常化爐生產線的弱水冷改造

摘要：伴隨中厚板熱處理產品規(guī)格的不斷擴展以及新工藝的開發(fā)，如何同步提高熱處理?；癄t生產線的水冷工藝及鋼板的水處理手段，成為當前鋼鐵企業(yè)研究的熱點和難點。文章結合某公司熱處理線的生產實踐，對熱處理正火生產線的弱水冷改造項目進行了闡述。

關鍵詞：弱水冷改造；?；癄t生產線；中厚板；熱處理；水處理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TF061 文章編號：1009-2374（2015）22-0029-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.015

2013年某公司4300mm寬厚板生產線計劃全年產量175萬噸，熱處理量49.4萬噸，其中正火量29.5萬噸，淬火量3萬噸，回火量16.7萬噸。走淬火爐熱處理量20.1萬噸，其中熱處理產量5萬噸、淬火3萬噸、正火加弱水冷12.1萬噸。

由于淬火線設計最大產量13萬噸，2013年淬火量計劃20.1萬噸，超設計7.1萬噸，另外淬火爐經過爐底輥改造，2013年將重點進行擴規(guī)格厚板的生產，從2013年產品結構分配情況看，淬火爐生產已經成為瓶頸。

只有釋放常化線產能，才能緩解淬火線生產壓力，可通過在常化線增加弱水冷裝置分流正火加弱水冷的熱處理鋼板，在發(fā)揮?；€產能的同時，保證兩條熱處理線均衡生產。

1 弱水冷工藝結構

1.1 設備組成

1.1.1 高位水箱：

高位水箱容積：64m?

供水壓力：0.07～0.1MPa

瞬時最大水量：4800m?/h

1.1.2 冷卻集管：

上/下集管數(shù)量：各10組（冷卻區(qū)長度10m）

集管出口至輥面高度：上集管1000mm；下集管350mm

每組集管瞬時流量：上集管每組流量為50～120m?/h；下集管每組流量為120～360m?/h

1.1.3 輥道速度調節(jié)范圍：0～20m/min

1.1.4 側噴系統(tǒng)：

側噴噴嘴：6組/12對

側噴壓力：≤0.9MPa

1.1.5 中噴系統(tǒng)：

中噴壓力：≤0.9MPa

總流量：200m3/h

1.1.6 壓縮風吹掃系統(tǒng)：

數(shù)量：3組

高度：距輥道面300mm

供氣量：70～80Nm/min

氣壓：0.4～0.6MPa

1.2 工藝流程

1.2.1 水冷區(qū)工藝布置圖如圖1所示：

1.2.2 水系統(tǒng)示意圖如圖2所示：

1.3 自動控制技術

弱水冷控制系統(tǒng)網絡配置如圖3所示（參考圖）：

1.3.1 L1控制系統(tǒng)主控制單元為一套西門子S7400 PLC，通過Profibus DP網與2個西門子ET200遠程站通訊，完成弱水冷設備基本控制功能及通訊功能；程序設計語言為SIMATIC STEP 7。

1.3.2 設置一臺PDA用于實時數(shù)據采集，設置一臺工業(yè)PC作為工程師站。

1.3.3 設置一臺工業(yè)PC作為HMI，人機界面軟件選用Win CC，包含原ACC系統(tǒng)HMI功能及弱水冷控制HMI功能。

1.3.4 預留過程控制系統(tǒng)。

2 弱水冷設備改造過程

2.1 機械設備的安裝

2.1.1 為了滿足現(xiàn)場集管的出水穩(wěn)定，采用的是室內高位水箱（高+9m）模式。

2.1.2 同時高位水箱來水方向采用的是連通器原理與淬火機高位水塔（高+60m）相連，為了緩解大水量使用時可能會產生的水錘，在弱水冷高位水箱入口采用了分配器多孔自下而上的進水方式。

2.1.3 機上噴淋管也是從高位水箱出口的配水集管中取水，以確保水流、水量的均勻及穩(wěn)定。

2.2 介質動力設備的選用

2.2.1 弱水冷水系統(tǒng)用水量峰值4800m?/h，鋼廠中可以滿足如此大循環(huán)水量的系統(tǒng)并不多，如另外增加一套水處理設施，不論從投資還是占地方面都有很大的浪費，因此采用與淬火系統(tǒng)共用水源的方式。

2.2.2 由于空間有限，弱水冷機上設備距離?；癄t出爐很近（不足1m），鋼板在冷卻的過程中，如果鋼板長度較長，那么就會出現(xiàn)鋼板一端在冷卻、另一端在加熱的情況，鋼板版型不好會直接導致冷卻水倒灌回?；癄t。因此，在常化爐和弱水冷設備中間增加了空氣吹掃，以確保水流方向。

2.3 電氣自動化設施的配套

2.3.1 高溫計的應用，溫度是軋鋼生產線一個非常重要的參數(shù)，鋼板經過加熱爐、軋機、水冷等每臺設備時的溫度合格與否，決定了鋼板是否執(zhí)行了合格的工藝，性能是否穩(wěn)定。因此，在弱水冷出口增加了下表面高溫計檢測。

2.3.2 機上集管采用的是流量控制閉環(huán)，即自動化2級系統(tǒng)。根據常化爐出爐的鋼板執(zhí)行配套的工藝，每組集管執(zhí)行工藝的流量，集管上的流量計會根據實際檢測的流量給流量控制閥調節(jié)的命令，直到滿足工藝的流量要求。

2.4 設備安全使用的考慮

共用水源的好處在于節(jié)省一次性投資以及后期的運行費用，但同時也給原有的系統(tǒng)增加了諸多運行隱患，特制訂如下的監(jiān)控方案：

2.4.1 淬火機系統(tǒng)與弱水冷系統(tǒng)不能同時滿負荷使用水量，制定自動連鎖機制。

2.4.2 弱水冷機下收集池場地略小，大水量運行時可能會出現(xiàn)收集不及時的情況，因此在收集池增加液位報警，收集池內液位一旦超出設定高度，立即關閉所有用水集管。

2.4.3 增加機上設備的監(jiān)控攝像。

3 弱水冷設備投入使用的效果

3.1 操作界面的展示

十組集管的監(jiān)控顯示，包括流量、壓力等參數(shù)，如圖4所示：

3.2 現(xiàn)場實際的生產情況

現(xiàn)場實際的生產情況如圖5所示：

厚度24mm的370q型號鋼板，冷后溫度650℃，命中終冷目標，版型平正，經取樣化驗，鋼板性能完全符合工藝要求。

4 結語

本文結合某公司熱處理線產品擴規(guī)格和新工藝的開發(fā)中產生的能力匹配問題，在不破壞原有生產工藝的基礎上，對常化爐進行了弱水冷設備改造工作：結合現(xiàn)場的實際情況，有效地利用了空間、介質等各種條件，最終達到了弱水冷設備的投入使用，從目前來看，弱水冷設備的投入不僅僅補充了日處理生產線在水冷工藝上的短板，同時還擴大了熱處理生產線的生產能力以及可以生產鋼板的品種。在如此小的投入下，能達到預期的效果，本次改造是非常圓滿的。

作者簡介：湯恒（1981-），男，秦皇島首秦金屬材料有限公司軋鋼部動力專工，工程師，研究方向：鋼鐵廠有關給排水系統(tǒng)及設備技改。

（責任編輯：周 瓊）