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        關(guān)于板坯結(jié)晶器供水系統(tǒng)冬季供水溫度過低的解決措施

        2022-06-24 06:53:14凈曉星石晨浩王保霞張亮亮
        冶金動力 2022年3期
        關(guān)鍵詞:冷媒板坯結(jié)晶器

        王 君,凈曉星,石晨浩,林 俞,王保霞,趙 新,張亮亮

        (北京首鋼股份有限公司,河北遷安 064404)

        前言

        結(jié)晶器供水系統(tǒng)主要是向板坯連鑄結(jié)晶器提供冷卻水,到了冬天由于原系統(tǒng)水溫受外界影響很大,使得結(jié)晶器進(jìn)水溫度低,造成X60、S610L 等近包晶鋼、包晶鋼、近包晶合金鋼、包晶合金鋼,頭爐的縱裂廢品率達(dá)到10%之多,這不僅影響了板坯的產(chǎn)量也制約了公司的發(fā)展。

        1 結(jié)晶器供水系統(tǒng)簡述

        板坯結(jié)晶器供水系統(tǒng)主要包括供水泵、變頻補(bǔ)水泵、除鹽水補(bǔ)水池、密閉式冷卻塔、噴淋水系統(tǒng)、高位事故水箱。在整個循環(huán)系統(tǒng)中,系統(tǒng)水是不與外界接觸的,通過密閉式橫流冷卻塔給系統(tǒng)水降溫,并用變頻補(bǔ)水泵將系統(tǒng)的供水壓力穩(wěn)定在1.05 MPa。當(dāng)遇到一些突發(fā)事故導(dǎo)致供水泵不能正常供水,這時高位事故水箱就向結(jié)晶器供水,以保證設(shè)備安全[1-2]。見圖1。

        圖1 除鹽水密閉循環(huán)系統(tǒng)圖

        2 系統(tǒng)水溫降低的原因分析及造成的影響

        冬季供水溫度受氣溫影響較大,而且為了澆鋼過程中供水溫度不會太高,閉式塔必須投入使用,所以導(dǎo)致冬季供水溫度低,使得澆出的鋼坯產(chǎn)生縱裂。根據(jù)實際的澆鋼經(jīng)驗,結(jié)晶器進(jìn)水最佳溫度35 ℃,最低溫度30 ℃,最高溫度40 ℃。而未改造前板坯澆鑄頭爐鋼時,結(jié)晶器的進(jìn)水溫度在26 ℃左右,遠(yuǎn)低于規(guī)定的水溫要求,造成頭爐鋼大量縱裂廢品的產(chǎn)生。為此,需對板坯結(jié)晶器供水系統(tǒng)進(jìn)行改造。

        3 改造方案

        在結(jié)晶器供水系統(tǒng)的回水管上加裝換熱器,以廠區(qū)蒸汽作為熱源,與系統(tǒng)水進(jìn)行換熱,使供水溫度達(dá)到澆鋼時的要求。設(shè)置系統(tǒng)水溫控制在32 ℃,與換熱器蒸汽入口閥門進(jìn)行聯(lián)鎖,通過閥門開度調(diào)節(jié)保證供水溫度穩(wěn)定在32 ℃左右。

        4 方案的實施及技術(shù)操作

        在給結(jié)晶器系統(tǒng)的水溫升溫過程中,系統(tǒng)水是不與外界接觸的。所以對其加熱的過程要在密閉系統(tǒng)中完成,在此過程中蒸汽不與系統(tǒng)水直接接觸。在升溫過程中,蒸汽在換熱器中的多組銅管中通過,以達(dá)到快速升溫并把系統(tǒng)水與蒸汽隔離開的目的。在蒸汽的進(jìn)氣管路中加裝電動控制閥,在加熱裝置的出水口加裝溫度計,對出水溫度進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)供水溫度達(dá)到板坯要求時自動切斷蒸汽停止加熱,低于板坯系統(tǒng)要求時自動打開控制閥對除鹽水升溫。在升溫的過程中蒸汽會產(chǎn)生冷凝水,冷凝水通過疏水器流入冷凝水回收裝置,再通過冷凝水回收裝置,打入吸水井中以達(dá)到節(jié)能減排的目的[3]。

        4.1 當(dāng)系統(tǒng)中的供水溫度可以達(dá)到用戶需求且長時間不需要對系統(tǒng)水升溫時,可以將加熱裝置退出運行

        (1)切斷加熱裝置電源。

        (2)查蒸汽的電動閥門是否自動關(guān)閉。

        (3)如果沒有自動關(guān)閉,需手動關(guān)閉蒸汽管的進(jìn)氣手動閥門。

        4.2 當(dāng)系統(tǒng)供水溫度長期過低不能滿足澆鋼的需求,需要投入加熱裝置時

        (1)送加熱裝置電源。

        (2)查電動閥門能否自動打開,對除鹽水進(jìn)行加熱。

        (3)如果電動閥門不能自動打開需手動開啟旁通截門控制蒸汽對系統(tǒng)水進(jìn)行升溫。

        4.3 當(dāng)加熱裝置不能投入運行時,應(yīng)立即采取保溫措施

        (1)關(guān)閉冷卻塔風(fēng)機(jī)。

        (2)當(dāng)板坯均不澆鋼時可以停連鑄冷媒泵。

        (3)當(dāng)系統(tǒng)溫度達(dá)到板坯要求時開啟連鑄冷媒泵。

        (4)回水溫度過高時開啟冷塔風(fēng)機(jī)。

        5 系統(tǒng)改造后的效果

        經(jīng)過改造后的結(jié)晶器供水溫度有了明顯提高,基本能達(dá)到理論溫度32 ℃。在此溫度下澆注X60、S610L 等近包晶鋼、包晶鋼、近包晶合金鋼、包晶合金鋼,頭爐的縱裂廢品率也已降低到了1%。

        對改造前與改造后,系統(tǒng)水溫的變化,總結(jié)如下。在冷媒水溫度基本相同的情況下,記錄了板坯停澆后兩個小時內(nèi),投加換熱器裝置前后結(jié)晶器供水溫度前后的變化,如圖2所示:

        圖2 換熱裝置投加前后對比圖

        由圖2 可看出,投加換熱器對結(jié)晶器供水系統(tǒng)水溫有非常明顯的影響。投加換熱裝置前系統(tǒng)水溫下降迅速,影響系統(tǒng)再次澆鋼時鋼材質(zhì)量;而投加換熱裝置后水溫下降緩慢,有利于促進(jìn)板坯澆鑄質(zhì)量。

        6 改造后的外界影響因素及控制措施

        改造后,在實際的生產(chǎn)過程中,換熱裝置并沒有達(dá)到32 ℃恒溫狀態(tài),而是隨著時間的延續(xù),溫度逐漸降低,這是因為換熱裝置受多方面影響,如冷媒水溫度,蒸汽壓力,蒸汽流量等。為了進(jìn)行更直觀地比較,選取了當(dāng)一個板坯澆鋼,另一個板坯停澆時,冷媒水溫度恒定(31 ℃±1 ℃)時,和兩個板坯全部停澆時冷媒水溫度較低時的對比數(shù)據(jù)見圖3、圖4。

        圖3 冷媒水溫度恒定時系統(tǒng)供水溫度變化圖

        從圖3、圖4 中可以看出,冷媒水降溫能力超過了換熱裝置的升溫能力,且冷媒水溫度較低時降溫速度較快,因此,在投入冷媒水的情況下,結(jié)晶系統(tǒng)不澆鋼時供水溫度并不能達(dá)到32 ℃。

        圖4 冷媒水溫度較低時系統(tǒng)供水溫度變化

        目前,針對這一問題采取了退閉式冷卻塔冷媒水的方法。通過日常的實踐表明在停澆的2 h 內(nèi)退出冷媒水,系統(tǒng)水溫能夠得到保證。

        7 總結(jié)

        通過對板坯結(jié)晶器供水系統(tǒng)進(jìn)行改造,將澆鋼前系統(tǒng)供水溫度控制在320C左右,降低了鑄機(jī)包晶合金鋼的縱裂率,減少了資源的浪費,對生產(chǎn)有著重要意義。系統(tǒng)改造后在實際生產(chǎn)中還可能遇到很多考慮不到的問題,還需不斷總結(jié)經(jīng)驗,克服困難為企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤。

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