四辊平整机湿平整液系统优化与改造

刘 闯

(山钢集团日照有限公司冷轧项目部，山东276827)



四辊平整机湿平整液系统优化与改造

刘 闯

(山钢集团日照有限公司冷轧项目部，山东276827)

针对平整液系统设计存在的缺陷进行优化改造，改造后实现了平整液系统稳定运行，从而提高了产品质量，降低了生产运行成本，减少了设备故障的发生，提高了机组生产效率。

湿平整；平整液；喷淋杆；放空装置

平整机是冷轧带钢生产工序中关键机组之一，其作用是消除退火后普板带钢屈服平台，调整带钢板形和调节板面粗糙度。在平整机生产过程中，为清洗带钢表面, 减少带钢与轧辊之间的磨损,冷却润滑轧辊，提高轧辊的使用寿命，现有的平整机普遍采用湿平整工艺 ,即以原油和脱盐水混合溶剂作为平整液,在平整机入口处喷洒辊缝,进行湿法平整。

1 湿平整液系统的组成

图1是国内某大型钢厂平整机组湿平整液系统组成结构。湿平整液系统主要由平整液供液系统、喷淋控制系统、喷淋系统等组成。

2 问题的提出

由于设计缺陷，湿平整液系统在运行使用过程中暴露出系统不稳定，主要表现在以下方面：

(1)平整液混合不均匀，浓度偏差大，达不到工艺要求，影响带钢表面清洗质量。

(2)在平整机中间分小卷或者是轧制结束平整液停喷后，喷淋杆中残余平整液通过喷淋杆喷嘴滴落在带钢上，形成平整液斑，影响带钢表面质量。

(3)平整液流量不能根据带钢宽度调节，造成能源介质浪费，生产成本增加，同时大量平整液通过辊缝带到带钢出口，难以吹扫干净，造成带钢边部平整液残留，影响带钢表面质量。

1、9—压缩空气球阀 2—流量调节阀 3—电磁阀 4—下喷梁 5—上喷梁 6—支撑辊 7—工作辊 8—气动球阀 10、14—蝶阀 11—避震喉 12—多级离心泵 13—压力表

图1 平整液系统组成原理图

Figure 1 Composition principle diagram of tempering lubricant system

(4)供液系统设计缺陷，供液泵出口压力由于异常升高，频繁造成系统供液泵损坏。

以上问题的存在，不仅造成了带钢表面质量不稳定，能源介质消耗增大，备件成本增加，同时对生产稳定运行产生很大影响。

3 问题原因分析

(1)平整机在生产过程中的配液方式是在线配液。当平整液混合罐的平整液液位低于设定位置后，系统开始自动配液，由脱盐水泵和原油泵按

(a)改造前 (b)改造后

图2 改造前后的加液管路

Figure 2 Adding liquid pipeline before and after reconstruction

图3 混合罐加装搅拌器示意图

Figure 3 Schematic diagram of mixing tank with agitator

照预先设定的浓度配比，向平整液混合罐加入固定体积流量的液体。但是两种介质短时间内，在混合罐中很难完全混合均匀，就出现了喷淋出来的平整液浓度和设定值存在偏差问题。

(2)原有的平整液喷淋系统，通过流量控制阀调节喷淋管中的压力，在平整液喷淋过程中，喷射压力固定，流量不变。对不同宽度规格的带钢，平整液的喷淋流量和宽度都是恒定不变，由于带钢宽度变化很大，宽度规格为900 mm～1 680 mm，喷淋杆喷射范围是按照能够满足最宽带钢要求设计，由于平整液无法回收循环利用，这就出现了在窄带钢生产时，能源介质的浪费，导致生产成本的增加，同时多余平整液通过轧辊两侧辊缝带到轧辊后的带钢边部，不利于吹扫，造成带钢边部平整液残留，影响带钢表面质量。

(3)在平整机生产过程中，经常会有一个大卷分成两个或多个小卷的过程，在中间停轧过程中通过关闭电磁阀，断流平整液。但是，这时平整液供液管路中还存有一定量的平整液，尤其上喷粱管路中存有的平整液会在重力作用下通过上喷粱喷嘴不断滴落在带钢的表面，这时平整机出口吹扫系统已经关闭，使得滴落的平整液无法去除，污染了带钢头部、尾部表面，进而影响了带钢表面质量。

(4)由于平整液供液泵工作是连续性的,平整机在上卷、卸卷、分卷的过程中，平整液停喷，这时平整液供液泵继续运行,输出流量。原有的系统设计是在控制系统喷淋控制阀关闭的同时打开卸荷阀，卸荷阀管路连接平整液混合罐，这时供液系统形成一个内循环。卸荷阀是一个气动球阀控制管路开与关。但是在实际使用过程中，由于卸荷阀开启较系统喷淋阀门关闭存在一定的滞后性，导致供液泵出口压力会短暂异常升高，由于供液泵采用的是多级离心泵，泵本身无安全溢流装置，导致泵憋压损坏。另一原因，由于压缩空气压力不稳导致气动阀打不开或由于压缩空气不洁净，堵塞气动球阀控制阀阀芯，导致气动球阀不能正常工作，造成系统无法卸荷，导致泵憋压损坏。

4 解决对策

(1)通过改造加液管路和加装搅拌器强制混合，解决平整液混合不均匀问题。

1—喷淋杆 2、4、6、8、10—供液管丝头3、5、7、9—盲板 11—喷嘴丝头 12—喷嘴

图4 改造后的平整液喷淋杆

Figure 4 The reconstructed tempering lubricant spray rod

1—上喷梁 2、3、4—供液支管 5、7、9—供液电磁控制阀 6—供液主管 10—下喷梁

图5 改造后的喷淋系统原理图

Figure 5 The principle diagram of reconstructed spraying system

1—上喷粱 2、3、4—供液支管 5、6、7—放空支管 8、11、13—放空电磁控制阀 9、12、14—供液电磁控制阀 10—供液主管 15—放空主管 16—下喷粱

图6 增加放空装置后系统原理图

Figure 6 Schematic diagram of system after increasing emptying device

1)原有的脱盐水和原油管路是单独分开布置，改造后现有的脱盐水与原油在进入混合罐前在管道中预混合，提高混合效果。改造前后加液管路示意图如图2所示。

2)根据平整液混合罐的尺寸和结构形式，在罐体顶部安装立式平整液搅拌装置，根据平整液介质性质，选择搅拌速度为60 r/min的间歇式工作方式。这样既保证了搅拌的均匀性，又不会产生泡沫影响介质性能。搅拌器安装样式见图3。

(2)对喷淋杆进行合理优化设计，把喷淋杆分段分区设置。把现有的喷淋杆中间用盲板隔开，分为三区，并对喷淋系统控制管路进行优化改造，对每一区都安装电磁控制阀实现单独控制。根据生产需要，合理选择喷嘴开启的数量。实现了带钢宽度1 000 mm以下开1区喷嘴，带钢宽度在1 000 mm～1 300 mm范围内开1区、2区喷嘴，带钢宽度在1 300 mm以上开启1区、2区、3区全部喷嘴。优化改造后的喷淋杆如图4所示，优化改造后的原理图如图5所示。

1、5—蝶阀 2—避震喉 3—多级离心泵 4—压力表 6—球阀 7—气动球阀 8—安全溢流阀

图7 增加安全溢流阀的泵站系统原理图

Figure 7 Principle diagram of the pumping station system with the safety relief valve

(3)在平整液供液管路靠近喷淋杆处,增加平整液快速放空装置。当平整机中间停机分卷时，供液电磁控制阀关闭的同时打开放空电磁控制阀，实现管路中残留平整液的快速排放，避免了管路、喷梁中残余平整液滴落，造成带钢表面污染问题。改造后原理图如图6所示。

(4)在系统上泵出口增加安全溢流阀，调整到合理压力。在系统卸荷阀出现故障后，系统压力异常升高时，可以通过安全溢流阀溢流，避免了泵后压力异常升高，导致泵憋压损坏故障。改造后原理图如图7所示。

5 结语

通过以上方案对原有平整液系统进行优化改造后，不但解决了原有湿平整液系统中的缺陷，同时减少了能源介质消耗，降低了生产成本，提高了带钢成品表面质量，减少了设备故障的发生，实现了机组稳定高效运行。

[1] 寇慧.湿平整浓度控制自动配液系统研究与分析[J].四川冶金, 2014，36(6)：60-67.

[2] 汤佩林.攀钢1～#连退机组湿平整工艺的应用[J].轧钢, 2010，27(6):63-65.

[3] 李志兵.攀钢冷轧厂平整机组湿平整系统优化[J].四川冶金, 2003,25(5):10-11.

编辑 李韦萤

Optimization and Improvement on Wet Tempering Lubricant System of Four Rolls Temper Mill

Liu Chuang

The design defect of tempering lubricant system has been optimized to make the system operate stably, which improves the product quality, reduces the operation cost, decreases the equipment failure, and enhances the production efficiency.

wet tempering；tempering lubricant；spray rod；emptying device

2016—09—16

刘闯(1983—)，男，工程师，本科，主要从事设备管理与维修。

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