轧钢线水除磷系统的研究及改造

李风振

(莱芜钢铁集团，山东 莱芜 271100)

轧钢线水除磷系统的研究及改造

李风振

(莱芜钢铁集团，山东 莱芜 271100)

在分析并总结原轧钢过程中水除磷工作系统的工作原理及过程，提出了水除磷系统在机械及电气方面的改造方案。阐述了水除磷机械方面的改造，改善除磷效果，延长设备使用寿命，间接降低成本；实施了控制系统的节能改造，对电能和水能都大大降低，直接降低成本。运行结果表明，该改造大大提高了水除磷系统运行的稳定性和使用寿命，降低了能耗。

水除磷；改造；变频器

1 概述

莱钢特钢大型成材车间所用水除鳞设备投入使用较早，主要由高压泵、高压喷射阀、高压溢流阀、蓄能器及相关检测辅助设备及自动控制系统组成，工作原理为用高压泵将低压水强压进蓄能器,蓄能器内的水囊受压缩,水便形成工作所需压力的高压水,钢坯信号一到,喷射阀打开,循环阀关闭,高压水喷淋到钢坯表面，起到除鳞效果。使用中从设备故障及运行成本方面考虑，主要存在以下问题。

1.1 机械方面

（1）蓄能器皮囊寿命短。系统高低压反复变化，导致蓄能器皮囊的经常性损坏，影响水除鳞设备的正常使用；

（2）高压喷射阀磨损快，寿命短，出现卡死现象；

（3）原有的高压水除鳞设备在除鳞时，除鳞效果不是很理想，局部有明显未除掉的氧化铁皮，喷嘴也经常性被堵塞；

（4）水箱为钢制件，容易生锈，进水口未设计安装过滤装置，水质差，高压泵柱赛损坏快；

（5）喷头因水压力较高，使用寿命较短。

1.2 电气方面

（1）自动控制程序不稳定，经常出现信号故障，控制阀组较多，容易出故障；

（2）电机采用软启控制不能随时按照需要调节电机转速，当喷头被堵后容易造成压力的不稳定；在不喷时电机也高速运转，造成电能的浪费；

（3）采用继电器控制系统不可靠。

2 优化措施

2.1 针对机械频发故障采取相应措施

（1）将出口高压喷射阀去掉，安装高压过滤器；

（2）重新设计安装新水箱，水箱采用不锈钢薄钢板焊接，进水口增加过滤器，既保证了水箱的寿命，又保证了水的清洁度；

（3）去掉蓄能器。消除了蓄能器皮囊故障损坏的隐患；

（4）重新设计安装除鳞喷射环，选用更合理高压喷头。

2.2 针对电气稳定性和节能型进行优化

（1）新上一套PLC（S7-200），利用PLC来完成对整套系统的控制；

（2）电气系统将软启改为变频控制，根据电机型号选择变频器为ATV71系列，这样就可以根据钢坯大小及材质的不同通过改变电机的转速来达到需要的不同压力，并能有效地保护电机；

（3）将进水阀改为电动进水阀实现了水箱的供水自动供水,高水位信号通知进水关,低水位信号通知进水开,超低水位停泵。

3 系统优化前后比较

3.1 系统改造前后工作原理图（图1、2）

3.2 改造后控制电路图（图3）

4 经济效益分析

4.1 直接效益

项目实施后，从加热炉出来的红热钢坯表面的氧化铁皮得到了彻底的喷除，有效提高了成品钢材的表面质量。

根据前期备件消耗统计，以往每年要消耗备件费用20万元方能保证水除鳞设备的正常运行，改造后，年消耗备件费用只有2万元，年可节约备件成本：20万元-2万元=18万元。

图1 改造前

图2 改造后

图3

本次投资13万元，使用寿命为10年，则年均损耗1.3万元。

所以年直接效益为18万元-1.3万元=16.7万元。

4.2 间接效益

由于水除鳞设备的良好运行，从加热炉出来的红热钢坯表面的氧化铁皮被完全冲洗掉，有效提高了成品钢材的表面质量，有利于特钢事业部的钢材产品抢占市场，赢得荣誉。

4.3 综合效益

投资：本次改造投资13万元，使用寿命10年，年均1.3万元。

18万元-1.3万元＝16.7万元/年。

5 结语

通过以上措施的优化改造，大型水除鳞除鳞效果明显好转；减少了一些故障点，使整个系统的安全可靠性大大增加，减少了维护量；实现了自动化，减少了人工操作；使用变频后能根据实际情况调节电机转速，从而有效地降低电机电流，节约了电能。

TG333；TP273

A

1671-0711（2017）04（下）-0176-02