铸钢熔炼设备水冷系统改造及应用

杨文哲

（宁夏共享铸钢有限公司 银川）

一、问题

电弧炉、中频炉和真空炉是大型铸钢生产中常用的熔炼设备。由于在熔炼炉安装施工过程中输水管材料选择不当，生产中炉外循环系统冷却水管爆裂、遇高温高压冲击脱开、密封不严、胶管老化等现象时有发生，大量的维修工作既增加企业生产成本，也是安全生产的隐患。

二、原因分析

（1）回水管不耐高温与腐蚀，管口之间的连接老化松动，从表面看多处呈现出鼓包状，同时回水管防扭转能力极低。

（2）电弧炉炉盖短网设计的旋转半径过小，不耐冲击，在650 m3/h的流量和0.5～0.7 MPa的水压作用下极易脱开。

（3）设备发生故障处都采用了胶管打卡箍式连接，橡胶圈密封材料硬度过高，造成胶圈的弹性低，抗老化性能差，卡箍的密封满足不了管道的设计要求和使用寿命，在冶炼环境下用这样的材料和连接方法，不能确保设备工艺性能和安全要求。

三、改造措施

（1）电弧炉。电弧炉循环冷却水管系统的材料包括管材、管件、沟槽连接件等。冶炼设备循环冷却水系统管径大、受力面积大，冶炼过程中管道内的温差、压差大，同时管道不断承受水锤的冲击，因此管道及其连接件间的连接方式尤为重要。

铠装柔性不锈钢金属软管外层是不导磁不锈钢网，可以在冶炼状态下避开高磁场，确保冷却循环水管道系统不发热打火，并具有防爆耐高温功能，但使用过程的打折弯曲，不但减少其使用寿命，而且流量达不到使用要求。刚性连接方式的两端采用8孔法兰连接，内部为三层布的加强胶管，具有拆解更换快捷、省时、省力、安全、经久耐用防脱开等特点。使用钢性接头可以减少噪声和衰减振动，使整套系统得到抗振保护，但存在安装维护不够灵活方便的缺陷。

综合考虑以上两种连接方式，改造中使用在DN127*7400/DN150*6400铠装防磁柔性金属软管内部设置不锈钢钢丝骨架的方式，见图1。

（2）中频炉。中频炉在冶炼过程中电流产生交变磁场，处在交变磁场中的金属内部则产生交变的感应电动势与感应电流，而感应电流的方向与炉子感应线圈中的电流方向相反。在感应电动势作用下，被加热的金属产生感应电流，电流通过时，为克服金属的电阻作功产生热量。中频炉利用此热量使金属加热熔化，因加热时在电炉周边产生较大的磁场，所以中频炉的循环冷却水系统要求建立具备不导磁功能的冷却循环管网。

中频炉循环冷却水系统管道的口径相对较小，但管线较长。折线形管道在其产生角变位的管段上采用刚性接头可大大减少噪声和振动，使整套系统得到抗振保护，也便于快速更换。改造中采用DN60×5500无碳定尺胶管和无垫密封中压无碳定尺胶管连接，见图2。

（3）真空炉。真空炉是冶炼特种钢的主要设备之一，它的外网管线包括液压管线（12MPa×11m）、氧气管线（0.8 MPa）、冷却水管线（0.3 MPa）、压缩空气管线（0.6 MPa）、氩气管线（0.6～0.8 MPa）等数十条管线。所有的管线分布在移动式板链的托轨上。

图1 电弧炉水管改造效果

图2 中频炉水管改造效果

图3 真空炉水管改造效果

真空炉管道的口径相对较小，但管线较长，承受的压力较大，安装无垫密封刚性接头可以减少噪声和振动，使整套系统得到抗振保护。改造中，把原来的沟槽低压胶管连接改进为DN40×15/DN50×15无垫密封高压单层钢丝缠绕胶管，见图3。

四、改造效果

改造后，电弧炉水冷系统管网使用寿命从5个月延长至36个月，中频炉水冷系统管网使用寿命从3个月延长至48个月，真空炉水冷系统管网使用寿命从3个月延长至48个月，经过长期的冶炼生产实践，没有发生过一起爆开、脱落等故障，并且各项技术指标和安全性能均满足要求，同时大大减少维修次数，每年为公司节约维修费用及备件费用数十万元。