Was gewährleistet höchste Produktqualität in Walzwerken?

Answers for industry.

Synchronmotoren von Siemens: die Verbindung von hoher Dynamik, extremer Laufruhe und Robustheit.

Walzwerk-Hauptantriebe: Vorbild in Sachen Laufruhe und Dynamik

In Walzwerken kommt es vor allem auf unterbrechungsfreie Prozesse und auf

die Qualität des gewalzten Stahls an. Hierbei spielt die Antriebstechnik eine

wesentliche Rolle. Mit ihrer extrem hohen Laufruhe und Dynamik tragen unsere

Hauptantriebe entscheidend zu maximaler Produktqualität bei – auch bei hohen

Leistungen. Unsere Synchronmaschinen mit Vollpolläufer decken einen Leistungs-

bereich von 500 kW bis 16,5 MW bei Drehzahlen zwischen 20 und 1500 U/min ab –

maßgeschneidert für Ihre technischen Anforderungen.

Weltweit in Walzwerken zu Hause

In nahezu allen Walzwerken weltweit kommen unsere Walzmotoren zum Einsatz – sei es als Antriebe für Warm- und Kaltwalzwerke oder als weltweit drehmomentstärkste Antriebe für Grobblechgerüste. Auch in Profil- und Drahtwalzwerken stellen die leistungs-starken Maschinen ihre Zuverlässigkeit unter Beweis – bei der Verarbeitung von Kohlenstoff- und Edelstählen ebenso wie im Bereich Aluminium und Nichteisen-metalle.

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Synchronmotoren mit Vollpolläufer – Vorteile im ÜberblickAlles für unterbrechungsfreie Prozesse und eine hervorragende Qualität des gewalzten Stahls:•Großer Drehzahlstellbereich bei gleichbleibender Leistung

(Feldschwächung)•Überlastbarkeit optional bis zum 2,75-fachen Nennmoment: minimale

Drehzahländerungen auch bei maximalen Laständerungen (z.B. beim Anstich)•Niedriges Massenträgheitsmoment – z.B. für Reversiermotoren•Schleifringerregung: hervorragende Regeldynamik;

auch bei kleinsten Drehzahlen volles Drehmoment•Stehlagerausführung für große Leistungen:

hält axialen Stoßbelastungen von bis zu 700 Tonnen stand•Äußerst solide und langlebige Technologie: Dauerhaft störungsfreier

Einsatz der Motoren stellt Verfügbarkeit der gesamten Anlage sicher•Kompaktes, materialoptimiertes Motordesign:

geringes Investitionskapital und reduzierte Lebenszykluskosten•Anpassung an Kundenanforderungen: z.B. vorhandene Fundamente•Antriebssystem und Anlagenlösung möglich•Große installierte Basis – mehr als 3300 Motoren weltweit:

kompetenter Servicepartner

Synchronmotor mit Vollpolläufer: Gemacht für höchste Kräfte und abrupte Lastwechsel

Antriebe für Walzstraßen sind naturgemäß großen Laständerungen und stoß

artigen Belastungen ausgesetzt. Bei den im Walzwerksbereich typischen

Anforderungen – großer Drehzahlbereich bei gleichbleibender Maximalleistung –

stellt der Synchronmotor gegenüber dem Asynchronmotor meist die wirtschaft-

lichere Lösung dar. Er lässt sich im gesamten Drehzahlbereich ohne besondere

Maßnahmen bis zum 2,75-fachen Nennmoment überlasten. Unsere leistungs-

starken Synchronmotoren haben trotz der enormen Belastungen eine große

Drehzahlsteifigkeit und eine sehr geringe Drehmomentenwelligkeit. Mit 30 bis

2460 kNm decken die umrichtergespeisten Motoren außerdem einen großen

Drehmomentbereich ab.

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Langlebige Technologie und kompaktes Motordesign

Für den Betrieb der Gesamtanlage sind die Walzmotoren von großer oder sogar zentraler Bedeutung. Die äußerst solide und langlebige Technologie der Syn-chronmotoren trägt entscheidend zu einem dauerhaft störungsfreien Einsatz der Motoren bei – und zur Sicherstellung der Verfügbarkeit Ihrer gesamten Anlage. Das kompakte, materialoptimierte Motor-design sorgt außerdem für ein geringes Investitionskapital und reduzierte Lebens-zykluskosten.

Hohe Verfügbarkeit und wenig Wartungsaufwand

Speziell der Vollpolläufer zeichnet sich durch seine äußerst kompakte und zuverlässige Bauweise aus. Der gesamte Rotor sowie der Ständer sind mit dem bei Hochspannungsmaschinen weltweit und langjährig bewährten MICALASTIC® Isoliersystem vakuumdruckimprägniert – für mechanische Dauerfestigkeit und konstante elektrische Eigenschaften. Mit dem perfekt auf den Isolationsaufbau abgestimmten VPI-Imprägnierverfahren (Vacuum Pressure Impregnation) erfüllt das Isoliersystem alle Anforderungen – z. B.:

•Betrieb am Netz bzw. am Umrichter•Hohe Schalt- und Reversierfestigkeit

durch hohe Steifigkeit der Wickelköpfe•Nahezu hohlraumfreie Isolierung•Hervorragender Glimmschutz•Lange Lebensdauer aufgrund thermi-

scher Beständigkeit und Ausführung in Wärmeklasse F

•Unempfindlichkeit gegenüber chemisch aggressiven Atmosphären

Weniger Wartungsaufwand

Im Vergleich zum Schenkelpolläufer kommen beim Vollpolläufer keine geschraub-ten Polverbindungen oder andere Befestigungselemente zum Einsatz. Das Risiko von sich lockernden Schraubenverbindungen wird dadurch minimiert und der Wartungsaufwand ist entsprechend gering. Die Pressverbin-dung zwischen Blechpaket und Rotorwel-le sowie die kompakte Bauweise sorgen für seine absolut widerstandsfähigen Eigenschaften. Bei Umkehrwalzmotoren wird das Blechpaket zusätzlich tangential verkeilt.

Wicklungsträgerring für den Rotorwickelkopf Die Rotorwickelköpfe werden auf einen speziellen Trägerring bandagiert und erhalten durch die VPI Tränkung ihre enorme Stabilität und Langlebigkeit

Technische Daten im Überblick

Maschinenart Synchronmotor mit Vollpolläufer geblecht Optional: Asynchronmotor mit Käfigläufer

Bauform IM 1001 / IM 7311 / IM 7315 optional: IM 3011 und IM 3231 (Staucher)

Leistung 500 kW – 16,5 MW

Drehzahl 20 – 1500 min-1 (typische Grunddrehzahl: 50 – 900 min-1)

Überlastbarkeit 2,0 x MNenn durchlaufende Walzmotoren, Haspeln2,5 x MNenn Staucher, Trägerstraßen, Umkehrwalzmotoren Optional: bis zu 2,75 MNenn Maximum

Spannungen Ausgelegt für Umrichterbetrieb

Kühlart Wasser/Luft, fremdbelüftet optional: Belüftung durch Fundament/Rohranschluss

Schutzart Motorraum IP44, Schleifringraum IP23 optional: Motorraum IP54, Schleifringraum IP54

Vorschriften IEC 60034 optional: NEMA MG-1

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Stabil gelagert – Stehlagerausführung für große Leistungen

Je nach Kundenwunsch und Anforde-rung werden die Motoren in Wälz- oder Gleitlagerung ausgeführt. Standardmäßig verfügen alle unsere Walzmotoren über ein Festlager. Die Größe wird durch die aufzunehmenden Kräfte bestimmt. Bei Direktantrieben für große Grobblech-walzstraßen werden die Axialdrucklager beispielsweise für axiale Zusatzkräfte im Notfall (Walzenbruch) von bis zu 7000 kN ausgelegt.

Niedriges Massenträgheitsmoment für Reversiermotoren

Kurze Drehmoment-Reaktionszeiten und ein niedriges Massenträgheitsmoment sorgen für kurze Reversierzeiten und dafür, dass die Drehzahlen sich schnell an die jeweiligen Anforderungen bei Hochlauf- und Bremsbetrieben anpassen lassen. Selbst enorme Laständerungen, z.B. beim Anstich, führen lediglich zu minimalen Auswirkungen in der Dreh-zahl. Die Schleifringerregung sorgt auch bei kleinsten Drehzahlen für ein volles Drehmoment und verbessert zusätzlich die Regeldynamik.

Immer die optimale Ausstattung durch maßgeschneiderte Optionen

Hohe Leistung durch effektive Kühlung

Die Walzmotoren sind standardmäßig entweder mit einem Luft-Wasser-Kühler (IC86W) oder für Belüftung über eine Fundamentgrube (IC37) ausgeführt. Kühlluft wird über beide Stirnseiten zugeführt, erwärmte Luft entweicht über den Ständerrücken und wird bei Kühlart IC86W in der Maschine über Luft-Wasser-Wärmetauscher rückgekühlt. Die effek-tive Kühlung gewährleistet eine hohe Leistungsdichte. Zudem vermeidet die optimierte Luftführung aufgrund ihrer gleichmäßigen Temperaturverteilung innerhalb der Wicklungen Hotspots und ermöglicht so eine kompakte Bauweise.

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Aus Alt mach Neu

Durch die Optimierung aller relevanten Bauteile sind die äußeren Motorenabmes-sungen kürzer und flacher als bei älteren Walzmotoren. Daher lassen sich meist ohne größere Umbauarbeiten Leistung und/oder Wirkungsgrad von Maschine und Anlage steigern. Geht es darum, die Leistungsfähigkeit der vorhandenen Anlage insgesamt zu steigern, bieten Ihnen unsere Walzmotoren der neuesten Generation eine kostengünstige Lösung.

Austausch leicht gemacht

Oberstes Ziel ist natürlich ein leichter, schneller und reibungsloser Austausch. Deshalb werden von uns die Perfor-mancedaten sowie die Schnittstellen zur Arbeitsmaschine, dem Fundament und den elektrischen Leitungs-, Kühlwasser- und Lagerölanschlüssen an die vorhan-denen Gegebenheiten angepasst. Selbst Maschinen anderer Hersteller können durch unsere aktuellen Walzmotoren er-setzt werden. Um Resonanzen im Betrieb zu vermeiden, führt unser Engineering-Team im Bedarfsfall Strukturanalysen durch.

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Kompetenz in Zahlen

Speziell im Bereich der Metallverarbeitung zählen steigende Produktivität, höhere

Kapazitäten, reduzierte Betriebskosten und Emissionsreduktion. Das sind die

Faktoren, an denen erfolgreiche Lösungen gemessen werden. Mehr als 3.300

installierte Walzmotoren machen uns zu Ihrem kompetenten Lösungsanbieter für

Walzwerke. Das beweisen unter anderem die nebenstehenden Referenzbeispiele.

Alles aus einer Hand

Auf Wunsch liefern wir Ihnen auch das komplette Antriebssystem: Motor und Umrichter – bereits von Haus aus perfekt aufeinander abgestimmt. Zum Einsatz kommen hierbei meist Direktumrichter und PWM-Umrichter. Die passenden Systempartner für unsere Walzmotoren sind die Mittelspannungs-umrichter aus der SINAMICS Familie.

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Kunde: Baosteel, Baoshan Iron & Steel Group, Shanghai, China

Anforderung: Grobblechwalzwerk. Inbetriebnahme März 2005.

Lösung: Zwillingshauptantrieb Leistung: 10000 kW Drehzahl: 50 min-1

Drehmoment: 1910 kNm Umrichter: SIMOVERT D

Kunde: Voestalpine, Linz, Austria

Anforderung: Gerüstantrieb in Tandemanordnung. Anpassung an vorhandenes Fundament.

Lösung: Umbau, Tandemantrieb für Warmbandwalzwerk Leistung: 2x 7000 kW Drehzahl: 248 – 440 min-1

Drehmoment: 2x 270 kNm

Kunde: Arcelor-Mittal Eisenhüttenstadt GmbH Germany (früher EKO Stahl)

Anforderung: Warmbandwalzwerk. Komplettlieferung aller Haupt- antriebsmotoren, Siemens Generalausrüster für Elektrik und Automation.

Lösung: 2 Vertikale Staucher Motoren

1 Zwillings-motor

5 Fertig- gerüst- motoren

1 Schopf-scheren- motor

1 Aufhas-pelmotor

Leistung kW: Drehzahl min-1:Drehmoment kNm:

1500 200 – 440 72

6000 45 – 100 1273

6400 200 – 600 306

1250 600 20

700 200 – 600 33

Umrichter: SIMOVERT D, Masterdrive

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Kleine Walzantriebe

Bauform IM 1001

Anwendungen Fertiggerüstmotoren für Kaltwalzwerke, Haspelmotoren für Kalt-/Warmwalzwerke

Leistung 0,6 – 3 MW

Drehzahl 200 – 1500 min-1

Drehmoment < 62 kNm

Achshöhe 630 – 800 mm

Kompakte Walzantriebe (mittlere Größe)

Bauform IM 1001

Anwendungen Antrieb für Haspeln, Fertiggerüste, Kalt-/Warmwalzwerke

Leistung 1,2 – 12 MW

Drehzahl 150 – 1500 min-1

Drehmoment bis 435 kNm

Achshöhe 800 – 1400 mm

Motoren für Fertigstraßen

Bauform IM 7311

Anwendungen Warmbandfertigstraßen

Leistung 4,6 – 16,5 MW

Drehzahl 100 – 700 min-1

Drehmoment bis 685 kNm

Achshöhe 800 mm

Immer der richtige Antrieb

Die folgende Tabelle zeigt Ihnen einen Überblick über unsere Walzantriebe. Mit dieser Bandbreite decken wir das gesamte Leistungsspektrum ab und realisieren auch für Sie den perfekten Antrieb.

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Motoren für Reversierwalzwerke

Bauform IM 7311

Anwendungen Zwillingsmotor für Blechwalzwerke, schwere Vorgerüste

Leistung 5 – 16 MW

Drehzahl 20 – 120 min-1

Drehmoment bis 2460 kNm

Achshöhe 800 mm

Senkrechter Staucher

Bauform IM 3011, IM 3231

Anwendungen Warmbandwalzwerk, Blechwalzwerk, Stauchgerüste

Leistung 0,32– 2,5 MW

Drehzahl 100 – 320 min-1

Drehmoment 26 – 147 kNm

Asynchronmotor

Bauform IM 1001

Anwendungen Antrieb für Scheren, Stauchpressen

Leistung 1 – 5,1 MW

Drehzahl 300 – 700 min-1

Drehmoment bis 70 kNm

Achshöhe 630 – 800 mm

Siemens AG Industry Sector Large Drives Nonnendammallee 72 13629 BERLIN DEUTSCHLAND

Änderungen vorbehalten Bestell-Nr.: E20001-A430-P500 Dispostelle 21503 WÜ/30843 GD.LD.XX.LD.SO.52.1.01 WS 12102.0 Gedruckt in Deutschland © Siemens AG 2010

Die Informationen in dieser Broschüre ent halten lediglich allgemeine Beschreib ungen bzw. Leistungs merk male, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungs merkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertrags schluss ausdrück lich ver einbart werden. Alle Erzeugnisbezeich nungen können Marken oder Erzeugnis-namen der Siemens AG oder anderer, zu liefern der Unternehmen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.

www.siemens.de/large-drives

Mehr Information:

Siemens AG Industry Sector Industry Solutions Metals Technology Schuhstraße 60 91052 Erlangen, Germany E-mail: service.metals@siemens.com

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Technische Daten von Synchronmotoren für Walzwerke.

Technische Daten (Standard / optional)

Maschinenart Synchronmotor mit Vollpolläufer geblecht Optional: Asynchronmotor mit Käfigläufer

Bauform IM 1001 / IM 7311 / IM 7315, optional: IM 3011 und IM 3231 (Staucher)

Leistung 500 kW – 16,5 MW

Drehzahlen IM 7311: 20 – 700 min-1 (Umkehrwalzmotoren)IM 1001: ca. 150 – 1800 min-1

Drehmomente IM 73xx: 400 – 2460 kNm, IM 10xx: 39 – 435 kNm

Überlastbarkeit 2,0 x MNenn durchlaufende Walzmotoren, Haspeln2,5 x MNenn Staucher, Trägerstrassen, UmkehrwalzmotorenOptional: bis zu 2,75 MNenn Maximum

Vorschriften IEC 60034, optional: NEMA MG 1

Achshöhe IM 73xx: 800 – 1000 mm / IM 10xx: 630 – 1400 mm

Spannung Ausgelegt für Umrichterbetrieb

Drehmomentcharakteristik 0…nNenn m = const., nNenn …nmax m ∼ n-1

Kühlung Wasser/Luft, fremdbelüftet, optional: Luft mit Rohranschluss

Fremdlüfter Aufgesetzt, optional: in Kühlerhaube eingebaut

Erregung Schleifringe

Schutzart Motorraum IP44, optional: Motorraum IP54 Schleifringraum IP23, optional: Schleifringraum IP54

Hauptanschluss Stromschienen unten, optional: 1 Klemmenkasten je System

Hilfsklemmenkästen IP55, optional: Edelstahl

Lager Gleitlager, Wälzlager in Pendelrollenausführung (nicht IM 7x) Optional: Ölversorgungsanlage; Einfachrohrkühler im Lager drehzahl- und größenabhängig möglich

Axialkräfte Entsprechend dem Einsatzgebiet IM 1001 bis 50 kN, IM 731x bis 1000 kN

Ölzulauf Gleitlager DIN-Ausführung mit Drosselventil, Strömungsmesser, Manometer, Flansch, Gegenfl. (H09), soweit erforderlich

Ölablauf Gleitlager DIN-Ausführung Ölablauf mit Schauglas, Thermometerbohrung und Gegenflansch (H11), soweit erforderlich

Drucköl Gleitlager Druckölpumpen soweit erforderlich am Lagerschild angebaut, IM 731x: neben Lager auf Grundrahmen

Isolationssystem Micalastic® – VPI-Tränkung

Anstrich Standardsystem RAL 7030 Optional: Sonderanstrichsystem; andere RAL-Farben

Wicklungstemperaturüberwachung 6 Pt100, 4-Leiter ab Klemmenkasten, optional: 12 Pt100, 18 Pt100

Lufttemperaturüberwachung 2 Pt100 Kaltluft, 1Pt100 Warmluft Optional: 1 Luftströmungswächter je Lüfter

Leckwasserüberwachung mit Kontakt

Lagerüberwachung 1 Pt100 je Radiallager / 2 Pt100 je Axiallager Einschraubmöglichkeit für SPM-Messnippel bei Wälzlagern

Stillstandsheizung Spannung nach Anforderung