高壓水除鱗系統(tǒng)在2250 熱軋線的應(yīng)用

高壓水除鱗系統(tǒng)在2250熱軋線的應(yīng)用孫蕾，王稱芳，趙力剛，王艷陽(河北鋼鐵集團邯鋼公司邯寶熱軋廠，河北邯鄲056015)摘要：熱軋高壓水除鱗是利用水的急冷，使板坯表面氧化鐵皮產(chǎn)生龜裂，進而依靠高壓水產(chǎn)生的打擊力去除板坯表面的氧化鐵皮。介紹了邯鋼2250mm熱軋生產(chǎn)線中高壓水除鱗系統(tǒng)的主要設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理及技術(shù)參數(shù)。高壓水除鱗技術(shù)的應(yīng)用為邯鋼生產(chǎn)高質(zhì)量的板帶產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：熱軋；除鱗；氧化鐵皮l前言隨著工業(yè)的發(fā)展，汽車和家電等行業(yè)的用戶對板帶質(zhì)量的要求越來越高。作為熱連軋中重要的除鱗工藝，經(jīng)歷了從過去的人工刷除，機械除鱗，低壓除鱗直到今天的高壓水除鱗。為獲得高質(zhì)量的板帶產(chǎn)品，板坯表面氧化鐵皮(FeO，F(xiàn)e2O3)可分為一次氧化鐵皮(也叫初次氧化鐵皮)和二次氧化鐵皮(也叫新產(chǎn)生的氧化鐵皮)，板坯進入加熱爐前和加熱爐中進行加熱生成的氧化鐵皮稱為一次氧化鐵皮，這種氧化鐵皮較厚、量多，附著力大，也最難消除。二次氧化鐵皮，即被加熱后的板坯在軋制過程中與空氣接觸產(chǎn)生的新的氧化鐵皮，這層氧化鐵皮是在除掉一次氧化鐵皮后產(chǎn)生的，較薄、量少，附著力較小，容易除掉。高壓水除鱗過程，就是利用水的急冷作用，氧化鐵皮與板坯鋼基產(chǎn)生溫差，使板坯表面的氧化鐵皮龜裂，進而依靠高壓水產(chǎn)生的打擊力去除板坯表面的氧化鐵皮。22250mm熱連軋線高壓水除鱗系統(tǒng)邯鋼2250mm熱連軋除鱗系統(tǒng)主要由高壓離心泵、高壓蓄勢器、最小流量閥、除鱗閥、除鱗噴嘴及配套潤滑油站等設(shè)施組成。高壓水泵向壓力管路提供高壓水，壓力管路直接與除鱗閥和除鱗噴嘴連接，高壓噴嘴向板坯表面噴射高壓水以除鱗。為了保證壓力穩(wěn)定和瞬間流量，在壓力管路上安裝了高壓蓄勢器。在除鱗時，高壓水由水泵和蓄勢器提供。當(dāng)除鱗閥關(guān)閉時，水泵向蓄勢器補水，蓄勢器的壓力按照水泵壓力曲線增加。從而保證板坯除鱗效果，并節(jié)省能量。當(dāng)壓力達到最大值時，水泵的最小流量閥打開，約20％流量的水流向低壓管路(用于冷卻水泵)。蓄勢器配有最低液位閥，在蓄勢器水位達到最低位時自動關(guān)閉，可防止空氣進入高壓管路。除鱗閥配有連接低壓水管路的旁路，在高壓水打開之前，低壓水先打開，預(yù)先填充集管，使管道中充滿水，防止高壓水泵打開時產(chǎn)生的壓力瞬間沖擊管道。同時為了防止低壓管路與高壓管路竄通，除鱗閥的旁路安裝有單向閥和溢流閥。每臺離心泵設(shè)有單獨的潤滑油站，潤滑油站采用自動控溫形式。除鱗泵和高壓電機的每個軸承都配有油溫檢測，油泵為螺桿泵，主油泵與輔助油泵互為備用。3系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)高壓水除鱗系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)如下：除鱗泵型號：ZDS360—200額定流量：360m3／h額定壓力：200Bar轉(zhuǎn)速：2985r／min功率：3150kW泵效率：≥76％軸封水泄漏量：5m3／h泵組外形尺寸：≤7．5m×3．2m鋼材的品種不同，所生成的氧化鐵皮的厚度、附著力也不同，因此，所需除鱗的打擊力大小也不同。除鱗系統(tǒng)所提供的打擊力與噴嘴參數(shù)有如下函數(shù)關(guān)系：P=f(Q、P0、H、a、d)式中，P——打擊力，kg／cm2；Q——噴嘴流量，L／min；P0——噴嘴壓力，kg／cm2。在生產(chǎn)過程中，由于在線板坯數(shù)量的變化，導(dǎo)致各個階段除鱗水量需求不斷的變化，使整個水量消耗呈現(xiàn)有規(guī)律的曲線變化(見圖1)。4主要設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理4．1ZDS除鱗泵邯鋼2250mm熱連軋除鱗系統(tǒng)采用了ZDS除鱗泵，該泵采用對稱布置葉輪的轉(zhuǎn)子部件，由于各級葉輪所產(chǎn)生的軸向力相互抵消，在運轉(zhuǎn)過程中泵腔內(nèi)巨大的軸向力自動平衡而不需外加平衡機構(gòu)或推力軸承。因此不需采用平衡盤或平衡鼓結(jié)構(gòu)，就能使泵腔內(nèi)巨大軸向力達到自動平衡；傳統(tǒng)離心泵采用平衡盤或平衡鼓承受瞬時軸向力時，在泵腔未建立壓力時，轉(zhuǎn)子部件頻繁左右移動，極易造成平衡盤和平衡鼓咬合燒死而斷軸事故。同時在泵的末端設(shè)置了承受瞬時軸向力的推力系統(tǒng)，當(dāng)泵組啟動或停止時，其可承受足夠大的瞬時軸向力以保證泵組穩(wěn)定可靠運行。軸封采用迷宮螺旋密封型式，保證其運行可靠性，延長使用壽命。泵的級間密封和平衡軸套都采用熱套方式，各級密封環(huán)及中間密封套密封，在螺旋齒表面上鍍硬鉻來提高硬度。在壓差大的部位加長密封環(huán)，盡可能地減少了級間的滲漏，和普通離心泵采用的單獨機械密封或填料密封相比，密封效果更優(yōu)；減小了維修頻率，降低運行成本。軸承采用強制潤滑滑動軸承以及雙面自動調(diào)正推力軸承，承受運轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的徑向力及瞬時軸向力。泵轉(zhuǎn)子部件上的殘余軸向力和泵啟動瞬時的軸向力采用自動找正推力盤系統(tǒng)來承擔(dān)，推力盤的潤滑也采用滑動軸承，進行強制潤滑，避免推力盤燒死的發(fā)生，保證推力承受系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。4．2最小流量閥最小流量閥是保護泵的重要元件，為泵的安全運行提供了可靠的保證。最小流量閥一般安裝于泵的出口端，泵正常運行時處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)泵的溫度升至50℃以上時，通過溫度傳感裝置，使電磁換向閥換向，打開最小流量閥，通過節(jié)流孔板，使高壓水降壓后排放，待泵的溫度小于50℃時，電磁閥換向，通過氣控系統(tǒng)，使最小流量閥重新處于關(guān)閉狀態(tài)。如此循環(huán)反復(fù)，嚴格控制泵溫小于50℃，保證了水泵的安全運行。4．3最低液面閥最低液面閥是泵和蓄勢器之間的重要元件，是一種先導(dǎo)控制快關(guān)止回閥，它為氣—水混合的高危系統(tǒng)提供了可靠的安全保障。在正常的工況條件下，始終處于開啟狀態(tài)。閥兩端壓力基本相同，電磁閥一直得電，克服活塞上端彈簧力使閥打開。一旦當(dāng)主管路破裂或因其它原因系統(tǒng)迅速失壓時，蓄勢器瞬時釋放巨大流量產(chǎn)生液動力使閥門在低壓信號和低液位信號傳出前克服氣缸推力而瞬間關(guān)閉，從而防止可能發(fā)生的重大事故。在常態(tài)下，最低液面閥是根據(jù)預(yù)設(shè)定的信號由電磁換向閥控制氣缸動作，從而控制閥的啟閉。當(dāng)最低液面閥在接到信號之前沒有關(guān)閉(或無先導(dǎo)控制)的情況下，閥門由蓄勢器作用在閥桿園盤上的壓力和彈簧力來保證閉合。同時可借助存在于閥桿及閥座間的液體及緩沖裝置形成緩沖，以保護閥門。一旦閥門關(guān)閉且泵端壓力低于蓄勢器端壓力，在泵運行至系統(tǒng)壓力較接近蓄勢器壓力之前，它都不能打開。只有在系統(tǒng)壓力和蓄勢器壓力平衡的條件下，閥門才可借助氣缸的推力而打開(見圖2)。4．4反沖洗過濾器反沖洗過濾器位于泵入口處，主要是為離心泵提供達到一定清潔等級的除鱗水。和一般過濾器不同的是反沖洗過濾器采用逆洗模式，每個過濾模組可單獨進行逆洗，反沖洗由電機驅(qū)動，由壓差開關(guān)控制；當(dāng)一個過濾模組進行逆洗時，其它過濾模組繼續(xù)正常過濾，不會影響到生產(chǎn)。逆洗下的污染流體由排污管排放，當(dāng)所有過濾模組依次執(zhí)行完成逆洗程序，則該過濾