軋鋼線水除磷系統的研究及改造

李風振

(萊蕪鋼鐵集團，山東 萊蕪 271100)

軋鋼線水除磷系統的研究及改造

李風振

(萊蕪鋼鐵集團，山東 萊蕪 271100)

在分析并總結原軋鋼過程中水除磷工作系統的工作原理及過程，提出了水除磷系統在機械及電氣方面的改造方案。闡述了水除磷機械方面的改造，改善除磷效果，延長設備使用壽命，間接降低成本；實施了控制系統的節能改造，對電能和水能都大大降低，直接降低成本。運行結果表明，該改造大大提高了水除磷系統運行的穩定性和使用壽命，降低了能耗。

水除磷；改造；變頻器

1 概述

萊鋼特鋼大型成材車間所用水除鱗設備投入使用較早，主要由高壓泵、高壓噴射閥、高壓溢流閥、蓄能器及相關檢測輔助設備及自動控制系統組成，工作原理為用高壓泵將低壓水強壓進蓄能器,蓄能器內的水囊受壓縮,水便形成工作所需壓力的高壓水,鋼坯信號一到,噴射閥打開,循環閥關閉,高壓水噴淋到鋼坯表面，起到除鱗效果。使用中從設備故障及運行成本方面考慮，主要存在以下問題。

1.1 機械方面

（1）蓄能器皮囊壽命短。系統高低壓反復變化，導致蓄能器皮囊的經常性損壞，影響水除鱗設備的正常使用；

（2）高壓噴射閥磨損快，壽命短，出現卡死現象；

（3）原有的高壓水除鱗設備在除鱗時，除鱗效果不是很理想，局部有明顯未除掉的氧化鐵皮，噴嘴也經常性被堵塞；

（4）水箱為鋼制件，容易生銹，進水口未設計安裝過濾裝置，水質差，高壓泵柱賽損壞快；

（5）噴頭因水壓力較高，使用壽命較短。

1.2 電氣方面

（1）自動控制程序不穩定，經常出現信號故障，控制閥組較多，容易出故障；

（2）電機采用軟啟控制不能隨時按照需要調節電機轉速，當噴頭被堵后容易造成壓力的不穩定；在不噴時電機也高速運轉，造成電能的浪費；

（3）采用繼電器控制系統不可靠。

2 優化措施

2.1 針對機械頻發故障采取相應措施

（1）將出口高壓噴射閥去掉，安裝高壓過濾器；

（2）重新設計安裝新水箱，水箱采用不銹鋼薄鋼板焊接，進水口增加過濾器，既保證了水箱的壽命，又保證了水的清潔度；

（3）去掉蓄能器。消除了蓄能器皮囊故障損壞的隱患；

（4）重新設計安裝除鱗噴射環，選用更合理高壓噴頭。

2.2 針對電氣穩定性和節能型進行優化

（1）新上一套PLC（S7-200），利用PLC來完成對整套系統的控制；

（2）電氣系統將軟啟改為變頻控制，根據電機型號選擇變頻器為ATV71系列，這樣就可以根據鋼坯大小及材質的不同通過改變電機的轉速來達到需要的不同壓力，并能有效地保護電機；

（3）將進水閥改為電動進水閥實現了水箱的供水自動供水,高水位信號通知進水關,低水位信號通知進水開,超低水位停泵。

3 系統優化前后比較

3.1 系統改造前后工作原理圖（圖1、2）

3.2 改造后控制電路圖（圖3）

4 經濟效益分析

4.1 直接效益

項目實施后，從加熱爐出來的紅熱鋼坯表面的氧化鐵皮得到了徹底的噴除，有效提高了成品鋼材的表面質量。

根據前期備件消耗統計，以往每年要消耗備件費用20萬元方能保證水除鱗設備的正常運行，改造后，年消耗備件費用只有2萬元，年可節約備件成本：20萬元-2萬元=18萬元。

圖1 改造前

圖2 改造后

圖3

本次投資13萬元，使用壽命為10年，則年均損耗1.3萬元。

所以年直接效益為18萬元-1.3萬元=16.7萬元。

4.2 間接效益

由于水除鱗設備的良好運行，從加熱爐出來的紅熱鋼坯表面的氧化鐵皮被完全沖洗掉，有效提高了成品鋼材的表面質量，有利于特鋼事業部的鋼材產品搶占市場，贏得榮譽。

4.3 綜合效益

投資：本次改造投資13萬元，使用壽命10年，年均1.3萬元。

18萬元-1.3萬元＝16.7萬元/年。

5 結語

通過以上措施的優化改造，大型水除鱗除鱗效果明顯好轉；減少了一些故障點，使整個系統的安全可靠性大大增加，減少了維護量；實現了自動化，減少了人工操作；使用變頻后能根據實際情況調節電機轉速，從而有效地降低電機電流，節約了電能。

TG333；TP273

A

1671-0711（2017）04（下）-0176-02