4100mm厚板生产线高压水除鳞系统的调试及存在问题的解决

范学军

（重庆钢铁股份有限公司中厚板厂,重庆401220）

4100mm厚板生产线高压水除鳞系统的调试及存在问题的解决

范学军

（重庆钢铁股份有限公司中厚板厂,重庆401220）

主要介绍了重钢中厚板厂4100mm厚板生产线高压水系统的组成及安装调试方法;针对系统运行中存在的问题,提出了改进措施,并取得了良好的运行效果及经济效益。

高压水除鳞;系统;调试;存在问题；改进措施

1 概述

高压水除鳞技术是现代化热轧钢控制技术的一项关键技术，除鳞效果的好坏直接影响钢板产品的表面质量及轧辊的使用寿命。因此高压水除鳞系统在整个热轧生产过程中，一直受到人们的普遍关注，具有十分重要的作用。重钢中厚板厂4100 mm生产线除鳞系统主要由三台ZDS350—220高压除鳞泵，泵参数：压力25 MPa,电机功率3150 kW，流量350 m3/h；现场布置三个除鳞点,炉后除鳞箱双排，粗轧机机后单排，精轧机机后单排组成。

2 系统介绍

2.1 系统概况

本系统采用了目前国内外较流行的离心泵型式；电机﹢液力偶合器调速﹢除鳞泵﹢蓄能器组供水；当公司能控提供的中压浊循环水(颗粒度≤0.2 mm，悬浮物质≤20 mg/L,油含量≤5 mg/L,），通过自清洗过滤器后颗粒度≤0.15 mm，进入除鳞泵，将水压提高到工作压力20 MPa后输出，泵出口输出的高压水，一部分通向现场三个除鳞点，一部分进入蓄能器。系统根据蓄能器液位（或压力）调节液力偶合器输出转速，实现高压离心泵速度可调，改变输出流量和压力，当蓄能器液位或压力达到上工作液位或压力，偶合器降速运行，将高压大流量高能耗恒转速多级离心泵变成高压大流量低能耗变转速多级离心泵，从而达到节能的目的。

蓄能器内部储存高压水和高压空气，借助最低液面阀、紧急切断阀，把它与高压管道接通或断开；最低液面阀、紧急切断阀受蓄能器的水位和电接点压力表的控制，蓄能器的顶部设有安全阀，保证蓄能器的安全。

在系统中设有专用的高压空压机，向蓄能器内部充高压空气时使用，由压力传感器检测蓄能器压力变化，根据预设定程序实现高压空压机自动(或手动)运行和低于标准压力（在标准液位时的压力）0.5 MPa报警提示人工启动空压机给蓄能器补气。

三个除鳞点：当系统检测到钢坯到达除鳞箱时，发出指令信号，喷射阀开启，高压水通过喷嘴，打击到钢坯上进行除鳞，除鳞完毕、喷射阀关闭。

2.2 主要设备及组成

2.2.1 设备型号

除鳞泵ZDS350—220三台，压力23.5～25 MPa,流量300～420 m3/h，泵级数12级。转速2930 r/min;

电机YKS3150—2/1180，额定功率3150 kW,额定电压10 kV。

液力偶合器GWT58CL,传递功率范围1600～3550 kW，额定转差率S=1.5%～2%，调速范围20%～100%。

自清洗过滤器后：过滤精度≤0.15 mm，DN400。高压空压机：V—3/2.5两台，流量3 m3/h。

(4)骨料：采用碎石，5～25 mm连续级配，累计筛余量为：20～25 mm，30%；10～20 mm，80%；5～10 mm，95%。石子的含泥量控制在1%以下，其性能指标应符合GB/T 14685—2011《建设用卵石、碎石》的要求。

2.2.2 三大自动阀组

最小流量阀组：气动锥阀+固定节流孔板

最低液面阀组：液动下控最低液面阀

喷射阀组：主阀采用插装阀形式,开启和关闭速度可调,解决了管路冲击问题.同时喷射后采用低压预冲水,解决了打高压水时的管路冲击震动问题。

3 系统调试

2009年8月高压水系统安装完毕，按设计图纸及国家有关规范要求，对高压管道焊口100%进行超声波探伤,20%X射线复验，采用1.25倍压力水压试验；对液压润滑管路安装完后循环完后循环油洗，达到要求后，换油再循环油洗，检测油质合格后投入进行，待浊循环水和净循环水分区域，分段进行强度试验和严密性试验合格后，高压水除鳞系统水泵再调试，先单机试车，后负荷试车。一台一台调试，光调手动功能，成功后，再调自动功能。在三个除鳞点喷水试验时，把喷嘴芯子、帽子拆下，每个除鳞点打五～六道高压水，待管路内焊渣等杂物冲洗干净后，再上好芯子拧紧喷嘴帽子。

4 运行中存在的问题

2009年9月24日投入试运行后，基本能满足现场生产需要，但在后来的生产运行中，发现存在如下几个问题：

（1）在高压水系统投产后的一年内，因高压管路漏水故障造成的停产时间达80 h以上，漏水故障点主要集中在精轧机后台主管道与高压水上横梁联接的法兰处及上横梁与上集流管之间管路的法兰联接点处，漏水都与O型圈或金属铜密封圈有关，由于系统工作压力高为20 MPa，流量大，故喷射阀每次动作，系统管路都会受很大的冲击，法兰由于安装在轧机牌坊及导卫上，安装位置狭窄，不好操作,导致法兰螺栓预紧力不均，在巨大的冲击力作用下，法兰密封面的微小间隙处，O圈被压力挤入间隙，造成法兰漏水频繁，且处理十分困难，位置狭小，强度大，耗时长。

(2)投产第二年即2010年夏天，天气炎热时，高压水站联合油站的油温高达67℃，经多次检查处理无效果，严重威胁设备的安全运行。

(3)精轧机下集管喷嘴为SGC726，间距为100 mm距辊道表面为190 mm；在轧高合金钢时，除鳞效果不是十分理想，对产品质量的提高产生影响。

5 改进措施

针对以上存在的问题，我们分别进行了改进：

问题一的解决，在反复实践的基础上，通过不断尝试和总结，比较有效的解决管道漏水的问题。方法是将法兰联接改为焊接，通过改变管道长度，并将施焊点放在有作业空间，比较好施焊的位置，这样易保证焊接质量，基本杜绝了漏水事故。法兰联接改为焊接后，整个系统管路连成一体，消除了严重的薄弱环节，通过管路整体变形来吸收系统冲击；同时针对管路窜动大，轧机牌坊区域在设计基础上，管夹增加了一倍，有效地减小了管路的震动。

另外，对喷射阀的气控装置中的调速阀进行调节，延长主阀的开、关时间，减少对系统的冲击。

问题二的解决：由于高压水站位于地面下，紧临轧线辊道的地沟，抽排水风系统不是十分好，联合油站又位于泵房的一个角落，空气流通不畅，刚投产时，生产负荷不大，基本上不是连续生产，又处于冬、春季，因此温度没有大于设定上限温度（50℃），在正常范围内；基于以上分析，我们对冷却器进行了重新选型，将原来的冷却器BR-0.8，换热面积110 m2，换为BRH0.9-160，换热面积160 m2，利用停产检修时间进行更换，解决了油温高的问题。

问题三的解决：由除鳞喷嘴理论打击力计算公式：

式中：F-打击力

0.05 ～0.08为推导系数；

Q-在P压力下每个喷嘴的流量(L/min)

P-喷嘴进水口压力（）

H-喷嘴出口至打击面的垂直距离

α-喷嘴的喷射角

φ-射流厚度夹角

从公式可以看出：要提高打击力，可提高流量或降低高度H。

原来精轧后台下高压水除鳞集管；喷嘴型号为SGCI726，喷嘴间距100 mm，喷射角度26°，喷射高度190 mm，喷嘴数量37个，单个喷嘴流量71.2 L/min；改造后，喷嘴型号为SGCI767，喷嘴间距85 mm，喷射角度30°，喷射高度为150 mm，喷嘴数量43个，单个喷嘴流量82 L/min，从公式⑴可以看出，改造后提高了流量Q，降低了高度H值，极大地提高了打击力，在利用停产检修时对其进行了更换。

6 改造效果

通过近几年的运行，改造后效果良好，精轧机后台主管道与上横梁联接处与集流管之间的高压金属水管部分彻底杜绝了事故，对安全生产起到保障作用，同时也减轻了职工的劳动强度；除鳞系统联合油站的温度即使在夏天环境温度最高时，也低于50℃，满足了生产要求。对精轧机下集流管的改造提高了喷嘴的打击力，即使是轧高合金钢，也可以将钢板表面除鳞干净，完全满足生产要求，对提高重钢产品形象，都有较深远的影响。

[1]王国栋.中国金属学会轧钢分会中厚板学术委员会,中国中厚板轧制技术与装备[M]北京：冶金工业出版社.2009.

[2]屠海.中厚板轧机除鳞打击力分析及改进途径[J].酒钢科技. 2012.3.

Comm issioning of high pressure water descaling of the 4100mm heavy p late production line and soiving measures of existing problem s

Fan Xuejun
(Medium-heavy plate plant of Chongqing Iron and Steel Co.Ltd,Changshou,Chongqing 401220,China)

The system configuration and installation commissioning method of the high pressure water descaling system of the 4100mm medium—heavy plate production line at Chongqing Steel are presented.Improvement measures were put forward regarding existing problems during system operation,Which has achieved better effect and economic benefit.

high pressure water descaling;system commissioning;existing problem; Improvement measure

TF085

B

1006-6764（2015）08-0062-03

2015-05-28

范学军（1965-）男，工程硕士，高级工程师，1987年毕业于包头钢铁学院，现从事设备及动力专业技术工作。