Hohe Zuverlässigkeit und geringe Wartungskosten in Stahlwerk von POSCO

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Der Stahlproduzent POSCO hat eine Warmbandstraße in Südkorea modernisiert, indem er alte Gleichstrom-Rollgangsmotoren durch hochmoderne Drehstrommotor-Frequenzumrichter-Pakete von ABB ersetzt hat. Die Paketlösung aus einer Hand bündelt robuste und zuverlässige Rollgangsmotoren mit ACS880-Frequenzumrichtern und stellt dabei sicher, dass alle Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt sind.

Ein großer Vorteil von Drehstrom- gegenüber Gleichstrommotoren ist der deutlich geringere Wartungsaufwand. Gleichstrom-(DC)-Motoren verwenden verschleißanfällige Kohlebürsten. Daher mussten die DC-Rollgangsmotoren in der Warmbandstraße von POSCO monatlich gewartet werden, um den Kohlestaub zu entfernen und abgenutzte Bürsten auszutauschen. Jeder Wartungsstopp unterbricht jedoch den Prozess und steigert die Kosten.

Auf der Suche nach Möglichkeiten zur Reduzierung des Wartungsaufwands und Erhöhung der Zuverlässigkeit – ein entscheidender Faktor in einem Prozess, in dem ungeplante Stillstände minimiert werden müssen – entschied sich POSCO für die Umrüstung auf moderne Drehstrom-Rollgangsmotoren. Der Stahlhersteller wählte ABB als Lieferanten, weil sich die Rollgangsmotoren und Motoren für die Prozessindustrie von ABB bereits in anderen Bereichen des Werks bewährt hatten.

„Wir wollten eine robuste Lösung, die unseren Wartungsbedarf reduziert und einfach zu handhaben ist“, sagt ein Vertreter von POSCO. „Mit den Rollgangsmotoren von ABB hatten wir bereits sehr gute Erfahrungen gemacht. In der anspruchsvollen Umgebung eines Warmwalzwerks bieten sie hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit bei minimalem Wartungsaufwand.“

Ein Rollganmotor von ABB

Individuell auf die Anwendung abgestimmt

„Rollgänge sind eine äußerst anspruchsvolle Anwendung“, weiß Young-Ju Ryu, Senior Sales Specialist bei ABB in Südkorea. „Kein Rollgang gleicht im Betrieb dem anderen, und die Motoren müssen an die jeweilige Anwendung angepasst werden. Das erfordert viel Fachkompetenz und Erfahrung. Beispielsweise muss die Drehzahl- und Drehmomentcharakteristik auf den Prozess abgestimmt werden, mit einer hochpräzisen Regelung für eine optimale Leistung. Die Motoren müssen schnellen Beschleunigungen und Richtungswechseln, Stoßbelastungen und hohen Überlasten gewachsen sein. Außerdem müssen sie sehr robust sein und über ein stabiles Gehäuse verfügen, das Stößen standhält und vor Staub und Spritzwasser schützt.“

Der Lieferumfang von ABB umfasste 70 Rollgangsmotoren. Die 8-poligen Motoren mit Leistungen von 26 und 36 Kilowatt sind auf rasche Lastwechsel und Überlastungen von 250 Prozent ausgelegt. Drehgeber gewährleisten eine präzise Drehzahl- und Drehmomentregelung, und der Klemmkasten befindet sich an der Nichtantriebsseite, um die Anschlüsse vom heißen Metall auf den Rollen fernzuhalten.

Die Motoren sind in der Schutzart IP55 und Kühlart IC410 ausgeführt und sind somit unbelüftet – die bevorzugte Kühlungsmethode in der rauen Umgebung eines Walzwerks. Die vertikalen Kühlrippen der ABB-Rollgangsmotoren verhindern Staubansammlungen. Zusätzlich sind die Motoren, die für die Rollgangsmodernisierung von POSCO geliefert wurden, für einen kühleren Lauf als herkömmliche Motoren konzipiert.

Die Rollgangsmotoren wurden in abgestimmten Paketen mit ACS880-Frequenzumrichtern kombiniert, wobei insgesamt 13 ACS880-Single-Drive- und 72 ACS880-Multidrive-Geräte geliefert wurden. Die Frequenzumrichter-Familie ACS880 ist ebenfalls auf starke Beanspruchung in rauen Umgebungen ausgelegt und gewährleistet mit ihrer langlebigen Konstruktion eine hohe Zuverlässigkeit. Sie ermöglicht zudem eine nahtlose Integration mit Automatisierungsnetzwerken und die flexible Anpassung an Kundenanforderungen. Die Industrial Drives ACS880 verfügen über direkte Drehmomentregelung (DTC), eine von ABB entwickelte Technologie, die ein extrem schnelles Drehmoment-Ansprechverhalten und eine hohe dynamische Drehzahlgenauigkeit sicherstellt. Die an gelieferten Pakete wurden auf maximale Energieeinsparungen und eine exzellente Regelungsleistung optimiert.

Mehr als 110 Motoren

Zusätzlich zu den Motoren für die Rollgangsmodernisierung lieferte ABB 44 Motoren für die Prozessindustrie, darunter 30-Kilowatt-Motoren für die Regelung der Rollenposition und 132- und 160-Kilowatt-Motoren für den Einsatz an einem anderen Rollgang in dem Werk.

„Wir haben für dieses Projekt ein Team zusammengestellt, dem auch Spezialisten aus dem ABB-Werk für IEC-Niederspannungsmotoren angehörten“, so Young-Ju Ryu. „Eine besondere Herausforderung bestand darin, die Dimensionierung der Motoren zu optimieren. Drehstrommotoren sind größer als entsprechende Gleichstrommotoren, so dass für die Installation nur begrenzt Platz zur Verfügung stand. Wir haben besonders auf die Breite der Motoren geachtet und Lastbetriebsdaten aus dem Prozess herangezogen, um die optimalen Motoren für die Größenanforderungen auszuwählen.“

Indem POSCO sich für Rollgangsmotoren und Motoren für die Prozessindustrie von ABB entschieden hat – und dabei die im Werk bereits im Einsatz befindlichen Typen wählte – hat sich das Unternehmen größeren Spielraum für die Optimierung des Handlings und Managements von Ersatzmotoren und Ersatzteilen verschafft. Die Arbeiten für den Austausch der alten Gleichstrommotoren gegen neue Drehstrommotoren begannen Ende April und wurden im Juni 2024 abgeschlossen. Laut POSCO haben die neuen Drehstrommotor-Frequenzumrichter-Pakete die Erwartungen an höhere Zuverlässigkeit und geringeren Wartungsaufwand voll erfüllt.