西门子高压变频器在钢厂高压水除鳞系统上应用
高压水喷砂除鳞技术在钢管行业的运用
本， 改善 了生产车 间 的环 境 ， 少 了钢厂对 周边 环境 减
的污 染 。
此外 ， 工 艺 的应 用还 产 生 了可 观 的综 合 经 济 该
３ 效 益 分 析
通 过 应用 高 压水 除鳞新 技 术 ， 本 消 除 了钢 管 基 表面 氧化铁 皮 ， 大提高 了钢 管产 品质量 ， 大 降低 了成
的速度 、 嘴 的高 度有 着不 同的要求 ， 喷 为了使 除鳞 效
果 达到最优化 ， 就必须保证钢 管的旋转 速度和 喷嘴的 高度都是 可以调节的 。为此 可采 用 以下方法 ： （） １ 采用可旋转角度 的锥形辊传送装置 ， 通过不 同 的角度 和电机转速 的变化 调节 出不同 的线 速度 ， 足 满 高压水喷砂 除鳞系统与金属预处理工艺的匹配关系 。 （） ２ 采用 给喷头 安装 电机 、 缸 和丝杆 等装 置使 气 得 外喷 头 能够 上下 前后 进 行 调整 ， 保 喷 头 的角 度 确 和 钢管旋 转 的角度一 致 。
时， 高压 泵输 出的高压水通过 旁路 的截止 阀进 行调节 至设定压 力 ， 输送 到喷头与磨 料混合形 成磨料 射流作
用于试件 表面 。 除鳞后 的料液 （ 、 料 、 水 磨 废鳞 皮） 进入 中 间槽 ， 过渣 浆泵 输送 至搅 拌桶 ， 通 多余 的水 从 中 间
槽 溢流排 出 。采用 收集砂而排放 多余水 的方式 ， 省略
和 吸排 阀 （ 阀芯 、 含 阀座） 使用寿命短 ， 且容易损 坏 。 为 了提 高高压泵 的可靠性 ， 借鉴 国外柱塞泵 的先进结构 （ 动力端 、 液压端 、 润滑系统 ） 设计 理念 ， 造的卧式 三 制
由于整 个 系统 在 运行 中所 产生 的数 据 多 、 息 信 量 大 ， 确掌握 统计处 理数 据 ， 现 自动化 生产也 是 准 实 高压 水 除鳞 系统 的难 点之 一 。诚 德公 司通过 添加 金 属 探测 仪 、 位计 、 液 电动 球 阀等 相关 设 备 ， 系统 中 把
变频器在高压水除鳞中的应用
０ 引 言
热轧无缝 钢管在进 入定径机前 ，其 表面的氧化铁皮 除对定径后的钢管外表面质量产生不 良的影 响外 ，还增 大定径辊 的磨损 、 降低定径辊的使用 寿命 。 为此 ， 定径前 清除钢管外表面的氧化铁皮 （ 除鳞 ） 就显得尤 为重要 。 在 除鳞 系统 中 ，高 压水 泵产 生 的高 压水 进入 除鳞 喷嘴 ，在 喷 嘴的作 用 下 ，高压水 形成 一 个具 有很 大 冲 击力 的扇 形水 束 喷射 到钢 管表 面 。在这 个高 压扇 形水 射流 束 的作用 下 ， 氧化 铁 皮经 历 了被 切割 、急冷 收缩 、 与基 体母 材剥 离 、被 冲刷离 开 钢管 表面 的过 程 。 由此 可见 ， 高压 水 的打击 力 是影 响 除鳞效 果 的最 重要 因素 。 高打击 力保 证 充分 击碎 氧化 铁皮 ，使 其 产生 充足 的裂 缝 ，是除 鳞 的前提 条件 。除鳞需 要 的高 压水 由三 台功 率 为 ｌ Ｏ Ｗ 的高压 水 泵提供 （ 用 一备 ） 采用 “ 流 １ｋ 两 ， 大 量高 压泵 ＋卸 荷 阀 ＋西 门子 ＭＭ４ ０变频 器 ” 的配套 ４ 方案 ，利 用变 频器 调整 高压 水泵 的流量 来满 足不 同的 要求 ，且 可达 到节 能 、节水 的 目的 。 １ 高压 水 除鳞控 制 系统概 述
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第４ 期 （ 第 １ ３期 ） 总 ４
２Ｏ Ｏ ７年 ８ 月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭ ＡＴＩ ＯＮ
ＮＯ ４ ． Ａｕ ． ｇ
文 章 编 号 ：６ ２６ １ （０ ７ ０ － １４０ １７ —４ ３ ２ ０ ） ４０ ３ －２
二次除鳞方案
元宝山（邯郸）钢铁能源有限公司热轧带钢高压水除鳞系统技术方案北京首秦冶金科技发展公司2009.06热轧带钢车间二次除鳞设施，用以除去带钢表面产生的次生氧化铁皮，从而提高热轧带钢产品的表面质量。
2．技术设计方案2.1技术方案的设计原则●带钢的轧制工艺技术特点和对高压水除鳞的要求。
●遵循高压水除鳞系统设计的一般原则，为用户提供满意的除鳞效果，进行系统方案设计。
●在采用成熟技术，确保除鳞系统能有效稳定地运行的前提下，尽可能采用先进、实用的技术，提高性价比。
●国产设备成熟的采用国产设备，否则采用优质的进口设备，确保系统全面达到除鳞设计要求，确保高的除鳞效率；运行可靠，易于维护，具有较低的运行成本，达到最佳的性能价格比。
●技术参数优化设计，系统中的设备进行合理选择和布置。
●符合现场提供的动力及其他资源要求。
2.2除鳞系统关键技术参数2.2.1除鳞高压水压力根据有关高压水除鳞理论及我们的实际经验，水压在14MPa以上即可实现除鳞，但根据近年高压水除鳞水压的发展趋势，除鳞水压有上升的趋势，根据除鳞效果及造价和运行成本的综合考虑决定。
2.2.2 除鳞打击力和喷水密度高压水除鳞原理中高压水的作用为：破裂作用、冷却作用、蒸发作用、冲洗作用，其中起主导作用的是破裂作用和冷却作用。
破裂作用和冷却作用分别由打击力和喷水密度决定。
实际的打击力和喷水密度的设定。
实际的打击力和喷嘴的结构有关，根据我公司的除鳞实际经验，一般普通碳素结构钢的炉生氧化皮除鳞的喷射水压取值：10～70N/cm22.2.3 喷射系统结构参数高压水除鳞喷环结构及其喷嘴和喷射流在热轧带钢上的分布是除鳞的重要参数。
（1）喷环结构：喷环采用方圆接合的结构。
优点：●喷嘴布置均匀、射流分布均匀●射流方向一致，无射流交叉●喷嘴定位准、易焊接，接口强度高●结构紧凑，易固定（2）喷嘴喷射工艺参数：喷射方向采用同一前倾角，同一偏转方向和同一偏转角，优点：●喷射均匀，打击距离一样，无喷射死角。
高压水除鳞装置在现代轧钢生产中的应用
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第 ２期 பைடு நூலகம்
高 压 水 除鳞 装 置 在 现 代 轧 钢 生 产 中 的应 用
３ ３
由于 氧 化 时 间 的不 同 ， 氧 化 铁皮 的 破 坏 强 度 其
也 不 同 。 具 体 数 据 见 表 １ 。
表 Ｉ 氧化 铁 皮 破 坏 强 度 表
厂 ， 速 线 材 厂 ， 钢 ４ ０无 缝 厂 ，８ 高 包 ０ １０无 缝 厂 ， 板 薄 坯 连 铸 连 轧 生 产厂 得 到 了 广 泛 的应 用 采 用高 压水除 鳞装 置 ， 要效 果为 ： 主 （ ） 去 钢 坯 表 面 的 氧 化 铁 皮 可 改 善 钢 坯 的 轧 １除 制 条件 ， 高产 品的表 面质 量 ； 提 （） 改 善钢坯 的 咬人 条件 ： ２可 （） 少 轧辊 的磨损 ； ３减
分 、 鳞 部分所 组成 。 除
３ １ １ 供 水 部 分 ．．
供水 分为低 压 供水 和高压 供水 。
低 压 供水作 用 是将 蓄水箱 中的 常压水 提 到高 压
泵 所 需 要 的 ０ ０ ＭＰ ．４ ａ的 人 口 压 力 ， 用 轨 粱 厂 的 净 采
０４ １ ） １０ ０
摘
要 ： 着 轧 钢 技 术 的 发 展 ， 应 的 轧 制 辅 助 技 术 也 得 到 了 发展 ，文 中 介 绍 了高 压 水 除 鳞 系统 的 主 要 原 理 、 备 随 相 设
应 用 的 范 围 成 系 统 的 主 要 机 械 和 电气 设 备 。 建 议 尽 快 将 此 项 技 术 应 用 到包 钢 轧 钢 生 产 中 ， 高包 钢 钢铁 产 品 组 提
的 质量 。 美 键词： 压水 ； 鳞 ； 高 脒 系统 应 用
杭钢中轧高压水除鳞系统的设计应用
压 ． ｓ 雁 ｓ ｍ ，
式中：ｖ 一水射流速度 ， ｍ ／ ｓ ｐ 一水压力，ｋ ｇ ／ ｃ ｍ 根据动量转换 ，该射流速度转换 满足钢坯表面去氧化铁的打击 力要求
３ ． ２ ． ２除鳞喷嘴的基本要求 （ １ ）喷 出水流要宽而扁， 要形成象锋利 的刀子一样的水流 。 （ ２ ）水流的打击力沿水流宽度上的分布要尽可能均匀 。 （ ３ ）喷嘴的材料要求 耐磨根据试验 得知， 矩形断面的喷、 口不适 用于高压水除鳞， 因为这种 喷口在边 缘上的冲击力大， 而在中间的冲 击力小。试验 资料及生产实践表明， 椭圆形的喷 口断面最佳。 根据 以上要求选择椭 圆形喷 口耐磨喷头，根据这几年喷射技术 的发展 ，并在 喷头前设置节流 阀。 ３ ． ３ 高低 压 水 管 选 型 ３ ． ３ ． １高压水输送管 当水压 ２ ２ Ｍ Ｐ ａ时 ，高压 管道流速 不能超过 ４ ． ５ ｍ／Ｓ 。根据经验 ， 管道的流速一般限制在 ３ ～４ ｍ ／ ｓ 。取 ４ ｍ ／ ｓ ，则管子 内径为ｔ
前 言
个临界破碎压力值 ，达到这 一数值 ，就可以除鳞，如果超过这一 数值压力过大等于能源浪费 。 那么取喷嘴喷射压力 ２ ０ Ｍ ＇ Ｐ ａ （ ２ ０ ０ ｋ ｇ ｆ ／ ｃ ｍ ￣ ） 计算 ：
一
一
． ｓ
在 轧钢生产线 中，钢坯 在加 热过程中被氧化 ，在轧制前 如果钢 坯表面 氧化 铁皮未被 除去 ，在 轧制 过程中它们会被轧辊压入 到钢材 表面 ，影 响产品表面质量 。残 留的氧化 铁皮也会加速轧辊 的磨损 ， 降低轧 辊的使用寿命 。目前 ，利 用高压 水的机械冲击力来 除去氧化 铁皮 （ 高压 水除磷 ）的方法 是 目前最通行有效 的作法 并广泛 运用于
取 ｄ ＝１ Ｏ Ｏ ｍ ｍ
高压水除鳞系统在热轧型钢中的应用
Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｇ ｒ ｓ ｕ ｅ Ｗ ａ ｅ ｓ ａ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｐ ｉ ｔｏ ｆ Ｈｉ ｈ Ｐ ｅ ｓ ｒ ｃ ｔ ｒ Ｄｅ ｃ ｌ ｙ ｔ ｍ ｎ ｉ ｔ Ｒｏ ｌｄ Ｓ ｃｉ ｎ Ｓ ｅ ｌ ｎ Ｈｏ ｌ ｅ ｔ ｔ ｅ ｅ ｏ
Ｆ ＮＧ ｉｎ ｇ ｏ Ｅ Ｊａ － ｕ
后生产特殊钢种的工艺要求 ， 论述了如何更好用高压水去除钢坯表面氧化铁皮 ， 提高钢材的加工质量。通过实 践表明 ， 高压水除鳞系统水压和流量所产生 的打击力对除鳞效果至关重要 。
【 关键词】高压水 除鳞 ； 喷嘴； 特殊钢 ； 氧化铁皮 【 中图分类号 】 Ｇ ３． Ｔ ３５ ５ 【 文献标识码 】Ｂ 【 文章编号】０６６６（０ ０—０６０ １０—７４２ １）６０７— ３ １
【 ｅ ｏｄ 】ｄｓ ｉ ｙｈ ｈ ｐｅ ｕｅｗ ｔ ； ｐ ｙｎｚ ｅ ｓｅｉ ｔ ｌ ｉ ｎ ｓ ｌ Ｋ ｙ ｗ ｒｓ ｅｅ ｎ ｂ ｉ ｒ ｓｒ ａ ｒ ｓｒ ｏ ｌ ｐｃ ｌｓ ｅ ｒ ｃ ｅ ｌ ａ ｇ ｇ ｓ ｅ ａ ｚ； ａ ｅ ； ｏ ａ
１ 前言
１１ 高压水 除鳞 的重要性 ．
的扇形水束 ， 喷射到钢坯表面。 在这个高压扇形水射 流束的作用下 ， 氧化铁皮经历 了被切割 ， 急冷收缩 ， 与基体母材剥离 ， 并被冲刷到离开钢坯表面的过程 ， 从而将氧化铁皮清除干净 。
钢坯在高温状态下将会被氧化 ，在其表面形成 层致密的氧化铁皮（鳞” 。在轧制前如果不能将 “ ） 这层氧化铁皮除去，在轧制过程 中它们会被轧辊压
南钢集团棒材厂 中型线 于 ２０ 年 ５ ０８ 月进行 了 技术 改造 ， 改造后 主要 轧制 大规格 圆钢棒 材 ， 品规 成
格 为 ￣０ １０ ｍ，钢 坯 原 料 规 格 为 断面 ３０ ４０ ４ ８ｍ ２ｘ ８ ｍｍ和 １０ ２０ｍｍ两 种 ， 轧为 ￣５ ８ｘ ４ 粗 ８０可逆式 轧机 ，
高压水除鳞，模锻件除鳞系统，锻件去氧化皮装置
高压水除鳞，模锻件除鳞系统，锻件去氧化皮装置锻造棒料加热后要先去除氧化皮，以前都是采用镦粗的方式，将氧化皮去掉，而现在可采用高压水除氧化皮。
1. 为什么用高压水除氧化皮1.锻造成型前清除表面氧化皮2.有利于复杂的锻造成型工艺3.减少表面氧化皮痕迹4.减少氧化皮压入表面5.显著减少次品率6.延长模具的使用寿命7.减少后续加工处理量2. 高压水除鳞的益处1.模具的寿命在锻造过程和后续工序中显著提高，根据经验值大概可以提高10-15%，这个数据是通过安装前后工具寿命和加工成本报告得出。
2.可降低坯料预制尺寸，减少物料损耗2-3%。
3.由于采用高压水除鳞每吨模锻件可节省用电量为4度。
4.后续喷丸处理的程序可以显著的减少，通过延长刀具的使用寿命显著改善机加工工序。
3.模锻件除鳞系统原理4. 设备图补充资料：钢在加热时，铁与氧或铁与燃料燃烧时的生成物（CO2、H2O 汽等）的化学作用，而形成一层氧化层，称为氧化皮。
在被加热坯料表面分布成三层；最内层由细小颗粒的FeO组成，占氧化层全厚的40%；中间层由粗大颗粒的 Fe3O4组成，占其厚度的50%左右；最外层由Fe2O3组成，占10%左右。
由于氧化铁皮和钢的膨胀系数不一致，故疏松而易于脱落，同时氧化铁皮的熔点（1300～1350℃）较低，致使钢在高温下加热时，氧化铁皮的脱落或熔化会暴露出金属的表面，因而使氧化继续不断地加速进行。
氧化皮质脆，没有延伸性，在机械作用下和热加工作用下，很容易产生龟裂而脱离。
氧化铁和氧化亚铁在水作用下生成氢氧化铁，使得氧化皮膨胀而龟裂，甚至脱落。
在原有的氧化皮上，总是存在着深达基体的裂纹，当电解质涌进裂纹后，铁和氧化皮构成原电池。
氧化皮是阴极，铁作为阳极而加速腐蚀，因此氧化皮的面积越大，钢铁基体的腐蚀速度越快，腐蚀越严重。
氧化皮的产生，除造成钢材大量损失外，还将引起许多不良后果，主要有：（1）氧化皮使锻件表面粗糙。
锻造时，如果将氧化皮压入锻件内，严重的会成为废品；（2）清除氧化皮需要增加一些额外的辅助工序及设备；（3）氧化皮有较高的硬度，锻造时不但增加了变形能量的消耗，而且会加速锻模的磨损，降低使用寿命；（4）氧化皮对耐火砖起化学腐蚀作用，使加热炉炉底过早损坏。
高压水除鳞讲解
高压水除鳞讲解(总10页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-高压水除鳞系统的自动化控制张小松【摘要】叙述了高压水除鳞的机理，重点介绍高压水系统的自动控制，对系统的设计及基本的计算方法简要说明。
【关键词】热轧生产高压水除鳞自动控制0 前言在热轧钢材生产过程中，钢坯表面的炉生氧化铁皮是影响钢材表面质量的主要原因之一，由于它的存在，使钢材表面产生凹坑、麻点、氧化铁压入等多种产品缺陷。
为了解决这一问题，国内外已经采用多种除鳞方法，相比之下，高压水除鳞技术具有适应钢种范围广，除净率高，综合成本低等优点。
在热态除鳞和冷态除鳞中得到了广泛应用，成为当今除鳞方法的主流。
2008年9月京唐钢铁股份有限公司热轧带钢厂（简称京唐钢铁）投入了1套高压水除鳞装置，并于当年的12月投入使用，到目前为止，该设备运转正常，除鳞工作可靠，除鳞效果良好。
1 高压水除鳞的机理钢坯从加热炉中出炉后, 其表面覆盖的氧化铁皮急速冷却, 炉内生成的氧化铁皮呈现网状裂纹。
在高压水的喷射之下, 氧化铁皮表面局部急冷, 产生很大收缩, 从而使氧化铁皮裂纹扩大,并有部分翘曲。
经高压水流的冲击, 在裂纹中高压水的动压力变成流体的静压力而打入氧化铁皮底部, 使氧化铁皮从钢坯表面剥落, 达到了清除氧化铁皮之目的。
图1 高压水除鳞机理示意图根据上述机理,在设计除鳞设备时,应特别考虑轧制速度、轧制温度、喷嘴的水流量、喷嘴处的水流压力等因素的影响。
再有, 氧化铁皮的化学成分及位层的组成与钢材的原料成分、加热温度、加热时间、炉内气氛条件和轧制工艺有密切关系。
对于碳钢而言,氧化铁皮表层为Fe2O3,中间层为Fe3O4,内层为FeO。
目前高压水除鳞系统的设计及应用, 还存在一些问题。
为了总结提高高压水除鳞效果, 本文对系统一些主要问题进行一定探讨, 以供有关设计、生产管理人员参考。
2 喷嘴的选择及安装喷嘴的选择高压水除鳞效果的好坏, 在很大程度上取决于喷嘴的结构及喷口的形状。
变频器在钢铁厂的应用
变频器在钢铁厂的应用一、引言在钢铁厂的生产过程中，电动机是不可或缺的设备之一。
而为了提高电动机的控制效能和运行稳定性，变频器在钢铁厂中得到了广泛的应用。
本文将重点介绍变频器在钢铁厂的应用场景、优势以及带来的效益。
二、变频器的定义变频器，又称为交流调速器，是一种能够改变交流电电源频率和调节电机转速的设备。
通过变频器的控制，电动机可以实现无级调速，有助于提高设备运行的稳定性和效率。
三、变频器在钢铁厂的应用场景1. 连轧机控制在钢铁厂的连轧机控制中，变频器被广泛应用于主驱动系统。
通过变频器的控制，连轧机的速度可以灵活调整，以适应不同规格和厚度的钢材生产。
同时，变频器还能够减少起动冲击和负载波动，提高连轧机的稳定性。
2. 风机与水泵控制钢铁厂中的风机和水泵是重要的辅助设备，用于提供冷却和通风等功能。
通过使用变频器进行控制，可以根据实际需求来调节风机和水泵的运行速度，提高能源利用效率，并且减少电机的过载运行。
3. 皮带机控制在钢铁生产线上，皮带机是将钢材从一个工序输送到另一个工序的重要设备。
通过使用变频器对皮带机进行控制，可以确保输送过程的平稳运行，并且根据实际需求调整输送速度，提高生产效率。
4. 高炉煤气引风机控制高炉煤气引风机在钢铁生产中起到重要的通风和排放作用。
通过使用变频器对煤气引风机进行控制，可以根据高炉燃烧状态灵活调整引风机的速度，提高燃烧效率和冷却效果，减少能耗。
四、变频器在钢铁厂的应用优势1. 节约能源变频器能够根据实际负载需要精确调节电动机的运行速度，避免无谓的能源浪费。
通过降低电动机的启动冲击和无效运行时间，可以有效节约能源消耗。
2. 提高设备稳定性变频器能够根据实际负载条件调整电动机的转速，使其始终工作在最佳转速范围内，提高设备的稳定性和可靠性，并减少设备的维护和故障率。
3. 减少噪音和振动通过变频器控制电动机的运行速度，可以减少电动机的噪音和振动，创造更好的工作环境，提高生产现场的舒适性。
高压水除鳞技术的应用
!"! 除鳞温降校核
高压水最大实际除鳞时间
! 实 2" ! #21(!6 7*8
允许高压水除鳞时间
% & ! " /9 " "#" $ 2 :(!1 3*8 ’# $ ! 允 2 #1’’ ! & # $ " !#" $ 式中 $ ( (( 钢坯比热容 ) (( 钢坯密度 ) !( (( 钢坯厚度 ) "( (( 总 散 热 系 数 ! 主 要 包 括 高 压 水 冷 却 #( 散热 ! 空气辐射散热 ! 辊道传热 ) (( 钢 坯 表 面 温 度 和 沿 厚 度 上 的 平 均 温 $( 度之比值 ) (( 钢坯入除鳞箱温度 ) !+ ( (( 钢坯除鳞后最低温度 ) !/ ( (( 高压水温度 ! !+< 3 常温8 * !; ( 经上述计算得 + ! 允 ! 实 * 杭 钢 采 用 激 光 测 温 仪对钢坯除鳞前后的温度进行测量 ! 其结果是温差 不到 !< * 实 践 证 明 高 压 水 除 鳞 只 要 满 足 ! 允 温降影响就不大 *
!""#$%&’$() (* +$ , "-.//0-. 12’.- 3./425$)6 7.48)$90.
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高压水除鳞主泵电机调速系统采用变频器的节能效果
天钢 双棒 材工 程高压 水除鳞 控制 系统 主要 是控 制 高压水 冲刷加热后 的钢坯上的氧化铁皮 ， 以保证棒 材成品的质量 。该系统 由达涅利公 司负责工艺及 电气
控制 系统 的设 计 。主泵 电动机 为交 流异步 笼式 电动
机 ，其 参 数 为 ： Ｐ ３ ５Ｉ － ５ Ｗ、４ Ａ、８ Ｖ １ Ｙ Ｔ ５ ｂ２－ ２０ ｋ ４ ２ ３ ０ 、 ４ ４ ８ｒ ｉ 动方式 。由于该 电控 系统为恒速系统 ， ８ ｍ ｎ启 ／ 其
机组 。
（ 收稿 ２０—— ４ 责编 赵实鸣 ） ０６２ １
作者简介
西重所提供 的这两机组 在总体工艺 ，设 备精度 、
自动 化功能 、 辅助作业 时间等方面达到 了近来进 口的
机组 的水平 ， 其所 生产 的产品质量 和产 量等总体性 能
也达到 了近来进 口的机组 的水平 。国内有几家钢 铁公
［ 摘要 ］ 变频调速技术 已在各行业得 到 日 益广泛的应用 ， 尤其在泵类系统 的控制 中显示出很大 的经济效益。结合天津钢
铁有限公 司双棒材主轧线高压水除鳞主泵电动机变频调速系统的应 用情况 ， 浅述 了变频器调速系统的节能效果 。
关键词 水 泵 电机 变频调速 系统 电源 节约
司在考察 了这两条机组后 ， 选择 了西重所 的机组 。所
任玉成 ， ， ６ 年 ９ 生 ， 男 １ ６ ９ 月， 高级工程 师。 ９ ５ １ ８ 年就读燕 山大学
轧钢机械专业 ，９ ９ 毕业后分配到西安重型机械研究所 ，现从事 １８ 年 机械设计工作 。
ｔ ｊ
硼 与 用 ＿ 夯 应 ＿
的 电控 系统对水 系统 的压力 、流量 进行 闭环调 节控
时， 系统将 通过压力及 流量 的检测传感 器将 其信号反
新型高效节能高压水除鳞系统
罐水位降低 到低水位时除鳞泵 由低 压转为高压运 转； 当除鳞工作时， 除鳞泵高压运转与蓄势罐同时向
系统提供高压水 ． 其优点是可 以选择较小流量的除
鳞泵 ， 缺点是要求有较：的厂房 ， 大 蓄势罐容易发生跑 新 型高效节 能高压水 除鳞 系 罗祯伟 ， 江业泰
（ 广东省韶关钢铁集团有 限公 司 ， 广东 韶关 ５２ ２ ） １１３
摘
要： 高压水除鳞效果的好坏直接影响钢板产 品的表 面质量及轧辊寿命 ．本文介 绍 了 种新型高效节 能高压水 一
除鳞系统 ， 系统应用 高压变频调速技术 、 该 宽窄除鳞独立 或联用 控制技术 、 压预充 水技术 、 低 隔膜 式蓄势 罐缓 冲减 振技术 、 高压大流量离 心泵 、 自动反洗过滤 装置 、 ２级计算机系统 自 动控制等多项前 沿技术 ， 了较好的经济与社 取得
ｅ ｅ ｔ ｅ ｅ ｓ ｏ ｅ ｄ —ｅ ｌ ｇ ｓ ｓｅ ｗ ｔ ｉｈ ｐ ｅ ｓ ｒｄ ｗａｅ ．Ａ ｅ ｍｏ ｅ ｆｈｇ ｒ ｒ ｎ ｃ ｄ ｅ ｅ ｇ －ａ ｉ ｇ ｄ － ｆ ｃ ｉ ｎ ｓ ｆｔ ｅ ｓ ａ ｎ ｙ ｔ ｍ ｉ ｈ ｇ － ｒｓ ｕ ｅ ｔｒ ｖ ｈ ｉ ｈ ｎ ｗ ｄ ｌｏ ｉｈ ｐ ｆ ｍａ ｅ ａ ｎ ｒｙ ｓ ｖｎ ｅ ｅ ｏ ｎ ｓ ａｉ ｇ ｓ ｓｅ ｗ ｔ ｉ ｈ ｐ ｅ ｓ ｒ ａ ｅ ｓｄ ｓ ｒ ｅ ｈ ａ ｅ ，ｗ ｃ ｍｐ ｏ ｅ ｕ ｈ ａ ｖｍｅ ｄ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｓｓ ｅ ｄ ｒ ｇ ｃ ｌ ｙ ｔｍ ｈ ｈ ｇ － ｒ ｓ ｕ ｅ ｗ ｔ ｒ ｅ ｃ ｉ ｄ ｉ ｔｅ ｐ ｐ ｒ ｈ ｈ ｅ ｌ ｙ ｄ ｓ ｃ ｄ ｔ ｅ ｈ ｉｕ ｓａ ｐ ｅ － ｎ ｉ ｄ ｉ ｂ ｎ ｉ ｅ ｅ
Ｌ Ｏ ｈ ｎｗｅ，ＪＡＮＧ Ｙｅｔｉ Ｕ Ｚ ｅ— ｉ Ｉ —ａ
1500PLC与V20变频器以太网转换通讯在除鳞系统中的应用
1131500PLC与V20变频器以太网转换通讯在除鳞系统中的应用张兴国 重庆水泵厂有限责任公司【摘 要】重庆水泵高压水除鳞系统在全国钢铁行业热轧项目中应用非常广泛，系统本身也涉及到机械电气仪表工艺等各个专业。
本文简单论述在除鳞系统电气控制过程中，西门子1518-4PN/DP模块在与西门子V20变频器以太网通讯过程中的通讯协议转换过程。
由于V20变频器没有以太网通讯接口，设计了增设西门子200SMART作为中间通讯转换模块，先与V20变频器实现Modbus_RTU协议通讯，再与1518-4PN/DP以太网通讯，实现两者之间数据交换。
【关键词】除鳞系统；西门子1500；西门子200SMART；V20变频器一、电气配置本除鳞系统项目中，进水系统设计了液位箱、低压管道和进水阀，为了保证进水压力正常稳定，在管道系统中加入了一用一备两台前置泵，用V20变频器驱动运行，在水压波动或不足时可随时调节电机转速，达到水压及流量稳定输出，除鳞泵更好运行。
项目主要电气设备包括PLC控制柜、V20变频器控制柜、现场操作箱、工控机系统及PN通讯电缆、DP通讯电缆和接头。
二、通讯流程（1）1518-4PN/DP硬件组态。
打开博途软件，在OB1组织块里启用PUT GET指令采集数据。
系统会自动生成背景数据块DB1，通讯状态及系统数据都会储存在里面；新建自定义DB9数据块，用于储存200SMART-PLC通讯信号及数据，注意一定要与DB1数据块保持字节一致才不会信号出错。
（2）组态PUT GET指令通讯端口。
设置好IP地址，请保持通讯设备在同一个网段上，本项目中，1518-4PN/DP的IP地址为192.168.0.1；200SMART-PLC的IP地址为192.168.0.10。
连接ID设置为101，在PUT与GET指令中填写。
（3）新建程序功能FC1。
在FC1段里面设计好变频器的控制程序，主要有频率输出（0-50Hz），启动指令047F、停止指令047E和复位指令04FE。
精轧机前高压水除鳞系统控制技术研究与应用
ｓ ｓｅ ｗ ｓ ｉ ｓ ｌ ｄ ｈ ｆｒ ｈ ｎ ｓ ｉ ｇ ｍｉ ｒ ｉ ． Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒａｓ ｉｃ ｓ ｅ ｈ ｏ ｔ ｌ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉｓａ ｄ ｉ ｐ ｙ ｔｍ ａ ｎ ｔ ｌ ｅｏ ｅ ｔ ｅ ｆ ｉ ｎ ｌ ｔ ｎ ａｅ ｉ ｈ ｌ ａ ｈ ｓ ａ ｅ ｌｏ ｄ ｓ ｕ ｓ ｓ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ａ ａ ｔｒｓ ห้องสมุดไป่ตู้ ｎ ｔ ａ — ｏ ｃ ｔ ｓ
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莱钢 科技
２０ ０ ７年 ４月
精轧机前高压水除 鳞 系统控制技术
研 究 与 应 用
亓淑红 朱新恒 吴茂盛 张 富军 任 丽萍
（ 型钢厂 １
摘
２ 带厂 ） 板
要 ：型钢厂 中型线的 Ｈ型钢经粗轧后 ，直接 进入精轧机组 ，造成表 面部分二次氧化铁 皮压入 ，
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｈ—ｅ ｔ ｎ ｓｅ ｌｉ ｈ ｅ ｔ ｎ Ｓ ｅ ｌ Ｐ ａ ｔ ，ｒｕ ｈ ｒ ｌ ｄ，ｄ ｒ ｃｌ ｎ ｅ ｓ ｔ ｅ ｆ ｉｈｎ ｌ ｔ ｉ ， ｓｒ ｃ ： ｓ ｃ ｉ ｔｅ ｎ ｔ ｅ Ｓ ｃｉ ｔ ｅ ｌ ｎ ｏ ｏ ｏ ｇ ｏｌ ｅ ｉ ｔ ｅ ｔｒ ｈ ｉ ｓ ｉ ｇ ｍｉ ｒ ｎ ｅ ｙ ｎ ｌ ａ
Ｑ ｈ ｈｎ Ｚ ｕＸｎ ｅｇ ＷｕＭａｓｅ ｇ Ｚ ａｇＦ ｊｎ Ｒ ｎＬｐｎ ｉ ｕｏｇ Ｓ ｈ ｉ ｎ 。 ｈ ｏｈ ｎ ｈｎ ｕｕ 。 ｅ ｉｉｇ
（ ｈ ｅ ｔ ｎＳｅｌ ｌｎ；２Ｔ ｅＰａ ／ ｔｐ Ｐａ ｔ １Ｔ ｅＳ ｃ ｏ ｔ ａ ｔ ｈ ｌ ｅ Ｓｒ ｌ ） ｉ ｅＰ ｔ ｉ ｎ
影响 了钢材 的 外观形 象。通过 对 工 艺、设备 及控 制 等方 面的研 究 ，在精 轧机 组 前增设 了一套 高压 水除鳞 系
变频器节能应用于除鳞泵
高压水除鳞装置工艺参数设计与应用
压力初步校 核。高压泵站 （ 即高 压 水 出 口压
作者 简 介 ： 李东 笃 ， ，９ １ 男 １７ 年生 ，９ ５ 毕业 于上海机 械高等 专 １９ 年 科 学校机械 制造工艺 与设 备专业 ； １ 年毕业 于中央电大机 电一 ２ ０ ０ 体化专业 。现为莱钢特钢事业部工程师 ， 从事设备管理技术工作。
２０
李东笃等
， ） 咕 Ｈ
， ３ 毋 Ｌ ｕ 源自尔 冒ｊ 立
Ｖ０ ． ４ １ Ｎｏ ３ ３ ．
２ １ 年 ６月 ０２
Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍｅａｌ ｒ ｙ ｈ ｎ ｏｇ ｔｌ ｇ ｕ
Ｊ ｎ ０１ ｕ ｅ２ ２
高压水 除鳞装置工艺参数设计与应用
李东 笃 ， 晓峰 ， 姚 苏斌芳
（ 莱芜钢铁集团有限公司 特钢事业部 ， 山东 莱芜 ２ １０） ７ ５ １
摘 要： 介绍 了莱钢小型合 金钢生 产线高压水 除鳞装 置的工艺参 数设 计 。高压水除鳞 系统方案 为柱塞式高压 泵＋变频
器 ＋除鳞阀 ＋喷水装置 ， 除鳞点设计 为周期 性间断式喷水除鳞方 式 ， 确定 的除鳞水压 为 １ Ｐ ， ８ ａ 水射流速度为 １８ ／ 流 Ｍ ８ ｓ ｍ ，
中图分 类号 ： Ｇ ３ Ｔ ３３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ４ ４ ２ （０ ２ ０ — ０ ０ ０ １０ — ６０ ２ １ ）３ ０ ２ — ３
１ 前
言
２ ３
水 除鳞 喷水 方式 有两 种 ：
连续喷水 除鳞 和周期 性 间断式 喷水除鳞 。 已知最大钢坯 规格为 １ ０ ８ ｍｍ× ２ 出炉辊 ２ ０ｍｍ， 道速 度 １ ／， ｓ 钢坯 长度 ３Ｔ 除 鳞速度 １ ／， ｍ Ｉ Ｉ， ｓ 可知 每 ｍ 根 钢坯 高压 水 除鳞 时 间为 ３ｓ 。考 虑选 取 钢坯 头 部
高压水除鳞应用方案分析
国内几 家钢 铁公 司的 除鳞 泵 站及 喷 嘴工 艺参 数见 表 １ 。
表１
除 鳞 箱双 排 序 使 用 单位 系 统 压 力 工作 流量 离 心 泵 柱 塞泵 蓄能 器 容 量 集 水 管 喷 嘴 流 量， 度 高
ｌ 宝 钢 ｌ ８ ５０ ｌ ６ ｌ． ８５ ｌ． ５５ ３３０ ｘ０ ４３０ ｘ０ ２４０ ￣２ ５ ６ ３ ｌ ｌ ×Ｏ ｌ ｌ ×Ｏ ｌ ｌ ×Ｏ ｌ ８１ ０ ５／８ ｌ ５１ ０ ２／８ ｌ ８ １０ ５／８
ｌ ｌ２ ０ Ｏ ／４
８ ，５ ２ｌＯ
６ ／Ｏ ３８
６ 唐 钢 连 铸 连 轧 ７ 邯 郸 连 铸 连 轧 ８ 珠 江 连 铸 连 轧 ９ 包 头连 铸 连 轧
３ ８ ｌ￣０ ５ ４ ２￣８ ４ ３ ２￣０ ０３
（＋ ）３ ． ３ ４ｘ ７８ （＋ ）３ ． ９ ７ｘ ７８ ４ ３． ｘ ７８ ｌｘ ７８ ０ ３．
关 键 词 ：热 连 轧机 ；氧 化 铁 皮 ；高 压 水 除鳞 中 图分 类 号 ：Ｔ ３ ３ 文 献 标 识码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ７ — ３ ５ （ ０ ６ ５ ０ ０ — ２ Ｇ３． ２ ６ ３ ３ ５ ２ ０ ）０ — ０ ４ ０
Ｈｉ ｈ Ｐ ｅ ｓ ｒ ａ ｅ ｓ ａ ｉ ｇＳ ｓ ｅ ＇ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｇ － ｒ ｓ ｕ ｅ Ｗ ｔ ｒ Ｄｅ ｃ ｌ ｙ ｔ ｍ ｓ ｎ ｐ ｉ ｔｏ ｃ
高 压水 除 鳞 系统 用 于清 除坯 料 在 加热 过 程 中 产 生 的炉 生氧 化 铁皮 和 轧件 轧 制过 程 中产 生 的二 次 氧 化铁 皮 ，进 而提 高 带钢 的表 面质 量 、减 小轧 辊 磨损 及提 高带钢 的机 械性能 。
高压水除鳞技术在合金钢棒材生产中的应用
面规 格 ， ２ 除鳞 环 ， 了保证 在 １ ｎ内更换 除 设 个 为 ５ ｍｉ 鳞环而 不影 响生产 ， 双高压软 管连接 。 采用
２４ 喷 嘴的选 择 ． 喷 嘴 的 结 构形 式 和 几何 尺寸 对 喷 射水 流 的各
２ 高压水 除鳞系统
２１ 系统组成 ．
参 数及 除 鳞效 果都 有显 著 的影 响 ， 同时也关 系 到水 泵 站 的建设 投 资 。为 了得到 更好 的除 鳞效果 ， 嘴 喷 必 须 满 足 以下 要 求 ： 证 钢坯 四面 除鳞 ， 保 尽量 降 低
调整除鳞泵工作转 速 ， 高压水喷射用： 环 阀组控 循
制； 当热 金属 检 测 器 （ ＭＤ） Ｈ 检测 到 坯料 头部 时 ， 循
环阀组关 闭， 高压水经喷嘴高速喷 向坯料表面 ， 进 行 坯 料 四周 清 除氧化 铁皮 工作 ； 当热金 属 检测 器检
测 到坯料 尾部 时 ， 环 阀开启 ， 循 除鳞 泵 卸荷 ， 压水 低 ９ ％回高 位水 箱 ，％充 填 除 鳞集 水 管 ， ８ ２ 保证 集水 管 充 满水 ， 防止再 次除鳞 产生水 力冲击 ， 损坏管 网ｎ。 高 压 水 除 鳞 系 统采 用 高位 水 箱 以 改 善泵 吸水 状态 、 减少 气 蚀 、 化 水 质 ， 净 同时 具有 储 水 、 节水 功
关键词 ： 高压水 除鳞 ； 氧化铁皮 ； 合金 钢； 表面质 量
中图分类号 ：Ｇ３ ５６ Ｔ ３ ．２ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０４ ４ ２ （ ０ ）５ ０ ６ — ２ １０ — ６ ０ ２ １ ０ － ０ ７ ０ １
１ 前
言
ｍ ｍ × ３ ０ ０ ｍｍ 、 ６ Ｔ ０ ０ １ ５ ｍｌ Ｘ ２ ０ ｍｍ ０ ｍ 、 ８ ｌ Ｘ ３０ ０ｍ １０
高压水除鳞在窄带钢生产上的应用
置 并发讯 ） 出指 令控制 开 闭， 发 由专 门设置 的液
压 站执行开 闭 ， 开闭时间０ ｓ２ ． －ｓ任意 可调 。 ２－ ３ ３ 喷射 阀组 ． 初 除 鳞 和 中 除 鳞 喷 射 阀 与 循 环 阀 联 锁
控制。
２ ５ 水 质 、 量要 求 ． 水 （ ）水 质 选 择 直 接 关 系 到 喷 嘴 、 、 １ 泵 阀
根 据 各 除鳞 箱 通 过 轧 件 氧 化 铁 皮 多 少 ，
清 除 难 易 程 度 并 考 虑 除 鳞 水 对 中 间 坯 温 降 影响 ， 除鳞选 用大流量 喷嘴 ， 、 除鳞选 初 中 精 用 小 流 量 喷 嘴 。且 中 、 除 鳞 点 可 以 只 开 其 精
中一点 。
左 右 ， 样 ， 有 效 清 除 轧 件 表 面 的 氧 化 铁 这 能 皮 ， 足 带钢 表 面 质 量 要 求 ， 时 降 低 能 耗 、 满 同 减 少 除 鳞 泵 、 鳞 喷 嘴 和 伐 门 磨 损 ， 而 降 除 从
度 ， 消 除 一 般 转 鼓 飞 剪 经 常 制 动 时 转 鼓 产 并 生 的 惯 性 力 ， 大提 高剪 机 的使 用 寿 命 。 大 （ 收稿 日期 ： ０ ２ ０ — ０ ２ ０— ５２ ）
（ 接第 ３ 上 １页 ） 每小时最大耗水量 （ ７ 按 Ｏ根 坯 ／ ） ｈ
７ ￣（ ２８ ＋ ３９ ＋１ ３３ ０ ３ ．４ ３ ．７ ８ ． ）＝ ７５ １ ．ｔ
２ ４各 除鳞 点耗 水 量 （ 只 钢 坯 ） 表 １ ． 每 见 。
表 １ 各 除 鳞 点 耗 水 量
各 除鳞 点 喷 水 时 间 含 开 闭 阀 门 时 间 ２ 。 ｓ
（ 转第 ３ 下 ４页 ）
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西门子高压变频器在钢厂高压水除鳞系统上应用
摘?要通过西门子完美无谐波高压变频器应用在高压水除鳞泵的变频改造上，取得了预期的经济效益，减少了维护工作量，有利于公司节能减排。
关键词高压变频；高压水除鳞系统；节能
中图分类号 tm921 文献标识码 a 文章编号
1673-9671-(2012)052-0132-02
1 概述
完美无谐波变频器是西门子公司设计的脉宽调制pwm技术的高压变频器系列，该变频器技术是目前业界最广泛采用的技术。
为了实现优质的可变频的正弦电压和电流的输出，将从三个方面考虑：第一是将很多低压功率单元串联成高压采用直接高一高变换的方式，第二是多电平串联倍压的技术方案，第三是提升的pwm控制算法，实现精准控制。
唐山不锈钢1?580 mm热轧生产线高压水除鳞系统目前有除鳞泵主电机4台，电压6 kv ac，电流387.5 a，功率3?550 kw。
根据工艺要求，生产时需开三备一，其中两台工作在工频状态下，一台工作在变频状态下，轧线上无钢时，除鳞泵以20 hz频率运行；过钢时，以50 hz频率运行。
除鳞泵在变频改造前存在两方面的问题：一方面，除鳞泵启动时，机械冲击大，造成轴承及传动系统使用寿命的降低，且对电网产生多次谐波，有时候会误动高压微保；另一
方面，在除鳞泵工频运行时，无法调速，造成电能的极大浪费。
为了进一步优化除鳞泵运行工况，节能降耗，所以对高压水除鳞泵进行了高压变频改造。
2 设计方案及调试过程
2.1 功率单元串联多电平型高压变频器工作原理
这种变频器采用世界上比较先进的技术，原理是各相将很多低压功率单元串联在一起实现高压，每个功率单元由一个多绕组的变压器供电，同时变压器还起到了降压、移相、隔离的作用，可有效消除对电网的谐波污染，保护电网的稳定运行。
输出侧采用pwm技术．用微处理器高速计算来实现精准控制，为减少干扰用光导纤维隔离驱动，普遍适用于各种高、中、低电压的电机。
另外，当某个功率单元在出现损坏时，其余的功率单元可继续保持电机的运行，此时不但保证生产的连续稳定，同时也保证了设备的安全运行。
此变频系统另一大优势就是采用模块化设计，一旦出现事故，可迅速更换故障模块，减少事故时间，降低维护成本。
功率单元原理图如图1所示。
2.2 设计方案
1）变频器的运行根据生产需要自动调节除鳞泵的电机转速。
变频启动后，升频至工频时，手动切换至工频旁路运行，两台电机以工频运行，一台电机以20 hz运行。
2）高压水除鳞系统传给轧线控制中心准备就绪信号和升速完成
信号；同时轧线控制中心将升速信号和急停信号传给高压水除鳞系统。
轧线控制中心必须在接收到高压水除鳞泵站控制系统给出的准备就绪的信号之后，才能启动喷射阀。
3）变频器的运行状态参数特别是报警参数应及时传送至上位机的监控画面，以便操作人员实时监控，出现问题时，及时
处理。
4）当除鳞泵发生堵转或过载时，变频器具有过载能力以及过流保护措施。
5）由于高压变频器（包含变压器单元）发热量很大，工作时需要良好的散热条件。
这就要求变频器周围环境既通风干燥又要远离粉尘。
2.3 变频器的控制调试
1）变频器feedback试验，保证高压部分完全隔离，将变频器设置为开环测试模式，查看单元板指示灯，保证每个功率单元板正常。
2）变频器带电机空载试验，检查高压输入和输出电缆及控制电缆，控制环类型设置为开环矢量模式，变频器已准备好，远程启动变频器，分别将速度给定为50%和100%时，记录i/o面板上各点标定值，保证功率单元的触发角满足生产需要。
3）变频器带载试验（电机由变频上切至工频运行），检查高压部分和控制系统送电，检查变频器参数设置，控制环类型设置为开环矢量模式，变频器已准备好，远程启动变频器，缓慢升频至50 hz，
高压水除鳞系统发出升频完成信号，见图2所示。
轧线控制系统收到此信号，并在瞬间发出允许电机工频运行信号，变频器瞬间上切完成，见图3所示。
电机由变频转为工频运行见图4所示。
图2 变频器升频完成运行时
由上图中可以看出，变频器输入频率（input frequency）为50.31 hz，输出频率（output frequency）为49.65 hz，变频器上切请求（uptransferrequest）为1，变频器上切允许（uptransferpermit）为0，也就是说此时是变频器升频完成，请求工频运行的瞬间。
图3 轧线控制系统发出允许电机工频运行信号的瞬间
由上图中划线处可以看出，变频器输入频率（input frequency）为50.31 hz，输出频率（output frequency）为49.65 hz，变频器上切请求（uptransferrequest）为1，变频器上切允许（uptransferpermit）为1，也就是说此时是轧线控制系统发出允许电机工频运行信号的瞬间。
由图4可以看出，变频器输入频率（input frequency）为
49.17 hz，输出频率（output frequency）为0 hz，变频器上切请求（uptransferrequest）为0，变频器上切允许（uptransferpermit）为0，也就是说此时是变频器上切完成的瞬间。
3 预期经济效益
改造前，三台高压水除鳞泵工频运行，每天耗电量大约为2.4万
度，一个月按20天计算，月耗电量约为48万度，电能耗费巨大；改造后，每天耗电量大约为1.5万度，月耗电量约为30万度，大大节约了电能，达到了预期的经济效益。
另外，水除鳞泵的机械备件更换周期也相应延长，设备事故率下降，人工维护成本大大降低。
图4 变频器上切完成的瞬间
4 结束语
西门子高压变频器在高压水除鳞系统中运行更加平稳，从而降低了设备故障率，减小了维护工作量，取得了预期的经济效益，更重要的是节约了大量能源，随着高压变频技术的普及，这一节能途径必将为企业的节能降耗发挥更大的作用。
参考文献
[1]马风歧.高压变频器在锅炉引风机上的应用[j].电力系统装备,2009,4.
[2]梁栋.高压变频器在转炉煤气回收风机上的应用[j].山西冶金,2009,3.
[3]宁华.利用高压变频器对600mw机组进行节能改造[j].中国设备工程,2010,02.。