精细冷却装置在冷轧板型控制中存在的问题及改进措施

内蒙古科技大学机械学院 李丽

武汉钢铁股份有限公司 石坤

精细冷却装置在冷轧板型控制中存在的问题及改进措施

内蒙古科技大学机械学院 李丽

武汉钢铁股份有限公司 石坤

一、精细冷却装置的组成及工作原理

精细冷却主要有带钢板型测量装置、信号处理装置、喷嘴控制部分、喷嘴执行部分组成。某厂改进之前采用的是EVERTZ HYDROTECHNIK公司的喷嘴阀，其工作原理如图1所示。

图1 喷嘴阀工作原理

当空气接通时喷嘴阀空气端压力增大，阀芯压缩空气端受力P2大于乳化液端P1，喷嘴阀芯向前移关闭乳化液，当压缩空气关闭时，P2

在目前，国内部分冷连轧机组为了得到更好的板型，相继给机组装配了精细冷却装置。实践表明，在冷连轧带钢特别是宽幅带钢过程中通过对乳化液分段冷却控制系统的合理控制与正确利用可以获得更好的带钢板型及表面质量。目前部分钢厂引进了精细冷却装置，并得到了较良好的应用，尽管他们在消化吸收新技术的同时还不断创新，但是目前精细冷却装置在生产实践中仍然或多或少的还存在一些问题有待改进。

二、使用过程中存在的问题及改进措施

分段冷却的喷嘴只能打开或关闭，不能进行单个喷嘴流量的控制。其根据剩余板型偏差，如果大于某一阈值，则喷嘴打开，如果小于某一阈值，则喷嘴关闭。这就导致了某些喷嘴频繁的开启关闭，而有些喷嘴则长期处于一种工作状态，这就导致频繁调节的喷嘴阀阀芯密封容易破损，而长期处于关闭的喷嘴容易沉积铁粉导致喷嘴阀阀芯卡死。由于乳化液压力比空气压力大，当喷嘴阀阀芯密封破损后，乳化液会沿着压缩空气管道进入控制阀岛。

众所周知，阀岛是个很紧密的控制元件，进乳化液后如果某一片阀有问题，那就意味着整个阀岛需更换。在轧钢工艺中，喷嘴如果不能正常开启或关闭，它将不仅不能起到调节板型的作用，还有可能使板型更差甚至长期不喷的区域会产生热划痕。所以SMS公司给某冷轧的工艺要求中就提到要每次换辊时需做一次喷嘴测试，将有问题的喷嘴或阀岛更换掉，这样不仅带来巨大的备件费用，也严重影响了产能。

1．在通过上述问题的研究后，我们发现以下两点问题。

（1）阀岛容易失效，归咎原因主要是压缩空气不够清洁，尽管管道前加装了过滤器。再其次就是阀芯密封破损导致乳化液倒灌至阀岛。

（2）喷嘴阀容易失效，归咎主要原因是设计欠缺，阀芯密封一边封乳化液一边封压缩空气本身对密封就是一种挑战，一旦密封失效乳化液就会进入阀岛使阀岛失效。

2．针对上述两点，做出了如下改进。单独设立空压站提供压缩空气，管道及蓄气罐全采用不锈钢耐腐蚀材料，加装高精度空气过滤装置及干燥器。

如图2所示，在不改变安装要求的同时自主重新设计喷嘴阀，双组密封，使得水封和气封分开，如果一旦有一个密封失效，另外一组密封还可以将乳化液和水分开。

图2 改进后的喷嘴

三、结论

通过对喷嘴阀及阀岛气源的改进，精细冷却装置使用效果得到了很大的提高，备件费用大量降低，机组作业率得到提高，板型比较以前有了很大的改善。但为了生产出更高质量的产品，还需进一步研究探讨其他方面问题。