煉軋廠1-連鑄機(jī)超壓運(yùn)行問(wèn)題研究與改進(jìn)

煉軋廠1#連鑄機(jī)儀控超壓運(yùn)行問(wèn)題研究與改進(jìn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：文梅霞項(xiàng)目參與人：張勝凱張紅衛(wèi)孫桂林項(xiàng)目單位：儀表檢修作業(yè)區(qū)項(xiàng)目策劃人：文梅霞項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間:2014年3月～2014年10月項(xiàng)目匯報(bào)提綱立項(xiàng)背景存在問(wèn)題及原因分析項(xiàng)目目標(biāo)方案與實(shí)施41235實(shí)施效果6經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益

煉軋廠現(xiàn)有三臺(tái)方坯連鑄機(jī),原設(shè)計(jì)二冷水壓力為1.0MPa，2010年大線棒開工建設(shè)，配套工程1#連鑄機(jī)、公輔泵站進(jìn)行了改造。改造后泵站供給連鑄機(jī)實(shí)際運(yùn)行壓力達(dá)1.7MPa以上，要求使用符合工藝參數(shù)耐壓達(dá)到2.0MPa以上儀控設(shè)備，但實(shí)際運(yùn)行的二冷水儀控系統(tǒng)的核心組件調(diào)節(jié)閥和電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)耐壓為1.6MPa，處于超設(shè)計(jì)壓力運(yùn)行，造成調(diào)節(jié)閥閥芯磨損嚴(yán)重，漏量較大，故障頻繁，影響連鑄機(jī)正常生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。一、立項(xiàng)背景連鑄機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中，鋼水從中間包到結(jié)晶器、二冷環(huán)節(jié)進(jìn)行冷卻，然后到拉矯機(jī)，切割機(jī)出鋼。整個(gè)過(guò)程鋼水從液態(tài)變成鋼坯，其中的二冷水環(huán)節(jié)最為重要，直接關(guān)系到鑄坯質(zhì)量的優(yōu)劣。二冷水控制采用調(diào)節(jié)閥，通過(guò)PID調(diào)節(jié)方式控制其開度，從而控制二冷水水量。一、立項(xiàng)背景1、調(diào)節(jié)閥長(zhǎng)期在超壓差工況下運(yùn)行，閥芯單向磨損嚴(yán)重，造成流量特性發(fā)生畸變，泄漏量大，超過(guò)連鑄機(jī)最大泄露量的2-4倍，無(wú)法滿足小流量調(diào)節(jié)和大流量控制生產(chǎn)工藝要求。二、存在問(wèn)題及原因分析2、在低拉速和高拉速兩個(gè)狀態(tài)下，調(diào)節(jié)閥頻繁調(diào)控，控制水量波動(dòng)大，存在鋼坯出現(xiàn)液芯的質(zhì)量危險(xiǎn)，嚴(yán)重影響方坯冷卻效果，導(dǎo)致漏鋼及裂紋質(zhì)量事故。1#連鑄機(jī)一段調(diào)節(jié)閥流量特性圖3、由于管網(wǎng)壓力超過(guò)連鑄機(jī)水質(zhì)過(guò)濾器的設(shè)計(jì)壓力，過(guò)濾器損壞停運(yùn)，調(diào)節(jié)閥或流量計(jì)被二冷水中各種雜物堵塞，導(dǎo)致連鑄機(jī)停產(chǎn)事故。堵塞的調(diào)節(jié)閥二、存在問(wèn)題及原因分析二、存在問(wèn)題及原因分析4、調(diào)節(jié)閥長(zhǎng)期在1.7MPa以上超壓運(yùn)行，在節(jié)流口介質(zhì)的高速流動(dòng)，產(chǎn)生空化具有強(qiáng)大動(dòng)能，造成調(diào)節(jié)閥閥桿嚴(yán)重變形、閥體磨損、泄漏、堵塞，最終導(dǎo)致設(shè)備在每7個(gè)澆次停產(chǎn)更換、下線清洗、研磨、更換密封環(huán)等檢修項(xiàng)目。調(diào)節(jié)閥損壞的主要因素異物堵塞空化現(xiàn)象高壓差二、存在問(wèn)題及原因分析生產(chǎn)安全、質(zhì)量事故的發(fā)生泄漏量大超壓差運(yùn)行異物堵塞無(wú)法滿足低拉速0.8m/min以下小流量調(diào)節(jié)要求儀表處于1.7MPa以上超高壓力運(yùn)行，導(dǎo)致管道爆裂無(wú)法滿足高拉速2.7m/min以上大流量調(diào)節(jié)要求二、存在問(wèn)題及原因分析三、項(xiàng)目目標(biāo)1解決調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)長(zhǎng)期超壓運(yùn)行沖刷磨損嚴(yán)重問(wèn)題，達(dá)到連鑄機(jī)生產(chǎn)控制二冷水流量在調(diào)節(jié)閥全關(guān)時(shí)足輥和一段泄漏量低于1.0m3/h以下，二、三段低于2.0m3/h以下指標(biāo)。2實(shí)現(xiàn)1#連鑄機(jī)二冷水調(diào)節(jié)閥一年內(nèi)故障為零，減少鋼坯出現(xiàn)液芯和裂紋的質(zhì)量缺陷，確保方坯連鑄機(jī)高產(chǎn)、高質(zhì)量運(yùn)行。延長(zhǎng)二冷水儀控設(shè)備使用壽命，儀表維檢人員解體檢修周期延長(zhǎng)至一年。減少儀表維檢人員解閥的頻率，降低儀表維檢人員勞動(dòng)強(qiáng)度。31.酒鋼連鑄機(jī)存在問(wèn)題是調(diào)節(jié)閥高壓差、小流量下運(yùn)行的普遍問(wèn)題。通常采用大、小管并聯(lián)混合調(diào)節(jié)方式進(jìn)行二冷水流量準(zhǔn)確配水，但必須保證二冷水干凈，壓力在1.2MPa以下。此方案投資費(fèi)用高，占地大、檢修勞動(dòng)強(qiáng)度較大，不適合現(xiàn)有場(chǎng)地現(xiàn)狀。大管調(diào)節(jié)PID小管調(diào)節(jié)大管流量計(jì)大管調(diào)節(jié)PID小管調(diào)節(jié)小管流量計(jì)四、方案與實(shí)施

2.結(jié)合酒鋼1#連鑄機(jī)正常生產(chǎn)收集數(shù)據(jù)和前期套筒、單座調(diào)節(jié)閥試驗(yàn)數(shù)據(jù)，儀表人員提供圖紙，提出調(diào)節(jié)閥高壓差及大、小流量控制特性，讓生產(chǎn)廠家代為加工，新研制一種新型具有雙流量特性控制V形球芯調(diào)節(jié)閥。四、方案與實(shí)施四、方案與實(shí)施四、方案與實(shí)施4.新研制的氣動(dòng)V形雙座調(diào)節(jié)球閥控制穩(wěn)定，震蕩波動(dòng)小，系統(tǒng)可控性高，線性度好，有效調(diào)節(jié)范圍大，既能滿足大水量的要求，又能在小開度時(shí)精確控制小流量，響應(yīng)速度快，能迅速達(dá)到系統(tǒng)計(jì)算的需水量，充分發(fā)揮PID控制系統(tǒng)的作用，使水量的給定達(dá)到最優(yōu)。并且當(dāng)V形開口旋轉(zhuǎn)到閥體內(nèi)，球體和閥體上的閥座密封圈緊密接觸還可實(shí)現(xiàn)管路切斷。四、方案與實(shí)施氣動(dòng)V形雙座調(diào)節(jié)球閥法蘭改造圖5.氣動(dòng)V形雙座調(diào)節(jié)球閥球閥具有等百分比的流量特性，滿足調(diào)節(jié)閥的工作特性s值不低于0.3～0.5。高達(dá)300：1的可調(diào)比，控制范圍較大和全關(guān)閉能力。適用于被調(diào)介質(zhì)高壓力、高壓差、不干凈含異物介質(zhì)的調(diào)節(jié)、切斷。四、方案與實(shí)施6.增加1-4流3段二冷水流量控制，緩解0段、1段、2段水量控制范圍，使水量的分配更加合理，提高鑄坯冷卻效果，保證鑄坯質(zhì)量。調(diào)節(jié)閥PID足輥流量計(jì)調(diào)節(jié)閥PID足輥流量計(jì)調(diào)節(jié)閥PID足輥流量計(jì)主管調(diào)節(jié)閥PID足輥流量計(jì)五、實(shí)施效果1、調(diào)節(jié)閥采用雙作用氣缸式V型調(diào)節(jié)球閥，閥芯結(jié)構(gòu)為V形切口球形。結(jié)構(gòu)形式為法蘭連接的球型調(diào)節(jié)閥，結(jié)合了球閥關(guān)閉后可實(shí)現(xiàn)完全切斷無(wú)泄露的優(yōu)點(diǎn)和調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的高精度。球芯和閥座表面噴涂硬質(zhì)合金，硬度為HRc60，閥座表面采用刮刀設(shè)計(jì)，可將球表面的雜質(zhì)刮除。2、不會(huì)拉傷球體和閥座。球表面開有高精度的調(diào)節(jié)曲線，在90度的旋轉(zhuǎn)角度內(nèi)能很好的控制水的流量?？烧{(diào)比達(dá)到100:1，高于普通調(diào)節(jié)閥的30:1。閥門操作扭矩小，動(dòng)作靈敏，調(diào)節(jié)精度高。3、起步拉速在0.8-1.2m/min的控制范圍水量控制穩(wěn)定，2.7m/min以上高拉速時(shí)調(diào)節(jié)速度較快，流量迅速達(dá)到設(shè)定控制值，穩(wěn)定可靠，對(duì)方坯冷卻效果較好，有效預(yù)防鋼坯出現(xiàn)液芯、漏鋼及裂紋質(zhì)量事故。4、改進(jìn)后調(diào)節(jié)閥閥芯開到最大時(shí)，V形口較大，能迅速?zèng)_掉水中的各種雜物，徹底解決了因閥芯堵塞經(jīng)常影響生產(chǎn)故障。五、實(shí)施效果5、改進(jìn)后的調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)最大設(shè)計(jì)壓力為4.0MPa，閥芯為不銹鋼球體結(jié)構(gòu)，無(wú)密封墊和環(huán)等其它附件，閥座的預(yù)緊彈簧保證了閥座與球的貼合力，可實(shí)現(xiàn)閥門關(guān)閉后達(dá)到零泄漏。解決了調(diào)節(jié)閥前后壓差大高壓力沖刷損壞閥內(nèi)件、泄漏量大問(wèn)題，同時(shí)預(yù)防了儀表耐壓不夠?qū)е露渌艿脑O(shè)備事故。五、實(shí)施效果改造前的閥座改造后的閥座6、在介質(zhì)中有顆粒及雜質(zhì)的惡工況下能連續(xù)工作，互換性好，在壓力等級(jí)相同的條件下，閥門的連接尺寸可與相同口徑的直行程調(diào)節(jié)閥互換，不需要更換法蘭，重新配管。在年修周期內(nèi)不需要解體檢修和更換，儀表維檢人員解體檢修儀控設(shè)備由每季度一次延長(zhǎng)到一年一次，減輕維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約維護(hù)費(fèi)用。五、實(shí)施效果二冷水一段流量特性改造前后對(duì)比圖五、實(shí)施效果二冷水足輥流量特性改造前后對(duì)比圖二冷水二段流量特性改造前后對(duì)比圖六、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益1滿足高低拉速下大小流量調(diào)控要求。4延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低維檢勞動(dòng)強(qiáng)度。方案已推廣應(yīng)用，具有國(guó)內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平。Textinhere2調(diào)節(jié)閥全關(guān)時(shí)滿足零泄漏工藝要求。3年修周期內(nèi)故障為零，減少液芯和裂紋質(zhì)量缺陷。六、經(jīng)濟(jì)