某熱軋廠粗軋水除磷系統(tǒng)升級(jí)改造

李亞林

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司，山東萊蕪271104）

0 引言

某熱軋廠A類產(chǎn)品品種多，盈利水平高，產(chǎn)品質(zhì)量好，是公司重要的盈利產(chǎn)品。但隨著市場(chǎng)供求關(guān)系的變化，客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求越來(lái)越高，特別是對(duì)表觀質(zhì)量提出了更高的要求，迫切要求我們盡快改進(jìn)產(chǎn)品表觀質(zhì)量。

造成氧化鐵皮殘留的主要原因是鋼坯在除鱗過(guò)程中表面氧化鐵皮未除干凈，殘留在鋼坯表面的氧化鐵皮在軋制過(guò)程中被軋入。因此，改善產(chǎn)品的表觀質(zhì)量首先要從除鱗環(huán)節(jié)入手，通過(guò)改善除鱗效果來(lái)提升產(chǎn)品質(zhì)量。

1 現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問(wèn)題

該廠粗軋前BD高壓水除鱗系統(tǒng)現(xiàn)配有兩臺(tái)除鱗泵，是建廠時(shí)配置，已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行了近20年。配有一套蓄能器組，后改造增加一套，另外包括除鱗閥、水箱、除鱗箱和電控設(shè)備等。除鱗泵設(shè)計(jì)工作壓力17 MPa，實(shí)際工作壓力為14 MPa，流量為30 m3/h。

除鱗設(shè)備自投入使用以來(lái)主要存在以下幾方面問(wèn)題：

（1）運(yùn)行維護(hù)成本高。除鱗泵均為日本進(jìn)口產(chǎn)品，維護(hù)費(fèi)用高，訂貨周期長(zhǎng)，日常維護(hù)難度大。

（2）除鱗能力不足。由于泵組實(shí)際工作壓力為12～14 MPa，對(duì)于表面質(zhì)量要求比較高的鋼種，多出現(xiàn)鋼坯表面氧化鐵皮不能完全清除的狀況，除鱗能力明顯不足。

（3）閥件、法蘭、管路等漏水較嚴(yán)重，管路振動(dòng)較大，系統(tǒng)維護(hù)難度大。管路焊接和管路布置不能滿足高壓除鱗系統(tǒng)的要求，難以保證系統(tǒng)在高壓狀態(tài)下的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。除鱗泵吸排閥彈簧等設(shè)備易損件故障多，維修難度大，備件成本高。

（4）鋼坯表面氧化鐵皮殘留致使粗軋機(jī)咬入鋼坯過(guò)程中因打滑而咬入困難，直接造成軋制時(shí)間增加，產(chǎn)量降低。每支鋼需增加10 s左右的軋制時(shí)間，對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏影響大。

針對(duì)以上問(wèn)題，需根據(jù)軋制品種及軋制工藝要求，對(duì)高壓水除鱗系統(tǒng)進(jìn)行能力提升改造。

2 改造方案提出

目前除鱗系統(tǒng)的穩(wěn)定性已不能滿足型鋼生產(chǎn)要求，系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行在高壓力狀態(tài)，設(shè)備維護(hù)量非常大，因此需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行根本性的改造。

通過(guò)設(shè)備調(diào)研以及參考國(guó)內(nèi)其他熱連軋廠粗軋水除磷系統(tǒng)的使用經(jīng)驗(yàn)，提出新除鱗系統(tǒng)改造要滿足“變頻器+電機(jī)+柱塞泵直供”等特性，除鱗壓力要求不低于20 MPa。

2.1 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)去掉了高壓蓄能器、除鱗閥、循環(huán)閥、最低液面閥等維護(hù)難度大的除鱗設(shè)備，維護(hù)難度大大降低。

（2）該系統(tǒng)安全可靠性提高，柱塞泵排出壓力受到PLC程序控制，通過(guò)變頻調(diào)速系統(tǒng)，根據(jù)需要調(diào)整高壓柱塞泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)出口壓力穩(wěn)定。

（3）電機(jī)通過(guò)變頻器調(diào)速，實(shí)現(xiàn)高壓柱塞泵過(guò)載保護(hù)；在換輥等非作業(yè)時(shí)間，高壓柱塞泵可選擇停止運(yùn)行，降低電耗。

（4）該系統(tǒng)柱塞泵采用了吸排閥氣缸控制方式（圖1），電機(jī)不用頻繁調(diào)速，對(duì)電網(wǎng)沖擊小，泵站噪音明顯降低。

2.2 系統(tǒng)配置

根據(jù)除鱗壓力和流量分析，除鱗系統(tǒng)主要包括以下設(shè)備：

（1）自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器：1臺(tái)。

（2）高壓泵組：4臺(tái)（3用1備）。型號(hào)：3DS24/30C-00；額定壓力：30 MPa。

（3）單向截止閥：4臺(tái)。型號(hào)：DJF50-00-II；通徑：DN50；壓力：32 MPa。

（4）除鱗箱：1個(gè)。由箱體、除鱗環(huán)、防撞導(dǎo)衛(wèi)、擋水罩等組成（圖2）。

圖1 除鱗泵液力端

圖2 除鱗箱示意圖

3 方案實(shí)施效果

針對(duì)坯料規(guī)格，改造后的高壓水除鱗噴射壓力最高能夠達(dá)到30 MPa，泵組運(yùn)行平穩(wěn)，通過(guò)對(duì)比圖3、圖4可以發(fā)現(xiàn)除鱗效果顯著。各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求，除鱗壓力和電機(jī)頻率、工作泵數(shù)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖5所示，3臺(tái)泵投入使用。

4 結(jié)論

（1）除鱗壓力由改造前的12～14 MPa提高到24～30 MPa，為該廠品種鋼的正常生產(chǎn)和品種開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了很好的條件。

（2）除鱗系統(tǒng)升級(jí)后，

圖3 改造前除鱗效果

圖4 改造后除鱗效果

（3）除鱗泵電機(jī)設(shè)備采用變頻調(diào)速，運(yùn)行平穩(wěn)，節(jié)電效果好。變頻調(diào)速是目前節(jié)電效果最好的調(diào)速方式，運(yùn)行平穩(wěn)，系統(tǒng)沖擊小，除鱗泵等設(shè)備工作環(huán)境好，使用壽命長(zhǎng)。

（4）自投入運(yùn)行以來(lái)，該套設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，關(guān)鍵部件基本沒(méi)有發(fā)生故障，只是更換了一些密封、填料等易損件，僅維修費(fèi)用每年就節(jié)省近30萬(wàn)元。

圖5 電機(jī)運(yùn)行頻率與除鱗壓力對(duì)應(yīng)圖