高壓水除磷在大棒生產線上的改進及應用

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 閆晗

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高壓水除磷在大棒生產線上的改進及應用

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以萊鋼特鋼大棒生產線為例，介紹了針對在實際生產中高壓水除磷系統存在的問題，提出了可行性改造方案及新的設計思路。通過優化改造，降低了大量的維修費用，降低了工人的勞動強度，提高了設備的穩定性，產品的質量得到提升。關鍵詞：軋鋼；大棒材；高壓水；除磷系統

萊鋼特殊鋼大棒生產線自2013年10月投產，主要產品規格120mm-320mm棒材，鋼種主要有普通優質碳素鋼、合金結構鋼、管坯鋼、軸承鋼等，年產量已達到70萬噸。隨著特殊鋼材市場競爭的日趨激烈，徹底清除鋼坯表面的氧化鐵皮，提升產品質量，已成為鋼廠必須解決的問題。高壓水除鱗技術是生產工藝中的重要環節，對氧化鐵皮除凈效率高、無污染、綜合成本低，被廣泛應用［1］。

基本配置

萊鋼特殊鋼大棒生產線的除磷系統共分粗軋前、精軋前除磷系統兩部分，均采用柱塞泵，系統壓力為250bar，單臺泵流量為17m3/h。以粗軋除磷系統為例，除磷系統泵組共5套。該系統主要由自清洗過濾器、除磷電機、泵組、閥組、高低壓管路、各除磷點、電氣控制部分組成。

存在問題

原系統的潤滑方式為齒輪箱與泵頭同用一個箱體，箱體中間有隔斷，若出現泵頭大量漏水或齒輪箱唇形密封泄漏都會對傳動齒輪箱的潤滑帶來極大的危害。一旦潤滑不到位，齒輪、軸承、連桿軸瓦、曲軸將會造成損壞，引起設備故障。

原設計的系統原理為工頻電機持續工作。由于柱塞泵高速往復運動達到每分鐘120次以上，進、排液閥及其復位彈簧也相應每分鐘伸縮120次以上，響應頻率非?？?，吸水瞬間極易形成局部真空導致產生氣蝕，大大降低了備件的使用壽命［4］。

原設計采用濁環水作為除磷介質，由于鋼廠產量不穩定，長時間停機在管路及泵體內易產生銹蝕，水質處理的不穩定造成填料與柱塞的潤滑性能很差，長期高負荷運行導致柱塞、填料、進排液閥損壞的頻率不斷提高。水除磷壓力越來越低、供水量越來越少，影響除磷效果。

改進措施

針對上述提及的問題點，對除磷系統的傳動部分、液力端、潤滑裝置、除磷控制系統、水質優化五部分進行了優化改造。

a傳動部分

傳動部分采用齒輪傳動獨立分離，動力端采用倒潤滑方式，簡化了生產工藝，提高了曲軸的承載能力。

b液力端

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

（2）填料函可獨立拆卸，采用止口定位，裝拆方便。

（3）柱塞及密封結構采用國際上最先進成熟的結構形式，柱塞表面經過特殊處理，提高其表面硬度，密封采用國際先進產品，使用壽命長，潤滑無泄漏。

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

c潤滑裝置

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

（2）泵采用了倒潤滑方式潤滑，提高了設備的清潔度和曲軸的承載能力，延長了連桿、軸瓦、十字頭襯套等易損件使用壽命。

d除鱗控制系統

為了降低柱塞泵高負荷的動作頻次，采用泵內氣控閥控制來實現在不除鱗工況下，泵閥不工作。其特點是:

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

（2）省去了水箱和補水裝置及循環閥。簡化了系統結構，提高了系統可靠性。

（3）由于系統壓力高，存在能量很大的“水錘效應”［5］，采用泵內氣控閥技術，管線震動及水錘現象比采用循環閥切換降低60%，保證了除鱗泵站及管線系統無明顯震動及水錘現象。

（4）采用泵內氣控閥技術與采用循環閥切換相比，更節能。

e 水質優化

除磷泵原設計采用的濁環水作為介質，但濁環水水質不穩定影響除磷泵元件的使用壽命，易引起較大的設備故障。因此，采用工業新水作為介質，由于濁環水存在蒸發或滲透等損失，通過理論計算使用的工業水水量相當于濁環水的補水量。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（液位計控制水位），水箱由氣動閥控制，正常情況下為關閉狀態，噴射時打開，泵頭吸入水后經泵將高壓水打出，多余的水溢流回水箱繼續儲存。這樣的設計最大限度的降低水量的消耗。

同時水箱的主管入口上安裝利舊的過濾器，對新水進行過濾。過濾器出口接有凈環水管路，以作為備用管路使用。主管上增加了旁通排污管路，在長時間停機或防止凍壞管路時放水使用。

經濟效益分析

萊鋼特鋼大棒生產線粗軋水除磷已于15年9月完成。改造前，14年高壓水除磷的備件費用約為62萬元（不計維護費用），平均每月備件費用為5.16萬元，故障率為12.5%。改造后，15年9月-12月高壓水除磷的備件費用為8000元，故障率為0.013%。目前的使用狀況良好，系統壓力穩定。BD水除磷泵的優化改造降低了大量的維修費用，降低了工人的勞動強度，提高了設備的穩定性，提升了產品質量。。

參考：

［1］魏亞彬，屈明友，郭艷花 高壓水除鱗技術在邯鋼CSP生產線上的應用［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 熱軋帶鋼除鱗技術研究［J］鋼鐵釩鈦.2003，24（3）：52-59

［3］張正學，曹昊翔，劉壽華，等.水射流技術開發和應用綜述［J］.礦業研究與開發.2006，（S1）：63-67.