摘 要：以寶鋼熱軋廠水處理系統(tǒng)軋輥冷卻水對軋輥的影響為研究對象，對其中的水壓進(jìn)行分鋼種進(jìn)行分壓送水的控制。分析結(jié)果表明，在保證后續(xù)用戶用水的前提下，分壓送水不僅解決了水泵頻繁啟停的問題，能夠根據(jù)實(shí)際使用情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整水泵運(yùn)行狀態(tài)，節(jié)能效益明顯。

關(guān)鍵詞：水泵；分壓送水；供水系統(tǒng)；節(jié)能

1 概述

水泵是給水工程中主要的動(dòng)力設(shè)備，水泵的額定流量和額定揚(yáng)程一般是按滿足最大要求而選擇的，但在實(shí)際運(yùn)行過程中由于生產(chǎn)情況的變化，水泵會(huì)有較多的時(shí)間不需要達(dá)到額定流量和額定揚(yáng)程，所以為了滿足各種生產(chǎn)情況的要求，需要對供水系統(tǒng)進(jìn)行流量和壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，而2050產(chǎn)線由于產(chǎn)能的擴(kuò)展，實(shí)際產(chǎn)能已經(jīng)大大超過了設(shè)計(jì)產(chǎn)能，10巴泵組（軋輥冷卻泵組）雖然經(jīng)過了升壓改造，但是在夏季還是會(huì)出現(xiàn)冷卻能力不足的現(xiàn)象，為了滿足軋制的要求，水處理不斷提高送水壓力，給設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行帶來不小壓力。文章就寶鋼熱軋廠軋輥冷卻水系統(tǒng)水泵采用針對不同鋼種進(jìn)行分級供水進(jìn)行分析來和嘗試。

2 系統(tǒng)簡介

水處理C系統(tǒng)主要分1MPa（10bar）和0.4MPa（4bar）兩個(gè)獨(dú)立的泵組從泵池向用戶點(diǎn)供水，1MPa（10bar）主要是供軋線軋輥冷卻，0.4MPa（4bar）主要是供機(jī)架、輥道冷卻，最大供水量為12000m3/h。由于系統(tǒng)循環(huán)水與冷卻構(gòu)件直接接觸，所以回水中帶有大量的氧化鐵皮和油，大部分氧化鐵皮主要沉積在鐵皮坑內(nèi)，通過抓斗抓出。

3 問題的提出

（1）不同鋼種規(guī)格對表面要求不一樣，即對輥面的要求不一樣。

（2）現(xiàn)場軋制條件及鋼種特性工藝參數(shù)對輥面的影響不一樣。

（3）2050品種鋼的軋制量較以前明顯增加，對軋輥冷卻水的要求增加。

（4）提高送水能力加大送水泵組的組合難度，部分送水泵超出額定能力。

針對以上問題，所以能源車間和軋剛商討是否存在對軋輥冷水水進(jìn)行分鋼種進(jìn)行壓力供水的可能。

4 目前能源軋輥冷卻泵的能力摸底

針對軋輥冷卻泵組的能力與軋線一道共同做了提高壓力的試驗(yàn)，通過多種組合，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1。

以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析后得出：

（1）不改變泵組運(yùn)行臺數(shù)的前提下，如果提高壓力到12.5bar，調(diào)速泵電流超額定電流。

（2）通過試驗(yàn)，對泵組進(jìn)行不同組合發(fā)現(xiàn)，如果必須要求壓力達(dá)到12.5bar，需要加開1臺泵（36號泵）才能夠保證水泵電機(jī)不超額定電流。

（3）提高壓力會(huì)引起供水流量的大幅度增加，對濁循環(huán)系統(tǒng)的鐵皮坑和過濾器形成較大壓力，同時(shí)存在較大能源浪費(fèi)。

5 水壓對軋輥溫度的影響

5.1 軋輥溫度的影響因素

通過以上分析，目前的送水方式存在很大的改進(jìn)必要，為了進(jìn)一步弄清軋輥冷卻水對軋線的影響，在軋鋼的配合下進(jìn)行了進(jìn)一步分析。

通過試驗(yàn)，表2是軋制類似計(jì)劃條件下軋輥冷卻水壓由10.8kg/cm2提高到11.2kg/cm2的輥溫前后對比試驗(yàn)結(jié)果。

通過對比，可以發(fā)現(xiàn)：提壓前后輥溫情況對比得

出，通過提壓，軋輥溫度得到了明顯的改善。雖然氣溫和水溫均比上旬有所提高，但各機(jī)架的輥溫均比上旬有不同程度的下降。

表3是兩個(gè)類似計(jì)劃軋輥冷卻水壓由11.2kg/cm2提高到11.5kg/cm2的輥溫前后對比試驗(yàn)結(jié)果。

通過對比，除各別機(jī)架外，其余各機(jī)架溫度均比未提壓計(jì)劃的輥溫有所下降，說明軋輥冷卻水壓力的提高大大改善了軋輥的溫度，有利于軋制產(chǎn)品的質(zhì)量和輥?zhàn)拥谋Ｗo(hù)。

可見，軋輥冷卻水壓對軋輥表面影響很大，那對水壓進(jìn)行降壓是否存在可能呢？

實(shí)際上，影響軋輥溫度的不僅只有軋輥冷卻水，還有很多其他因素，這也是制定不同品種規(guī)格軋輥冷卻水壓的依據(jù)之一。帶鋼的工藝參數(shù)不同，對輥面的影響也不一樣。

（1）所軋帶鋼硬度的影響。帶鋼的硬度組越高，在其他條件相同的情況下，軋制力就越大，對輥面的損傷也越大，摩擦力增大因而變形溫升增加，輥溫增加。

（2）帶鋼溫度及板坯長度。帶鋼溫度越高，板坯長度越長，接觸傳熱就越多，輥溫也越高。

（3）軋輥冷卻水水溫及流量。軋輥冷卻水水溫受季節(jié)影響較大，夏季水溫較高，降溫效果較差，所以夏季軋輥冷卻水冷卻效果不如冬季好。

（4）水壓。無庸置疑，水壓高冷卻效果好。

（5）軋制節(jié)奏。直至節(jié)奏快不利于軋輥冷卻，目前夏季運(yùn)行方案中軋制節(jié)奏控制在120秒。

5.2 不同鋼種規(guī)格對軋輥溫度的要求和影響

由于目前鋼鐵市場形式，2050熱軋品種鋼軋制量明顯增加，主要有酸洗板、汽車板、集裝箱薄板及刀具鋼等。由于這些鋼種的鋼種特性以及軋制計(jì)劃編排要求各不相同，因此對軋輥的影響也不一樣。分析各鋼種軋制工藝參數(shù)及性能特點(diǎn)，分析如下：

（1）高溫鋼、IF鋼由于在精軋區(qū)域溫度較高（終軋溫度在900℃以上），軋輥溫度也隨之提高，輥溫過高易引起輥面氧化膜剝落，此外，這些鋼種一般對表面要求較高，因此對于此鋼種應(yīng)使用較高水壓，以使冷卻效果達(dá)到最好。

（2）對于一般冷軋薄板，如果軋制規(guī)格較薄并且軋制量較大，在計(jì)劃后期軋輥溫度也會(huì)升高，軋輥磨損較嚴(yán)重，因此對此類規(guī)格鋼種采用高的冷卻水壓抑盡量保持輥面。

（3）酸洗板表面要求較高，而且一般軋制塊數(shù)較多，如果軋輥冷卻不好，會(huì)造成輥面剝落，影響帶鋼的表面質(zhì)量，尤其是高強(qiáng)度酸洗板或者高碳酸洗板對輥面的損傷更大，因此此類鋼種亦要求較高水壓。

（4）集裝箱板，刀具鋼等鋼種硬度組高，軋制力較大對輥面損傷較大，而且軋制這些鋼種是輥溫一直較高，因此對此鋼種采用較高水壓。

（5）對于一般鋼種，軋制溫度不高，表面要求也不高，對軋輥的表面要求不是很嚴(yán)格?？紤]到節(jié)省能源，采用較低的冷卻水壓。

6 改進(jìn)方案

鑒于以上分析，為平衡生產(chǎn)與成本之間的關(guān)系，解決以上的矛盾，在軋制批量（大于10卷）品種鋼時(shí)，規(guī)定軋輥冷卻水壓力按下表選擇，并且在計(jì)劃開軋前精軋班長負(fù)責(zé)通知水處理軋輥冷卻水的使用壓力。（表4）

不同于以前的水壓設(shè)定方式，對軋輥冷卻水設(shè)定了不同的壓力值，既達(dá)到了冷卻軋輥的目的，又起到降本增效的效果。目前2050輥溫報(bào)警值設(shè)定為F1-3輥溫大于65℃、F4-7輥溫大于60℃。精軋工作輥下機(jī)溫度最高警戒線設(shè)定為：F1-3機(jī)架85℃，F(xiàn)4-7機(jī)架80℃。

7 實(shí)施后情況跟蹤

分級設(shè)定水壓大大降低了冷卻水提壓后的能耗損失。目前2050熱軋軋輥冷卻系統(tǒng)工作情況正常，軋制產(chǎn)品沒有出現(xiàn)較大波動(dòng)，有效的改善了軋輥的冷卻效果和工作條件，效果較為理想。

（1）輥溫降低。圖1是相似計(jì)劃類型，水溫和氣溫均相差不大的輥溫情況。可以看到基本上各機(jī)架工作輥輥溫較以前都有所降低，個(gè)別機(jī)架可能由于測量誤差或水嘴堵塞等原因有輥溫上升現(xiàn)象。

（2）能耗減少。水壓提高電耗也隨之增加，據(jù)初步估計(jì)，軋輥冷卻水壓力如果由10.8bar提高到11.7bar，則電耗每月的損失可達(dá)15萬元左右，即每小時(shí)多消耗210元左右。而軋輥冷卻水按照本方式進(jìn)行分級控制后，則低水壓控制的時(shí)間即為節(jié)省的電耗損失。

8 結(jié)束語

（1）寶鋼熱軋廠2050產(chǎn)線軋輥冷卻水經(jīng)過分級控制后，較多時(shí)間3臺水泵運(yùn)行，大大緩解了設(shè)備的壓力，減少了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，增加了備用水泵的臺數(shù)，未應(yīng)付緊急情況增加了更大的保證，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定了更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）減少一臺水泵的運(yùn)行，大大節(jié)約了電能的消耗，同時(shí)減少了系統(tǒng)的供水量，整改系統(tǒng)的循環(huán)水量也大大減少，減輕了其他運(yùn)行水泵的負(fù)荷，這部分能量得到了節(jié)約，也即降低了水泵的運(yùn)行成本，效益巨大。

作者簡介：楊翠平（1980-），男，上海人，苗族，現(xiàn)職稱：工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：工業(yè)水處理。