范學(xué)軍

（重慶鋼鐵股份有限公司中厚板廠,重慶401220）

4100mm厚板生產(chǎn)線高壓水除鱗系統(tǒng)的調(diào)試及存在問(wèn)題的解決

范學(xué)軍

（重慶鋼鐵股份有限公司中厚板廠,重慶401220）

主要介紹了重鋼中厚板廠4100mm厚板生產(chǎn)線高壓水系統(tǒng)的組成及安裝調(diào)試方法;針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題,提出了改進(jìn)措施,并取得了良好的運(yùn)行效果及經(jīng)濟(jì)效益。

高壓水除鱗;系統(tǒng);調(diào)試;存在問(wèn)題；改進(jìn)措施

1 概述

高壓水除鱗技術(shù)是現(xiàn)代化熱軋鋼控制技術(shù)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，除鱗效果的好壞直接影響鋼板產(chǎn)品的表面質(zhì)量及軋輥的使用壽命。因此高壓水除鱗系統(tǒng)在整個(gè)熱軋生產(chǎn)過(guò)程中，一直受到人們的普遍關(guān)注，具有十分重要的作用。重鋼中厚板廠4100 mm生產(chǎn)線除鱗系統(tǒng)主要由三臺(tái)ZDS350—220高壓除鱗泵，泵參數(shù)：壓力25 MPa,電機(jī)功率3150 kW，流量350 m3/h；現(xiàn)場(chǎng)布置三個(gè)除鱗點(diǎn),爐后除鱗箱雙排，粗軋機(jī)機(jī)后單排，精軋機(jī)機(jī)后單排組成。

2 系統(tǒng)介紹

2.1 系統(tǒng)概況

本系統(tǒng)采用了目前國(guó)內(nèi)外較流行的離心泵型式；電機(jī)﹢液力偶合器調(diào)速﹢除鱗泵﹢蓄能器組供水；當(dāng)公司能控提供的中壓濁循環(huán)水(顆粒度≤0.2 mm，懸浮物質(zhì)≤20 mg/L,油含量≤5 mg/L,），通過(guò)自清洗過(guò)濾器后顆粒度≤0.15 mm，進(jìn)入除鱗泵，將水壓提高到工作壓力20 MPa后輸出，泵出口輸出的高壓水，一部分通向現(xiàn)場(chǎng)三個(gè)除鱗點(diǎn)，一部分進(jìn)入蓄能器。系統(tǒng)根據(jù)蓄能器液位（或壓力）調(diào)節(jié)液力偶合器輸出轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)高壓離心泵速度可調(diào)，改變輸出流量和壓力，當(dāng)蓄能器液位或壓力達(dá)到上工作液位或壓力，偶合器降速運(yùn)行，將高壓大流量高能耗恒轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵變成高壓大流量低能耗變轉(zhuǎn)速多級(jí)離心泵，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

蓄能器內(nèi)部?jī)?chǔ)存高壓水和高壓空氣，借助最低液面閥、緊急切斷閥，把它與高壓管道接通或斷開；最低液面閥、緊急切斷閥受蓄能器的水位和電接點(diǎn)壓力表的控制，蓄能器的頂部設(shè)有安全閥，保證蓄能器的安全。

在系統(tǒng)中設(shè)有專用的高壓空壓機(jī)，向蓄能器內(nèi)部充高壓空氣時(shí)使用，由壓力傳感器檢測(cè)蓄能器壓力變化，根據(jù)預(yù)設(shè)定程序?qū)崿F(xiàn)高壓空壓機(jī)自動(dòng)(或手動(dòng))運(yùn)行和低于標(biāo)準(zhǔn)壓力（在標(biāo)準(zhǔn)液位時(shí)的壓力）0.5 MPa報(bào)警提示人工啟動(dòng)空壓機(jī)給蓄能器補(bǔ)氣。

三個(gè)除鱗點(diǎn)：當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到鋼坯到達(dá)除鱗箱時(shí)，發(fā)出指令信號(hào)，噴射閥開啟，高壓水通過(guò)噴嘴，打擊到鋼坯上進(jìn)行除鱗，除鱗完畢、噴射閥關(guān)閉。

2.2 主要設(shè)備及組成

2.2.1 設(shè)備型號(hào)

除鱗泵ZDS350—220三臺(tái)，壓力23.5～25 MPa,流量300～420 m3/h，泵級(jí)數(shù)12級(jí)。轉(zhuǎn)速2930 r/min;

電機(jī)YKS3150—2/1180，額定功率3150 kW,額定電壓10 kV。

液力偶合器GWT58CL,傳遞功率范圍1600～3550 kW，額定轉(zhuǎn)差率S=1.5%～2%，調(diào)速范圍20%～100%。

自清洗過(guò)濾器后：過(guò)濾精度≤0.15 mm，DN400。高壓空壓機(jī)：V—3/2.5兩臺(tái)，流量3 m3/h。

(4)骨料：采用碎石，5～25 mm連續(xù)級(jí)配，累計(jì)篩余量為：20～25 mm，30%；10～20 mm，80%；5～10 mm，95%。石子的含泥量控制在1%以下，其性能指標(biāo)應(yīng)符合GB/T 14685—2011《建設(shè)用卵石、碎石》的要求。

2.2.2 三大自動(dòng)閥組

最小流量閥組：氣動(dòng)錐閥+固定節(jié)流孔板

最低液面閥組：液動(dòng)下控最低液面閥

噴射閥組：主閥采用插裝閥形式,開啟和關(guān)閉速度可調(diào),解決了管路沖擊問(wèn)題.同時(shí)噴射后采用低壓預(yù)沖水,解決了打高壓水時(shí)的管路沖擊震動(dòng)問(wèn)題。

3 系統(tǒng)調(diào)試

2009年8月高壓水系統(tǒng)安裝完畢，按設(shè)計(jì)圖紙及國(guó)家有關(guān)規(guī)范要求，對(duì)高壓管道焊口100%進(jìn)行超聲波探傷,20%X射線復(fù)驗(yàn)，采用1.25倍壓力水壓試驗(yàn)；對(duì)液壓潤(rùn)滑管路安裝完后循環(huán)完后循環(huán)油洗，達(dá)到要求后，換油再循環(huán)油洗，檢測(cè)油質(zhì)合格后投入進(jìn)行，待濁循環(huán)水和凈循環(huán)水分區(qū)域，分段進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)合格后，高壓水除鱗系統(tǒng)水泵再調(diào)試，先單機(jī)試車，后負(fù)荷試車。一臺(tái)一臺(tái)調(diào)試，光調(diào)手動(dòng)功能，成功后，再調(diào)自動(dòng)功能。在三個(gè)除鱗點(diǎn)噴水試驗(yàn)時(shí)，把噴嘴芯子、帽子拆下，每個(gè)除鱗點(diǎn)打五～六道高壓水，待管路內(nèi)焊渣等雜物沖洗干凈后，再上好芯子擰緊噴嘴帽子。

4 運(yùn)行中存在的問(wèn)題

2009年9月24日投入試運(yùn)行后，基本能滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要，但在后來(lái)的生產(chǎn)運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)存在如下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）在高壓水系統(tǒng)投產(chǎn)后的一年內(nèi)，因高壓管路漏水故障造成的停產(chǎn)時(shí)間達(dá)80 h以上，漏水故障點(diǎn)主要集中在精軋機(jī)后臺(tái)主管道與高壓水上橫梁聯(lián)接的法蘭處及上橫梁與上集流管之間管路的法蘭聯(lián)接點(diǎn)處，漏水都與O型圈或金屬銅密封圈有關(guān)，由于系統(tǒng)工作壓力高為20 MPa，流量大，故噴射閥每次動(dòng)作，系統(tǒng)管路都會(huì)受很大的沖擊，法蘭由于安裝在軋機(jī)牌坊及導(dǎo)衛(wèi)上，安裝位置狹窄，不好操作,導(dǎo)致法蘭螺栓預(yù)緊力不均，在巨大的沖擊力作用下，法蘭密封面的微小間隙處，O圈被壓力擠入間隙，造成法蘭漏水頻繁，且處理十分困難，位置狹小，強(qiáng)度大，耗時(shí)長(zhǎng)。

(2)投產(chǎn)第二年即2010年夏天，天氣炎熱時(shí)，高壓水站聯(lián)合油站的油溫高達(dá)67℃，經(jīng)多次檢查處理無(wú)效果，嚴(yán)重威脅設(shè)備的安全運(yùn)行。

(3)精軋機(jī)下集管噴嘴為SGC726，間距為100 mm距輥道表面為190 mm；在軋高合金鋼時(shí)，除鱗效果不是十分理想，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的提高產(chǎn)生影響。

5 改進(jìn)措施

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，我們分別進(jìn)行了改進(jìn)：

問(wèn)題一的解決，在反復(fù)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷嘗試和總結(jié)，比較有效的解決管道漏水的問(wèn)題。方法是將法蘭聯(lián)接改為焊接，通過(guò)改變管道長(zhǎng)度，并將施焊點(diǎn)放在有作業(yè)空間，比較好施焊的位置，這樣易保證焊接質(zhì)量，基本杜絕了漏水事故。法蘭聯(lián)接改為焊接后，整個(gè)系統(tǒng)管路連成一體，消除了嚴(yán)重的薄弱環(huán)節(jié)，通過(guò)管路整體變形來(lái)吸收系統(tǒng)沖擊；同時(shí)針對(duì)管路竄動(dòng)大，軋機(jī)牌坊區(qū)域在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，管夾增加了一倍，有效地減小了管路的震動(dòng)。

另外，對(duì)噴射閥的氣控裝置中的調(diào)速閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，延長(zhǎng)主閥的開、關(guān)時(shí)間，減少對(duì)系統(tǒng)的沖擊。

問(wèn)題二的解決：由于高壓水站位于地面下，緊臨軋線輥道的地溝，抽排水風(fēng)系統(tǒng)不是十分好，聯(lián)合油站又位于泵房的一個(gè)角落，空氣流通不暢，剛投產(chǎn)時(shí)，生產(chǎn)負(fù)荷不大，基本上不是連續(xù)生產(chǎn)，又處于冬、春季，因此溫度沒(méi)有大于設(shè)定上限溫度（50℃），在正常范圍內(nèi)；基于以上分析，我們對(duì)冷卻器進(jìn)行了重新選型，將原來(lái)的冷卻器BR-0.8，換熱面積110 m2，換為BRH0.9-160，換熱面積160 m2，利用停產(chǎn)檢修時(shí)間進(jìn)行更換，解決了油溫高的問(wèn)題。

問(wèn)題三的解決：由除鱗噴嘴理論打擊力計(jì)算公式：

式中：F-打擊力

0.05 ～0.08為推導(dǎo)系數(shù)；

Q-在P壓力下每個(gè)噴嘴的流量(L/min)

P-噴嘴進(jìn)水口壓力（）

H-噴嘴出口至打擊面的垂直距離

α-噴嘴的噴射角

φ-射流厚度夾角

從公式可以看出：要提高打擊力，可提高流量或降低高度H。

原來(lái)精軋后臺(tái)下高壓水除鱗集管；噴嘴型號(hào)為SGCI726，噴嘴間距100 mm，噴射角度26°，噴射高度190 mm，噴嘴數(shù)量37個(gè)，單個(gè)噴嘴流量71.2 L/min；改造后，噴嘴型號(hào)為SGCI767，噴嘴間距85 mm，噴射角度30°，噴射高度為150 mm，噴嘴數(shù)量43個(gè)，單個(gè)噴嘴流量82 L/min，從公式⑴可以看出，改造后提高了流量Q，降低了高度H值，極大地提高了打擊力，在利用停產(chǎn)檢修時(shí)對(duì)其進(jìn)行了更換。

6 改造效果

通過(guò)近幾年的運(yùn)行，改造后效果良好，精軋機(jī)后臺(tái)主管道與上橫梁聯(lián)接處與集流管之間的高壓金屬水管部分徹底杜絕了事故，對(duì)安全生產(chǎn)起到保障作用，同時(shí)也減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度；除鱗系統(tǒng)聯(lián)合油站的溫度即使在夏天環(huán)境溫度最高時(shí)，也低于50℃，滿足了生產(chǎn)要求。對(duì)精軋機(jī)下集流管的改造提高了噴嘴的打擊力，即使是軋高合金鋼，也可以將鋼板表面除鱗干凈，完全滿足生產(chǎn)要求，對(duì)提高重鋼產(chǎn)品形象，都有較深遠(yuǎn)的影響。

[1]王國(guó)棟.中國(guó)金屬學(xué)會(huì)軋鋼分會(huì)中厚板學(xué)術(shù)委員會(huì),中國(guó)中厚板軋制技術(shù)與裝備[M]北京：冶金工業(yè)出版社.2009.

[2]屠海.中厚板軋機(jī)除鱗打擊力分析及改進(jìn)途徑[J].酒鋼科技. 2012.3.

Comm issioning of high pressure water descaling of the 4100mm heavy p late production line and soiving measures of existing problem s

Fan Xuejun
(Medium-heavy plate plant of Chongqing Iron and Steel Co.Ltd,Changshou,Chongqing 401220,China)

The system configuration and installation commissioning method of the high pressure water descaling system of the 4100mm medium—heavy plate production line at Chongqing Steel are presented.Improvement measures were put forward regarding existing problems during system operation,Which has achieved better effect and economic benefit.

high pressure water descaling;system commissioning;existing problem; Improvement measure

TF085

B

1006-6764（2015）08-0062-03

2015-05-28

范學(xué)軍（1965-）男，工程碩士，高級(jí)工程師，1987年畢業(yè)于包頭鋼鐵學(xué)院，現(xiàn)從事設(shè)備及動(dòng)力專業(yè)技術(shù)工作。