按不同鋼種對軋輥冷卻水水壓分級控制的嘗試

摘 要：以寶鋼熱軋廠水處理系統軋輥冷卻水對軋輥的影響為研究對象，對其中的水壓進行分鋼種進行分壓送水的控制。分析結果表明，在保證后續用戶用水的前提下，分壓送水不僅解決了水泵頻繁啟停的問題，能夠根據實際使用情況及時進行調整水泵運行狀態，節能效益明顯。

關鍵詞：水泵；分壓送水；供水系統；節能

1 概述

水泵是給水工程中主要的動力設備，水泵的額定流量和額定揚程一般是按滿足最大要求而選擇的，但在實際運行過程中由于生產情況的變化，水泵會有較多的時間不需要達到額定流量和額定揚程，所以為了滿足各種生產情況的要求，需要對供水系統進行流量和壓力進行調節，而2050產線由于產能的擴展，實際產能已經大大超過了設計產能，10巴泵組（軋輥冷卻泵組）雖然經過了升壓改造，但是在夏季還是會出現冷卻能力不足的現象，為了滿足軋制的要求，水處理不斷提高送水壓力，給設備和系統運行帶來不小壓力。文章就寶鋼熱軋廠軋輥冷卻水系統水泵采用針對不同鋼種進行分級供水進行分析來和嘗試。

2 系統簡介

水處理C系統主要分1MPa（10bar）和0.4MPa（4bar）兩個獨立的泵組從泵池向用戶點供水，1MPa（10bar）主要是供軋線軋輥冷卻，0.4MPa（4bar）主要是供機架、輥道冷卻，最大供水量為12000m3/h。由于系統循環水與冷卻構件直接接觸，所以回水中帶有大量的氧化鐵皮和油，大部分氧化鐵皮主要沉積在鐵皮坑內，通過抓斗抓出。

3 問題的提出

（1）不同鋼種規格對表面要求不一樣，即對輥面的要求不一樣。

（2）現場軋制條件及鋼種特性工藝參數對輥面的影響不一樣。

（3）2050品種鋼的軋制量較以前明顯增加，對軋輥冷卻水的要求增加。

（4）提高送水能力加大送水泵組的組合難度，部分送水泵超出額定能力。

針對以上問題，所以能源車間和軋剛商討是否存在對軋輥冷水水進行分鋼種進行壓力供水的可能。

4 目前能源軋輥冷卻泵的能力摸底

針對軋輥冷卻泵組的能力與軋線一道共同做了提高壓力的試驗，通過多種組合，試驗數據如表1。

以上試驗數據分析后得出：

（1）不改變泵組運行臺數的前提下，如果提高壓力到12.5bar，調速泵電流超額定電流。

（2）通過試驗，對泵組進行不同組合發現，如果必須要求壓力達到12.5bar，需要加開1臺泵（36號泵）才能夠保證水泵電機不超額定電流。

（3）提高壓力會引起供水流量的大幅度增加，對濁循環系統的鐵皮坑和過濾器形成較大壓力，同時存在較大能源浪費。

5 水壓對軋輥溫度的影響

5.1 軋輥溫度的影響因素

通過以上分析，目前的送水方式存在很大的改進必要，為了進一步弄清軋輥冷卻水對軋線的影響，在軋鋼的配合下進行了進一步分析。

通過試驗，表2是軋制類似計劃條件下軋輥冷卻水壓由10.8kg/cm2提高到11.2kg/cm2的輥溫前后對比試驗結果。

通過對比，可以發現：提壓前后輥溫情況對比得

出，通過提壓，軋輥溫度得到了明顯的改善。雖然氣溫和水溫均比上旬有所提高，但各機架的輥溫均比上旬有不同程度的下降。

表3是兩個類似計劃軋輥冷卻水壓由11.2kg/cm2提高到11.5kg/cm2的輥溫前后對比試驗結果。

通過對比，除各別機架外，其余各機架溫度均比未提壓計劃的輥溫有所下降，說明軋輥冷卻水壓力的提高大大改善了軋輥的溫度，有利于軋制產品的質量和輥子的保護。

可見，軋輥冷卻水壓對軋輥表面影響很大，那對水壓進行降壓是否存在可能呢？

實際上，影響軋輥溫度的不僅只有軋輥冷卻水，還有很多其他因素，這也是制定不同品種規格軋輥冷卻水壓的依據之一。帶鋼的工藝參數不同，對輥面的影響也不一樣。

（1）所軋帶鋼硬度的影響。帶鋼的硬度組越高，在其他條件相同的情況下，軋制力就越大，對輥面的損傷也越大，摩擦力增大因而變形溫升增加，輥溫增加。

（2）帶鋼溫度及板坯長度。帶鋼溫度越高，板坯長度越長，接觸傳熱就越多，輥溫也越高。

（3）軋輥冷卻水水溫及流量。軋輥冷卻水水溫受季節影響較大，夏季水溫較高，降溫效果較差，所以夏季軋輥冷卻水冷卻效果不如冬季好。

（4）水壓。無庸置疑，水壓高冷卻效果好。

（5）軋制節奏。直至節奏快不利于軋輥冷卻，目前夏季運行方案中軋制節奏控制在120秒。

5.2 不同鋼種規格對軋輥溫度的要求和影響

由于目前鋼鐵市場形式，2050熱軋品種鋼軋制量明顯增加，主要有酸洗板、汽車板、集裝箱薄板及刀具鋼等。由于這些鋼種的鋼種特性以及軋制計劃編排要求各不相同，因此對軋輥的影響也不一樣。分析各鋼種軋制工藝參數及性能特點，分析如下：

（1）高溫鋼、IF鋼由于在精軋區域溫度較高（終軋溫度在900℃以上），軋輥溫度也隨之提高，輥溫過高易引起輥面氧化膜剝落，此外，這些鋼種一般對表面要求較高，因此對于此鋼種應使用較高水壓，以使冷卻效果達到最好。

（2）對于一般冷軋薄板，如果軋制規格較薄并且軋制量較大，在計劃后期軋輥溫度也會升高，軋輥磨損較嚴重，因此對此類規格鋼種采用高的冷卻水壓抑盡量保持輥面。

（3）酸洗板表面要求較高，而且一般軋制塊數較多，如果軋輥冷卻不好，會造成輥面剝落，影響帶鋼的表面質量，尤其是高強度酸洗板或者高碳酸洗板對輥面的損傷更大，因此此類鋼種亦要求較高水壓。

（4）集裝箱板，刀具鋼等鋼種硬度組高，軋制力較大對輥面損傷較大，而且軋制這些鋼種是輥溫一直較高，因此對此鋼種采用較高水壓。

（5）對于一般鋼種，軋制溫度不高，表面要求也不高，對軋輥的表面要求不是很嚴格。考慮到節省能源，采用較低的冷卻水壓。

6 改進方案

鑒于以上分析，為平衡生產與成本之間的關系，解決以上的矛盾，在軋制批量（大于10卷）品種鋼時，規定軋輥冷卻水壓力按下表選擇，并且在計劃開軋前精軋班長負責通知水處理軋輥冷卻水的使用壓力。（表4）

不同于以前的水壓設定方式，對軋輥冷卻水設定了不同的壓力值，既達到了冷卻軋輥的目的，又起到降本增效的效果。目前2050輥溫報警值設定為F1-3輥溫大于65℃、F4-7輥溫大于60℃。精軋工作輥下機溫度最高警戒線設定為：F1-3機架85℃，F4-7機架80℃。

7 實施后情況跟蹤

分級設定水壓大大降低了冷卻水提壓后的能耗損失。目前2050熱軋軋輥冷卻系統工作情況正常，軋制產品沒有出現較大波動，有效的改善了軋輥的冷卻效果和工作條件，效果較為理想。

（1）輥溫降低。圖1是相似計劃類型，水溫和氣溫均相差不大的輥溫情況。可以看到基本上各機架工作輥輥溫較以前都有所降低，個別機架可能由于測量誤差或水嘴堵塞等原因有輥溫上升現象。

（2）能耗減少。水壓提高電耗也隨之增加，據初步估計，軋輥冷卻水壓力如果由10.8bar提高到11.7bar，則電耗每月的損失可達15萬元左右，即每小時多消耗210元左右。而軋輥冷卻水按照本方式進行分級控制后，則低水壓控制的時間即為節省的電耗損失。

8 結束語

（1）寶鋼熱軋廠2050產線軋輥冷卻水經過分級控制后，較多時間3臺水泵運行，大大緩解了設備的壓力，減少了設備維護費用，增加了備用水泵的臺數，未應付緊急情況增加了更大的保證，為系統的穩定運行奠定了更加堅實的基礎。

（2）減少一臺水泵的運行，大大節約了電能的消耗，同時減少了系統的供水量，整改系統的循環水量也大大減少，減輕了其他運行水泵的負荷，這部分能量得到了節約，也即降低了水泵的運行成本，效益巨大。

作者簡介：楊翠平（1980-），男，上海人，苗族，現職稱：工程師，學歷：大學本科，研究方向：工業水處理。