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冶金連鑄設(shè)備水冷效果的影響因素分析與對(duì)策

2011-02-14 01:34:35郭峰
裝備制造技術(shù) 2011年11期
關(guān)鍵詞:效果生產(chǎn)設(shè)備

郭峰

(山東鋼鐵集團(tuán)有限公司萊鋼煉鋼廠,山東 萊蕪271104)

當(dāng)前,我國(guó)冶金行業(yè)連鑄設(shè)備在生產(chǎn)和使用過(guò)程中,其水冷程序尚無(wú)較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)用于衡量其冷卻效果,不僅生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)不同,水冷作業(yè)所產(chǎn)生的效果也有較大差別。這主要是因?yàn)橐苯鹦袠I(yè)的連鑄設(shè)備的水冷效果,會(huì)受到較多因素的影響,從而也很難以一個(gè)較為固定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)比較衡量。

1 連鑄設(shè)備水冷方法現(xiàn)存問(wèn)題

現(xiàn)階段,我國(guó)冶金生產(chǎn)企業(yè)普遍存在著連鑄設(shè)備生產(chǎn)水平和能力過(guò)剩的問(wèn)題。不僅如此,在連鑄設(shè)備水冷系統(tǒng)上,還存在其他較為明顯的問(wèn)題和缺陷,如水冷設(shè)備的用水點(diǎn)壓力為0.31 MPa,而供水量?jī)H達(dá)到100 m3/h,最不利的供水配置點(diǎn)為無(wú)水狀態(tài)。

但隨著我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)能力的不斷提升,轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能力的擴(kuò)大,鋼產(chǎn)量也在逐步上升,由原有較低的年產(chǎn)量140萬(wàn)噸逐漸提升至現(xiàn)有較高的300萬(wàn)噸,在該產(chǎn)量水平下,2#方坯連鑄設(shè)備基本能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),上述的生產(chǎn)能力過(guò)剩問(wèn)題得到了一定程度的緩解,但連鑄設(shè)備的水系統(tǒng)中所存在種種問(wèn)題,卻仍然亟待解決。

2 水冷效果不佳的原因分析

(1)我國(guó)冶金企業(yè)常用的2#方坯連鑄設(shè)備水冷系統(tǒng),以底部的集流盤(pán)集中供水為主要的供水方式。這種方式在進(jìn)行連鑄設(shè)備水冷的過(guò)程中,冷卻水是自下至上地流動(dòng),這種供水方法所產(chǎn)生的變化水壓和鑄坯所需水冷卻強(qiáng)度完全不同,方向恰恰相反,這就使得鑄坯得不到應(yīng)有的冷卻效果。在使用連鑄設(shè)備水冷系統(tǒng)處理殘鋼或出現(xiàn)漏鋼問(wèn)題時(shí),常常會(huì)造成集流盤(pán)產(chǎn)生不同程度的損壞現(xiàn)象,而這一問(wèn)題的處理難度通常很大,嚴(yán)重時(shí)甚至無(wú)法修復(fù)。而要對(duì)系統(tǒng)的損壞部分進(jìn)行更換,則會(huì)耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間,從而影響了冶金企業(yè)的正常生產(chǎn)活動(dòng)。

(2)2#方坯連鑄設(shè)備水冷系統(tǒng)的上端噴嘴分布模式較為均勻,而這種分布方式卻達(dá)不到鑄坯凝固的基本要求,從而導(dǎo)致鑄坯水冷時(shí)達(dá)不到平均冷卻的目標(biāo),嚴(yán)重影響了鑄坯的生產(chǎn)和使用品質(zhì),降低了鑄坯的使用壽命。在連鑄設(shè)備的日常生產(chǎn)過(guò)程中,如果遇到由結(jié)晶器的水環(huán)噴嘴阻塞所引發(fā)的水供應(yīng)量變小時(shí),系統(tǒng)噴淋集管上端的其他噴嘴也難以發(fā)揮其補(bǔ)充作用,從而產(chǎn)生漏鋼的問(wèn)題。

(3)連鑄設(shè)備鑄坯脫離結(jié)晶器之后,已沒(méi)有任何的支承,完全依靠拉橋設(shè)備所產(chǎn)生的拉坯力以及坯殼自身所提供的對(duì)鋼水的支承靜壓力,但結(jié)晶器在出口位置上配置的急冷水環(huán)僅僅能產(chǎn)生6 m3/min左右的噴水量,所以說(shuō),從實(shí)際的生產(chǎn)角度來(lái)看,這一噴水量是不能滿(mǎn)足坯殼厚度要求的,也更加易于產(chǎn)生漏鋼的問(wèn)題。如我廠的3#連鑄機(jī),其鑄坯斷面150 mm×50 mm,生產(chǎn)螺紋鋼,設(shè)備水冷系統(tǒng)采用噴水冷卻拉速基本在2.5~3.2 m/min,正常在3.0 m/min左右,目前二冷水壓力基本在0.8MPa,每流二冷水分為 0、1、2、3、4段,0段即為結(jié)晶器足輥段,每流總水量大約為70~90 m3/h,所以在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,這一問(wèn)題即特別明顯。

3 水冷效果的主要影響因素

(1)設(shè)備供水量。連鑄設(shè)備水冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供水量應(yīng)是130m3/h,這樣設(shè)計(jì)的主要目的,在于使作用于連鑄設(shè)備的負(fù)荷是熱與機(jī)械的合成載荷。但該設(shè)計(jì)有兩點(diǎn)缺陷:一方面是夾持機(jī)構(gòu)與火切割槍的冷卻水都是直排的軟化水,這樣就造成了較大的能源浪費(fèi)問(wèn)題;另一方面,輥道噴淋所使用的冷卻水卻僅僅用兩個(gè)直徑為4 mm的水孔進(jìn)行輸送,這種效率較低的輸水方式,并不能產(chǎn)生較好的冷卻效果。因此,需要在水冷作業(yè)前進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑旃ぷ鳎言瓉?lái)的夾持機(jī)構(gòu)和火切割槍的冷卻水分為兩個(gè)部分,火切割槍的冷卻水仍選擇軟化水循環(huán)利用的方式,而夾持機(jī)構(gòu)需改為使用設(shè)備水,并增加設(shè)備供水量;在原有的輥道噴淋設(shè)備基礎(chǔ)上增設(shè)兩個(gè)直徑為4mm的水孔,從而使設(shè)備的供水量增加15 m3/h,改造后的設(shè)備供水量達(dá)到150 m3/h。

(2)設(shè)備供水壓力。在原有的生產(chǎn)設(shè)計(jì)方案中,設(shè)備的供水壓力為0.4 MPa以上,在參考其他連鑄設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上,加之理論計(jì)算所得的用水設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的阻力損失,只要設(shè)備的供水壓力達(dá)到0.4 MPa,就能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)所需的水壓條件。

(3)設(shè)備用水的水質(zhì)條件。設(shè)備用水的原有設(shè)計(jì)水質(zhì),基本上能夠滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的基本要求。然而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,難免會(huì)出現(xiàn)水垢和其他懸浮物等問(wèn)題,水垢雜質(zhì)的產(chǎn)生會(huì)造成設(shè)備供水設(shè)施的堵塞現(xiàn)象。因此,在參照2#方坯連鑄設(shè)備運(yùn)行基本狀況分析的基礎(chǔ)上,要對(duì)原有設(shè)計(jì)加以改造,以減小Ca硬度和總體硬度。

4 提高連鑄設(shè)備水冷效果的主要措施

4.1 增加供水流量,提高設(shè)備供水壓力

冶金行業(yè)連鑄設(shè)備的設(shè)計(jì)供水量是150 m3/h,而單個(gè)水泵設(shè)備的限定供水量卻僅為90 m3/h,這種供水流量完全達(dá)不到生產(chǎn)的供水流量要求。然而在現(xiàn)階段我國(guó)冶金行業(yè)的平均生產(chǎn)水平條件之下,要改用更大流量的水泵或是增加現(xiàn)有水泵的供水量,卻是難以實(shí)現(xiàn)的。因此,根據(jù)我國(guó)冶金行業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況,應(yīng)拆除現(xiàn)有的旁濾清洗過(guò)濾設(shè)備,將供水管線(xiàn)與旁濾水泵相互連接,用“兩用一備”的供水方式替代原有的“一用一備”方式,從而提高連鑄設(shè)備的水冷效果,提高冶金企業(yè)的生產(chǎn)能力。

4.2 提高設(shè)備供水水質(zhì)

(1)在設(shè)備中增加清洗過(guò)濾器。一般連鑄設(shè)備水冷用水中所產(chǎn)生的雜質(zhì)顆粒,直徑為0.3 mm,為了防止雜質(zhì)顆粒造成供水管道阻塞,需要把旁濾清洗過(guò)濾器向供水點(diǎn)的前端遷移。這種清洗過(guò)濾器,采取雙層過(guò)濾的方式,首次過(guò)濾的雜質(zhì)為直徑5.5 mm的顆粒,二次過(guò)濾的精度為直徑0.1 mm的雜質(zhì)顆粒,設(shè)備中濾出的雜質(zhì)顆粒,將會(huì)在過(guò)濾器的反復(fù)清潔沖洗過(guò)程中自動(dòng)地排出設(shè)備,從而為水冷設(shè)備供水管線(xiàn)水質(zhì)的提高提供保證。過(guò)濾后,設(shè)備中將不會(huì)再出現(xiàn)直徑大于0.1 mm的雜質(zhì)顆粒。

(2)在設(shè)備中增加離子棒物理防垢設(shè)備。冶金生產(chǎn)用水的Ca強(qiáng)度為125 mg/L,硬度是430mg/L,這一數(shù)值高于供水的水質(zhì)。因此,如果對(duì)設(shè)備用水進(jìn)行處理軟化,則會(huì)消耗較大的一次性投資,且這種開(kāi)路的循環(huán)方式,會(huì)損失大量的設(shè)備供水,影響企業(yè)的生產(chǎn)收益,浪費(fèi)工業(yè)生產(chǎn)資源。所以,采用離子棒物理防垢技術(shù)較為適宜。離子棒能夠防止水中的mg、Ca等元素在器壁上結(jié)成雜質(zhì)水垢,使水垢實(shí)現(xiàn)快速溶解,已形成的水垢,也能夠逐漸脫落、侵蝕。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,由于冶金行業(yè)連鑄設(shè)備的水冷效果會(huì)受到設(shè)備供水量、供水壓力和冷卻水水質(zhì)等較多因素的影響,因而分析連鑄設(shè)備水冷效果不佳的原因也較為復(fù)雜。在進(jìn)行原因分析時(shí),要從技術(shù)、設(shè)備和其他因素等多方面加以考慮。同時(shí),為了提高連鑄設(shè)備的水冷效果,水冷作業(yè)人員必須要做到優(yōu)化作業(yè)程序設(shè)計(jì)、遵守技術(shù)操作規(guī)范、加強(qiáng)日常管理和水資源的優(yōu)化選取等方面的工作,從而不斷改善我國(guó)冶金行業(yè)連鑄設(shè)備的水冷效果,提高冶金企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)效率和設(shè)備生產(chǎn)品質(zhì)。

[1]陽(yáng)建輝.小方坯連鑄機(jī)二次冷卻水設(shè)備的改進(jìn)[J].湖南冶金,2010,(2):11.

[2]羅 露.連鑄機(jī)輥系水冷系統(tǒng)及干油潤(rùn)滑系統(tǒng)分析[J].重型機(jī)械,2010,(1):232-233.

[3]邊凌濤.連鑄設(shè)備水冷卻效果不佳的原因分析與解決措施[J].中國(guó)給水排水,2008,(24):32.

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