271104 山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司 山東 萊蕪| 孟光振 郭淑娟 楊洪磊 徐興達(dá) 閆晗

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高壓水除磷在大棒生產(chǎn)線上的改進(jìn)及應(yīng)用

271104 山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司 山東 萊蕪| 孟光振 郭淑娟 楊洪磊 徐興達(dá) 閆晗

以萊鋼特鋼大棒生產(chǎn)線為例，介紹了針對在實(shí)際生產(chǎn)中高壓水除磷系統(tǒng)存在的問題，提出了可行性改造方案及新的設(shè)計(jì)思路。通過優(yōu)化改造，降低了大量的維修費(fèi)用，降低了工人的勞動強(qiáng)度，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，產(chǎn)品的質(zhì)量得到提升。關(guān)鍵詞：軋鋼；大棒材；高壓水；除磷系統(tǒng)

萊鋼特殊鋼大棒生產(chǎn)線自2013年10月投產(chǎn)，主要產(chǎn)品規(guī)格120mm-320mm棒材，鋼種主要有普通優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、管坯鋼、軸承鋼等，年產(chǎn)量已達(dá)到70萬噸。隨著特殊鋼材市場競爭的日趨激烈，徹底清除鋼坯表面的氧化鐵皮，提升產(chǎn)品質(zhì)量，已成為鋼廠必須解決的問題。高壓水除鱗技術(shù)是生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)，對氧化鐵皮除凈效率高、無污染、綜合成本低，被廣泛應(yīng)用［1］。

基本配置

萊鋼特殊鋼大棒生產(chǎn)線的除磷系統(tǒng)共分粗軋前、精軋前除磷系統(tǒng)兩部分，均采用柱塞泵，系統(tǒng)壓力為250bar，單臺泵流量為17m3/h。以粗軋除磷系統(tǒng)為例，除磷系統(tǒng)泵組共5套。該系統(tǒng)主要由自清洗過濾器、除磷電機(jī)、泵組、閥組、高低壓管路、各除磷點(diǎn)、電氣控制部分組成。

存在問題

原系統(tǒng)的潤滑方式為齒輪箱與泵頭同用一個箱體，箱體中間有隔斷，若出現(xiàn)泵頭大量漏水或齒輪箱唇形密封泄漏都會對傳動齒輪箱的潤滑帶來極大的危害。一旦潤滑不到位，齒輪、軸承、連桿軸瓦、曲軸將會造成損壞，引起設(shè)備故障。

原設(shè)計(jì)的系統(tǒng)原理為工頻電機(jī)持續(xù)工作。由于柱塞泵高速往復(fù)運(yùn)動達(dá)到每分鐘120次以上，進(jìn)、排液閥及其復(fù)位彈簧也相應(yīng)每分鐘伸縮120次以上，響應(yīng)頻率非?？欤查g極易形成局部真空導(dǎo)致產(chǎn)生氣蝕，大大降低了備件的使用壽命［4］。

原設(shè)計(jì)采用濁環(huán)水作為除磷介質(zhì)，由于鋼廠產(chǎn)量不穩(wěn)定，長時間停機(jī)在管路及泵體內(nèi)易產(chǎn)生銹蝕，水質(zhì)處理的不穩(wěn)定造成填料與柱塞的潤滑性能很差，長期高負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致柱塞、填料、進(jìn)排液閥損壞的頻率不斷提高。水除磷壓力越來越低、供水量越來越少，影響除磷效果。

改進(jìn)措施

針對上述提及的問題點(diǎn)，對除磷系統(tǒng)的傳動部分、液力端、潤滑裝置、除磷控制系統(tǒng)、水質(zhì)優(yōu)化五部分進(jìn)行了優(yōu)化改造。

a傳動部分

傳動部分采用齒輪傳動獨(dú)立分離，動力端采用倒?jié)櫥绞?，簡化了生產(chǎn)工藝，提高了曲軸的承載能力。

b液力端

（1）整體式全對稱鍛造不銹鋼泵體，可兩側(cè)任意配管，柱塞可在泵體前面抽出，進(jìn)排液閥可在泵體上部拉出，更換易損件十分方便。

（2）填料函可獨(dú)立拆卸，采用止口定位，裝拆方便。

（3）柱塞及密封結(jié)構(gòu)采用國際上最先進(jìn)成熟的結(jié)構(gòu)形式，柱塞表面經(jīng)過特殊處理，提高其表面硬度，密封采用國際先進(jìn)產(chǎn)品，使用壽命長，潤滑無泄漏。

（4）采用新型的錐形閥，整體式泵體，使液力端的結(jié)構(gòu)大大簡化，體積縮小，密封面減小，可靠性增加。

c潤滑裝置

（1）每臺泵都配有獨(dú)立的潤滑裝置，有油壓、油溫顯示儀表，管路中有濾油器及油冷卻器。

（2）泵采用了倒?jié)櫥绞綕櫥?，提高了設(shè)備的清潔度和曲軸的承載能力，延長了連桿、軸瓦、十字頭襯套等易損件使用壽命。

d除鱗控制系統(tǒng)

為了降低柱塞泵高負(fù)荷的動作頻次，采用泵內(nèi)氣控閥控制來實(shí)現(xiàn)在不除鱗工況下，泵閥不工作。其特點(diǎn)是:

（1）高壓泵內(nèi)的進(jìn)、排液閥門僅在除鱗時工作，成倍地提高了高壓泵閥門的使用壽命。

（2）省去了水箱和補(bǔ)水裝置及循環(huán)閥。簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)可靠性。

（3）由于系統(tǒng)壓力高，存在能量很大的“水錘效應(yīng)”［5］，采用泵內(nèi)氣控閥技術(shù)，管線震動及水錘現(xiàn)象比采用循環(huán)閥切換降低60%，保證了除鱗泵站及管線系統(tǒng)無明顯震動及水錘現(xiàn)象。

（4）采用泵內(nèi)氣控閥技術(shù)與采用循環(huán)閥切換相比，更節(jié)能。

e 水質(zhì)優(yōu)化

除磷泵原設(shè)計(jì)采用的濁環(huán)水作為介質(zhì)，但濁環(huán)水水質(zhì)不穩(wěn)定影響除磷泵元件的使用壽命，易引起較大的設(shè)備故障。因此，采用工業(yè)新水作為介質(zhì)，由于濁環(huán)水存在蒸發(fā)或滲透等損失，通過理論計(jì)算使用的工業(yè)水水量相當(dāng)于濁環(huán)水的補(bǔ)水量。為了提高新水的使用效率，特增加了除磷泵水箱。新水注入水箱（液位計(jì)控制水位），水箱由氣動閥控制，正常情況下為關(guān)閉狀態(tài)，噴射時打開，泵頭吸入水后經(jīng)泵將高壓水打出，多余的水溢流回水箱繼續(xù)儲存。這樣的設(shè)計(jì)最大限度的降低水量的消耗。

同時水箱的主管入口上安裝利舊的過濾器，對新水進(jìn)行過濾。過濾器出口接有凈環(huán)水管路，以作為備用管路使用。主管上增加了旁通排污管路，在長時間停機(jī)或防止凍壞管路時放水使用。

經(jīng)濟(jì)效益分析

萊鋼特鋼大棒生產(chǎn)線粗軋水除磷已于15年9月完成。改造前，14年高壓水除磷的備件費(fèi)用約為62萬元（不計(jì)維護(hù)費(fèi)用），平均每月備件費(fèi)用為5.16萬元，故障率為12.5%。改造后，15年9月-12月高壓水除磷的備件費(fèi)用為8000元，故障率為0.013%。目前的使用狀況良好，系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。BD水除磷泵的優(yōu)化改造降低了大量的維修費(fèi)用，降低了工人的勞動強(qiáng)度，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，提升了產(chǎn)品質(zhì)量。。

參考：

［1］魏亞彬，屈明友，郭艷花 高壓水除鱗技術(shù)在邯鋼CSP生產(chǎn)線上的應(yīng)用［J］.軋鋼，2008，25（1）：59-61

［2］薛念福，李里，陳繼林，裴有才，佘廣夫，焦景民 熱軋帶鋼除鱗技術(shù)研究［J］鋼鐵釩鈦.2003，24（3）：52-59

［3］張正學(xué)，曹昊翔，劉壽華，等.水射流技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用綜述［J］.礦業(yè)研究與開發(fā).2006，（S1）：63-67.