軋鋼線水除磷系統(tǒng)的研究及改造

李風(fēng)振

(萊蕪鋼鐵集團(tuán)，山東 萊蕪 271100)

軋鋼線水除磷系統(tǒng)的研究及改造

李風(fēng)振

(萊蕪鋼鐵集團(tuán)，山東 萊蕪 271100)

在分析并總結(jié)原軋鋼過程中水除磷工作系統(tǒng)的工作原理及過程，提出了水除磷系統(tǒng)在機(jī)械及電氣方面的改造方案。闡述了水除磷機(jī)械方面的改造，改善除磷效果，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，間接降低成本；實(shí)施了控制系統(tǒng)的節(jié)能改造，對(duì)電能和水能都大大降低，直接降低成本。運(yùn)行結(jié)果表明，該改造大大提高了水除磷系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和使用壽命，降低了能耗。

水除磷；改造；變頻器

1 概述

萊鋼特鋼大型成材車間所用水除鱗設(shè)備投入使用較早，主要由高壓泵、高壓噴射閥、高壓溢流閥、蓄能器及相關(guān)檢測(cè)輔助設(shè)備及自動(dòng)控制系統(tǒng)組成，工作原理為用高壓泵將低壓水強(qiáng)壓進(jìn)蓄能器,蓄能器內(nèi)的水囊受壓縮,水便形成工作所需壓力的高壓水,鋼坯信號(hào)一到,噴射閥打開,循環(huán)閥關(guān)閉,高壓水噴淋到鋼坯表面，起到除鱗效果。使用中從設(shè)備故障及運(yùn)行成本方面考慮，主要存在以下問題。

1.1 機(jī)械方面

（1）蓄能器皮囊壽命短。系統(tǒng)高低壓反復(fù)變化，導(dǎo)致蓄能器皮囊的經(jīng)常性損壞，影響水除鱗設(shè)備的正常使用；

（2）高壓噴射閥磨損快，壽命短，出現(xiàn)卡死現(xiàn)象；

（3）原有的高壓水除鱗設(shè)備在除鱗時(shí)，除鱗效果不是很理想，局部有明顯未除掉的氧化鐵皮，噴嘴也經(jīng)常性被堵塞；

（4）水箱為鋼制件，容易生銹，進(jìn)水口未設(shè)計(jì)安裝過濾裝置，水質(zhì)差，高壓泵柱賽損壞快；

（5）噴頭因水壓力較高，使用壽命較短。

1.2 電氣方面

（1）自動(dòng)控制程序不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)信號(hào)故障，控制閥組較多，容易出故障；

（2）電機(jī)采用軟啟控制不能隨時(shí)按照需要調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)噴頭被堵后容易造成壓力的不穩(wěn)定；在不噴時(shí)電機(jī)也高速運(yùn)轉(zhuǎn)，造成電能的浪費(fèi)；

（3）采用繼電器控制系統(tǒng)不可靠。

2 優(yōu)化措施

2.1 針對(duì)機(jī)械頻發(fā)故障采取相應(yīng)措施

（1）將出口高壓噴射閥去掉，安裝高壓過濾器；

（2）重新設(shè)計(jì)安裝新水箱，水箱采用不銹鋼薄鋼板焊接，進(jìn)水口增加過濾器，既保證了水箱的壽命，又保證了水的清潔度；

（3）去掉蓄能器。消除了蓄能器皮囊故障損壞的隱患；

（4）重新設(shè)計(jì)安裝除鱗噴射環(huán)，選用更合理高壓噴頭。

2.2 針對(duì)電氣穩(wěn)定性和節(jié)能型進(jìn)行優(yōu)化

（1）新上一套PLC（S7-200），利用PLC來完成對(duì)整套系統(tǒng)的控制；

（2）電氣系統(tǒng)將軟啟改為變頻控制，根據(jù)電機(jī)型號(hào)選擇變頻器為ATV71系列，這樣就可以根據(jù)鋼坯大小及材質(zhì)的不同通過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來達(dá)到需要的不同壓力，并能有效地保護(hù)電機(jī)；

（3）將進(jìn)水閥改為電動(dòng)進(jìn)水閥實(shí)現(xiàn)了水箱的供水自動(dòng)供水,高水位信號(hào)通知進(jìn)水關(guān),低水位信號(hào)通知進(jìn)水開,超低水位停泵。

3 系統(tǒng)優(yōu)化前后比較

3.1 系統(tǒng)改造前后工作原理圖（圖1、2）

3.2 改造后控制電路圖（圖3）

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1 直接效益

項(xiàng)目實(shí)施后，從加熱爐出來的紅熱鋼坯表面的氧化鐵皮得到了徹底的噴除，有效提高了成品鋼材的表面質(zhì)量。

根據(jù)前期備件消耗統(tǒng)計(jì)，以往每年要消耗備件費(fèi)用20萬元方能保證水除鱗設(shè)備的正常運(yùn)行，改造后，年消耗備件費(fèi)用只有2萬元，年可節(jié)約備件成本：20萬元-2萬元=18萬元。

圖1 改造前

圖2 改造后

圖3

本次投資13萬元，使用壽命為10年，則年均損耗1.3萬元。

所以年直接效益為18萬元-1.3萬元=16.7萬元。

4.2 間接效益

由于水除鱗設(shè)備的良好運(yùn)行，從加熱爐出來的紅熱鋼坯表面的氧化鐵皮被完全沖洗掉，有效提高了成品鋼材的表面質(zhì)量，有利于特鋼事業(yè)部的鋼材產(chǎn)品搶占市場(chǎng)，贏得榮譽(yù)。

4.3 綜合效益

投資：本次改造投資13萬元，使用壽命10年，年均1.3萬元。

18萬元-1.3萬元＝16.7萬元/年。

5 結(jié)語

通過以上措施的優(yōu)化改造，大型水除鱗除鱗效果明顯好轉(zhuǎn)；減少了一些故障點(diǎn)，使整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性大大增加，減少了維護(hù)量；實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，減少了人工操作；使用變頻后能根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而有效地降低電機(jī)電流，節(jié)約了電能。

TG333；TP273

A

1671-0711（2017）04（下）-0176-02