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(tuán)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(jìn)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(duì)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(jī)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(jìn)入加熱爐前和加熱爐中進(jìn)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(jìn)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(shì)器、最小流量閥、除鱗閥、除鱗噴嘴及配套潤(rùn)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(shì)器。在除鱗時(shí)，高壓水由水泵和蓄勢(shì)器提供。當(dāng)除鱗閥關(guān)閉時(shí)，水泵向蓄勢(shì)器補(bǔ)水，蓄勢(shì)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(dá)到最大值時(shí)，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(shì)器配有最低液位閥，在蓄勢(shì)器水位達(dá)到最低位時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，可防止空氣進(jìn)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(shí)產(chǎn)生的壓力瞬間沖擊管道。同時(shí)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(tái)離心泵設(shè)有單獨(dú)的潤(rùn)滑油站，潤(rùn)滑油站采用自動(dòng)控溫形式。除鱗泵和高壓電機(jī)的每個(gè)軸承都配有油溫檢測(cè)，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(hào)：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(gè)階段除鱗水量需求不斷的變化，使整個(gè)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(duì)稱布置葉輪的轉(zhuǎn)子部件，由于各級(jí)葉輪所產(chǎn)生的軸向力相互抵消，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中泵腔內(nèi)巨大的軸向力自動(dòng)平衡而不需外加平衡機(jī)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(dá)到自動(dòng)平衡；傳統(tǒng)離心泵采用平衡盤或平衡鼓承受瞬時(shí)軸向力時(shí)，在泵腔未建立壓力時(shí)，轉(zhuǎn)子部件頻繁左右移動(dòng)，極易造成平衡盤和平衡鼓咬合燒死而斷軸事故。同時(shí)在泵的末端設(shè)置了承受瞬時(shí)軸向力的推力系統(tǒng)，當(dāng)泵組啟動(dòng)或停止時(shí)，其可承受足夠大的瞬時(shí)軸向力以保證泵組穩(wěn)定可靠運(yùn)行。軸封采用迷宮螺旋密封型式，保證其運(yùn)行可靠性，延長(zhǎng)使用壽命。泵的級(jí)間密封和平衡軸套都采用熱套方式，各級(jí)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(zhǎng)密封環(huán)，盡可能地減少了級(jí)間的滲漏，和普通離心泵采用的單獨(dú)機(jī)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(yùn)行成本。軸承采用強(qiáng)制潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承以及雙面自動(dòng)調(diào)正推力軸承，承受運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的徑向力及瞬時(shí)軸向力。泵轉(zhuǎn)子部件上的殘余軸向力和泵啟動(dòng)瞬時(shí)的軸向力采用自動(dòng)找正推力盤系統(tǒng)來承擔(dān)，推力盤的潤(rùn)滑也采用滑動(dòng)軸承，進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)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(yùn)行。4．2最小流量閥最小流量閥是保護(hù)泵的重要元件，為泵的安全運(yùn)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(yùn)行時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)泵的溫度升至50℃以上時(shí)，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(shí)，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(yán)格控制泵溫小于50℃，保證了水泵的安全運(yùn)行。4．3最低液面閥最低液面閥是泵和蓄勢(shì)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(shí)，蓄勢(shì)器瞬時(shí)釋放巨大流量產(chǎn)生液動(dòng)力使閥門在低壓信號(hào)和低液位信號(hào)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(hào)由電磁換向閥控制氣缸動(dòng)作，從而控制閥的啟閉。當(dāng)最低液面閥在接到信號(hào)之前沒有關(guān)閉(或無先導(dǎo)控制)的情況下，閥門由蓄勢(shì)器作用在閥桿園盤上的壓力和彈簧力來保證閉合。同時(shí)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(hù)閥門。一旦閥門關(guān)閉且泵端壓力低于蓄勢(shì)器端壓力，在泵運(yùn)行至系統(tǒng)壓力較接近蓄勢(shì)器壓力之前，它都不能打開。只有在系統(tǒng)壓力和蓄勢(shì)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(dá)到一定清潔等級(jí)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(gè)過濾模組可單獨(dú)進(jìn)行逆洗，反沖洗由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由壓差開關(guān)控制；當(dāng)一個(gè)過濾模組進(jìn)行逆洗時(shí)，其它過濾模組繼續(xù)正常過濾，不會(huì)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