1 概述

鋁電解水平鑄造機是用來生產不同規格的電解槽鋁母線、陽極鋁導桿的主要設備，其結構如圖1 所示。它的工藝流程是，注入混合爐內的鋁液，經溜槽流入中間包，再經導流板流到根據母線或導桿規格選定的結晶器內冷卻結晶，在牽引機的牽引下，連續不斷地從結晶器內結晶成型而生產出來。在牽引機的索引下，生產出的母線沿著輥輪經過同步鋸小車連續前進，當鋁母線長度符合實際需要或為基準母線的倍數時，同步鋸小車將被推向起始位置，并被壓盤固定，這時啟動鋸片電機實現進鋸，小車會在母線的推動下前進，當小車行至終點，鋸片將母線鋸斷，這樣，可以連續生產出不同規格的鋁母線或鋁導桿。該設備原電氣線路采用繼電器控制，其牽引速度是通過減速比實現的定速值，所以生產母線的規格受到限制。當生產規格太大時，鋁水還未完全結晶，牽引機已將其拉出結晶器，會出現漏鋁，無法生產出母線;當生產規格較小時，會出現堆鋁或母線表面不光滑，生產出廢品，因此只能生產一定規格的母線和導桿。采用變頻器來控制，可以根據所生產母線或導桿規格設定牽引機的速度，從而解決上述問題。

為了保證連續生產，產品生產到一定長度必須將其按所需尺寸鋸斷，以保證母線生產繼續進行。與之配套的同步鋸進鋸原采用繼電器控制，進鋸速度無法控制，鋸斷大規格尺寸的母線時會由于進鋸速度過快，將鋸片損壞，出現“爬鋸”現象，這樣生產出的母線外表雖光滑，內部卻易出現裂紋，影響導電流量;小規格母線或導桿會由于速度太慢，使截面不光滑，不符合產品要求，同樣，進鋸電機控制也由繼電器控制改為變頻器控制，可以根據需要設定任意規格母線或導桿所需要的進鋸速度。

2 繼電器控制系統原理

鋁電解水平鑄造機牽引機及鋸片進(退)控制原理如圖2 所示，其電路控制完全采用繼電器控制，M1 為牽引機電動機，生產時一般只需要牽引機單向運行。M2 為進(退)鋸電機，其電路為正反轉電路。由于整個電路保護裝置只采用了熱繼電器進行保護，保護性能差，若出現嚴重夾鋸，電機過載大，電路電氣性能會被破壞，更有甚者會燒壞電機。不僅如此，還因速度無法調整，無法生產出合格的母線。所以必須對其進行改造。

猿改進措施

3.1 技術參數

牽引機電機型號為Y112M-4，PN=4 kW，nN=1 480 r/min;

減速機型號為XWE2.2-106，減速比I越1 849;

進鋸電機型號為Y90L-4，PN=1.5 kW，nN=1 480 r/min，進(退)鋸速度為11.8 mm/s;

轉鋸電機型號為Y160M1-2，PN=11 kW，nN=2 900 r/min。

3.2 變頻器選型

根據實際工況，水平鑄造機屬于恒轉矩負載，同時依據設備電機銘牌上提供的技術參數，變頻器只有同時滿足以下三個條件，才能滿足實際工況需求。

變頻器容量為7.5 kV·A，而且啟動、停止平穩，調速平滑，滿足恒轉矩負載，就能滿足鋁電解水平鑄造機的工況需求。在此改造過程中選用兩臺MF原7.5K原380V 型變頻器，分別對牽引機電機和進(退)鋸電機進行一拖一控制，并且選擇PLC 控制代替傳統繼電器控制方式，這樣能很好地解決生產不同規格的鋁母線或陽極導桿時，因帶板和同步鋸進(退)速度難以調節而造成的產品質量不過關的問題。

3.3 變頻器控制系統原理

對鑄造牽引機、進(退)鋸變頻改造控制系統的原理圖如圖3 所示。當需要生產鋁母線或陽極導桿時，安裝好結晶器、引錠頭后，啟動各個回路主電源空開，需啟動牽引機，按下按鈕SB1，接觸器KM1吸合，1# 變頻器得電，變頻器頻率通過面板操作設定為生產母線規格估計值的最小值，當引錠頭將母線拉出結晶器，逐漸升高頻率直到母線表面比較光滑符合生產要求為止，一般引錠頭處1 m左右為允許廢品。此時的頻率為生產這種規格母線的設定頻率，牽引機就保持在此頻率下連續運行，直到同一規格的母線生產任務完成為止，從而也得到了經驗頻率值。當生產母線長度達到生產需要或為規定長度的整數倍時，需將其鋸斷，啟動鋸片電機，再按下按鈕SB2，2#變頻器得電，它的初始頻率為0 Hz，待鋸片旋轉穩定后，按下2# 變頻器的SB5正轉按鈕，再緩慢按變頻器面板升頻率按鈕，進(退)鋸電機正轉，帶動絲桿完成進鋸，將其頻率慢慢升高，觀察截面比較光滑，符合產品要求，就設定此時的頻率為這種規格母線進鋸頻率，將其作為經驗值，當鋸斷母線后，按下2# 變頻器SB7停止按鈕，將所鋸母線移走后，按下2# 變頻器SB6 反轉按鈕，退鋸頻率一般設定為工頻，進(退)到位設計了到位限位，使接觸器KM2斷電，2#變頻器失電，完成退鋸工作。如此循環連續生產，圓滿完成生產所需要的不同規格的鋁母線、陽極導桿等產品。

4 結語

對鋁電解水平鑄造機進行變頻技術改造后，可生產出多種規格的鋁母線，同時，也可生產出電解槽陽極導桿，不僅解決了新型電解槽擴容急需新規格母線的難題，也為生產規模擴大急需增加陽極導桿數量提供了保證。所以此項改造看起來較小，但較好地利用變頻技術改造解決了實際生產難題。通過兩種控制方式的比較，采用變頻器控制的優越性充分體現出來，不僅生產范圍擴大，生產效率提高，而且對電機保護功能也有很大提高。