热轧产线高压水除鳞系统优化改造

王效强

（莱芜钢铁集团有限公司板带厂，山东莱芜 271104）

经验交流

热轧产线高压水除鳞系统优化改造

王效强

（莱芜钢铁集团有限公司板带厂，山东莱芜 271104）

为提高1 500 mm宽带热轧生产线高压水除鳞系统的除鳞效果，对系统进行优化改造，重新对喷嘴进行选型，增强了高压水对板坯表面打击力，系统实现了离心泵、空压机1用2备。优化后，除鳞效果得到改善，轧制速度得到提高，年产量达200万t以上。

高压水除鳞系统；喷嘴；集管；水流量

莱钢1 500 mm宽带热轧生产线高压水除鳞系统由2台ZDS-350/200高压离心水泵、2台高压空压机、3台蓄能器、除鳞箱、喷嘴、集管、阀门（喷射阀）管系及附属设施组成。其运行状态直接影响热轧宽带机械性能和表面质量，是宽带生产的关键环节。喷嘴的选型、安装布置、使用寿命是确保高压除鳞系统稳定顺行的瓶颈环节。为此，对喷嘴功能失效的原因进行分析，采取有效改造措施，提高其综合性能，以保证生产顺行。

1 高压除鳞系统缺陷分析

2台高压除鳞泵并联运行，单台水泵设计供水量为350 m3/h，3个除鳞点喷嘴总流量即轧线最大用水量为583 m3/h。运行发现系统存在多项缺陷：

1）除鳞效果差。2）电耗指标超高。2台除鳞泵1用1备，无法满足生产工艺水量要求，需2台泵并联运行，每年造成电能浪费200多万元。3）离心水泵、空压机故障频繁，阀门、喷嘴使用周期短，设备运行成本高，轧制节奏缓慢。4）若单台水泵运行，只允许单点除鳞，不允许2点同时喷射除鳞，轧制1支钢约需要6 min，每天产量在3 990 t左右，不能满足生产线设计产量要求。

根据板坯打击力控制理论，除鳞效果的好坏与打击力的大小有直接关系，在整个系统压力稳定的前提下，打击力与喷嘴流量、喷嘴喷射角、集管到钢坯表面的喷射距离有关。通过对粗除鳞、E1立辊除鳞、精除鳞3个除鳞位置的喷嘴喷射角进行充水测量，喷射角与原设计不符，实际喷嘴喷射角均大于设计喷射角，导致除鳞打击力偏小。经现场测绘核实，粗除鳞集管和精除鳞喷嘴的喷射距离过大，导致炉后粗除鳞和精除鳞打击力减小。

除鳞泵寿命短。板带厂轧钢用水是重复利用的浊环水，其悬浮物等杂质含量高，水质较差，现场工况不能满足十级高压离心泵运行条件。同时，轧线除鳞用水量大于水泵额定供水量，水泵始终处于大流量运行状态，引起十级泵长轴挠性变性，导致叶轮口环磨损，水泵串压失效，造成除鳞泵故障。同时，水压波动大造成水流不稳，其蓄能用的空压机频繁启动，故障率偏高。

2 高压水除鳞系统改造措施

高压水除鳞喷嘴与集管优化从两方面入手：重新选定喷嘴；改变除鳞喷嘴在集管上的分布（排数、间距、数量等），集管的安装位置、本身的参数调整（喷嘴外沿距钢坯上、下表面距离调整，集管的内经、长度等优化）［1］。此次优化改造在原轧线进行，对集管改造只局限在喷嘴外沿距钢坯上、下表面距离的调整。

2.1 喷嘴与集管优化改造

1）粗除鳞喷嘴改造。原喷嘴喷射角30°，流量为75 L/min。根据轧钢工艺要求及相近装备水平轧线的使用经验，确定喷嘴规格选用莱克勒进口喷嘴，型号682.726.H7，喷嘴角度26°，流量63.64 L/min。喷嘴沿粗除鳞距钢坯上、下表面由200 mm调整为140 mm；喷嘴间距70 mm；数量21个，均匀分布，有效除鳞宽度1 475 mm。高压水流量分配：单集管80 m3/h，单排集管除鳞高压水流量160 m3/h，双排集管除鳞高压水流量320 m3/h。喷射流量与打击力成正比，在一定的压力和流量下，喷嘴的喷射角对除鳞系统的打击力影响较大。喷射角越小，喷射面积越小，喷射冲击压力越大。在喷嘴喷射角一定的情况下，喷射距离是喷射面积变化的唯一变量［2-3］。

2）E1立辊除鳞喷嘴改造。原喷嘴角度40°，流量为90 L/min。根据E1立辊除鳞区域轧钢工艺要求，选用莱克勒进口喷嘴，型号645。喷嘴角度22°，流量39.6 L/min。喷嘴安装距钢坯上下表面由120 mm调整为100 mm；喷嘴间距70 mm；单排集管喷嘴数量21个；喷嘴的散射角2°～3°。高压水流量单集管47.5 m3/h，除鳞高压水流量95 m3/h。

3）精除鳞喷嘴性能强化改造。原喷嘴角度30°，流量为25.5 L/min。根据精除鳞区域轧钢工艺要求，最终选用莱克勒进口喷嘴，型号606。喷嘴角度26°，流量35.5 L/min。喷嘴安装位置距钢坯上下表面200 mm，喷嘴间距76 mm。单排集管喷嘴数量20个，均匀分布，喷嘴有效除鳞宽度1 500 mm。高压水流量单集管44.7 m3/h，单排集管除鳞高压水流量89.5 m3/h，双排集管除鳞高压水流量179 m3/h。

高压水除鳞喷嘴与集管优化前后3个除鳞点主要参数对照见表1。

2.2 动力源改造升级

由于除鳞喷嘴改造升级后，单台高压离心泵运行完全能够满足工艺要求。根据莱钢热轧钢生产现状，在原高压水除鳞系统中新增加了1台空压机和1台新型高压离心泵，与原系统互为备用，同时，对原系统高压离心泵进行了改造。目前高压除鳞系统实现了离心泵、空压机1用2备的可靠运行模式。

表1 3个除鳞点优化前后参数

3 改进效果

1500mm宽带高压水除鳞系统通过喷嘴、集管、动力源优化改造，设备运行稳定。除鳞泵运行实现1用2备，减少了1台3 150 kW电机的日常运行。高压水压力波动仅在1.5 MPa左右，除鳞效果得到改善，由除鳞效果差引起的质量异议明显减少。每支钢轧制速度有由6 min减少至3 min左右，轧线产能得到有效释放，年产量达200万t以上。

［1］陈力，夏建国，周昌勇，等.高压水除鳞装置评述［J］.液压与气动，2001（7）：28-30.

［2］盛敬超.液压流体力学［M］.北京：机械工业出版社，1985.

［3］李学通，杜凤山，张健民.带高压水除鳞换热的带钢粗轧过程温度场数值模拟［J］.钢铁研究学报，2005，17（3）：39-41.

TG333

B

1004-4620（2013）01-0073-02

2012-11-27

王效强，男，1964年生，1986年毕业于山东冶金工业学校冶金机械专业。现为莱钢板带厂机动科工程师，从事机械设备管理工作。