1 鋼鐵工業(yè)流程簡述

鋼鐵工業(yè)是材料工業(yè)，由于鋼鐵具有良好的物理和化學(xué)性能，生鐵堅硬，耐磨，鑄造性能好，但生鐵脆，不能鍛壓。鋼有較高的機械強度和韌性，耐熱，耐腐蝕，耐磨，電磁性能好，容易焊接加工，可滿足多方面需要和特殊性能要求。此外，鋼鐵價格便宜，儲量豐富（鐵元素的地殼豐度為5.6%），加之冶煉和加工方法簡單，效率高，規(guī)模大，產(chǎn)量高而成本低，雖然面臨其他材料激烈競爭（包括代用材料和塑料、水泥和鋁等競爭），但國內(nèi)外都是以大型化、新工藝、新設(shè)備、臨海鋼鐵廠、自動化和電子計算機的應(yīng)用等手段，使鋼鐵工業(yè)不斷技術(shù)進(jìn)步，而保持多年價格不變，故鋼鐵是現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用，發(fā)展的金屬材料，是建筑、汽車、鐵路、航運、電器、電力、食品等工業(yè)的材料。
鋼鐵企業(yè)大都由一系列工廠組成，規(guī)模大。鋼鐵工業(yè)如圖1所示，是聯(lián)合企業(yè)型式，包括采礦、選礦、然后把選得的精礦燒結(jié)或制成球團(tuán)，造成適合于高爐所需塊度的原料，經(jīng)高爐煉成鋼，鑄成錠以后，經(jīng)各式軋機軋成板材、管材、型材和線材等，生產(chǎn)過程十分復(fù)雜，設(shè)備極其不同。
由礦石到鋼材的生產(chǎn)有多種流程，但主要是下列兩種流程 [1]：燒結(jié)球團(tuán)和焦化-高爐-轉(zhuǎn)爐-軋機流程、直接還原或熔融還原-電爐-軋機流程。前者被稱為長流程（見圖1，是目前的主流程），后者則被稱為短流程。兩者都是由一系列分廠或車間組成的鋼鐵總廠，前者一般分為原料場，燒結(jié)、球團(tuán)、焦化（或煉焦、化工）、煉鐵、煉鋼（含鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐、爐外精煉、連續(xù)鑄鋼）和各類軋鋼（鋼管、熱軋帶鋼、冷軋板帶、線棒材、型鋼、軌梁、中厚板等）等分廠；此外還有一些輔助分廠，如動力部（包括發(fā)電、供電、煤氣、氧氣、給水等分廠）。選礦廠一般在礦山附近（一般與采礦合為礦山公司），只有礦山較近時才設(shè)在鋼鐵廠內(nèi)。后者沒有燒結(jié)、球團(tuán)、焦化分廠（圖1 中直接還原以下的流程）。

2 交流調(diào)速及變頻器在鋼鐵工業(yè)應(yīng)用簡介

我國電工產(chǎn)品耗電約占全國發(fā)電量的70%，而冶金系統(tǒng)年耗電量約占全國發(fā)電量的9.3%左右（包括電弧爐、鐵合金電爐等），而驅(qū)動的電動機占很大一部分，因此其有效操作和節(jié)能降耗是至關(guān)重要的。
鋼鐵企業(yè)使用的電動機有直流電動機和交流電動機，由于有許多要求調(diào)速的生產(chǎn)機械對電氣控制系統(tǒng)有一定的要求，如調(diào)速范圍、動態(tài)響應(yīng)、靜差度等，過去由于交流電動機控制系統(tǒng)不能滿足這些要求，因此直流電動機一直占主導(dǎo)地位，但直流電動機有一系列缺點，如結(jié)構(gòu)上有換向器及電刷使日常維護(hù)量增加、電刷與整流子經(jīng)常產(chǎn)生火花而要求較好的安裝環(huán)境及不能用于易燃易爆和環(huán)境惡劣的場所、與同容量交流電動機比體積和重量及轉(zhuǎn)動慣量都較大價格也較高、效率低比交流電動機低2~3%等，而交流電動機近十多年隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)代控制理論應(yīng)用，使交流調(diào)速迅速發(fā)展，它克服了直流電動機的缺點，且調(diào)速特性與直流調(diào)速性能一樣甚至超過，如過渡過程快等。故近來主要是使用交流電動機驅(qū)動和交流調(diào)速，特別是新建的機組，甚至大功率（單機達(dá)9000kW）、要求嚴(yán)格的帶鋼熱連軋機也使用交流電動機驅(qū)動和交流調(diào)速（參看表1）。