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    轧机冷却水_高速线材精轧机组浊环冷却水系统改造

    时间:2019-03-29 03:28:41 来源:柠檬阅读网 本文已影响 柠檬阅读网手机站

      摘要:循环冷却水在生产过程中起着至关重要的作用,高速线材精轧机组浊环冷却水可以把轧辊从轧件处获得的热量带走,防止辊环炸裂。高速线材正常轧制过程中,因冷却水压力偏低,水质较差等原因造成辊环炸裂、辊环表面出现麻面凹面等问题,通过对精轧冷却水系统的改造,辊环炸裂现象得到有效控制,大大降低了辊环消耗。
      关键词:高速线材;精轧机组;浊环冷却水系统改造
      中图分类号:TG333     文献标识码:A     文章编号:1009-2374(2012)15-0038-02年产50万吨的高速线材生产线主要产品规格为:圆钢的ф5.5~ф14mm光面线材,生产钢种为碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢、合金结构钢等,成品均为一火成材。高速线材生产工艺为加热、轧制、控制冷却及成品收集等工序,整个轧制工艺全部采用连续化自动控制。
      1 精轧机冷却系统
      精轧机前后设有穿水冷却装置,需要穿水冷却的轧件,根据轧制的钢种、规格和速度,进行不同水量的冷却,以获得良好的金相组织和机械性能。在精轧机前后设有穿水冷却装置,精轧机前水冷线长23424mm,1个水箱,精轧后水冷线长59940mm,4个水箱,水箱长度6030mm,水冷线上装有水冷喷嘴和压缩空气喷嘴。水箱数及每个水箱的冷却喷嘴数来控制精轧入口处轧件温度及线材吐丝温度。
      1.1 精轧机冷却系统问题
      在生产过程中精轧机组一个月内连续出现了辊环炸裂、辊环表面出现麻面凹面现象,造成了辊环消耗量大,成本增加的问题。辊环炸裂原因有多种情况:一是辊环材质达不到使用要求。精轧机所用辊环材质是高钴碳化钨辊环,此种辊环优点:耐酸,对于冷却水pH值要求要低,可以中性水质也可以是弱碱性水质。二是冷却水压力低,辊环冷却效果不好造成炸裂。高速线材正常轧制过程中,热轧件与精轧机的轧槽表面接触,使辊环表面温度升高,这部分金属要产生膨胀,而辊环深层的金属温度由于温度升高不大,膨胀较小,就会对轧辊表面金属产生压应力;反之,当轧辊表层被冷却水急冷后,表层金属收缩,而深层的金属收缩不如表面金属大,就会对表层的金属产生一个拉应力,这种反复交变的热应力是造成轧辊产生热疲劳裂纹的根本原因。三是冷却水质差,含有杂质。水冷线上的水冷喷嘴口径5mm,冷却水中含有杂质会出现堵死水冷喷嘴的现象,从而导致辊环炸裂。四是辊环本身有裂纹。辊环在下线磨削过程中,没有彻底磨平,从而导致辊环炸裂。
      经过对以上各种成因的多次研究比较,精轧机冷却水压力低可能是造成辊环炸裂的主要原因。经过查阅资料,为减少疲劳产生的裂纹,必须用冷却水把轧辊从轧件处获得的热量带走,从而减少轧辊的温升,减少表层金属的热膨胀。当轧件与轧辊表面接触时,轧辊表层金属可达500℃~600℃,冷却水喷到炽热的辊环表面,会形成一层汽膜,覆盖其下面的轧辊表面,严重地影响了冷却效果。研究表明,当冷却水的压力达0.5MPa以上时,蒸汽膜会被冲破,从而使冷却效果明显提高。一般在高线轧机的精轧机组,冷却水的压力宜采用的范围为0.5~0.6MPa。精轧机组辊环及导卫冷却用水量原设计共计350m3/h,冷却水压力0.5MPa左右,从现场使用情况来看冷却水压力偏低,因此解决精轧机组冷却水系统问题成为生产中的重中之重。
      2 精轧机组冷却水系统改造
      针对辊环炸裂问题从冷却水的两个方面进行改造,一是提高冷却水压力,二是改善冷却水的
      水质。
      2.1 增加冷却水压力、流量
      为提高冷却水的流量及压力,达到更好的冷却效果,决定为精轧机组单独增加一套供水系统。
      供水泵组的选型。浊环冷水池内的循环水经过化学除油除污器处理、冷却塔降温后,可以直接用来设备冷却,所以决定将供水泵进水管道直接安装在冷水池内。考虑到此次改造工程是在原有的浊环冷水池中施工,既不能影响生产的正常进行,安装进水管道时又不能破坏原浊环冷水池,因此供水泵选用了两台无密封自吸泵,即可直接安装又可以保证冷却水的压力及流量。
      原精轧机组冷却水压力一般在0.5MPa左右,计划将冷却水压力提高至0.6MPa以上。考虑泵体及管道压力损失供水压力要求在0.8MPa左右,选择自吸泵型号:0WFB-E2*2,流量400m3/h,扬程80m。
      从现有循环水泵房布局来看,两台无密封自吸泵可以安装在盘螺浊环水泵房内,进水管道接入浊环冷水池中。精轧机组供水管道从浊环冷水池内引出,管道架空敷设至精轧机组,回水直接流入冲渣沟内。原精轧机组冷却水管道保留,以便检修时
      使用。
      2.2 提高冷却水水质
      精轧机组的冷却对冷却水的水质要求也很高,浊环循环冷却水经过旋流沉淀池沉淀,能够去除氧化铁皮等大颗粒杂质。再经过化学除油除污器除去冷却水中的油污,但循环水中仍含有一些细小颗粒杂质,很难达到水质要求。水冷线上的水冷喷嘴口径5mm,经常出现氧化铁皮堵死水冷喷嘴的现象。并且水冷装置本身就是合金钢件,自身生锈,这些细小的杂质会对辊环的冷却造成很大影响。因为冷却水中含有杂质时冷却水压力不稳,从而导致辊环冷却面不均,也可能造成辊环炸裂,因此在冷却水的供水管道中增加管道过滤器是解决以上问题的简易方法。
      考虑成本及安装的问题,可以在供水管道上自制简易过滤器。选用1米长一截焊管,管径Φ273(与现场供水管道管径相同),两边焊上同管径的法兰,过滤网使用180目的不锈钢网制成。过滤器中间位置安装一截与主管成60°角的水管,将过滤网卷成圆筒放进斜管道中,这样冷却水经过过滤器时可以将细小的杂质过滤掉以保证水质达到要求。管道过滤器在每月的定修时可以拆开清理杂质,并保证过滤器的正常使用。
      3 投资概算及效益
      经过改造后,过钢量超过了设计要求,辊环过钢量增加了1500吨,且成功的消除了轧槽的麻面、凹坑、热裂纹等现象,班中很少出现换辊现象,产量得到了保证。热裂层很浅,大约为0.1~0.15mm。下表为辊环改造前后的效益分析。
      表中设改造前过钢量为N,辊环改造后的平均过钢量约为1500吨。由上表可以得出每年可节约成本(2559660-1687200)=872460元。
      4 结语
      该项改造投入使用后,辊环炸裂现象得到有效控制,大大降低了辊环消耗。辊环单槽过钢量增加,使辊环的在线使用时间延长,从而减少了辊环更换次数,提高了作业率。同时辊环加工人员及轧钢操作人员的工作量也随之减少,此项改造创造了相当可观的经济效益。
      参考文献:
      [1] 乔德庸,李曼云.高速轧机线材生产[M].冶金工业出版社,2009.
      作者简介:段立娟(1980-),女,河北唐山人,日照钢铁有限公司棒材厂助理工程师,研究方向:给水排水;陈金兵(1982-),男,江苏泰州人,日照钢铁有限公司第一炼钢厂助理工程师,研究方向:给水排水。
      (责任编辑:周加转)

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