某熱軋廠粗軋水除磷系統(tǒng)升級改造

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。但隨著市場供求關(guān)系的變化，客戶對產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，特別是對表觀質(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，通過改善除鱗效果來提升產(chǎn)品質(zhì)量。

1 現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問題

該廠粗軋前BD高壓水除鱗系統(tǒng)現(xiàn)配有兩臺除鱗泵，是建廠時配置，已經(jīng)連續(xù)運行了近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)計工作壓力17 MPa，實際工作壓力為14 MPa，流量為30 m3/h。

除鱗設(shè)備自投入使用以來主要存在以下幾方面問題：

（1）運行維護成本高。除鱗泵均為日本進(jìn)口產(chǎn)品，維護費用高，訂貨周期長，日常維護難度大。

（2）除鱗能力不足。由于泵組實際工作壓力為12～14 MPa，對于表面質(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，管路振動較大，系統(tǒng)維護難度大。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)下的長期穩(wěn)定運行。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咬入鋼坯過程中因打滑而咬入困難，直接造成軋制時間增加，產(chǎn)量降低。每支鋼需增加10 s左右的軋制時間，對生產(chǎn)節(jié)奏影響大。

針對以上問題，需根據(jù)軋制品種及軋制工藝要求，對高壓水除鱗系統(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)長期運行在高壓力狀態(tài)，設(shè)備維護量非常大，因此需要對系統(tǒng)進(jìn)行根本性的改造。

通過設(shè)備調(diào)研以及參考國內(nèi)其他熱連軋廠粗軋水除磷系統(tǒng)的使用經(jīng)驗，提出新除鱗系統(tǒng)改造要滿足“變頻器+電機+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

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

（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，實現(xiàn)出口壓力穩(wěn)定。

（3）電機通過變頻器調(diào)速，實現(xiàn)高壓柱塞泵過載保護；在換輥等非作業(yè)時間，高壓柱塞泵可選擇停止運行，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），電機不用頻繁調(diào)速，對電網(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）自動反沖洗過濾器：1臺。

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

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

（4）除鱗箱：1個。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 方案實施效果

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

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)和品種開發(fā)創(chuàng)造了很好的條件。

（2）除鱗系統(tǒng)升級后，

圖3 改造前除鱗效果

圖4 改造后除鱗效果

（3）除鱗泵電機設(shè)備采用變頻調(diào)速，運行平穩(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。

（4）自投入運行以來，該套設(shè)備運行穩(wěn)定，關(guān)鍵部件基本沒有發(fā)生故障，只是更換了一些密封、填料等易損件，僅維修費用每年就節(jié)省近30萬元。

圖5 電機運行頻率與除鱗壓力對應(yīng)圖