鑄鋼熔煉設(shè)備水冷系統(tǒng)改造及應(yīng)用

楊文哲

（寧夏共享鑄鋼有限公司 銀川）

一、問題

電弧爐、中頻爐和真空爐是大型鑄鋼生產(chǎn)中常用的熔煉設(shè)備。由于在熔煉爐安裝施工過程中輸水管材料選擇不當(dāng)，生產(chǎn)中爐外循環(huán)系統(tǒng)冷卻水管爆裂、遇高溫高壓沖擊脫開、密封不嚴(yán)、膠管老化等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，大量的維修工作既增加企業(yè)生產(chǎn)成本，也是安全生產(chǎn)的隱患。

二、原因分析

（1）回水管不耐高溫與腐蝕，管口之間的連接老化松動(dòng)，從表面看多處呈現(xiàn)出鼓包狀，同時(shí)回水管防扭轉(zhuǎn)能力極低。

（2）電弧爐爐蓋短網(wǎng)設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)半徑過小，不耐沖擊，在650 m3/h的流量和0.5～0.7 MPa的水壓作用下極易脫開。

（3）設(shè)備發(fā)生故障處都采用了膠管打卡箍式連接，橡膠圈密封材料硬度過高，造成膠圈的彈性低，抗老化性能差，卡箍的密封滿足不了管道的設(shè)計(jì)要求和使用壽命，在冶煉環(huán)境下用這樣的材料和連接方法，不能確保設(shè)備工藝性能和安全要求。

三、改造措施

（1）電弧爐。電弧爐循環(huán)冷卻水管系統(tǒng)的材料包括管材、管件、溝槽連接件等。冶煉設(shè)備循環(huán)冷卻水系統(tǒng)管徑大、受力面積大，冶煉過程中管道內(nèi)的溫差、壓差大，同時(shí)管道不斷承受水錘的沖擊，因此管道及其連接件間的連接方式尤為重要。

鎧裝柔性不銹鋼金屬軟管外層是不導(dǎo)磁不銹鋼網(wǎng)，可以在冶煉狀態(tài)下避開高磁場(chǎng)，確保冷卻循環(huán)水管道系統(tǒng)不發(fā)熱打火，并具有防爆耐高溫功能，但使用過程的打折彎曲，不但減少其使用壽命，而且流量達(dá)不到使用要求。剛性連接方式的兩端采用8孔法蘭連接，內(nèi)部為三層布的加強(qiáng)膠管，具有拆解更換快捷、省時(shí)、省力、安全、經(jīng)久耐用防脫開等特點(diǎn)。使用鋼性接頭可以減少噪聲和衰減振動(dòng)，使整套系統(tǒng)得到抗振保護(hù)，但存在安裝維護(hù)不夠靈活方便的缺陷。

綜合考慮以上兩種連接方式，改造中使用在DN127*7400/DN150*6400鎧裝防磁柔性金屬軟管內(nèi)部設(shè)置不銹鋼鋼絲骨架的方式，見圖1。

（2）中頻爐。中頻爐在冶煉過程中電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，處在交變磁場(chǎng)中的金屬內(nèi)部則產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流，而感應(yīng)電流的方向與爐子感應(yīng)線圈中的電流方向相反。在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作用下，被加熱的金屬產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流通過時(shí)，為克服金屬的電阻作功產(chǎn)生熱量。中頻爐利用此熱量使金屬加熱熔化，因加熱時(shí)在電爐周邊產(chǎn)生較大的磁場(chǎng)，所以中頻爐的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)要求建立具備不導(dǎo)磁功能的冷卻循環(huán)管網(wǎng)。

中頻爐循環(huán)冷卻水系統(tǒng)管道的口徑相對(duì)較小，但管線較長(zhǎng)。折線形管道在其產(chǎn)生角變位的管段上采用剛性接頭可大大減少噪聲和振動(dòng)，使整套系統(tǒng)得到抗振保護(hù)，也便于快速更換。改造中采用DN60×5500無碳定尺膠管和無墊密封中壓無碳定尺膠管連接，見圖2。

（3）真空爐。真空爐是冶煉特種鋼的主要設(shè)備之一，它的外網(wǎng)管線包括液壓管線（12MPa×11m）、氧氣管線（0.8 MPa）、冷卻水管線（0.3 MPa）、壓縮空氣管線（0.6 MPa）、氬氣管線（0.6～0.8 MPa）等數(shù)十條管線。所有的管線分布在移動(dòng)式板鏈的托軌上。

圖1 電弧爐水管改造效果

圖2 中頻爐水管改造效果

圖3 真空爐水管改造效果

真空爐管道的口徑相對(duì)較小，但管線較長(zhǎng)，承受的壓力較大，安裝無墊密封剛性接頭可以減少噪聲和振動(dòng)，使整套系統(tǒng)得到抗振保護(hù)。改造中，把原來的溝槽低壓膠管連接改進(jìn)為DN40×15/DN50×15無墊密封高壓?jiǎn)螌愉摻z纏繞膠管，見圖3。

四、改造效果

改造后，電弧爐水冷系統(tǒng)管網(wǎng)使用壽命從5個(gè)月延長(zhǎng)至36個(gè)月，中頻爐水冷系統(tǒng)管網(wǎng)使用壽命從3個(gè)月延長(zhǎng)至48個(gè)月，真空爐水冷系統(tǒng)管網(wǎng)使用壽命從3個(gè)月延長(zhǎng)至48個(gè)月，經(jīng)過長(zhǎng)期的冶煉生產(chǎn)實(shí)踐，沒有發(fā)生過一起爆開、脫落等故障，并且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和安全性能均滿足要求，同時(shí)大大減少維修次數(shù)，每年為公司節(jié)約維修費(fèi)用及備件費(fèi)用數(shù)十萬元。