关于高压出水过滤机的信息

[摘要]轧钢厂产线布局为棒线等3条生产线并排设计高压出水过滤机，原有高线产线及高棒生产线共用1套高压水除鳞系统高压出水过滤机，在实际生产中高压出水过滤机，只能实现单线除鳞高压出水过滤机，且压力不稳定。随着市场对成品表面质量的关注高压出水过滤机，需对棒材生产线、高线生产线、高棒生产线均完善除鳞设施，改善除鳞效果，通过改造，实现了多线除鳞的生产需要，同时改善了除鳞效果。

1、前言

随着市场对特殊钢种的需求越来越大，产品表面质量需求的提升，必须在产品品种、质量上作出突破。而高压水除鳞系统在突破中起至关重要的主导作用，特别是除鳞流量及压力的正确适配起主要作用。因现有产线布局为棒材生产线、高线生产线、高棒生产线并排设计，高线生产线及高棒生产线共用1套高压水除鳞系统,棒材生产线并没有考虑除鳞系统。在实际生产中，只能实现高线生产线或高棒生产线单线除鳞,极大地制约了品种钢的开发，而且压力不稳定，造成氧化皮残留较多。为了最大限度地扩大产品生产范围，提升表面质量，节约设备投入，最终通过对现有设备的改进，实现了棒材生产线、高线生产线、高棒生产线均可以单独投入除鳞系统，也可以任意两条线投入除鳞系统，极大的丰富了产线生产品种规格收到了良好效益。

2、改造需求

现有产线工期为坏利新面150x150mm㎡方坯，长度约12m,辊道成行速度1~1.5m/s，原有除鳞系统为变频控制，可现在系统不需要水的候泵组通过变相降低转速。卖现节统当系读需要水的时候，要组马上升速、加压供水，实现周期性的玩作、系统设计额案出口本不额定22MPa，出口水量额定32m³/h,同时可根据流量压力需求调整频率，实现稳定供水。该系统设有高压除鳞泵3台，额定功率200KW，采用并联方式、水泵高压出水侧设置有止回线、除鳞时单台水泵向高线生产线或高棒生产线除鳞环供水，实现除鳞，实际生产特殊钢种时，往往采用两台水泵同时工作才能达到除鳞效果，导致维护量激增;部分钢种除鳞时还会出现氧化铁皮碳碎、未能剥落除不干净的现象，所以有改造的需求。为满足品种钢生产需要。结合间歇使用除鳞系统的特点及现场布局提出如下设计要求:即利用原有泵站空间排布新的除鳞系统;所有电器设备设施利旧;增设第三个除鳞点，也就是棒材除鳞点位;新的除鳞系统既可以实现单线除鳞，也可以实现任意两条生产线除鳞;能够兼顾低合金钢及Cr、Ni含量高的合金钢除鳞:另外能兼顺节能降耗等。

3 、方案设计

3.1、优化除鳞方案

考虑到将来的生产情况，产线可能涵盖热轧带肋钢筋、优质碳素结构钢、优质碳素钢热轧盘条、焊接用钢盘条、冷镦钢和冷挤压钢等多类产品。选择合适的除鳞方案是成败的关键而喷嘴及除鳞环的喷嘴布置可以起到节能降耗，改善除鳞效果的目的，是设计的切入点。而喷嘴的喷射高度、扇形面重叠量、喷嘴间距、端面富裕量、平均打击力是设计的关键[1]。根据资料测算普碳钢需要17MPa的水压下提供的打击力才能去除氧化铁皮，而Cr、Ni含量高的合金钢产生的氧化铁皮至少需要20MPa以上的打击力才能去除。因此选择高压水喷嘴要考虑除鳞工艺要求、除鳞效果和经济性等各方面因素，选择合适的喷嘴可以提供较好的打击力，良好的布置形式可以提高除鳞效果，减少能源损耗，经过计算，初步选择除鳞环中喷嘴的喷射距离为100mm喷嘴问距为58mm,每个除鳞环使用12套喷嘴，每3个为一组，通过合理的设计排布角度，可以满足生产需要，预计单线除鳞时耗水21m³/h由于原设计为32m³/h的水量需求，有节能的效果。借鉴斯普瑞产品手册，经过测算设定了相关生产需求下的除鳞方案(见表1选择普碳钢除模时使用一台高压除鳞泵对应一个除鳞点，喷嘴为斯普瑞大打击力Pro系列产品型号为:Pro.3008E。当合金钢除鳞模式时运行二台高压除鳞泵。可以1个除鳞点除鳞;最多可以供2个除鳞点使用，但两个除鳞点不能同时除鳞，并且两个除鳞点间隔时间不少于4秒。除鳞箱喷嘴更换为喷头型号为:Pro.3016E，除磷环不做变更，仅对喷嘴进行更换。

3.2、水泵选择

因为原有变频器对应电机为200Kw，因此需要校核现有方案下的设备能力。而且除鳞泵选型时应该满足总是Q泵≥Q喷，泵的额定流量为Q泵，除鳞所需要的水量为Q喷，根据复式除鳞泵功率计算公示:

N=P*Q/(3.65*u)(泵效率)

P--除鳞泵供水压力20~25MPa

Q-喷嘴总流量最大21m3/h

u--泵效率0.8~0.85

选择最大除鳞压力25MPa，喷嘴总流量最大21m3/h，往复泵功率为180Kw。现有变频能力基本可以满足电机工作需要。为降低设备维护频率及后续备件有效供应。水泵部分采用三柱塞模式，尽可能增大柱塞直径，降低水泵往复速度。综上选择柱塞直径70m泵速210次/min，额定工作压力:25MPa，可以长期提供稳定工作压力23MPa~25MPa。为保护水泵正常工作，在整个系统中，需设置三个保护点，当压力超过25.5MPa时，低压循环阀打开、系统卸压，形成低压回路，保证水泵安全:当系统压力超过26.0MPa时，泵自动跳闸:当前两个电气自动保护系统都失灵的情况，压力超过27MPa时，安全阀起跳，系统卸压，该安全就近安装在水泵出口处。

3.3具体系统设计

高压水除鳞系统的主要为低压供水泵、除鳞泵、闸阀、循环阀、喷射阀(除鳞阀)全阀、蓄能器等组成，因本次改造空间不足，变频柜功率能够满足使用工况，因此设计包括低压供水泵、过滤器、除鳞泵、闸阀、循环阀、喷射阀(除鳞阀)、安全阀、变频等主要部件，预留第3台备用泵位置，以上阀门开闭除闸阀外均为气动控制，有位置检测显示，可以在操作界面实现自动控制。操作控制界面可以完成水泵的高、低频率设置，便于调整相关钢种的除鳞压力:也可进行除鳞过程延时控制，可以有效改善坯料头尾的除鳞效果;也可通过除鳞管路在线的压力继电器监控除鳞压力情况。具体方案(见图1)为单除鳞点单泵除鳞:如选择除鳞泵1工作，沿线闸阀开启状态，气动喷射阀4始终关闭，除鳞泵1进入低频运行状态，气动循环阀1开启，对应气动喷射阀开启，其余气动喷射阀均处于关闭状态，当 HMD检测到钢坯到达时，除鳞泵1开始升频到除鳞状态并运行一定时间(根据除鳞时间调整),气动循环阀1关闭，除鳞环开始除鳞，待除鳞完成后，除鳞泵降频，系统压力降低，所有网门状态回归原状态。如选择除鳞泵2工作，同理。

单除鳞点双泵除鳞时:需选择除鳞泵1和除鳞泵2，除鳞泵进入低频运行状态气动喷射阀4开启，对应除鳞点的气动喷射阀开启，所有气动循环阀开启，当HMD检测到钢坯到达时，所有除鳞泵开始升频到除鳞状态并运行一定时间(根据除鳞时间调整)，所有气动循环阀关闭，除鳞环开始除鳞，待除鳞完成后，除鳞泵降频，系统压力降低，所有阀门状态回归原状态。

双除鳞点双泵除鳞时:需选择除鳞泵1和除鳞泵2投用，除鳞泵进入低频运行状态气动喷射阀4关闭，可实现除鳞泵1对棒材或高线除鳞;除鳞泵2对高棒除鳞。需选择其余双点除鳞时，除鳞泵1和除鳞泵2投用，除鳞泵进入低频运行状态气动喷射阀4开启，待当HMD检测到钢坯到达时，进入运行状态。如生产合金钢配合Pro.3008E 喷嘴，如生产水电钢配合 Pro. 3016E 喷嘴。

检修状态时，维修点前端的闸阀关闭，保证检修人员及设备安全。

4、改造效果

改造完成后，经过1周的调试，该系统投入使用，从18MPa-25MPa进行了除鳞测试，积累了可靠的数据，除鳞效果明显得到改善，单线及双线除鳞均达到了普碳钢坯料氧化铁皮除净率≥98%，焊线钢等合金钢坯料氧化铁皮除净率≥95%的考核指标，为品种钢开发打下了良好的基础而且拓宽了产品轧制范围。其次泵速明显下降，设备维护，备材消耗均达到了预期目标，取得了可观的经济效益。

5、结语

本次除鳞系统改造，是顺应生产工艺需要，设备工程技术人员参与度较高的改造，改充分考虑到单线或双线，普钢及特种钢多重生产模式需求，对除鳞系统原理进行了优化，并预留了备用泵的引入条件，同时优化了除鳞环喷嘴形式，将原来的14个喷嘴减少为12提升了相应打击力，取得了很好的效果。同时也参与了程序编写,深刻领悟了设备控制原理对后续的设备维护，为稳定运行打下了良好的基础。

参考文献:

【1】朱海军不锈钢高水除喷嘴优化选择流程图【J】，轧钢，2015年第3期

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