高壓水除磷在大棒生產(chǎn)線上的改進(jìn)及應(yīng)用

271104 山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司 山東 萊蕪| 孟光振 郭淑娟 楊洪磊 徐興達(dá) 閆晗

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高壓水除磷在大棒生產(chǎn)線上的改進(jìn)及應(yīng)用

271104 山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司 山東 萊蕪| 孟光振 郭淑娟 楊洪磊 徐興達(dá) 閆晗

以萊鋼特鋼大棒生產(chǎn)線為例，介紹了針對(duì)在實(shí)際生產(chǎn)中高壓水除磷系統(tǒng)存在的問(wèn)題，提出了可行性改造方案及新的設(shè)計(jì)思路。通過(guò)優(yōu)化改造，降低了大量的維修費(fèi)用，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，產(chǎn)品的質(zhì)量得到提升。關(guān)鍵詞：軋鋼；大棒材；高壓水；除磷系統(tǒng)

萊鋼特殊鋼大棒生產(chǎn)線自2013年10月投產(chǎn)，主要產(chǎn)品規(guī)格120mm-320mm棒材，鋼種主要有普通優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、管坯鋼、軸承鋼等，年產(chǎn)量已達(dá)到70萬(wàn)噸。隨著特殊鋼材市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，徹底清除鋼坯表面的氧化鐵皮，提升產(chǎn)品質(zhì)量，已成為鋼廠必須解決的問(wèn)題。高壓水除鱗技術(shù)是生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)氧化鐵皮除凈效率高、無(wú)污染、綜合成本低，被廣泛應(yīng)用［1］。

基本配置

萊鋼特殊鋼大棒生產(chǎn)線的除磷系統(tǒng)共分粗軋前、精軋前除磷系統(tǒng)兩部分，均采用柱塞泵，系統(tǒng)壓力為250bar，單臺(tái)泵流量為17m3/h。以粗軋除磷系統(tǒng)為例，除磷系統(tǒng)泵組共5套。該系統(tǒng)主要由自清洗過(guò)濾器、除磷電機(jī)、泵組、閥組、高低壓管路、各除磷點(diǎn)、電氣控制部分組成。

存在問(wèn)題

原系統(tǒng)的潤(rùn)滑方式為齒輪箱與泵頭同用一個(gè)箱體，箱體中間有隔斷，若出現(xiàn)泵頭大量漏水或齒輪箱唇形密封泄漏都會(huì)對(duì)傳動(dòng)齒輪箱的潤(rùn)滑帶來(lái)極大的危害。一旦潤(rùn)滑不到位，齒輪、軸承、連桿軸瓦、曲軸將會(huì)造成損壞，引起設(shè)備故障。

原設(shè)計(jì)的系統(tǒng)原理為工頻電機(jī)持續(xù)工作。由于柱塞泵高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)達(dá)到每分鐘120次以上，進(jìn)、排液閥及其復(fù)位彈簧也相應(yīng)每分鐘伸縮120次以上，響應(yīng)頻率非?？?，吸水瞬間極易形成局部真空導(dǎo)致產(chǎn)生氣蝕，大大降低了備件的使用壽命［4］。

原設(shè)計(jì)采用濁環(huán)水作為除磷介質(zhì)，由于鋼廠產(chǎn)量不穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)在管路及泵體內(nèi)易產(chǎn)生銹蝕，水質(zhì)處理的不穩(wěn)定造成填料與柱塞的潤(rùn)滑性能很差，長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致柱塞、填料、進(jìn)排液閥損壞的頻率不斷提高。水除磷壓力越來(lái)越低、供水量越來(lái)越少，影響除磷效果。

改進(jìn)措施

針對(duì)上述提及的問(wèn)題點(diǎn)，對(duì)除磷系統(tǒng)的傳動(dòng)部分、液力端、潤(rùn)滑裝置、除磷控制系統(tǒng)、水質(zhì)優(yōu)化五部分進(jìn)行了優(yōu)化改造。

a傳動(dòng)部分

傳動(dòng)部分采用齒輪傳動(dòng)獨(dú)立分離，動(dòng)力端采用倒?jié)櫥绞?，?jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，提高了曲軸的承載能力。

b液力端

（1）整體式全對(duì)稱鍛造不銹鋼泵體，可兩側(cè)任意配管，柱塞可在泵體前面抽出，進(jìn)排液閥可在泵體上部拉出，更換易損件十分方便。

（2）填料函可獨(dú)立拆卸，采用止口定位，裝拆方便。

（3）柱塞及密封結(jié)構(gòu)采用國(guó)際上最先進(jìn)成熟的結(jié)構(gòu)形式，柱塞表面經(jīng)過(guò)特殊處理，提高其表面硬度，密封采用國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品，使用壽命長(zhǎng)，潤(rùn)滑無(wú)泄漏。

（4）采用新型的錐形閥，整體式泵體，使液力端的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，體積縮小，密封面減小，可靠性增加。

c潤(rùn)滑裝置

（1）每臺(tái)泵都配有獨(dú)立的潤(rùn)滑裝置，有油壓、油溫顯示儀表，管路中有濾油器及油冷卻器。

（2）泵采用了倒?jié)櫥绞綕?rùn)滑，提高了設(shè)備的清潔度和曲軸的承載能力，延長(zhǎng)了連桿、軸瓦、十字頭襯套等易損件使用壽命。

d除鱗控制系統(tǒng)

為了降低柱塞泵高負(fù)荷的動(dòng)作頻次，采用泵內(nèi)氣控閥控制來(lái)實(shí)現(xiàn)在不除鱗工況下，泵閥不工作。其特點(diǎn)是:

（1）高壓泵內(nèi)的進(jìn)、排液閥門僅在除鱗時(shí)工作，成倍地提高了高壓泵閥門的使用壽命。

（2）省去了水箱和補(bǔ)水裝置及循環(huán)閥。簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)可靠性。

（3）由于系統(tǒng)壓力高，存在能量很大的“水錘效應(yīng)”［5］，采用泵內(nèi)氣控閥技術(shù)，管線震動(dòng)及水錘現(xiàn)象比采用循環(huán)閥切換降低60%，保證了除鱗泵站及管線系統(tǒng)無(wú)明顯震動(dòng)及水錘現(xiàn)象。

（4）采用泵內(nèi)氣控閥技術(shù)與采用循環(huán)閥切換相比，更節(jié)能。

e 水質(zhì)優(yōu)化

除磷泵原設(shè)計(jì)采用的濁環(huán)水作為介質(zhì)，但濁環(huán)水水質(zhì)不穩(wěn)定影響除磷泵元件的使用壽命，易引起較大的設(shè)備故障。因此，采用工業(yè)新水作為介質(zhì)，由于濁環(huán)水存在蒸發(fā)或滲透等損失，通過(guò)理論計(jì)算使用的工業(yè)水水量相當(dāng)于濁環(huán)水的補(bǔ)水量。為了提高新水的使用效率，特增加了除磷泵水箱。新水注入水箱（液位計(jì)控制水位），水箱由氣動(dòng)閥控制，正常情況下為關(guān)閉狀態(tài)，噴射時(shí)打開(kāi)，泵頭吸入水后經(jīng)泵將高壓水打出，多余的水溢流回水箱繼續(xù)儲(chǔ)存。這樣的設(shè)計(jì)最大限度的降低水量的消耗。

同時(shí)水箱的主管入口上安裝利舊的過(guò)濾器，對(duì)新水進(jìn)行過(guò)濾。過(guò)濾器出口接有凈環(huán)水管路，以作為備用管路使用。主管上增加了旁通排污管路，在長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)或防止凍壞管路時(shí)放水使用。

經(jīng)濟(jì)效益分析

萊鋼特鋼大棒生產(chǎn)線粗軋水除磷已于15年9月完成。改造前，14年高壓水除磷的備件費(fèi)用約為62萬(wàn)元（不計(jì)維護(hù)費(fèi)用），平均每月備件費(fèi)用為5.16萬(wàn)元，故障率為12.5%。改造后，15年9月-12月高壓水除磷的備件費(fèi)用為8000元，故障率為0.013%。目前的使用狀況良好，系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。BD水除磷泵的優(yōu)化改造降低了大量的維修費(fèi)用，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，提升了產(chǎn)品質(zhì)量。。

參考：

［1］魏亞彬，屈明友，郭艷花 高壓水除鱗技術(shù)在邯鋼CSP生產(chǎn)線上的應(yīng)用［J］.軋鋼，2008，25（1）：59-61

［2］薛念福，李里，陳繼林，裴有才，佘廣夫，焦景民 熱軋帶鋼除鱗技術(shù)研究［J］鋼鐵釩鈦.2003，24（3）：52-59

［3］張正學(xué)，曹昊翔，劉壽華，等.水射流技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用綜述［J］.礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā).2006，（S1）：63-67.