1450 mm 六輥單機(jī)架可逆軋機(jī)乳化液系統(tǒng)改進(jìn)

侯方羊，梁小田，敖火平，鐘良偉，王學(xué)文

（中冶南方（新余）冷軋新材料技術(shù)有限公司，江西新余 338001）

0 引言

中冶新材1450 mm 六輥單機(jī)架可逆軋機(jī)主要由開卷機(jī)、入出口卷取機(jī)、軋機(jī)本體、張力計(jì)輥、板型輥及乳化液系統(tǒng)等組成。乳化液系統(tǒng)主要由乳化液供給箱、供給泵組、回流泵、返回箱、脫鹽水供給箱、脫鹽水供給泵組以及軋機(jī)本體入出口乳化液冷卻系統(tǒng)組成。乳化液系統(tǒng)主要作用是在帶鋼軋機(jī)過程中對輥系進(jìn)行潤滑和冷卻，乳化液系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定對生產(chǎn)順行及產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。自2015 年軋機(jī)投產(chǎn)以來，乳化液系統(tǒng)故障率高，存在的主要問題有回流泵吸空頻率高、管道振動大引起管道開裂故障高及管道振動與管道支架之間磨損導(dǎo)致管壁磨薄滲漏、供給箱攪拌機(jī)減速機(jī)損壞更換難度大及勞動強(qiáng)度高、天氣溫度低時乳化液原油補(bǔ)給系統(tǒng)經(jīng)常堵塞無法加油等。

1 乳化液系統(tǒng)改進(jìn)前情況

1.1 返回箱回流泵

在帶鋼軋制過程中需要大量乳化液冷卻潤滑軋輥、冷卻帶鋼，冷卻潤滑的乳化液通過收集槽流到返回箱。回流泵的作用是將返回箱的乳化液送到過濾平床過濾，之后乳化液通過平床下方的管路流回乳化液主箱，回流泵就是保障返回箱和主箱液位的動平衡，從而滿足軋制帶鋼順利進(jìn)行。回流泵的啟動和停止通過液位計(jì)的高低控制，啟動和停止頻率高，每次啟動和停止都會導(dǎo)致管路抖動，經(jīng)常導(dǎo)致管路開裂，泄漏乳化液；回流泵經(jīng)常出現(xiàn)吸空現(xiàn)象，低液位信號未發(fā)出，導(dǎo)致泵長時間處于吸空狀態(tài)工作，在該狀態(tài)時由于壓力流量不穩(wěn)定引起管路振動，加劇管路和周圍物體的摩擦，引起摩擦部位管路滲漏或其他部位開裂泄漏。

1.2 返回箱和供給箱液位計(jì)

乳化液返回箱和供給箱最開始設(shè)計(jì)使用的液位計(jì)都是翻板液位計(jì)。在生產(chǎn)過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)翻板液位計(jì)的指示值和實(shí)際液位值偏差較大，首先可能會引起供給箱加脫鹽水過多，導(dǎo)致漫溢或者供給泵流量不足，導(dǎo)致軋制帶鋼過程中斷帶或爆輥等生產(chǎn)事故；其次可能引起回流泵無法正常啟動，導(dǎo)致乳化液漫溢，或者返回箱回流泵無法停止，導(dǎo)致回流泵長期處于吸空運(yùn)行狀態(tài)，造成回流管路開裂泄漏等故障。

1.3 供給箱攪拌機(jī)

供給箱攪拌機(jī)的作用是將乳化液攪拌均勻，防止乳化液和水分離，造成乳化液濃度變化大，起不到應(yīng)有的潤滑冷卻作用。該攪拌機(jī)屬于落地式攪拌機(jī)（圖1），攪拌機(jī)下方軸承固定在供給箱箱底，聯(lián)軸器懸在供給箱里，距離箱體頂板200 cm。攪拌機(jī)的頻發(fā)故障主要是高速齒及軸承損壞，軸承損壞后需要更換減速機(jī)。更換減速機(jī)時，攪拌機(jī)葉輪軸需要從箱底軸承內(nèi)圈拉出，將攪拌機(jī)聯(lián)軸器懸空高于乳化液箱上蓋200 cm 左右，才能便于拆卸聯(lián)軸器從而將減速機(jī)和葉輪分離。由于葉輪直徑大于固定減速機(jī)底板箱蓋孔的尺寸，因此該葉輪軸只能臨時固定在箱體上方防護(hù)欄桿上，存在較大安全隱患。安裝時也增加了工作難度，攪拌機(jī)葉輪軸需要裝入乳化液供給箱箱體底板的軸承內(nèi)徑孔里，由于箱體里布滿乳化液根本無法看到軸承內(nèi)徑孔，因此安裝時完全靠運(yùn)氣和經(jīng)驗(yàn)。

1.4 乳化液原油補(bǔ)給系統(tǒng)

原來配套的乳化液原油補(bǔ)給系統(tǒng)管路長、彎頭多，管路上還有過濾器，每次補(bǔ)完乳化液原油后管道殘留的原油多，如圖2 所示。當(dāng)環(huán)境溫度過低時，這些殘留在管道的原油就會結(jié)成團(tuán)堵塞管路，下次補(bǔ)原油時泵出口壓力很高，但是原油無法正常補(bǔ)入。需要先疏通管路后補(bǔ)油泵才能正常將原油補(bǔ)入供給泵吸油管道。由于管路長彎頭又多，管路疏通每次至少2 h，工作量大，疏通都是臨時接個蒸汽管，人工用蒸汽慢慢將凝結(jié)的乳化液消融，該方法耗時耗力又不安全。

圖1 改進(jìn)前攪拌機(jī)

圖2 改進(jìn)前乳化液原油補(bǔ)給系統(tǒng)

2 乳化液系統(tǒng)故障原因分析

2.1 返回箱回流泵故障

返回箱液位計(jì)最開始使用翻板式液位計(jì)，翻板式液位計(jì)通過設(shè)定的高低液位控制回流泵啟動和停止。由于乳化液一個完整的循環(huán)周期短，泵啟停頻率高，在每次啟停過程中都會產(chǎn)生水錘效應(yīng)，管路振動頻率高，日積月累容易導(dǎo)致管路開裂泄漏或者其他部位磨穿滲漏，以及管路支架脫焊掉落等，因此該種液位控制方式不適用回流泵控制。

回流泵經(jīng)常吸空的原因主要有：①液位設(shè)置不合理，低液位設(shè)置過低；②翻板式液位計(jì)指示液位和實(shí)際液位嚴(yán)重不符，導(dǎo)致低液位信號一直未發(fā)出，泵無法停止?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，這種現(xiàn)象主要是由于液位計(jì)里面的磁浮子被結(jié)團(tuán)的乳化液粘住，無法正常工作。

2.2 返回箱和供給箱液位計(jì)故障

處理返回箱和供給箱翻板式液位計(jì)故障，發(fā)現(xiàn)幾乎每次都是液位計(jì)里的磁浮子被結(jié)成團(tuán)的乳化液粘住無法隨著液位變化浮動，使用熱水或熱的乳化液清洗液位計(jì)就恢復(fù)正常。產(chǎn)生該故障的原因是液位計(jì)下方有一段液位不流動，天氣溫度過低時，下方的該處液體會結(jié)成團(tuán)，當(dāng)液位降到附近時浮子被粘住，無法正確指示真實(shí)液位。

2.3 供給箱攪拌機(jī)故障

供給箱攪拌機(jī)常出現(xiàn)的故障是攪拌機(jī)高速齒和軸承損壞，造成該故障的主要原因是減速機(jī)潤滑不到位。減速機(jī)是立式的，潤滑油液位低于1/2 時高速齒只有下方很少一部分浸在油里，因此整個齒面很難潤滑到位，加劇高速齒磨損；高速齒上方的軸承潤滑是靠高速齒輪轉(zhuǎn)動將油甩至該軸承部位潤滑，因此潤滑油位低時該部位的軸承很難潤滑到位，從而導(dǎo)致軸承損壞引起齒輪損壞。

2.4 乳化液原油補(bǔ)給系統(tǒng)故障

乳化液原油補(bǔ)給系統(tǒng)常出現(xiàn)的故障主要是乳化液結(jié)成團(tuán)堵塞管路，原因是周圍環(huán)境溫度低；其次是泵出口管路長10 m、彎頭有9 個、閥門2 個、還有過濾器（過濾精度20 μm），這些都會產(chǎn)生阻力使管道里殘留大量乳化液，溫度低時整個管路全堵塞，泵很難靠壓力打通堵塞管路。

3 乳化液系統(tǒng)改進(jìn)措施

根據(jù)多年乳化液設(shè)備維修經(jīng)驗(yàn)，以及對乳化液設(shè)備運(yùn)行控制原理了解，針對乳化液系統(tǒng)存在的問題采取以下改進(jìn)措施。

（1）針對回流泵啟動停止產(chǎn)生水錘效應(yīng)，將回流泵控制改成變頻控制，在低液位時低頻運(yùn)行，液位達(dá)到高液位時高頻運(yùn)行，根據(jù)運(yùn)行情況合理設(shè)定低液位參數(shù)。

（2）針對翻板式液位計(jì)磁浮子經(jīng)常被結(jié)成團(tuán)乳化液粘住問題，將乳化液返回箱和供給箱液位計(jì)改成隔膜式液位計(jì)，優(yōu)點(diǎn)是孔徑大、不易堵塞、清洗方便。

（3）針對攪拌機(jī)安裝拆卸問題，加長攪拌機(jī)葉輪軸，將聯(lián)軸器安裝位置延長至箱體上蓋200 cm 處，方便攪拌機(jī)檢修，降低維修安全風(fēng)險(xiǎn)和勞動強(qiáng)度。加強(qiáng)攪拌機(jī)運(yùn)行期間點(diǎn)檢，確保潤滑油位處于1/2～2/3,保障高速齒及軸承潤滑。改進(jìn)后的安裝形式見圖3。

（4）針對乳化液原油補(bǔ)給系統(tǒng)存在的問題，將原來乳化液補(bǔ)給泵改至乳化液供給泵吸油管上（通常乳化液供給泵吸油管的溫度有50～60 ℃），剛好利用該管路的溫度給改進(jìn)后的乳化液補(bǔ)給管路和泵本體保溫，因而乳化液原油不會在泵本體內(nèi)和管路內(nèi)凝結(jié)堵塞管路。改進(jìn)方法是將原來10 m 長的乳化液補(bǔ)給管路縮短至0.6 m，減少至1 個彎頭、1 個蝶閥及1 個止回閥。改進(jìn)后的管路布置見圖4。

圖3 改進(jìn)后攪拌機(jī)

4 結(jié)束語

在乳化液系統(tǒng)實(shí)施上述措施一年多來，回流泵運(yùn)行平穩(wěn)，從未產(chǎn)生水錘效應(yīng)，管路無振動，未發(fā)生管道開裂泄漏及磨穿滲漏故障。液位計(jì)液位指示準(zhǔn)確可靠，返回箱和供給箱未出現(xiàn)漫溢、加水過多及回流泵吸空等故障。乳化液原油補(bǔ)給系統(tǒng)管路未出現(xiàn)堵塞，加油通常無阻，攪拌機(jī)安裝方便，省時省力。

圖4 改進(jìn)后的管路布置