供稿|潘家明/PAN Jia-ming

內(nèi)容導(dǎo)讀

唐鋼1700熱軋生產(chǎn)線除鱗系統(tǒng)存在缺陷,嚴(yán)重影響板坯表面質(zhì)量,尤其制約了公司產(chǎn)品出口國(guó)際高端市場(chǎng).文章闡述了對(duì)除鱗系統(tǒng)進(jìn)行的三個(gè)方面的改造升級(jí),以及改造后的跟蹤效果調(diào)查,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益.

唐鋼 1700 熱軋生產(chǎn)線是自主集成的一條生產(chǎn)線,除鱗系統(tǒng)采用 SIEMENS 的 S7-300 系列 PLC 程序全自動(dòng)集成控制系統(tǒng).為了進(jìn)一步提高 1700 線的除鱗質(zhì)量,我們必須本著"兩條腿走路的原則",一方面要從工藝制度優(yōu)化、加強(qiáng)除鱗系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備及水質(zhì)的管理;另一方面必須對(duì)現(xiàn)有除鱗系統(tǒng)進(jìn)行部分改造,在對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)不做大的改動(dòng)情況下,進(jìn)行功能提升的改造是可行的,可以把除鱗能力做進(jìn)一步的提升,同時(shí)進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量.

存在問(wèn)題

1700 生產(chǎn)線自 2005 年 12 月熱試投產(chǎn)以來(lái),除鱗質(zhì)量一直不是很好,因除鱗不凈造成的改判、降判時(shí)有發(fā)生,給第一鋼軋廠及唐鋼公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)造成了很大的影響.

1700 線現(xiàn)有的品種結(jié)構(gòu)以冷軋料為主,冷軋料所占比例在 75% 左右,且有相當(dāng)比例的的熱軋酸洗卷.在我們把這些產(chǎn)品放入高端市場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)的過(guò)程中,除鱗質(zhì)量不佳的問(wèn)題暴露的尤其明顯.同時(shí),自 2009 年 5 月份以后 RH 納入正常的生產(chǎn)組織,SPHD、SPHE 產(chǎn)量越來(lái)越高,SPHD、SPHE"三高一低"的溫度制度特點(diǎn)也連續(xù)暴露出現(xiàn)有除鱗系統(tǒng)能力的不足.除鱗質(zhì)量的不穩(wěn)定已經(jīng)成了我廠打造精品、提升產(chǎn)品質(zhì)量的最大障礙之一.不對(duì)現(xiàn)有除鱗系統(tǒng)進(jìn)行改造,我們就少了一種搏擊市場(chǎng)的利器,在殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中我們就會(huì)處于不利的局面.

改造措施

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的技術(shù)研究和參數(shù)分析,我們決定從設(shè)備入手,主要進(jìn)行三個(gè)方面的改造工作.

1700 線系統(tǒng)初建時(shí)只有三臺(tái)除鱗泵,一臺(tái)供精軋除鱗,一臺(tái)供粗軋除鱗,一臺(tái)備用.除鱗泵為重慶水泵廠生產(chǎn)的離心泵,除鱗泵維修必須返廠維修,因此造成維修周期過(guò)長(zhǎng).加之體積大安裝時(shí)要求精度高,造成更換一臺(tái)泵需要約半個(gè)月左右的時(shí)間.由于時(shí)間過(guò)長(zhǎng),又沒有備用泵替換,給正常生產(chǎn)安排造成很大影響.

2007 年進(jìn)行過(guò)一次改造,整個(gè)除鱗系統(tǒng)新增兩臺(tái)除鱗泵.改造后將原有的三臺(tái)除鱗泵組用于精軋除鱗,新增兩臺(tái)泵組用于爐后和粗軋除鱗.但是改造后新增兩臺(tái)泵投入初期運(yùn)行事故頻發(fā),常常導(dǎo)致兩臺(tái)泵無(wú)一臺(tái)可用的情況.所以在原有三臺(tái)泵中,其中兩臺(tái)在管道連接及 PLC 控制中一直保持可以用于爐后和粗軋除鱗備用,一臺(tái)用于精軋除鱗.

2011 年,為了達(dá)到第一鋼軋廠打造精品、提升產(chǎn)品質(zhì)量的要求,用精軋除鱗配備兩套水梁,入口、出口各一套.在原來(lái)使用中,操作人員只可以選擇其中一套進(jìn)行除鱗,結(jié)合第一鋼軋廠除鱗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),我們決定將兩套水梁同時(shí)使用.通過(guò)加熱爐提高溫度等方式實(shí)現(xiàn)此設(shè)想,實(shí)現(xiàn)"雙泵雙梁".顧名思義是由兩臺(tái)除鱗泵分別供精軋入口水梁和出口水梁.具體改造內(nèi)容為從 3 號(hào)除鱗泵出口單獨(dú)焊接一條 DN200 高壓管道與精軋水梁下噴射閥管道連接,中間安裝手動(dòng)閘閥.手動(dòng)閘閥的作用為保證 3 號(hào)除鱗泵可以在別的泵發(fā)生事故時(shí)用于爐后和粗軋除鱗使用,稱為手動(dòng)粗軋精軋轉(zhuǎn)換閥.在精軋入口水梁和出口水梁下噴射閥管道之間加裝"單梁雙梁轉(zhuǎn)換閥",用于此系統(tǒng)在不使用"雙泵雙梁"情況下切換回原有狀態(tài).同時(shí)電氣人員對(duì)系統(tǒng)所使用的程序進(jìn)行修改,采用遠(yuǎn)程集中控制,由操作工根據(jù)選擇水梁的不同采集入口水梁和出口水梁所對(duì)應(yīng)的噴射閥動(dòng)作連鎖,控制對(duì)應(yīng)的除鱗泵進(jìn)行升速降速除鱗.修改除鱗泵控制程序使之符合"雙泵雙梁"使用需求,同時(shí)保留原有 2 號(hào)、3 號(hào)除鱗泵可供粗軋程序,使之依然可以在別的泵發(fā)生事故時(shí)用于爐后和粗軋除鱗使用.改造完成之后,在"雙泵雙梁"狀態(tài)下,1 號(hào)除鱗泵專門供精軋入口梁除鱗,3 號(hào)除鱗泵專門供精軋出口梁除鱗,2 號(hào)除鱗泵作為備用泵,既可以供入口梁又可以供出口梁,支持三種使用模式.

圖 1 三種使用模式示意圖

安裝高精度過(guò)濾器、碟閥、止回閥、彎頭、管道、自緊式法蘭等,確保用戶端的水質(zhì).

第一鋼軋廠除鱗系統(tǒng)采用濁環(huán)水供水,濁環(huán)水的水質(zhì)不能滿足除鱗系統(tǒng)用水的要求,因此設(shè)置自清洗過(guò)濾器,除去水中的懸浮物、顆粒及其它雜質(zhì),以保證泵的流量、壓力的穩(wěn)定,減少泵、噴嘴及管路系統(tǒng)的磨損,提高除鱗系統(tǒng)的使用壽命.自清洗過(guò)濾器的過(guò)濾原理是利用過(guò)濾器的進(jìn)出口壓差進(jìn)行過(guò)濾,當(dāng)濾管被雜物堵塞,泵的進(jìn)出口就會(huì)形成壓差,當(dāng)壓差到達(dá)一定值時(shí),自清洗過(guò)濾器就會(huì)反沖洗濾管,經(jīng)排污閥排除雜物,自動(dòng)清洗濾管.系統(tǒng)也可以設(shè)計(jì)成利用時(shí)間來(lái)自動(dòng)清洗.

第一鋼軋廠一直以來(lái)使用兩臺(tái)重慶水泵廠生產(chǎn)的自清洗過(guò)濾器,在除鱗泵返修解體及除鱗噴嘴更換過(guò)程中均發(fā)現(xiàn)大量泥漿,證明使用的自清洗過(guò)濾器效果已不理想.另外,如果水中含雜質(zhì)量大,各種高壓閥組閥芯經(jīng)常發(fā)生卡死現(xiàn)象,造成高壓水常噴或者不除鱗的情況.如果高壓水常噴,若不及時(shí)關(guān)閉換向閥中的手動(dòng)閥,造成蓄能器內(nèi)高壓空氣從噴射閥泄露,當(dāng)發(fā)生故障,需進(jìn)行高壓空氣的補(bǔ)壓,系統(tǒng)恢復(fù)正常需較長(zhǎng)時(shí)間,將造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故.為了避免生產(chǎn)事故,在改造中,決定加裝兩臺(tái)以色列原裝 Amiad 過(guò)濾器.

以色列 Amiad 過(guò)濾器特點(diǎn)如下: 通體全自動(dòng)焊接;噴砂;酸洗磷化;表面涂布五層環(huán)氧樹脂厚度達(dá) 220 μm,防腐性能極佳,這樣有效的杜絕了過(guò)濾本身在使用過(guò)程中的二次污染,大大延長(zhǎng)高壓泵的使用壽命.濾網(wǎng)采用 316L 不銹鋼;四層骨架結(jié)構(gòu),使濾網(wǎng)具有較好的強(qiáng)度又有較大的有效過(guò)濾面積,有效過(guò)濾面積高達(dá) 15000 cm2,大大延長(zhǎng)了濾網(wǎng)的使用壽命.另外此過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)了小流量下的徹底排污,過(guò)濾器排污時(shí)系統(tǒng)流量和壓力無(wú)明顯變化.系統(tǒng)可自動(dòng)記錄過(guò)濾器的沖洗次數(shù),從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)水質(zhì)的監(jiān)控.此產(chǎn)品整體性能可靠,平時(shí)無(wú)需值守,使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn),大大降低了維護(hù)成本,無(wú)形中給增產(chǎn)增效提供有力的保障.控制中電氣人員采用 PLC 或接觸器控制,電控箱電器開關(guān)、接觸器控制.

德國(guó)萊克勒公司根據(jù)我廠 1700 熱軋生產(chǎn)線在現(xiàn)有除鱗泵組不做改動(dòng)的前提下對(duì)現(xiàn)有除鱗設(shè)備、工藝條件重新精確設(shè)計(jì)噴嘴和除鱗集管,重新更換.

◆ 爐后除鱗箱除鱗集管

集管數(shù)量: 共 4 套,包括前排上除鱗集管、前排下除鱗集管、后排上除鱗集管和后排下除鱗集管各 1 套.

工作壓力: 19 MPa

試驗(yàn)壓力: 27 MPa

板坯最大寬度:1550 mm 板坯厚度:150 mm

噴射有效寬度:1687 mm

◆ E1軋機(jī)除鱗集管 (板坯厚度波動(dòng)范圍)

集管數(shù)量: 共 2 套,包括入口上除鱗集管和入口下除鱗集管各 1 套.

工作壓力:19 MPa

試驗(yàn)壓力: 27 MPa

板坯最大寬度:1550 mm

噴射有效寬度:1822 mm

◆ E1 軋機(jī)反噴噴嘴

本次改造保留 E1 軋機(jī)反噴集管,僅更換反噴噴嘴和與噴嘴裝配使用的帶過(guò)濾器的穩(wěn)流器.

噴嘴數(shù)量:9 件

板坯最大寬度:1550 mm

噴射有效寬度:1877 mm

◆ 精軋除鱗箱除鱗集管 (須計(jì)算 45mm 中間坯料重疊量,以保證使用效果)

集管數(shù)量: 共 8 套,包括前排上除鱗集管、前排下除鱗集管、后排上除鱗集

管和后排下除鱗集管各 2 套.

備注:此處集管的連接法蘭采用高壓自緊式法蘭 HZY-LOC/150.一套高壓自緊式法蘭包括兩個(gè)套節(jié)、一對(duì)卡套、一個(gè)專用密封環(huán)和四套雙頭球面螺母,適用壓力 ≤50MPa,適用溫度-200℃~500℃.

工作壓力:20MPa

試驗(yàn)壓力:27MPa

板坯最大寬度:1550 mm

噴射有效寬度:1631 mm

改造效果及經(jīng)濟(jì)效益

目前"雙泵雙梁"從 2011 年 3 月開始應(yīng)用至今,在生產(chǎn)過(guò)程中已經(jīng)常態(tài)化,生產(chǎn)技術(shù)人員已經(jīng)將"雙泵雙梁"編入大部分生產(chǎn)品種的生產(chǎn)工藝中作為嚴(yán)格要求.自清洗過(guò)濾器自 2011 年 3 月投入至今效果顯著,除鱗泵返修率大大降低,各種高壓閥組也從未發(fā)生損壞的情況.最明顯的效果為除鱗噴嘴沒有再發(fā)生過(guò)堵塞造成影響除鱗質(zhì)量等情況.改造后,大幅度提高除鱗質(zhì)量,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的提升有很大幫助,得到了全公司上下的一致好評(píng).而且進(jìn)口噴嘴的維護(hù)周期更長(zhǎng),大大節(jié)省了第一鋼軋廠的人工及備件成本.

通過(guò)上述三項(xiàng)大的改造,第一鋼軋廠酸洗板的表面質(zhì)量進(jìn)一步提升,使酸洗板的命中率提高到90%.同時(shí)也進(jìn)一步提高了冷軋料表面質(zhì)量,降低冷軋改判率,降低酸洗成本,降低軋輥消耗,熱軋廠和冷軋廠年增效約 5000 萬(wàn)元.

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)熱軋線除鱗系統(tǒng)進(jìn)行三個(gè)方面的改造升級(jí),從根本上解決了品種鋼和冷軋料的表面除鱗不凈的問(wèn)題,保證了板坯表面質(zhì)量的穩(wěn)定性,提高了產(chǎn)品成材率,降低了質(zhì)量事故率,為我廠帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益.

[1] 王益群, 高英杰. 液壓AGC系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn). 液壓氣動(dòng)與密封, 2000, (1): 29-31

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