高压水除磷在大棒生产线上的改进及应用

271104 山东钢铁股份有限公司莱芜分公司 山东 莱芜| 孟光振 郭淑娟 杨洪磊 徐兴达 闫晗



高压水除磷在大棒生产线上的改进及应用

271104 山东钢铁股份有限公司莱芜分公司 山东 莱芜| 孟光振 郭淑娟 杨洪磊 徐兴达 闫晗

以莱钢特钢大棒生产线为例，介绍了针对在实际生产中高压水除磷系统存在的问题，提出了可行性改造方案及新的设计思路。通过优化改造，降低了大量的维修费用，降低了工人的劳动强度，提高了设备的稳定性，产品的质量得到提升。关键词：轧钢；大棒材；高压水；除磷系统

莱钢特殊钢大棒生产线自2013年10月投产，主要产品规格120mm-320mm棒材，钢种主要有普通优质碳素钢、合金结构钢、管坯钢、轴承钢等，年产量已达到70万吨。随着特殊钢材市场竞争的日趋激烈，彻底清除钢坯表面的氧化铁皮，提升产品质量，已成为钢厂必须解决的问题。高压水除鳞技术是生产工艺中的重要环节，对氧化铁皮除净效率高、无污染、综合成本低，被广泛应用［1］。

基本配置

莱钢特殊钢大棒生产线的除磷系统共分粗轧前、精轧前除磷系统两部分，均采用柱塞泵，系统压力为250bar，单台泵流量为17m3/h。以粗轧除磷系统为例，除磷系统泵组共5套。该系统主要由自清洗过滤器、除磷电机、泵组、阀组、高低压管路、各除磷点、电气控制部分组成。

存在问题

原系统的润滑方式为齿轮箱与泵头同用一个箱体，箱体中间有隔断，若出现泵头大量漏水或齿轮箱唇形密封泄漏都会对传动齿轮箱的润滑带来极大的危害。一旦润滑不到位，齿轮、轴承、连杆轴瓦、曲轴将会造成损坏，引起设备故障。

原设计的系统原理为工频电机持续工作。由于柱塞泵高速往复运动达到每分钟120次以上，进、排液阀及其复位弹簧也相应每分钟伸缩120次以上，响应频率非常快，吸水瞬间极易形成局部真空导致产生气蚀，大大降低了备件的使用寿命［4］。

原设计采用浊环水作为除磷介质，由于钢厂产量不稳定，长时间停机在管路及泵体内易产生锈蚀，水质处理的不稳定造成填料与柱塞的润滑性能很差，长期高负荷运行导致柱塞、填料、进排液阀损坏的频率不断提高。水除磷压力越来越低、供水量越来越少，影响除磷效果。

改进措施

针对上述提及的问题点，对除磷系统的传动部分、液力端、润滑装置、除磷控制系统、水质优化五部分进行了优化改造。

a传动部分

传动部分采用齿轮传动独立分离，动力端采用倒润滑方式，简化了生产工艺，提高了曲轴的承载能力。

b液力端

（1）整体式全对称锻造不锈钢泵体，可两侧任意配管，柱塞可在泵体前面抽出，进排液阀可在泵体上部拉出，更换易损件十分方便。

（2）填料函可独立拆卸，采用止口定位，装拆方便。

（3）柱塞及密封结构采用国际上最先进成熟的结构形式，柱塞表面经过特殊处理，提高其表面硬度，密封采用国际先进产品，使用寿命长，润滑无泄漏。

（4）采用新型的锥形阀，整体式泵体，使液力端的结构大大简化，体积缩小，密封面减小，可靠性增加。

c润滑装置

（1）每台泵都配有独立的润滑装置，有油压、油温显示仪表，管路中有滤油器及油冷却器。

（2）泵采用了倒润滑方式润滑，提高了设备的清洁度和曲轴的承载能力，延长了连杆、轴瓦、十字头衬套等易损件使用寿命。

d除鳞控制系统

为了降低柱塞泵高负荷的动作频次，采用泵内气控阀控制来实现在不除鳞工况下，泵阀不工作。其特点是:

（1）高压泵内的进、排液阀门仅在除鳞时工作，成倍地提高了高压泵阀门的使用寿命。

（2）省去了水箱和补水装置及循环阀。简化了系统结构，提高了系统可靠性。

（3）由于系统压力高，存在能量很大的“水锤效应”［5］，采用泵内气控阀技术，管线震动及水锤现象比采用循环阀切换降低60%，保证了除鳞泵站及管线系统无明显震动及水锤现象。

（4）采用泵内气控阀技术与采用循环阀切换相比，更节能。

e 水质优化

除磷泵原设计采用的浊环水作为介质，但浊环水水质不稳定影响除磷泵元件的使用寿命，易引起较大的设备故障。因此，采用工业新水作为介质，由于浊环水存在蒸发或渗透等损失，通过理论计算使用的工业水水量相当于浊环水的补水量。为了提高新水的使用效率，特增加了除磷泵水箱。新水注入水箱（液位计控制水位），水箱由气动阀控制，正常情况下为关闭状态，喷射时打开，泵头吸入水后经泵将高压水打出，多余的水溢流回水箱继续储存。这样的设计最大限度的降低水量的消耗。

同时水箱的主管入口上安装利旧的过滤器，对新水进行过滤。过滤器出口接有净环水管路，以作为备用管路使用。主管上增加了旁通排污管路，在长时间停机或防止冻坏管路时放水使用。

经济效益分析

莱钢特钢大棒生产线粗轧水除磷已于15年9月完成。改造前，14年高压水除磷的备件费用约为62万元（不计维护费用），平均每月备件费用为5.16万元，故障率为12.5%。改造后，15年9月-12月高压水除磷的备件费用为8000元，故障率为0.013%。目前的使用状况良好，系统压力稳定。BD水除磷泵的优化改造降低了大量的维修费用，降低了工人的劳动强度，提高了设备的稳定性，提升了产品质量。。

参考：

［1］魏亚彬，屈明友，郭艳花 高压水除鳞技术在邯钢CSP生产线上的应用［J］.轧钢，2008，25（1）：59-61

［2］薛念福，李里，陈继林，裴有才，佘广夫，焦景民 热轧带钢除鳞技术研究［J］钢铁钒钛.2003，24（3）：52-59

［3］张正学，曹昊翔，刘寿华，等.水射流技术开发和应用综述［J］.矿业研究与开发.2006，（S1）：63-67.