厚板軋機高壓水除鱗系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制

楊秀超

（江蘇江陰興澄特種鋼鐵有限公司214400）

厚板軋機高壓水除鱗系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制

楊秀超

（江蘇江陰興澄特種鋼鐵有限公司214400）

面對鋼鐵市場的嚴峻形勢，拓寬產(chǎn)品結構開發(fā)品種、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量及服務是鋼企生存之道。隨著客戶對鋼板表面質(zhì)量要求的提高，對高壓水除鱗的使用也要求越來越高，但高壓水除鱗占了生產(chǎn)成本的大頭。如何有效使用高壓水除鱗系統(tǒng)，既要保證鋼板表面除鱗效果，又要最大限度控制好生產(chǎn)成本，公司對高壓水除鱗系統(tǒng)的配置和控制方式進行了改進和優(yōu)化。

厚板軋機；高壓水除鱗；蓄能器；節(jié)能

1 現(xiàn)有除鱗泵站配置及軋制除鱗工藝

1.1 除鱗泵站設備配置

1.1.1 高壓離心泵

壓力：225bar，流量：450m3/h，轉數(shù)4800rpm。

1.1.2 高壓電機

功率：4300kW，電壓：6kV，轉數(shù)1450rpm，變頻調(diào)速。

1.1.3 傳動方式

電機+增速機+高壓離心泵。

1.1.4 供水方式

采用離心泵直接供水：根據(jù)軋制除鱗信號，變頻器控制高壓電機升速/降速運行，當需要除鱗時，變頻器控制電機+高壓離心泵高速運行；不需要除鱗時，變頻器控制電機+高壓離心泵低速運行；調(diào)速范圍40～100%：600～1450rpm，負載電流110～350A，泵出口壓力：195～225bar。

1.2 除鱗點設置及流量

爐后除鱗：坯料長度3m&8m；運行速度：0.8m/s；噴射閥滯后4s；除鱗時間：9～14s；粗軋機：中間坯max40m軋制速度2.5m/s；噴射閥滯后4s；除鱗時間：20s；

精軋機：成品max70m軋制速度3.5m/s；噴射閥滯后4s；除鱗時間：24s。

運行三臺泵：

（1）滿足DS雙排、R+F和DS單排+R&F二點除鱗，除鱗點壓力＞22MPa，除鱗泵過剩能力17～27%；

（2）DS雙排+F和DS單排+R+F三點除鱗，除鱗點壓力＜18MPa，除鱗泵欠能力14.4～18.1%。

運行二臺泵：

（1）滿足R&F單點除鱗壓力＞22MPa；除鱗泵過剩能力55～58%；

（2）DS雙排除鱗，除鱗壓力＜19MPa，除鱗泵欠能力9.6%。

運行一臺泵：

滿足DS單排除鱗，壓力＜19MPa；除鱗泵欠能力9.6%。

綜上分析，運行三臺泵也只能滿足二點同時除鱗的壓力，三點同時除鱗時，對長的鋼板，除鱗到后半段時壓力＜18MPa，鋼板表面不能滿足質(zhì)量要求，就會出現(xiàn)麻面、凹坑等缺陷。由于電機轉子轉動慣量大，且高壓離心泵是高轉速非容積式泵，其轉數(shù)與流量成一次方、與壓力成平方、與功率成三次方關系，因此電機升降速響應沒那么快。厚板軋制除鱗工藝是間斷、重疊用水方式，即使高壓離心泵采用變頻調(diào)速，不能完全滿足軋制除鱗工況需求。為了保證除鱗壓力，鋼板到達除鱗箱前，除鱗泵就升到高速，憋著壓力（最小流量閥打開），隨時準備除鱗。只有除鱗箱、粗軋、精軋三點都沒有鋼時除鱗泵才降到低速等待。實際生產(chǎn)中三點同時沒鋼的時間很少，但大部分時間是不在除鱗的，能耗就這么白白的浪費掉。多種因素造成了除鱗在整個生產(chǎn)工序中占了能耗的最大頭。

2 系統(tǒng)優(yōu)化改造

為了滿足鋼板除鱗的壓力要求，同時又要最大限度的降低生產(chǎn)成本，對整個除鱗系統(tǒng)的配置進行了改造，在原系統(tǒng)上增加蓄能器組；同時對除鱗泵的控制進行優(yōu)化。

2.1 采用高壓離心泵+蓄能器組

新增蓄能器組，隨著中厚板生產(chǎn)的發(fā)展，產(chǎn)品定位及表面質(zhì)量要求越來越高，對除鱗水量的要求也越來越大，水壓要求越來越高。這就要求蓄能器的容積越大越好，但受安全、加工難度、場地等限制，罐體又不能做到很大。根據(jù)三點同時除鱗的最大需求，選定高壓蓄能罐4臺，2臺水氣罐，2臺氣罐，單臺設備靜重約54t，設備高101700mm，外徑最大1800mm；罐體容積15m3，根據(jù)高壓離心泵工作壓力25MPa，確定蓄能器工作壓力為26MPa，設計壓力28MPa。

2.2 控制方式優(yōu)化

（1）不在除鱗的情況，除鱗泵降到低速運行（20%基速），最小流量閥打開，泵的負載很小，此時的系統(tǒng)壓力靠蓄能器保持。當蓄能器內(nèi)壓力小于設定值或液位低于設定值，除鱗泵升速，最小流量閥關閉，給蓄能器補水，補水完成后再次降到低速待命。

（2）除鱗的情況，當接到DS除鱗或DS+R+F重疊除鱗信號，主泵提前6s升速，系統(tǒng)壓力提升到工藝要求值，當鋼坯進入除鱗箱或軋機時，噴射閥自動打開，同時最小流量閥關閉，一臺除鱗泵和蓄能器同時供水除鱗。如鋼板比較長或多點重疊除鱗，水量和壓力跟不上除鱗，則副泵根據(jù)蓄能器設定壓力下限和二個除鱗點以上重疊除鱗信號升速運行，此時由兩臺除鱗泵和蓄能器同時供水除鱗。變頻器調(diào)速要求：20%↗99%≤5s。不同工況下除鱗泵和蓄能器供水情況：

①一臺泵運行：滿足DS雙排和R&F單點除鱗；高壓離心泵負載運行時間32s和40.16s；蓄能器進出水量3m3和2.8m3；

②二臺泵運行：滿足R+F二點；高壓離心泵負載運行時間26.471s，蓄能器進出水量達到4.77m3；

③二臺泵運行：在DS雙排（8m坯料）+R+F三點除鱗，高壓離心泵負載運行時間34.57s，蓄能器進出水量達到6.57m3。

2.3 改造成果

改造后除鱗系統(tǒng)運行穩(wěn)定，系統(tǒng)壓力滿足了多點同時除鱗的要求，最小壓力不低于20MPa，除鱗效果改善明顯。系統(tǒng)由原來的三臺泵同時滿負荷運行減配到目前的一主一副+蓄能器組方式運行，系統(tǒng)功率減少近一半，噸鋼電耗下降了9度左右。

3 結論

通過增加蓄能器組，優(yōu)化控制方式，系統(tǒng)壓力更穩(wěn)定，降低了電機和泵的高速運轉時間，延長了電機和泵的使用壽命，減少了維護工作量。不僅滿足了工藝對除鱗的要求，且取得了節(jié)能效果，創(chuàng)造了經(jīng)濟效益和社會效益。

[1]李成志，姚偉智.高壓水除鱗系統(tǒng)節(jié)能改進及存在的問題分析[J].鞍鋼技術，2006（1）.

[2]肖麗，陳池，顧威.高壓水除鱗系統(tǒng)的節(jié)能改造及控制方法.Baosteel BAC，2013.

TG333.7

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1004-7344（2016）28-0249-01

2016-9-11