供稿|周靜， 李艷峰， 張靜 / ZHOU Jing， LI Yan-feng， ZHANG Jing

概況

安陽鋼鐵集團公司第二煉軋廠爐卷軋機生產線，2005年9月底投產。該生產線由意大利DANIELI公司設計，具備年生產能力110萬t，其裝備水平在國內同類生產線中屬于較高水平。

高壓水除鱗是決定板材質量的第一道重要的關口。其除鱗效果的好壞直接影響到軋制后的板材質量。為了改善除鱗質量，提高板材成材率，根據現(xiàn)場實際使用情況進行了為期一年的全方位的優(yōu)化改造，最大程度的完善了除鱗效果。大大降低了由于除鱗產生的協(xié)議材、廢品，提高了成材率。

系統(tǒng)原理

根據金屬加熱原理，鋼坯在加熱過程中會生成很厚的氧化鐵皮，附著在鋼坯表面，并且在軋制過程中也容易出現(xiàn)二次氧化，氧化鐵皮如不及時清除，不僅會使鋼材表面的氧化鐵皮在軋制過程壓入鋼材中，形成夾雜和疤痕，使鋼材表面質量降低，還會加速軋輥的磨損，縮短軋輥使用壽命。這就需要對金屬表面的氧化鐵皮進行清理。

高壓水除鱗的工作原理是利用高壓水通過除鱗噴嘴噴出后，打擊到鋼坯表面，對鋼坯產生一定的沖擊力和推鏟力，由于板坯基體材料和氧化鐵皮層冷卻收縮率不同，水滲入基體材料和氧化鐵皮之間，產生的蒸汽膨脹爆裂，使氧化鐵皮破碎成小碎片迅速與基體表面分離，同時高壓水按設定方向沖擊走氧化鐵皮，從而起到除鱗的作用提高板坯的表面質量。

存在問題及改進

由意大利DANIELI公司設計的該除鱗系統(tǒng)在生產中存在一定的缺陷。

設備在投產以后的生產過程中陸續(xù)出現(xiàn)問題，直接影響到正常的軋制節(jié)奏和產品的質量，在市場競爭日益嚴峻的今天，我們必需對系統(tǒng)不斷進行針對性的改進完善，才能滿足實際工況和生產的要求，才能讓我們的產品長期擁有穩(wěn)定且廣闊的市場。

問題發(fā)現(xiàn)

隨著產品多元化，軋機在嘗試生產品種鋼以來，經過除鱗機的板坯表面有明顯的氧化鐵皮黑點，經過軋制后的成品則出現(xiàn)有麻點現(xiàn)象，嚴重影響產品表面質量。

優(yōu)化除鱗制度

由于存在除鱗不凈的問題，操作人員普遍認為除鱗次數越頻繁，除鱗效果越好，故將軋機精除鱗的除鱗制度定為6道次/塊，即每塊鋼板進入軋機，進行連續(xù)的6道除鱗，但除鱗次數的提高并沒有改善除鱗效果。

圖1 高壓水系統(tǒng)的保壓裝置—高壓氣水罐

分析：高壓水系統(tǒng)的保壓裝置—高壓氣水罐包括4個氣罐(5 m3)，2個水罐(5 m3)，水罐如圖1所示，水罐的水從2水位到5水位的體積為7.22 m3。

根據粗除鱗集管設計，粗除鱗單組集管噴水量為7148 L/min，當時的除鱗情況為每次噴8 s，則每塊鋼板通過除鱗機所消耗的水量為0.95 m3，即每個水罐水位下降157 mm。此時水位仍高于5水位，離心泵不升速補壓。

精除鱗單組集管噴水量為5554 L/min，除鱗制度為每道次噴12 s，噴6道。則總需水量為6.7 m3，每個水罐水位降2155 mm。即每塊鋼板完成粗、精除鱗后汽水罐水位從6水位總共下降2302 mm(仍處于3水位以上)。此時罐內水壓為14.1 MPa，遠低于實際所需的除鱗壓力。原因是按照程序，在連續(xù)除鱗過程中，液位控制優(yōu)先于壓力控制。此時水位仍高于3水位，沒有間隔時間，因此除鱗泵不升速補壓。

結論：雖然除鱗道次多，但除鱗的壓力在遞減，不能有效的進行除鱗。泵頻繁啟動升壓，耗水耗電，但除鱗效果并沒有得到改善。

優(yōu)化方案：按照除鱗最低壓力17 MPa的要求，一次除鱗的供水量應為2.94 m3。將程序設定為壓力反饋，即當水罐壓力低于17 MPa時，泵升速，則精除鱗可以噴射的時間是32 s。

除鱗機集管高度的調整

在除鱗機的設計中，下集管固定在框架上，高度不可調，與板坯底面距離150 mm。而上集管的高度可以根據軋制需要由蝸輪絲桿裝置上下調節(jié)。如圖2所示，上集管距離板坯上表面距離165 mm。按照下集管的標準，將上集管距上坯面的高度調整為150 mm。則噴射覆蓋寬度為3262 mm，大于最大板坯寬度3250 mm。

結論：當上集管高度調整后，噴射寬度能夠滿足且水柱對板面的打擊力有所增加，在一定程度上能改善除鱗效果。故我們將上集管高度固定為150 mm。

除鱗機集管的優(yōu)化

在普遍情況下，管線鋼、低合金鋼等品種鋼由于硬度比普碳鋼高，因此在加熱爐內的加熱時間也相應要長，這樣在板坯表面產生的氧化鐵皮層就會更厚。碳鋼除鱗單位面積最大打擊力應大于0.6 N/mm2，合金鋼除鱗單位面積最大打擊力應大于0.8 N/mm2。而現(xiàn)在使用的粗除鱗單位面積最大打擊力為0.69 N/mm2，那么如何提高單位面積打擊力從而提高除鱗效果呢？首先考慮就是降低噴嘴噴射高度，同時改變噴射集管噴嘴的安裝尺寸。

圖2 除鱗機集管示意圖(長度單位：mm)

改造方案：將現(xiàn)行的噴射垂直高度由原150 mm降低為130 mm，噴嘴由原來GYPZ5C7230B(642.807)變?yōu)镚YPZ5C5830B(642.707)，噴嘴間距由原來的90.5 mm變?yōu)?2 mm，單位面積最大打擊力由原來的0.69 N/mm2提高到0.97 N/mm2。

噴 嘴 參 數集管數量集 管 參 數集 管安 裝部 位型 號 流量/(L·m i n-1)垂直噴射高度/m m實際噴射高度/m m最大打擊力/(N·m m-2)有效覆蓋寬度/m m重疊量/m m噴嘴間距/m m噴嘴數量/個噴射總寬度/m m噴射總流量/(L·m i n-1)粗初鱗箱(現(xiàn)狀)上 2 G Y P Z 5 C 7230 B(642.807) 96.6 165 167.5 0.69 97 6.5 90.5 37 3355 3574下 2 G Y P Z 5 C 7230 B(642.807) 96.6 165 167.5 0.69 97 6.5 90.5 37 3355 3574粗初鱗箱(改造方案)上 2 G Y P Z 5 C 5830 B(642.707) 77.8 130 132.0 0.97 77 5 72 46 3317 3579下 2 G Y P Z 5 C 5830 B(642.707) 77.8 130 132.0 0.97 77 5 72 46 3317 3579

結束語

通過以上的改造優(yōu)化，完善了設計缺陷，大大提高了設備的除鱗效果，尤其在軋制品種鋼方面，在板坯表面質量上有了顯著提高。有利的保證了生產質量，提高了經濟效益。