式燃燒技術 蓄熱式燃燒技術具有高效余熱回收、高溫預熱空氣及低 NOX 排放等優點。近年在我國 軋鋼加熱爐上推廣應用發展迅猛，是國內目前普遍推廣的節能環保新技術。采用蓄熱式燃 燒技術，與無余熱回收的加熱爐相比，可實現節能 40％以上；與換熱器預熱技術比較，可實現 10％~20％的節能潛力。中國采取蓄熱燃燒技術的加熱爐也不少于 400 余座。但是 從近年蓄熱式加熱爐的能耗統計上看，其節能優勢并不突出，甚至有同行提出該技術節能 不節錢的看法，該技術近年在歐洲推廣應用案例已大幅下降。不過，采用雙蓄熱（同時預 熱煤氣和助燃空氣溫度 1000℃以上）技術的加熱爐在利用富余高爐煤氣方面的確很有效，效率高于 70％，節能效果顯著，值得推廣應用。

2）節能涂料 節能涂料利用遠紅外輻射原理，將涂料噴涂在各種高溫窖爐的耐火材料表面，提高光 譜發射率，增強爐膛換熱，可實現節能 5％~10％的節能效果。它具有保護爐襯表面、延 長爐子使用壽命、提高爐子熱效率，縮短烘爐時間、提高被加熱件的加熱速度和爐子作業 率等特點。該涂料技術早在 1980 年就開始推廣使用。近年的節能涂料有如日本 CRC 公司 的 H.R.C 輻射涂料，英國 CRC 公司 ET-4 型紅外輻射涂料，國內山東慧敏公司“杰能王”微納米高溫遠紅外節能涂料，湖南婁底新材料實驗工廠生產的高溫遠紅外涂料等。目前國 內不少軋鋼加熱爐都使用過此類節能涂料。

3）步進爐和汽化冷卻技術 步進爐不僅可以減少鋼坯加熱時間，降低氧化燒損，而且操作靈活，是軋鋼加熱爐的 發展方向。汽化冷卻不僅可以減少軋鋼用水，而且可以生產蒸汽進行回收利用，具有一定 的節能效果，在近年新建加熱爐上逐步推廣應用。

2.熱裝熱送和低溫軋制技術 熱裝熱送是冶金行業重點推廣的節能技術。該技術可以大大降低加熱爐燃耗，縮短鋼 坯在爐時間，從而降低氧化燒損率，提高成材率。最早在我國武鋼、寶鋼和鞍鋼應用，現 在全國推廣應用。從軋鋼廠實施該技術的條件看，主要應用于普碳鋼的加熱；對于一些質 量要求較高的品種鋼，不宜采用熱裝熱送技術或存在熱裝熱送的溫度限制。故我國軋鋼系 統的熱裝熱送率普遍不高，為 20％，同時熱裝溫度也不高，為 400℃，與國外先進企業如 日本鋼管、JFE 川崎、住友等企業有很大差距。低溫軋制技術有助于降

低鋼坯出爐溫度，降低軋鋼系統能耗，實現系統節能，在近年軋鋼系統節能中不斷推廣。如電工鋼軋制溫度 從 1250℃~1350℃降至 1150℃左右，可降低軋鋼工序能耗約 5kgce/t~10kgce/t。

3.電機節能技術 我國 80％以上電機產品與國外先進水平相比，效率低 2％~3％。電機變頻調速的原理 是通過降低電機轉速，實現其減少輸入功率，降低電力消耗的目標。軋鋼系統有軋機（包 括粗軋機、精軋機）、輥道、風機、水泵等設備，驅動設備能源消耗為電耗，故電機選擇 是關鍵。在電機設計中應避免大馬拉小車，進行電機優化設計，在運行過程主要采用變頻 調速技術，通過電機節能技術應用，可實現節電 20％~40％，效果顯著。

4． 軋鋼自動化 軋鋼自動化是衡量軋鋼技術先進的重要標志，具有間接節能作用。先進自動化技術可 實現節能 5％~18％，如加熱爐的燃燒優化控制，可以有效實現空燃比的優化控制，減少 不完全燃燒，提高燃燒效率，減少鋼坯氧化燒損，降低加熱爐單耗。【1】

熱送熱裝工序

熱送熱裝是近二十幾年迅速發展并普遍推廣應用的技術，是軋鋼工序節能降耗、提高產量的重大措施，合理地選擇熱送熱裝方案，可以達到節能的目的。

連鑄坯熱送熱裝指鑄坯在400℃以上熱狀態下裝入加熱爐，一般將鑄坯溫度達400℃作為熱裝的低溫界限；400℃以下熱裝的節能效果較小，且此時表面已不再氧化，故一般不再稱做熱裝。

鑄坯溫度在650～1000℃時裝入加熱爐，節能效果最好，鋼坯加熱熱耗計算。相對于連鑄坯冷裝工藝而言，采用一般熱送熱裝工藝時節能可達35％，采用直接熱送熱裝工藝可節能65％，再采用直接軋制工藝時可節能70％～80％。

采用熱送熱裝工藝，加熱爐產量可提高對20％～30％；金屬氧化燒損減少，提高成材率0.5％～1.0％；縮短生產周期在80％以上；降低建設投資和生產成本。

加熱爐工序

加熱爐工序中降低加熱能耗要加強余熱余能回收。不合理的加熱制度、加熱環境和熱能回收設備的陳舊，在一定程度上造成大量的能源浪費。采用新技術和新工藝，可提高熱能回收效率，降低能耗浪費。例如，國內某鋼廠軋鋼加熱爐采用了無水冷滑軌技術，實現了爐內全無水冷結構，消除了水冷卻損失，工序能耗下降3.5公斤標準煤/噸；通過燃燒系統測試，爐體采用復合結構，提高絕熱效果，減少熱量損失；燃燒系統采用爐頂平焰燒嘴，提高爐頂輻射強度，對提高熱效率降低加熱爐燃耗有著非常積極的作用；煙氣余熱損失在軋鋼廠加熱爐熱損失中占很大比例，最大限度地回收余熱是實現加熱爐降低燃耗的重要手段。一般的加熱爐采用空氣換熱器、煤氣換熱器和蒸汽余熱鍋爐，充分回收了煙氣余熱，使排煙溫度降到200℃以下，大幅度降低了能耗。同時，置換的蒸汽用于生產和生活，減少了外購能源費用。

同時，在加熱爐工序中，采用將蓄熱式熱回收和換向式燃燒系統與加熱爐結合為一體的高效蓄熱式加熱爐，可利用低熱值的高爐煤氣，將爐溫加熱到11000C以上，可實現節能30％，爐子的熱效率可達70％。

軋制工藝

低溫軋制技術 采用低溫軋制技術是降低軋鋼系統工序能耗的一個重要節能

措施。降低加熱爐出鋼溫度可以節約燃料消耗，但變形抗力增加，軋制功率也增加。近年來，國外的軋制生產實踐已證明降低燃耗的節能效果更顯著。且隨著出鋼溫度降低，氧化鐵皮量顯著減少。低溫軋制在燃料消耗和氧化鐵量的降低方面所獲得的效益完全能克服并超過軋制功率增加所造成的成本增加。因此，如果粗軋機的軋輥強度、軋機剛度、電機功率等能夠滿足低溫軋制的要求，軋材的塑性也能滿足要求，則降低鋼坯的加熱溫度，會在節能降耗、減少金屬燒損等方面產生明顯的經濟效益。

根據國內外熱軋鋼材能耗構成的數據分析，通過下限溫度軋制，降低加熱能耗來實現軋鋼工序節能。采用低溫軋制技術的能耗總量比常規軋制時的能耗總量約降低15～20％。

采用低溫軋制技術有節約加熱工序中能耗、減少氧化鐵皮形成、減少軋輥由于熱應力而造成的斷裂現象、減少氧化鐵對軋輥的磨損等優點。但是，在采用低溫軋制技術時存在增加軋制力、扭矩和軋制功率、軋制鋼材的塑性降低、軋件的咬入條件惡化的缺點，因此需要對軋制工藝進行優化。

瑞典的理論研究和生產實踐表明，彈簧鋼、軸承鋼、工具鋼、不銹鋼可在800℃到950℃進行低溫軋制，節能85～130kWh/t。在現有軋機中，軋機的負荷是溫度的重要制約因素。隨著軋制溫度降低，電耗增加，而燃耗卻顯著地降低，兩者一般是1：10的關系。因此，現在廣泛推行低溫軋制，勢必電耗有所增加。

降低電耗 造成電力消耗較高的主要原因是：生產效率低、開工率不足、空轉率較高、電器設備和元件較陳舊，以及電機供電設備和用電設備不匹配。在技術上重點是提高設備負荷率、臺理選擇電機容量、減少設備空轉率、選擇變頻技術、淘汰一批能耗大的電器元件的設備，同時優化軋機負荷，達到節能軋制。

工藝優化 節能工藝優化設計是通過采用優化方法，臺理地選擇原料形狀和尺寸來達到節能的目的。國內某棒材生產車間，以單位總能耗量小為目標函數，對孔型進行優化設計，優化后的孔型與原孔型系統相比，節省單位總能耗的7.3％。節能優化設計能使軋制能耗減少，效果顯著。武漢科技大學對棒線材連軋過程能耗進行了優化設計，建立了孔型尺寸模型、前滑模型、能耗模型，確定最大延伸約束條件、最小延伸約束條件。以軋制能耗最低為目標進行的優化研究，取得了節能降耗的顯著效果。

熱軋潤滑工藝熱軋潤滑工藝是軋鋼節能的一項重要措施。軋制摩擦能耗一般占軋制能耗總量的30％以上，若采用熱軋潤滑工藝，不但可以減少軋制摩擦，而且還能提高軋輥使用壽命和改善鋼材表面質量。國內爐卷軋機采用熱軋潤滑工藝，軋制壓力下降21.5％，軋制電流下降15～20％，軋輥壽命提高1倍。

線熱處理控制鋼坯加熱溫度、軋制溫度及軋后冷卻，許多專用鋼可以取消軋后熱處理工序或減少熱處理時間。日本神戶制鋼采用直接熱處理技術，大幅度節約了能源消耗。汽車后軸、蝸輪桿軸用的碳素結構鋼，汽車操縱桿、小齒輪、軸用的合金結構鋼，這些鋼材軋后需經過常化熱處理才能加工，在采用軋制過程嚴格控制軋制溫度和直接常化工藝后，改善了鋼的性能與組織，省略了常化熱處理，取得了70～85千克標準煤/噸節能效果，使生產成本大大降低。

有些專用鋼如機械結構用鋼和強韌鋼要求退火，否則在冷切削時容易開裂。采用軋后900℃進行余熱緩冷，使鋼的硬度降低，達到了軟化退火的機械性能，省去了軋后退火工序，縮短了生產周期，節能達44千克標準煤/噸。

利用軋后鋼材的余熱在相應的工藝條件下進行熱處理加工，可提高鋼材性能，節約能源。經余熱淬火處理的鋼筋屈服強度提高150～230MPa，結合控制

軋制工藝，采用形變誘導相變理論，可以生產強度級別更高的鋼筋。【2】

參考文獻：陳冠軍 《軋鋼系統節能技術綜論》 2010.（12）

馮光宏《軋鋼工序節能技術分析》2006.(11)

第四篇：冷軋軋鋼工藝論文

冷軋軋鋼工藝論文

在軋鋼（主要是冷軋）過程中，為了減小軋輥與軋材之間的磨擦力，降低軋制力和功率消耗，使軋材易于延伸，控制軋制溫度，提高軋制產品質量，必須在軋輥和軋材接觸面間加入潤滑冷卻液，這一過程就稱為軋鋼工藝潤滑。

冷軋通常是用熱粗軋、精軋后得到厚度為2~4mm、經過酸洗和退火處理的鋼卷作坯料，用多輥軋機（可逆或連續軋制）軋成厚度在0.8mm至0.01mm的薄板。由于冷金屬具有很大的變形抗力，現化冷軋機的軋制力已達到數千噸，而軋制速度則接近2500m/min。顯然，金屬在這樣高速的變形過程中，一方面由于金屬內部分子間的磨擦必然產生大量的熱能；另一方面，軋材的減薄（延伸）又不可避免地使軋輥與軋材表面發生相對運動。冷軋工藝潤滑劑的基本要求是：

1．適當的油性，即在極大的軋制壓力下，仍能形成邊界油膜，以降低磨擦阻力和金屬變形抗力；減少軋輥的磨損，延長軋輥使用壽命；增加壓下量，減少軋制道次，節約能量消耗。但是不定期要考慮到軋輥與鋼材之間必須要有一定磨擦力，才能使鋼材咬入軋輥，磨擦系數過低，將會打滑。所以潤滑性能必須適當

2．良好的冷卻能力，即能最大限度地吸收軋制過程中產生的熱量，達到恒溫軋制，以保持軋輥具有穩定的輥形，使帶鋼厚度保持均勻；

3．和帶鋼表面有良好的沖洗清潔作用。以去除外界混入的雜質、污物，提高鋼材的表面質量；

4．良好的理化穩定性。在軋制過程中，不與金屬起化學反應，不影響金屬的物理性能；

5．退火性能好。現代冷軋帶鋼生產，為了簡化工藝，提高勞動生產率，降低成本，在需要進行中間退火時，采用了不經脫脂清洗而直接退火的生產工藝。這就要求潤滑劑不因其殘留在鋼材表面而發生退火腐蝕現象（即在鋼材表面產生斑點）；

6．過濾性能好。為了提高鋼材表面質量，某些軋機采用高精度的過濾裝置（如硅藻土）來最大限度地去除油中的雜質。此時，要避免油中的添加劑被吸附掉或被過濾掉，以保持油品質量；

7．搞氧化安定性好，使用壽命長；

8．防銹性好。對工序間的短期存放，能起到良好的防銹作用；

9．不應含有損害人體健康的物質和帶刺激性的氣味；

10．油源廣泛，易于獲得，成本低。

熱軋工藝潤滑

提高熱軋帶鋼機組的產量，降低消耗，提高生產率，這是軋鋼工藝中一件極為重要的事。各國實踐已經證明，使用熱軋油能顯著減少軋輥的磨損，降低電耗、改善鋼板表面質量，提高生產率。

使用熱軋就可以獲得以下好處（已為實踐證明）：

1．改善了軋輥的表面狀況。

2．降低了軋輥的單位消耗。

3．降低了電能的消耗。

4．提高了帶鋼的表面質量。

5．降低軋制壓力，容易實現軋制薄規格帶鋼。

6．促進熱軋理論的研究。

第五篇：直流電機報告

《電機與電力拖動》

課程設計報告

設計題目： 直流電動機制動設計 學生姓名： 尤鵬達

專業班級： 14本科電氣（1）班

學 號： 1412406502029 指導教師： 胡林林 課程設計時間： 2017.3.13-2017.3.17

目 錄

一、設計目的...........................................................1

二、系統設計要求.......................................................1

三、正文...............................................................2

（一）、直流電動機的基本結構和工作原理................................2

（二）、反接制動......................................................3

（三）、回饋制動......................................................5

（四）、能耗制動......................................................6

（五）、參數設定和計算...............................................11

四、總 結............................................................12

五、參考文獻..........................................................13

《直流電動機制動設計》課程設計報告

摘 要: 直流電動機是將直流電能轉換為機械能的電動機。因其優良的起動、調速和制動性能而在電力拖動中得到廣泛應用。直流電動機按勵磁方式分為他勵、并勵、串勵和復勵四種。直流電動機有三種制動狀態：能耗制動、反接制動(電壓反向反接和電動勢反向反接)和回饋制動。本文在直流電動機的結構與工作原理的基礎上，給出了電機制動的定義，對電機制動的方法進行了簡單介紹，并著重分析了他勵直流電動機制動的三種制動狀態，通過一系列實驗重點介紹能耗制動。關鍵詞:直流電動機；能耗制動；反接制動；回饋制動

一、設計目的

1、通過課程設計，對所學的直流電機的工作原理及其制動方式進行的復習與總結，鞏固所學的理論知識。

2、通過本次課程設計提高學生分析問題和解決問題的能力。

3、學會使用網絡資源進行相關文獻和資料的查找。

4、培養團隊合作的精神。

二、系統設計要求

能耗制動是一種制動形式。又分為直流電機的能耗制動和交流電機的能耗制動。他勵直流電機的能耗制動：電動機在電動狀態運行時若把外施電樞電壓U突然降為零，而將電樞串接一個附加電阻R，即將電樞兩端從電網斷開，并迅速接到一個適當的電阻上。電動機處于發電機運行狀態，將轉動部分的動能轉換成電能消耗在電阻上。隨著動能的消耗，轉速下降，制動轉矩也越來越小，因此這種制動方法在轉速還比較高時制動作用比較大，隨著轉速的下降，制動作用也隨著減小。

能耗制動又分兩種，分別用于不同場合：迅速停機和下放重物。若電動機拖動的是反抗性恒轉矩負載，則通過迅速停機的方法進行能耗制動，若拖動位能性恒轉矩負載，則通過下放重物進行能耗制動。

能耗制動是一種常見的制動方法，廣泛應用在工業生產中，有優點同時也存在著缺點，在這份課程設計中，我們將會仔細分析能耗制動是怎么實現的，使得我們更好的了解和利用它，同時盡最大努力提出改進。

三、正文

直流電動機的啟動·制動的動態性能好，可以在很多快速調速的場合應用。在生產過程中，經常需要采取一些措施使電動機盡快停轉，或者從某高速降到某低速運轉，或者限制位能性負載在某一轉速下穩定運轉，這就是電動機的制動問題。實現制動有兩種方法，機械制動和電磁制動。電磁制動是使電機在制動時使電機產生與其旋轉方向相反的電磁轉矩,其特點是制動轉矩大,操作控制方便。直流電機的電磁制動類型有能耗制動、反接制動和回饋制動。

（一）、直流電動機的基本結構和工作原理

直流電動機可分為兩部分：定子與轉子。其中定子包括：主磁極，機座，換向極，電刷裝置等。轉子包括：電樞鐵芯，電樞繞組，換向器，軸和風扇等。如下圖所示：

+FinAB-（1）、定子

φNib ciadSφ F電動機模型

圖1-1電動機模型

定子就是發動機中固定不動的部分，它主要由主磁極、機座和電刷裝置組成。主磁極是由主磁極鐵芯（極心和極掌）和勵磁繞組組成，其作用是用來產生磁場。極心上放置勵磁繞組，極掌的作用是使電動機空氣隙中磁感應強度分配最為合理，并用來阻擋勵磁繞組。主磁極用硅鋼片疊成，固定在機座上。機座也是磁路 的一部分，常用鑄鋼制成。電刷是引入電流的裝置，其位置固定不變。它與轉動的交換器作滑動連接，將外加的直流電流引入電樞繞組中，使其轉化為交流電流。

直流電動機的磁場是一個恒定不變的磁場，是由勵志繞組中的直流電流形成的磁場方向和勵磁電流的關系確定。在微型直流電動機中，也有用永久磁鐵作磁極的。

（2）、轉子

轉子是電動機的轉動部分，主要由電樞和換向器組成。電樞是電動機中產生感應電動勢的部分，主要包括電樞鐵芯和電樞饒組。電樞鐵芯成圓柱形，由硅鋼片疊成，表面沖有槽，槽中放電樞繞組。通有電流的電樞繞組在磁場中受到電磁力矩的作用，驅動轉子旋轉，起了能量轉換的樞紐作用，故稱“電樞”。

換向器又稱整流子，是直流電動機的一種特殊裝置。它是由楔形銅片疊成，片間用云母墊片絕緣。換向片嵌放在套筒上，用壓圈固定后成為換向器再壓裝，在轉軸上電樞繞組的導線按一定的規則焊接在換向片突出的叉口中。

在換向器表面用彈簧壓著固定的電刷，使轉動的電樞繞組得以同外電路連接起來，并實現將外部直流電流轉化為電樞繞組內的交流電流。

（二）、反接制動

反接制動可用兩種方法實現，即轉速反向（用于位能負載）與電樞反接（一般用于反抗性負載）。

（1）、轉速反向的反接制動

他勵直流電動機拖動位能性負載，如起重機下放重物時，若在電樞回路串入大電阻，致使電磁轉矩小于負載轉矩，這樣電機將被制動減速，并被負載反拖進入第Ⅳ象限運行。

特點：RΩ較大，使Tst?TZ電樞電路的電壓平衡方程式變為Ia(Ra?RΩ)?U?(?Ea)?U?Ea轉速反向的反接制動特性方程式為n?n0? Ra?RΩT<0(n為負）2CeCT? 3

圖1-2轉速反向的反接制動電路圖

轉速反向的反接制動的機械特性曲線就是電動狀態時電樞串電阻時的人為特性在第四象限的部分。

由曲線知，因Tst?TZ重物加速下放，直到D點T?TZ時，獲得穩速下放（一般n?n0）

由于U?Ea可達到2UN,R?必須較大，限制Ia，同時保證Tst?TZ，由Ia2(Ra?RΩ)?UIa?EaIa上式表明，UIa與EIa兩者之和消耗在電樞電路的電阻Ra?RΩ 上。

（2）、電樞反接的反接制動

圖1-3電樞反接的反接制動圖

特點：U<0,R?Ra?RΩ 機械特性：n??n0?Ra?RΩT 2CeCT?電樞反接的反接制動機械特性是一條過-n0 的直線，在第二象限部分(BC段)。（n為正，T為負）

（三）、回饋制動

（1）、正向回饋制動

他勵直流電動機通過降低電壓來減速時，若電壓下降幅度較大，會使得工作點經過第II象限，如圖中的BC段，轉速為正而電磁轉矩為負，電動機運行于制動狀態。在這一過程中，由于電源電壓下降，使得Ea>U,電流方向改變，電能從電動機回饋到電源。

在電力機車下坡時，由于重力作用使得電動機轉速高于原來的空載轉速，Ea增大，超過U以后，電流也會反向，進入正向回饋制動狀態。

(2)、反向回饋制動

他勵電動機拖動勢能性恒轉矩負載運行。

反接電源電壓并給電樞支路串入限流電阻。工作點將會穩定在第iv象限。在D點，電動機的轉速高于理想空載轉速，Ea>U，電流流向電源，屬于反向回饋制動。

反向回饋制動常用于高速下放重物時限制電機轉速。

（四）、能耗制動

（1）、制動方法制動和制動過程

直流電動機的制動方式有多種：能耗制動、反接制動和回饋制動。在此我們選擇的研究方向是能耗制動。

直流電動機開始制動后，電動機的轉速從穩態轉速到零或反向一個轉速值（下放重物的情況）的過程稱為制動過程。對于電動機來講，我們有時候希望它能迅速制動，停止下來，如在精密儀器的制動過程中，液晶顯示屏幕的切割等等，但有的時候我們卻希望電機能夠慢慢地停下來，利用慣性來工作。于是，直流電動機能耗制動又分為迅速停機和下放重物兩種方式。

（2）、能耗制動之迅速停機

1、迅速停機之機械特性

如圖1-4所示，制動之前，轉速n不為零，甚至相對較大，電動機平穩的運行。此時直流電動機的反電動勢(E=Ce*Φ*n)存在甚至在某些場合很大，由于電樞電阻Ra較小，Ia=（U-E）／Ra。當我們開始制動瞬間，電動機系統因為慣性繼續旋轉，n的方向不變，由于磁場方向不變，故E的方向也不變。由于電源被瞬間切除，此時相對于之前正常運轉狀態，電流方向Ia改變，而磁場方向不變，使得T反向成為制動轉矩。此時電動的轉速就迅速下降至零（在T和TL的共同作用下）。當n=0時，E=0;Ia=0;制動轉矩和負載轉矩都消失，電動機自動停機。

圖1-4迅速停機之機械特性圖

2、迅速停機之狀態分析

上述過程我們也可以用公式來說明，電動狀態時，如圖1-5:

圖1-5能耗制動迅速停機電路圖 n與T關系如下：

能耗制動時，如圖1-6：

圖1-6能耗制動迅速停機電路圖

Ua=0，電樞回路中又增加制動電阻Rb.n與T關系如下：

n=-(Ra+Rb)*T/(CＥ*CT*Φ*Φ)

那么為什么要串入電阻Rb呢？如果沒有Rb，在制動的瞬間，E的大小不變(E=Ce*Φ*n)，一般情況E的值較大，那么此時的電流將會很大，很可能超出電樞回路電流的最大允許值Iamax,所以我們一般在迅速停機制動的同時，也串入一個電阻，并且這個電阻值有要求：

Iab=E/(Ra+Rb)<= Iamax 式中，Ea=Eb，是工作于b點和a點時的電動勢。由此求得: Rb>=Eb/Iamax-Ra

（3）、能耗制動之下放重物

1、下放重物之機械特性

如圖1-7，如果電動機位能性很轉矩負載。制動前，系統工作在機械特性1與負載特性3的交點a上，電動機以一定的速度提升重物。在需要穩定下放重物時，速度 不會突變，則由a點移動b點，此時電動機處于能耗制動狀態，此時由b點移動到O點，這個過程與能耗制動的迅速停機過程情況一樣。但此時電動機不會停止不動而是，在負載轉矩的作用下，電動機反轉，即反向啟動，工作點開始在第四象限繼續下移，此時n反向，Ia又回到正向，那么T依舊提供向上拉力，TL不變，則當下降速度越來越大，E（正向）也越來越大（E=Ce*Φ*n），Ia也越來越大，T也越來越大（T=CT*Φ*Ia），最終在c點處達到平衡。這是能耗制動下放重物的過程。

能耗制動運行與能耗制動過程相比，由于n反向，引起E反向，使得Ia與最初的上升時方向相同，T也同樣。下圖是能耗制動過程中，n>0，T<0;在能耗制動運行時，n<0,T>0的情況。

圖1-7能耗制動迅速停機過程

2、下放重物之狀態分析

能耗制動的運行過程也可以用公式來說明。如圖1-8：

圖1-8制動后的電路圖

n與T關系如下：

n=-(Ra+Rb)*T/(CＥ*CT*Φ*Φ)當平衡的時候，如圖1-9：

圖1-9制動后的電路圖

T=TL，則可以得出： n=(Ra+Rb)*TL /(CＥ*CT*Φ*Φ)

同樣，能耗制動運行的效果與制動電阻Rb的大小有關，Rb小，特性2 的斜率小，轉速小，下放重物慢(Rb在滿足要求內)。那么在c點時： Ra+Rb=Ec/Iac= CＥ*CT*Φ*Φ*n/(TL-To)下放重物時，To和TL方向相反，與T方向相同，故T= TL-To.可見，若要以轉速下放負載轉矩為TL的重物時，制動電阻應為: Rb=Ce*CT*Φ*Φ*n/(TL-To)-Ra 如果我們忽略了To，則: Rb= CＥ*CT*Φ*Φ*n/TL-Ra.（五）、參數設定和計算

一臺他勵直流電動機，參數如下：PN = 5.6kW，UN=220V，IN=31A，nN=1000r/min，電樞電阻Ra = 0.4Ω，負載轉矩TL=49，電樞電流不能超過額定電流的2倍，忽略空載轉矩T0。

電動機拖動反抗性負載，采用能耗制動停車，電樞回路應串入的制動電阻最小值是多少？若采用電樞反接制動停車，電阻最小值是多少？

電樞串聯電阻值：

Ce?N?UN?INRa?0.208nN

電動狀態的穩定轉速：

n?UNRa?T?1010r/min2Ce?NCeCT?N

能耗制動電阻：

Rbk??Ea?Ra?2.99?Ibk

電樞反接制動電阻：

Rbk??UN?Ea?Ra?6.54?Ibk

電動機拖動位能性恒轉矩負載，要求以300r/min速度下放重物，采用倒拉反接制動運行，電樞回路應串入多大電阻？若采用能耗制動運行，電樞回路應串入多大電阻？

倒拉反接穩定制動時的電樞電流：

Ibk? TL?24.67?CT?N 倒拉反接制動電阻：

Rbk?UN?Ea?Ra?11.05?Ibk

能耗制動穩定運行時的電阻：

Rbk??Ce?Nn?Ra?2.13?Ibk

想使電動機以n =-1200r/min速度，在反向回饋制動運行狀態下，下放重物，電樞回路應串多大的電阻？若電樞回路不串電阻，在反向回饋后制動狀態下，下放重物的轉速是多少？

反向回饋制動運行時的電阻：

Rbk??UN?Ea?Ra?0.8?Ibk

反向回饋制動運行，不串電阻時的轉速：

n??UN?IbkRa??1105r/minCe?N

四、總結

直流電動機的制動方式有多種，本文設計的研究方向重點是能耗制動，根據制動要求和條件的不同能耗制動又分為迅速停機和下放重物，并以他勵直流電動機為例進行分析。

通過本次課程設計，我對所學的直流電機的工作原理及其調速方式有了進一步的認識，鞏固了所學的理論知識。

本次課程設計提高了我分析問題和解決問題的能力，提高了我的團隊意識。

五、參考文獻

[1] 劉錦波.張承.電機與拖動[M].北京：清華大學出版社.2006 [2]王中鮮.MATLAB建模與仿真應用[M].北京：機械工業出版社.2010 [3]許曉峰.電機與拖動學習指導[M].北京：高等教育出版社.2010

教師評語及成績評定：

指導教師簽名： 年 月 日