四輥平整機(jī)濕平整液系統(tǒng)優(yōu)化與改造

劉 闖

(山鋼集團(tuán)日照有限公司冷軋項(xiàng)目部，山東276827)

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四輥平整機(jī)濕平整液系統(tǒng)優(yōu)化與改造

劉 闖

(山鋼集團(tuán)日照有限公司冷軋項(xiàng)目部，山東276827)

針對(duì)平整液系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的缺陷進(jìn)行優(yōu)化改造，改造后實(shí)現(xiàn)了平整液系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本，減少了設(shè)備故障的發(fā)生，提高了機(jī)組生產(chǎn)效率。

濕平整；平整液；噴淋桿；放空裝置

平整機(jī)是冷軋帶鋼生產(chǎn)工序中關(guān)鍵機(jī)組之一，其作用是消除退火后普板帶鋼屈服平臺(tái)，調(diào)整帶鋼板形和調(diào)節(jié)板面粗糙度。在平整機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，為清洗帶鋼表面, 減少帶鋼與軋輥之間的磨損,冷卻潤(rùn)滑軋輥，提高軋輥的使用壽命，現(xiàn)有的平整機(jī)普遍采用濕平整工藝 ,即以原油和脫鹽水混合溶劑作為平整液,在平整機(jī)入口處噴灑輥縫,進(jìn)行濕法平整。

1 濕平整液系統(tǒng)的組成

圖1是國(guó)內(nèi)某大型鋼廠平整機(jī)組濕平整液系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)。濕平整液系統(tǒng)主要由平整液供液系統(tǒng)、噴淋控制系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)等組成。

2 問(wèn)題的提出

由于設(shè)計(jì)缺陷，濕平整液系統(tǒng)在運(yùn)行使用過(guò)程中暴露出系統(tǒng)不穩(wěn)定，主要表現(xiàn)在以下方面：

(1)平整液混合不均勻，濃度偏差大，達(dá)不到工藝要求，影響帶鋼表面清洗質(zhì)量。

(2)在平整機(jī)中間分小卷或者是軋制結(jié)束平整液停噴后，噴淋桿中殘余平整液通過(guò)噴淋桿噴嘴滴落在帶鋼上，形成平整液斑，影響帶鋼表面質(zhì)量。

(3)平整液流量不能根據(jù)帶鋼寬度調(diào)節(jié)，造成能源介質(zhì)浪費(fèi)，生產(chǎn)成本增加，同時(shí)大量平整液通過(guò)輥縫帶到帶鋼出口，難以吹掃干凈，造成帶鋼邊部平整液殘留，影響帶鋼表面質(zhì)量。

1、9—壓縮空氣球閥 2—流量調(diào)節(jié)閥 3—電磁閥 4—下噴梁 5—上噴梁 6—支撐輥 7—工作輥 8—?dú)鈩?dòng)球閥 10、14—蝶閥 11—避震喉 12—多級(jí)離心泵 13—壓力表

圖1 平整液系統(tǒng)組成原理圖

Figure 1 Composition principle diagram of tempering lubricant system

(4)供液系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷，供液泵出口壓力由于異常升高，頻繁造成系統(tǒng)供液泵損壞。

以上問(wèn)題的存在，不僅造成了帶鋼表面質(zhì)量不穩(wěn)定，能源介質(zhì)消耗增大，備件成本增加，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生很大影響。

3 問(wèn)題原因分析

(1)平整機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中的配液方式是在線(xiàn)配液。當(dāng)平整液混合罐的平整液液位低于設(shè)定位置后，系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)配液，由脫鹽水泵和原油泵按

(a)改造前 (b)改造后

圖2 改造前后的加液管路

Figure 2 Adding liquid pipeline before and after reconstruction

圖3 混合罐加裝攪拌器示意圖

Figure 3 Schematic diagram of mixing tank with agitator

照預(yù)先設(shè)定的濃度配比，向平整液混合罐加入固定體積流量的液體。但是兩種介質(zhì)短時(shí)間內(nèi)，在混合罐中很難完全混合均勻，就出現(xiàn)了噴淋出來(lái)的平整液濃度和設(shè)定值存在偏差問(wèn)題。

(2)原有的平整液噴淋系統(tǒng)，通過(guò)流量控制閥調(diào)節(jié)噴淋管中的壓力，在平整液噴淋過(guò)程中，噴射壓力固定，流量不變。對(duì)不同寬度規(guī)格的帶鋼，平整液的噴淋流量和寬度都是恒定不變，由于帶鋼寬度變化很大，寬度規(guī)格為900 mm～1 680 mm，噴淋桿噴射范圍是按照能夠滿(mǎn)足最寬帶鋼要求設(shè)計(jì)，由于平整液無(wú)法回收循環(huán)利用，這就出現(xiàn)了在窄帶鋼生產(chǎn)時(shí)，能源介質(zhì)的浪費(fèi)，導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加，同時(shí)多余平整液通過(guò)軋輥兩側(cè)輥縫帶到軋輥后的帶鋼邊部，不利于吹掃，造成帶鋼邊部平整液殘留，影響帶鋼表面質(zhì)量。

(3)在平整機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)有一個(gè)大卷分成兩個(gè)或多個(gè)小卷的過(guò)程，在中間停軋過(guò)程中通過(guò)關(guān)閉電磁閥，斷流平整液。但是，這時(shí)平整液供液管路中還存有一定量的平整液，尤其上噴粱管路中存有的平整液會(huì)在重力作用下通過(guò)上噴粱噴嘴不斷滴落在帶鋼的表面，這時(shí)平整機(jī)出口吹掃系統(tǒng)已經(jīng)關(guān)閉，使得滴落的平整液無(wú)法去除，污染了帶鋼頭部、尾部表面，進(jìn)而影響了帶鋼表面質(zhì)量。

(4)由于平整液供液泵工作是連續(xù)性的,平整機(jī)在上卷、卸卷、分卷的過(guò)程中，平整液停噴，這時(shí)平整液供液泵繼續(xù)運(yùn)行,輸出流量。原有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是在控制系統(tǒng)噴淋控制閥關(guān)閉的同時(shí)打開(kāi)卸荷閥，卸荷閥管路連接平整液混合罐，這時(shí)供液系統(tǒng)形成一個(gè)內(nèi)循環(huán)。卸荷閥是一個(gè)氣動(dòng)球閥控制管路開(kāi)與關(guān)。但是在實(shí)際使用過(guò)程中，由于卸荷閥開(kāi)啟較系統(tǒng)噴淋閥門(mén)關(guān)閉存在一定的滯后性，導(dǎo)致供液泵出口壓力會(huì)短暫異常升高，由于供液泵采用的是多級(jí)離心泵，泵本身無(wú)安全溢流裝置，導(dǎo)致泵憋壓損壞。另一原因，由于壓縮空氣壓力不穩(wěn)導(dǎo)致氣動(dòng)閥打不開(kāi)或由于壓縮空氣不潔凈，堵塞氣動(dòng)球閥控制閥閥芯，導(dǎo)致氣動(dòng)球閥不能正常工作，造成系統(tǒng)無(wú)法卸荷，導(dǎo)致泵憋壓損壞。

4 解決對(duì)策

(1)通過(guò)改造加液管路和加裝攪拌器強(qiáng)制混合，解決平整液混合不均勻問(wèn)題。

1—噴淋桿 2、4、6、8、10—供液管絲頭3、5、7、9—盲板 11—噴嘴絲頭 12—噴嘴

圖4 改造后的平整液噴淋桿

Figure 4 The reconstructed tempering lubricant spray rod

1—上噴梁 2、3、4—供液支管 5、7、9—供液電磁控制閥 6—供液主管 10—下噴梁

圖5 改造后的噴淋系統(tǒng)原理圖

Figure 5 The principle diagram of reconstructed spraying system

1—上噴粱 2、3、4—供液支管 5、6、7—放空支管 8、11、13—放空電磁控制閥 9、12、14—供液電磁控制閥 10—供液主管 15—放空主管 16—下噴粱

圖6 增加放空裝置后系統(tǒng)原理圖

Figure 6 Schematic diagram of system after increasing emptying device

1)原有的脫鹽水和原油管路是單獨(dú)分開(kāi)布置，改造后現(xiàn)有的脫鹽水與原油在進(jìn)入混合罐前在管道中預(yù)混合，提高混合效果。改造前后加液管路示意圖如圖2所示。

2)根據(jù)平整液混合罐的尺寸和結(jié)構(gòu)形式，在罐體頂部安裝立式平整液攪拌裝置，根據(jù)平整液介質(zhì)性質(zhì)，選擇攪拌速度為60 r/min的間歇式工作方式。這樣既保證了攪拌的均勻性，又不會(huì)產(chǎn)生泡沫影響介質(zhì)性能。攪拌器安裝樣式見(jiàn)圖3。

(2)對(duì)噴淋桿進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，把噴淋桿分段分區(qū)設(shè)置。把現(xiàn)有的噴淋桿中間用盲板隔開(kāi)，分為三區(qū)，并對(duì)噴淋系統(tǒng)控制管路進(jìn)行優(yōu)化改造，對(duì)每一區(qū)都安裝電磁控制閥實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制。根據(jù)生產(chǎn)需要，合理選擇噴嘴開(kāi)啟的數(shù)量。實(shí)現(xiàn)了帶鋼寬度1 000 mm以下開(kāi)1區(qū)噴嘴，帶鋼寬度在1 000 mm～1 300 mm范圍內(nèi)開(kāi)1區(qū)、2區(qū)噴嘴，帶鋼寬度在1 300 mm以上開(kāi)啟1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)全部噴嘴。優(yōu)化改造后的噴淋桿如圖4所示，優(yōu)化改造后的原理圖如圖5所示。

1、5—蝶閥 2—避震喉 3—多級(jí)離心泵 4—壓力表 6—球閥 7—?dú)鈩?dòng)球閥 8—安全溢流閥

圖7 增加安全溢流閥的泵站系統(tǒng)原理圖

Figure 7 Principle diagram of the pumping station system with the safety relief valve

(3)在平整液供液管路靠近噴淋桿處,增加平整液快速放空裝置。當(dāng)平整機(jī)中間停機(jī)分卷時(shí)，供液電磁控制閥關(guān)閉的同時(shí)打開(kāi)放空電磁控制閥，實(shí)現(xiàn)管路中殘留平整液的快速排放，避免了管路、噴梁中殘余平整液滴落，造成帶鋼表面污染問(wèn)題。改造后原理圖如圖6所示。

(4)在系統(tǒng)上泵出口增加安全溢流閥，調(diào)整到合理壓力。在系統(tǒng)卸荷閥出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)壓力異常升高時(shí)，可以通過(guò)安全溢流閥溢流，避免了泵后壓力異常升高，導(dǎo)致泵憋壓損壞故障。改造后原理圖如圖7所示。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上方案對(duì)原有平整液系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造后，不但解決了原有濕平整液系統(tǒng)中的缺陷，同時(shí)減少了能源介質(zhì)消耗，降低了生產(chǎn)成本，提高了帶鋼成品表面質(zhì)量，減少了設(shè)備故障的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組穩(wěn)定高效運(yùn)行。

[1] 寇慧.濕平整濃度控制自動(dòng)配液系統(tǒng)研究與分析[J].四川冶金, 2014，36(6)：60-67.

[2] 湯佩林.攀鋼1～#連退機(jī)組濕平整工藝的應(yīng)用[J].軋鋼, 2010，27(6):63-65.

[3] 李志兵.攀鋼冷軋廠平整機(jī)組濕平整系統(tǒng)優(yōu)化[J].四川冶金, 2003,25(5):10-11.

編輯 李韋螢

Optimization and Improvement on Wet Tempering Lubricant System of Four Rolls Temper Mill

Liu Chuang

The design defect of tempering lubricant system has been optimized to make the system operate stably, which improves the product quality, reduces the operation cost, decreases the equipment failure, and enhances the production efficiency.

wet tempering；tempering lubricant；spray rod；emptying device

2016—09—16

劉闖(1983—)，男，工程師，本科，主要從事設(shè)備管理與維修。

TG333.7+2

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