優化高壓水除鱗系統提升鋼板質量的探討

辛曉光

本鋼板材股份有限公司熱連軋廠 遼寧本溪 117000

針對高壓水除鱗機故障頻發的現象，筆者將在現有的高壓水除鱗系統的基礎上，進行了結構上的相關優化。本文將從集管與高壓水除鱗噴嘴的優化、E1立輥除鱗噴嘴結構優化、除鱗系統的穩定性及電氣穩定性優化、儲能器系統優化、除鱗箱的優化、除鱗輥道優化六大方面進行論述?，F報告如下：

1 高壓水除鱗系統優化總思路

通過對高壓水除鱗系統的工作原理進行分析，我們能夠發現，高壓水除鱗的作用主要包括：沖刷效應、蒸汽效應、破裂效應以及冷卻效應。高壓水除鱗時采用的工作原理是利用噴嘴處噴出的帶有一定水壓的水流產生的沖刷力及沖擊力，使得鋼板表面上的氧化鐵皮逐漸脫落。

從高壓水除鱗系統的工作原理來看，需要對現有的除鱗系統進行分布的優化，才能更好的保證鋼板質量的提升。

（1）重新設計安裝除鱗噴嘴，選用性能更好的高壓噴頭[1]。并對集管進行一定的優化。

（2）去掉蓄能器，減少因蓄能器皮囊損壞對除鱗機正常運行的影響。

（3）水箱需重新設計。其次，要妥善的固定水箱，防止因外界因素造成的水箱泄漏?？梢圆扇〔讳P鋼薄鋼板予以焊接。

（4）水箱內進水口處需設置水質過濾器，減少水中雜質對水箱造成的影響。盡量選取清水式的過濾設備，本廠使用了以色列阿米亞的過濾器代替現有除鱗設備。

（5）出口處的高壓噴射閥予以更換，使用附有高壓過濾器的噴射閥代替。

（6）對高壓水除鱗系統進行節能優化與電氣穩定性優化。

2 集管與高壓水除鱗噴嘴的優化

本次優化的基本思路共有兩大方向：一是集管上除鱗嘴的分布情況要改變（包括數量、間距、排數等）；而是噴嘴的類型要重新選取。對于其他方面的優化，例如適當調整集管的安裝位置及相關參數等，包括：集管內徑、長度；鋼坯上下表面距噴嘴外沿之間的間距等。本次改造優化基于原鋼軋生產線之上，集管的改造變動幅度不大，只局限于鋼坯上下表面距噴嘴外沿之間的間距進行調整。基本改造原則有兩點第一，要最大程度應用現有生產資料，充分發揮除鱗電機的工作效能。第二，盡量提高除鱗水壓力。

2.1 噴嘴型號及集管優化后參數表

參數 優化后噴嘴噴射角 26°流量 64L/min型號 682.726.H7噴嘴外沿距鋼胚上下表面間距 140mm噴嘴間距 70mm噴嘴數量 21個有效除鱗寬度 1480mm單集管水流量分配 160m3/h雙集管水流量分配 320m3/h

2.2 優化后的效果

最大打擊力：提升10%

最大流量：提升8%

除鱗能力的提升，使得企業生產的鋼材質量有著顯著的提升。同時，由于噴嘴結構、分布、數量、角度的合理設置，大大降低了設備發生故障的幾率。每年可為企業節省約150萬元備件維修費[2]。

3 除磷噴嘴結構優化

3.1 E1立輥噴嘴結構優化

選用的噴嘴型號：進口萊克勒噴嘴645；

噴嘴角度：由優化前的40°，調整為22°；

高壓水流量：由優化前的90L/min，調整為39.6L/min；

噴嘴外沿距鋼坯上下表面間距：由優化前的120mm調整至100mm；

噴嘴間距：70mm；

噴嘴散射角：2°-3°；

單排集管噴嘴數量：21個；

除鱗高壓水流量：98m3/h；

單集管高壓水流量：47.5m3/h

3.2 精除鱗噴嘴優化方案

選用的噴嘴型號：進口萊克勒噴嘴606；

噴嘴角度：由優化前的30°，調整為26°；

高壓水流量：由優化前的25.6L/min，調整為35.6L/min；

噴嘴外沿距鋼胚上下表面間距：200mm；

噴嘴間距：76mm；

單集管單排噴嘴數量：21個；

噴嘴有效除鱗寬度：1450mm；

單集管高壓水流量：44.9m3/h；

雙集管高壓水流量：179m3/h

精除鱗噴嘴，上集水管處采用升降式設計，下給水管采用固定式設計。在上集水管處設置對中裝置，同時為了防止鐵皮與廢水外濺，在噴水口出設置反噴遮蔽噴嘴及雙層擋水鏈。

綜上，在系統優化的過程中，需要注意的是，集管內水流量分配與打擊力成正比關系。假設在恒定的流量與壓力下，除鱗系統對噴嘴噴射角度影響最敏感。噴射角越大，噴射面積越大，噴射沖擊壓力就越小。而在噴射角度恒定的條件下，唯一影響噴射面積的因素為噴射距離。而在出口處，則有流量與出口壓力大小成反比的規律。因此，為了滿足噴射沖擊壓力能達到標準值，需要技術人員找到合適的運行工作點?？梢酝ㄟ^建立以調速為主要方式，以提高泵壓為目的的方式，有針對性的控制水泵運行。技術人員也可以根據企業的實際生產需求，對上述參數進行逐一的調整。

4 針對除鱗系統的穩定性及電氣穩定性進行優化

（1）將原有的手動進水閥改造為電動進水閥，能夠根據水箱內水位高度自動供水。超低水位停泵，低水位進水，高水位停水[3]。

（2）電氣系統改為變頻控制模式，根據鋼胚大小不同，施加不同的壓力，達到不同的風機轉速。

（3）使用最新的PLC控制系統。本次優化中選用了（s7-200）。

5 增加儲能器系統

為了有效的減少水流沖擊對管壁產生的影響，故應用儲能裝置，起到儲能與增壓，減小水錘現象的作用。

6 除鱗箱的改造

更換除鱗箱，采用耐腐蝕的材質，同時應保證除鱗前，鋼胚的除鱗效果是達標的。

7 在除鱗輥道前增加對中裝置

為了保證鋼胚除鱗時的穩定性，防止鋼胚跑偏，可在破鱗輥道前設置對中裝置，控制除鱗的范圍[4]。

8 結語

將高壓水除鱗系統進行上述優化后，能夠有效的減少影響鋼胚除鱗效果的問題。例如，除鱗系統的穩定性、除鱗水壓力的穩定性、除鱗水壓、除鱗用水純凈度，及除鱗狀況的穩定性等一系列影響鋼板成材質量的因素。能夠有效的提升鋼材產品的質量，提升用戶的滿意度。