王效強(qiáng)

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司板帶廠，山東萊蕪 271104）

經(jīng)驗(yàn)交流

熱軋產(chǎn)線高壓水除鱗系統(tǒng)優(yōu)化改造

王效強(qiáng)

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司板帶廠，山東萊蕪 271104）

為提高1 500 mm寬帶熱軋生產(chǎn)線高壓水除鱗系統(tǒng)的除鱗效果，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，重新對(duì)噴嘴進(jìn)行選型，增強(qiáng)了高壓水對(duì)板坯表面打擊力，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了離心泵、空壓機(jī)1用2備。優(yōu)化后，除鱗效果得到改善，軋制速度得到提高，年產(chǎn)量達(dá)200萬(wàn)t以上。

高壓水除鱗系統(tǒng)；噴嘴；集管；水流量

萊鋼1 500 mm寬帶熱軋生產(chǎn)線高壓水除鱗系統(tǒng)由2臺(tái)ZDS-350/200高壓離心水泵、2臺(tái)高壓空壓機(jī)、3臺(tái)蓄能器、除鱗箱、噴嘴、集管、閥門（噴射閥）管系及附屬設(shè)施組成。其運(yùn)行狀態(tài)直接影響熱軋寬帶機(jī)械性能和表面質(zhì)量，是寬帶生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。噴嘴的選型、安裝布置、使用壽命是確保高壓除鱗系統(tǒng)穩(wěn)定順行的瓶頸環(huán)節(jié)。為此，對(duì)噴嘴功能失效的原因進(jìn)行分析，采取有效改造措施，提高其綜合性能，以保證生產(chǎn)順行。

1 高壓除鱗系統(tǒng)缺陷分析

2臺(tái)高壓除鱗泵并聯(lián)運(yùn)行，單臺(tái)水泵設(shè)計(jì)供水量為350 m3/h，3個(gè)除鱗點(diǎn)噴嘴總流量即軋線最大用水量為583 m3/h。運(yùn)行發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在多項(xiàng)缺陷：

1）除鱗效果差。2）電耗指標(biāo)超高。2臺(tái)除鱗泵1用1備，無(wú)法滿足生產(chǎn)工藝水量要求，需2臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行，每年造成電能浪費(fèi)200多萬(wàn)元。3）離心水泵、空壓機(jī)故障頻繁，閥門、噴嘴使用周期短，設(shè)備運(yùn)行成本高，軋制節(jié)奏緩慢。4）若單臺(tái)水泵運(yùn)行，只允許單點(diǎn)除鱗，不允許2點(diǎn)同時(shí)噴射除鱗，軋制1支鋼約需要6 min，每天產(chǎn)量在3 990 t左右，不能滿足生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)量要求。

根據(jù)板坯打擊力控制理論，除鱗效果的好壞與打擊力的大小有直接關(guān)系，在整個(gè)系統(tǒng)壓力穩(wěn)定的前提下，打擊力與噴嘴流量、噴嘴噴射角、集管到鋼坯表面的噴射距離有關(guān)。通過(guò)對(duì)粗除鱗、E1立輥除鱗、精除鱗3個(gè)除鱗位置的噴嘴噴射角進(jìn)行充水測(cè)量，噴射角與原設(shè)計(jì)不符，實(shí)際噴嘴噴射角均大于設(shè)計(jì)噴射角，導(dǎo)致除鱗打擊力偏小。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪核實(shí)，粗除鱗集管和精除鱗噴嘴的噴射距離過(guò)大，導(dǎo)致爐后粗除鱗和精除鱗打擊力減小。

除鱗泵壽命短。板帶廠軋鋼用水是重復(fù)利用的濁環(huán)水，其懸浮物等雜質(zhì)含量高，水質(zhì)較差，現(xiàn)場(chǎng)工況不能滿足十級(jí)高壓離心泵運(yùn)行條件。同時(shí)，軋線除鱗用水量大于水泵額定供水量，水泵始終處于大流量運(yùn)行狀態(tài)，引起十級(jí)泵長(zhǎng)軸撓性變性，導(dǎo)致葉輪口環(huán)磨損，水泵串壓失效，造成除鱗泵故障。同時(shí)，水壓波動(dòng)大造成水流不穩(wěn)，其蓄能用的空壓機(jī)頻繁啟動(dòng)，故障率偏高。

2 高壓水除鱗系統(tǒng)改造措施

高壓水除鱗噴嘴與集管優(yōu)化從兩方面入手：重新選定噴嘴；改變除鱗噴嘴在集管上的分布（排數(shù)、間距、數(shù)量等），集管的安裝位置、本身的參數(shù)調(diào)整（噴嘴外沿距鋼坯上、下表面距離調(diào)整，集管的內(nèi)經(jīng)、長(zhǎng)度等優(yōu)化）［1］。此次優(yōu)化改造在原軋線進(jìn)行，對(duì)集管改造只局限在噴嘴外沿距鋼坯上、下表面距離的調(diào)整。

2.1 噴嘴與集管優(yōu)化改造

1）粗除鱗噴嘴改造。原噴嘴噴射角30°，流量為75 L/min。根據(jù)軋鋼工藝要求及相近裝備水平軋線的使用經(jīng)驗(yàn)，確定噴嘴規(guī)格選用萊克勒進(jìn)口噴嘴，型號(hào)682.726.H7，噴嘴角度26°，流量63.64 L/min。噴嘴沿粗除鱗距鋼坯上、下表面由200 mm調(diào)整為140 mm；噴嘴間距70 mm；數(shù)量21個(gè)，均勻分布，有效除鱗寬度1 475 mm。高壓水流量分配：?jiǎn)渭?0 m3/h，單排集管除鱗高壓水流量160 m3/h，雙排集管除鱗高壓水流量320 m3/h。噴射流量與打擊力成正比，在一定的壓力和流量下，噴嘴的噴射角對(duì)除鱗系統(tǒng)的打擊力影響較大。噴射角越小，噴射面積越小，噴射沖擊壓力越大。在噴嘴噴射角一定的情況下，噴射距離是噴射面積變化的唯一變量［2-3］。

2）E1立輥除鱗噴嘴改造。原噴嘴角度40°，流量為90 L/min。根據(jù)E1立輥除鱗區(qū)域軋鋼工藝要求，選用萊克勒進(jìn)口噴嘴，型號(hào)645。噴嘴角度22°，流量39.6 L/min。噴嘴安裝距鋼坯上下表面由120 mm調(diào)整為100 mm；噴嘴間距70 mm；單排集管噴嘴數(shù)量21個(gè)；噴嘴的散射角2°～3°。高壓水流量單集管47.5 m3/h，除鱗高壓水流量95 m3/h。

3）精除鱗噴嘴性能強(qiáng)化改造。原噴嘴角度30°，流量為25.5 L/min。根據(jù)精除鱗區(qū)域軋鋼工藝要求，最終選用萊克勒進(jìn)口噴嘴，型號(hào)606。噴嘴角度26°，流量35.5 L/min。噴嘴安裝位置距鋼坯上下表面200 mm，噴嘴間距76 mm。單排集管噴嘴數(shù)量20個(gè)，均勻分布，噴嘴有效除鱗寬度1 500 mm。高壓水流量單集管44.7 m3/h，單排集管除鱗高壓水流量89.5 m3/h，雙排集管除鱗高壓水流量179 m3/h。

高壓水除鱗噴嘴與集管優(yōu)化前后3個(gè)除鱗點(diǎn)主要參數(shù)對(duì)照見表1。

2.2 動(dòng)力源改造升級(jí)

由于除鱗噴嘴改造升級(jí)后，單臺(tái)高壓離心泵運(yùn)行完全能夠滿足工藝要求。根據(jù)萊鋼熱軋鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀，在原高壓水除鱗系統(tǒng)中新增加了1臺(tái)空壓機(jī)和1臺(tái)新型高壓離心泵，與原系統(tǒng)互為備用，同時(shí)，對(duì)原系統(tǒng)高壓離心泵進(jìn)行了改造。目前高壓除鱗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了離心泵、空壓機(jī)1用2備的可靠運(yùn)行模式。

表1 3個(gè)除鱗點(diǎn)優(yōu)化前后參數(shù)

3 改進(jìn)效果

1500mm寬帶高壓水除鱗系統(tǒng)通過(guò)噴嘴、集管、動(dòng)力源優(yōu)化改造，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。除鱗泵運(yùn)行實(shí)現(xiàn)1用2備，減少了1臺(tái)3 150 kW電機(jī)的日常運(yùn)行。高壓水壓力波動(dòng)僅在1.5 MPa左右，除鱗效果得到改善，由除鱗效果差引起的質(zhì)量異議明顯減少。每支鋼軋制速度有由6 min減少至3 min左右，軋線產(chǎn)能得到有效釋放，年產(chǎn)量達(dá)200萬(wàn)t以上。

［1］陳力，夏建國(guó)，周昌勇，等.高壓水除鱗裝置評(píng)述［J］.液壓與氣動(dòng)，2001（7）：28-30.

［2］盛敬超.液壓流體力學(xué)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985.

［3］李學(xué)通，杜鳳山，張健民.帶高壓水除鱗換熱的帶鋼粗軋過(guò)程溫度場(chǎng)數(shù)值模擬［J］.鋼鐵研究學(xué)報(bào)，2005，17（3）：39-41.

TG333

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1004-4620（2013）01-0073-02

2012-11-27

王效強(qiáng)，男，1964年生，1986年畢業(yè)于山東冶金工業(yè)學(xué)校冶金機(jī)械專業(yè)?，F(xiàn)為萊鋼板帶廠機(jī)動(dòng)科工程師，從事機(jī)械設(shè)備管理工作。