關(guān)于板坯結(jié)晶器供水系統(tǒng)冬季供水溫度過低的解決措施

王 君，凈曉星，石晨浩，林 俞，王保霞，趙 新，張亮亮

（北京首鋼股份有限公司，河北遷安 064404）

前言

結(jié)晶器供水系統(tǒng)主要是向板坯連鑄結(jié)晶器提供冷卻水，到了冬天由于原系統(tǒng)水溫受外界影響很大，使得結(jié)晶器進(jìn)水溫度低，造成X60、S610L 等近包晶鋼、包晶鋼、近包晶合金鋼、包晶合金鋼，頭爐的縱裂廢品率達(dá)到10%之多，這不僅影響了板坯的產(chǎn)量也制約了公司的發(fā)展。

1 結(jié)晶器供水系統(tǒng)簡述

板坯結(jié)晶器供水系統(tǒng)主要包括供水泵、變頻補(bǔ)水泵、除鹽水補(bǔ)水池、密閉式冷卻塔、噴淋水系統(tǒng)、高位事故水箱。在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中，系統(tǒng)水是不與外界接觸的，通過密閉式橫流冷卻塔給系統(tǒng)水降溫，并用變頻補(bǔ)水泵將系統(tǒng)的供水壓力穩(wěn)定在1.05 MPa。當(dāng)遇到一些突發(fā)事故導(dǎo)致供水泵不能正常供水，這時(shí)高位事故水箱就向結(jié)晶器供水，以保證設(shè)備安全［1-2］。見圖1。

圖1 除鹽水密閉循環(huán)系統(tǒng)圖

2 系統(tǒng)水溫降低的原因分析及造成的影響

冬季供水溫度受氣溫影響較大，而且為了澆鋼過程中供水溫度不會(huì)太高，閉式塔必須投入使用，所以導(dǎo)致冬季供水溫度低，使得澆出的鋼坯產(chǎn)生縱裂。根據(jù)實(shí)際的澆鋼經(jīng)驗(yàn)，結(jié)晶器進(jìn)水最佳溫度35 ℃，最低溫度30 ℃，最高溫度40 ℃。而未改造前板坯澆鑄頭爐鋼時(shí)，結(jié)晶器的進(jìn)水溫度在26 ℃左右，遠(yuǎn)低于規(guī)定的水溫要求，造成頭爐鋼大量縱裂廢品的產(chǎn)生。為此，需對板坯結(jié)晶器供水系統(tǒng)進(jìn)行改造。

3 改造方案

在結(jié)晶器供水系統(tǒng)的回水管上加裝換熱器，以廠區(qū)蒸汽作為熱源，與系統(tǒng)水進(jìn)行換熱，使供水溫度達(dá)到澆鋼時(shí)的要求。設(shè)置系統(tǒng)水溫控制在32 ℃，與換熱器蒸汽入口閥門進(jìn)行聯(lián)鎖，通過閥門開度調(diào)節(jié)保證供水溫度穩(wěn)定在32 ℃左右。

4 方案的實(shí)施及技術(shù)操作

在給結(jié)晶器系統(tǒng)的水溫升溫過程中，系統(tǒng)水是不與外界接觸的。所以對其加熱的過程要在密閉系統(tǒng)中完成，在此過程中蒸汽不與系統(tǒng)水直接接觸。在升溫過程中，蒸汽在換熱器中的多組銅管中通過，以達(dá)到快速升溫并把系統(tǒng)水與蒸汽隔離開的目的。在蒸汽的進(jìn)氣管路中加裝電動(dòng)控制閥，在加熱裝置的出水口加裝溫度計(jì)，對出水溫度進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)供水溫度達(dá)到板坯要求時(shí)自動(dòng)切斷蒸汽停止加熱，低于板坯系統(tǒng)要求時(shí)自動(dòng)打開控制閥對除鹽水升溫。在升溫的過程中蒸汽會(huì)產(chǎn)生冷凝水，冷凝水通過疏水器流入冷凝水回收裝置，再通過冷凝水回收裝置，打入吸水井中以達(dá)到節(jié)能減排的目的［3］。

4.1 當(dāng)系統(tǒng)中的供水溫度可以達(dá)到用戶需求且長時(shí)間不需要對系統(tǒng)水升溫時(shí)，可以將加熱裝置退出運(yùn)行

（1）切斷加熱裝置電源。

（2）查蒸汽的電動(dòng)閥門是否自動(dòng)關(guān)閉。

（3）如果沒有自動(dòng)關(guān)閉，需手動(dòng)關(guān)閉蒸汽管的進(jìn)氣手動(dòng)閥門。

4.2 當(dāng)系統(tǒng)供水溫度長期過低不能滿足澆鋼的需求，需要投入加熱裝置時(shí)

（1）送加熱裝置電源。

（2）查電動(dòng)閥門能否自動(dòng)打開，對除鹽水進(jìn)行加熱。

（3）如果電動(dòng)閥門不能自動(dòng)打開需手動(dòng)開啟旁通截門控制蒸汽對系統(tǒng)水進(jìn)行升溫。

4.3 當(dāng)加熱裝置不能投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)立即采取保溫措施

（1）關(guān)閉冷卻塔風(fēng)機(jī)。

（2）當(dāng)板坯均不澆鋼時(shí)可以停連鑄冷媒泵。

（3）當(dāng)系統(tǒng)溫度達(dá)到板坯要求時(shí)開啟連鑄冷媒泵。

（4）回水溫度過高時(shí)開啟冷塔風(fēng)機(jī)。

5 系統(tǒng)改造后的效果

經(jīng)過改造后的結(jié)晶器供水溫度有了明顯提高，基本能達(dá)到理論溫度32 ℃。在此溫度下澆注X60、S610L 等近包晶鋼、包晶鋼、近包晶合金鋼、包晶合金鋼，頭爐的縱裂廢品率也已降低到了1%。

對改造前與改造后，系統(tǒng)水溫的變化，總結(jié)如下。在冷媒水溫度基本相同的情況下，記錄了板坯停澆后兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，投加換熱器裝置前后結(jié)晶器供水溫度前后的變化，如圖2所示：

圖2 換熱裝置投加前后對比圖

由圖2 可看出，投加換熱器對結(jié)晶器供水系統(tǒng)水溫有非常明顯的影響。投加換熱裝置前系統(tǒng)水溫下降迅速，影響系統(tǒng)再次澆鋼時(shí)鋼材質(zhì)量；而投加換熱裝置后水溫下降緩慢，有利于促進(jìn)板坯澆鑄質(zhì)量。

6 改造后的外界影響因素及控制措施

改造后，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，換熱裝置并沒有達(dá)到32 ℃恒溫狀態(tài)，而是隨著時(shí)間的延續(xù)，溫度逐漸降低，這是因?yàn)閾Q熱裝置受多方面影響，如冷媒水溫度，蒸汽壓力，蒸汽流量等。為了進(jìn)行更直觀地比較，選取了當(dāng)一個(gè)板坯澆鋼，另一個(gè)板坯停澆時(shí)，冷媒水溫度恒定（31 ℃±1 ℃）時(shí)，和兩個(gè)板坯全部停澆時(shí)冷媒水溫度較低時(shí)的對比數(shù)據(jù)見圖3、圖4。

圖3 冷媒水溫度恒定時(shí)系統(tǒng)供水溫度變化圖

從圖3、圖4 中可以看出，冷媒水降溫能力超過了換熱裝置的升溫能力，且冷媒水溫度較低時(shí)降溫速度較快，因此，在投入冷媒水的情況下，結(jié)晶系統(tǒng)不澆鋼時(shí)供水溫度并不能達(dá)到32 ℃。

圖4 冷媒水溫度較低時(shí)系統(tǒng)供水溫度變化

目前，針對這一問題采取了退閉式冷卻塔冷媒水的方法。通過日常的實(shí)踐表明在停澆的2 h 內(nèi)退出冷媒水，系統(tǒng)水溫能夠得到保證。

7 總結(jié)

通過對板坯結(jié)晶器供水系統(tǒng)進(jìn)行改造，將澆鋼前系統(tǒng)供水溫度控制在320C左右，降低了鑄機(jī)包晶合金鋼的縱裂率，減少了資源的浪費(fèi)，對生產(chǎn)有著重要意義。系統(tǒng)改造后在實(shí)際生產(chǎn)中還可能遇到很多考慮不到的問題，還需不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，克服困難為企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤。