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1、粗轧炉后除鳞集管及喷嘴的性能优化改造 摘要 初轧炉后除鳞集管是除掉一次氧化铁皮的关键步骤 ,所以它的 效果好坏直接涉及粗轧中间坯料的板面质量 ,而原除鳞箱的集管存在 很多弊病 ,通过对集管及喷嘴的改造 ,改善了除鳞效果，提高了产量。 关键词 除鳞集管 喷嘴 弊病分析 改进及效果2150 宽带轧线自投产以来，高压水除鳞 （氧化皮俗称鳞：是形成 带钢产品表面缺陷的一个主要因素， 轧制过程中如不能及时除去， 会 熔入钢坯表层，影响带钢产品质量。 ）系统一直成为制约产品质量、 产量的瓶颈，高压水除鳞系统原设计打击能力低， 除鳞效果差， 带卷 表面发红发黑， 质量相比国内其它热轧带钢厂家较差， 严重影响
2、到产 品质量形象， 经常发生的质量异议给公司带来巨大的经济损失。 主要 表现在：1、除鳞效果差。2、电耗指标超高。3、除鳞泵寿命短，轧制节奏缓慢。 改造前系统的设备现状1、除鳞效果差：根据对板坯打击力控制理论的研究，除鳞效果 的好坏与打击力的大小有直接关系，在整个系统压力稳定的前提下， 打击力与喷嘴的流量、 喷嘴的喷射角、 集管到钢坯表面的喷射距离三 个方面有关。通过对粗轧除鳞箱除鳞位置的喷嘴喷射角进行充水测量， 喷射角 与原设计不符合， 实际加工制作喷嘴喷射角均大于设计喷射角， 导致 除鳞打击力偏小。通过对宝钢、 武钢等同类型钢厂考察学习， 并咨询德国莱克勒喷 嘴公司， 发现除鳞系统粗轧除鳞
3、集管和初轧板坯喷射距离过大， 导致 炉后粗轧除鳞打击力减小， 特别是炉后粗轧除鳞为第一道除鳞， 改造 前对带卷的表面质量起着关键作用。炉后除鳞箱水嘴型号：642.766.27 （德国莱克勒）25MPa时流量 为 91.71 L/min,20MPa 时流量为 82.02 L/min ，喷射角度 30°。入口：上、下各 36个，共计 72 个，间距 60mm；出口：上、下各37个，共计74个，间距60mm偏中心30mm 入出口共计：146个，上下喷嘴距离辊道上辊面 200mm重叠量 5mm。2 、电耗指标超高。原设计上 3 台除鳞泵二用一备，单台额定流量 350 m3/h ，实际轧 制过
4、程中最大除鳞用水量为983 n3/h，显然二台水泵的供水量无法满 足使用工艺要求，需三台泵并联运行，每年仅电费一项就增加近 200 多万元。3、除鳞泵寿命短，轧制节奏缓慢。由于设备本身设计缺陷， 除鳞泵频繁返厂维修， 自投产以来多数 时间为二台水泵运行， 在此情况下， 只允许单点除鳞，不允许 2 点同 时喷射除鳞，轧制节奏非常缓慢，约 6 分钟轧一块钢，每天产量在 5000t 左右，根本无法确保全年产量任务的完成。经与国内同类型厂 家交流， 国内大多数厂家采用的是七级除鳞泵， 而十级泵常用于水质 较好的系统，如水利、 发电等，显然板带厂原有两台十级泵并不适用 于水质较差的浊环水。同时，轧线除鳞
5、用水量大于水泵额定供水量， 水泵始终处于大流量运行状态， 引起十级泵长轴产生挠性变性， 导致 叶轮口环磨损，水泵串压失效。技术改进在保持整个除鳞系统额定压力不变的情况下， 选用优性能莱克 勒进口喷嘴，通过减小喷嘴喷射角和集管到钢坯的喷射距离，提高 板坯表面打击力，特别是炉后初轧除鳞一定要达到0.6 N/mm2以上,提高第一道除鳞效果。 提高打击力的前提下， 粗轧除鳞选用双排除鳞， 水量控制在 350 m3/h 左右，实现单台水泵运行。改造原则是在提高除鳞打击力或打击力基本不降低的前提下降 低粗轧除鳞喷嘴总流量， 使粗轧除鳞和精除鳞单排除鳞， 实现单台水 泵运行。为此，我们对除鳞点喷嘴分别进行改
6、造。1、除鳞喷嘴改造选用莱克勒进口喷嘴： 682.726.H7, 喷嘴角度与流量： 26 度， 63.64L/min 。原喷射角 30 度，流量为 82.02 L/min 。喷嘴安装位置：距钢坯上下表面：140mm改造前距钢坯上下表 面 200mm。喷嘴间距： 60 mm。喷嘴数量： 36 个 36*60=2150 mm 。喷嘴有效除鳞宽度： 2150 mm。高压水流量：单集管： 63.64 *36=2291.04L/min=137m 3/h 。 单排集管除鳞高压水流量：137m3/h 。双排集管除鳞高压水流量： 274m3/h 。2、打击力： 喷射流量与打击力成正比，在系统许可情况下，尽量选
7、用流量大的喷嘴可以增加除鳞效果。 同时从上式可知，在一定的压力和流量下， 喷嘴的喷射角对除鳞系统的打击力影响非常大： 喷射角越小， 喷射面 积越小， 喷射冲击压力则越大。现在用的喷嘴基本有四种喷射角，分- 4 -别为40°、30°、26°、22。这四种喷射角的喷嘴之间的喷射打 击力的相互关系为：<5<53040Pi40 : Pi30 = tan ：tan 2 2可得：Pi30=1.36 Pi40同理可得：R26 =1.58 P i40， R26 = 1.16 P i30 o Pi22 = 1.87P i40 可见喷射 角从40°减小到30&#
8、176;,打击力可提高36%从40°减小到26°，打 击力可以提高58%从40°减小到22°,打击力可以提高87%从 30°减小到26°也可提高16%3、高压除鳞泵的运行方式由原来的并联运行改变为二用一备。粗除鳞箱下集管提高 60mm上集管压下60mm喷射距离由200mm降低到140mm水泵寿命短的现状依然没有得到有效解决，总供水量降低以后，十级泵的寿命由原来的1个月增加到2个月，但还远远不能满足轧钢 快节奏生产的要求，这一点已经向公司打报告并获得批准，用性能可 靠的七级除鳞泵全部替换原来的十级泵。2008年4月份，先后完成了粗轧除鳞
9、喷嘴的更换，除鳞打击力 大大提高，除鳞效果得到改善。改进前和改进后带卷表面对比如图（一）和图（二）：图（一）改造前带卷表面质量图（二）改造后带卷表面质量结束语改造上总体是成功的，改造后改善了带卷表面质量，减少了质量 异议，为鞍钢赢得了效益。改造后实现了双台水泵运行，现场备机为二用一备，提高了设备可靠性，避免了因为设备停机造成的停产、减 产事故的发生。-5 -使用情况报告 ：2008年4月完成2150m宽带高压水除鳞喷嘴与集管优化改造后， 设备运行稳定，为鞍钢创得巨大的经济效益，主要表现在：1 、除鳞泵运行实现二用一备自2150宽带高压除鳞泵系统喷嘴实施上述优化改造后， 双台水泵 就完全满足使用
10、要求，减少一台3150KW电机的投入运行。改造后系统 运行稳定，高压水压力波动仅在1.5MPa左右，除鳞效果得到改善，由 除鳞效果引起的质量异议明显减少。2、提高轧制节奏，释放产能高压水除鳞喷嘴上述优化改造后， 即使备用水泵返厂维修， 双台 水泵运行就能满足快节奏的生产需要，轧制速度保证在 3min/ 每块钢 左右，产能得到释放，日产量在8000t以上，使年产量达到350万吨以 上成为可能。3、降低固定资产的投资经考察国内同类型热轧板厂， 宝钢高压水除鳞系统同类型除鳞泵 为三用二备， 鞍钢仅二台除鳞泵就满足了工艺要求， 除鳞设备达到国 内领先水平，在固定资产投资方面大大降低了设备成本。- 6 -