高压水除鳞技术在合金钢棒材生产中的应用

莱钢科技　第６期（总第１５６期）　高压水除鳞技术在合金钢棒材生产中的应用　狄云峰，李修峰，刘亚丽，温建波　（特钢事业部）　

摘要：主要介绍了高压水除鳞系统在合金钢棒材生产中的应用情况。此系统的投入使用．提　高了钢材表面质量，取得了良好的效果。　关键词：氧化铁皮高压水除鳞舍金钢表面质量　

０前言　在热轧钢材生产过程中，钢坯表面的炉生氧化　铁皮是影响钢材表面质量的主要原因之一，使钢材　表面产生凹坑、麻点、氧化铁压入等多种产品缺陷。　为了解决这一问题，国内外已经采用多种除鳞方法。　相比之下，高压水除鳞技术具有适应钢种范围广、除　净率高、综合成本低等优点，在热态除鳞和冷态除鳞　中得到了广泛应用，成为当今除鳞方法的主流。特　钢事业部小型成材车间生产工艺为：加热一　５０×　１轧制一热剪切头、切尾一纵５Ｏ　Ｘ　６中轧一∞５０　Ｘ　６　精轧一冷却一冷剪（定尺、取样）一收集、入库，主　要生产　１２一　５　ｍｍ规格的合金棒材，品种有碳　结、合结、齿轮、轴承、锚链等。为提高合金钢棒　材表面质量，该车间在加热炉与　５０轧机之间新　增一套高压水除鳞装置，用来去除连铸坯表面氧化　铁皮。　

１　高压水除鳞装置的系统组成及工作原理　高压水除鳞的机理为：红钢坯在经过除鳞点时，　由高压泵站产生的高压水经喷嘴形成高速射流打击　到钢坯表面，在水流的冲蚀和剥离及热爆效应作用　下，钢坯表面的鳞皮迅速从其表面脱落下来。　高压水除磷系统组成及高压水除鳞原理如图　ｌ、２所示。其工作流程如下：该系统是以除鳞泵满　足除鳞用水的工作制，根据轧制坯料规格尺寸，采用　变频控制调整除鳞泵工作转速。高压水喷射用循环　阀组控制…。当热金属检测器（ＨＭＤ）检测到坯料　头部时，循环阀组关闭，高压水经喷嘴高速喷向坯　

作者简介：狄云峰（１９７３一），男，１９９６年毕业于上海冶金高等专科　学校压力加工专业。工程师，主要从事轧钢技术管理工作。　

料表面，清除坯料四周的氧化铁皮；当热金属检测　器检测到坯料尾部时，循环阀开启，除鳞泵卸荷，　低压水９８％回高位水箱，２％充填除鳞集水管，保　证集水管充满水，防止再次除鳞产生水力冲击，损　坏管网。　‘　

１一钢坯；２一探测器；３一除鳞箱；４一辊道　圈１　高压水除鳞装置系统组成　该系统采用高位水箱改善泵吸水状态、减少气　蚀、净化水质，同时具有储水、节水功能。根据轧制　钢种所需除鳞压力，选择予设定程序，通过改变除鳞　泵电机转数提供除鳞压力所需的流量，从而实现除　鳞压力在１２—２０　ＭＰａ之间任意调节。　

１一空气过滤器组合；２一气动换向阀；３一除鳞阀；４一高　压过滤器；５一除鳞箱；６一喷嘴；７一钢坯；８一压力变送器；９　

一ｌ　高压泵站；１０一高压单向截止阕；１１—２　高压泵站；１２一　过滤器；１３一水箱；１４一电动球阀；１５一变间隙全自动清洗过　滤器；１６一电接点压力表　圈２高压水除鳞系统原理　

。　莱钢科技　２０１１年１２月　２除鳞系统相关技术参数设定　２．１　工艺参数及坯料参数　除鳞速度：０．８—１．２　ｍ／ｓ；　钢种：碳素结构钢、合金结构钢、轴承钢、齿轮钢　等；　出炉温度：１　１００～１　２８０　ｏＣ；　温降：≤１０ｏＣ；　坯料规格：１５０　ｍｌｎ×１５０　ｍｍ　ｘ３　０００　ｎｌＩｎ、１６５　ｍｍ　×２００　ｍｉｌｌ×３　０００　ｍｉｌｌ、１８０　ｎｌｌ＇ｎ×２２０　ｍｌ＇ｌｌ×３　０００　ｍｉｌｌｏ　２．２除鳞点设置　根据生产工艺要求，除鳞箱设置在加热炉至粗　轧机辊道间。除鳞点设置满足以下要求：坯料四面　除鳞，铁皮除净率９８％以上、除鳞后坯料表面温降　△Ｔ≤１０℃、除鳞点压力１２—２０　ＭＰａ（可调）。除鳞　箱根据最小１５０　ｍｍ×１５０　ＩｎＩｎ、最大１８０　ｍｍ×２２０　ｍｍ的断面规格，设两个除鳞环，为了保证在１５　ｒａｉｎ　内更换除鳞环而不影响生产，采用双高压软管连接。　２．３除鳞喷嘴的选择　喷嘴的结构形式和几何尺寸对喷射水流的各参　数及除鳞效果都有显著的影响，同时也关系到水泵　站的建设投资，所以喷嘴的选择在高压水除鳞设备　中占有十分重要的地位。为了得到良好的除鳞效　果，喷嘴必须满足下列要求：保证钢坯四面除鳞，设　计尽量降低喷嘴垂直喷射距离，提高冲击力，保证除　鳞质量，减少轧件表面温降。除鳞环采用不锈钢管，　除鳞喷嘴采用长沙矿山研究院研发的红宝石喷嘴。　根据各除鳞点铁皮数量、清除难易程度及除鳞速度，　合理选择喷嘴流量。射水流应具有一定的散射角，　散射角仪在２２。～３２。之间。Ｏｔ过小时导致喷嘴在　集水管上安装的数量增多，耗水量增加。仅过大时　可减少喷嘴数量和耗水量，但除鳞效果变差。　２．４除鳞水泵的选择　除鳞泵选用往复式柱塞除磷水泵２台，其中１　台为备用，额定工作压力为２２　ｂｌＰａ，额定流量为３６　ｍ　／ｈ，电机功率为２５０　ｋＷ，电机转速为１　４８０　ｒ／　ｍｉｎ，电压为３８０　Ｖ，变频范围为０～５０　Ｈｚ恒转矩泵，　润滑方式采用强制稀油润滑，配置专供润滑站。　根据车间生产钢种较多，合金钢加热工艺复杂　的情况，系统设定除鳞压力范围为１２—２０　ＭＰａ。除　鳞泵启动操作设置机旁和远程操作（中心控制室或　轧线操作台），可选择预设定程序，通过改变除鳞泵　电机转数提供除鳞压力所需的流量，从而实现除鳞　

压力在１２～２０　ＭＰａ之间任意可调。根据轧制不同　钢种，选取不同除鳞压力，对于优碳钢设定除鳞压　力在ｌ２—１５　ＭＰａ，合金钢除鳞压力设定在１５—２０　ＭＰａ之间，可有效清除轧件表面的氧化铁皮，满足　优碳钢和合金钢表面质量要求，同时减少除鳞泵、　除鳞喷嘴和阀门磨损，降低能耗。　为保证除鳞时蓄能器有一定压力，在喷射时，　当蓄能器降至某一水位时，高压水泵同时参与除鳞　喷射，与蓄能器共同提供高压水到喷嘴。根据钢坯　尺寸和辊道速度计算蓄能器供水量ＡＶ，具体公式　如下：　，　△Ｖ＝（ｇ×Ｎｐ—Ｑ×Ｎｂ　Ｘ叼）｛，＿　

．　ｒ　式中：△　钢坯一次喷射除鳞需要蓄能器　

供高压水容积；　ｇ——一只喷嘴的流量Ｌ／ｓ；　ⅣＰ——喷嘴的数量；　Ｑ——一台高压泵的流量ｍ　／ｈ；　Ⅳ６——高压泵的数量；　——高压泵的容积效率；　’　

——钢坯长度ｍ；　辊道的速度ｒｎ／ｓ；　

——系统漏损系数。　２．５效果评价　自高压水除鳞系统投入使用以来，系统运行可　靠，除磷效果良好，小型车间因氧化铁皮导致钢材表　面产生的凹坑、麻点、氧化铁压人等缺陷基本杜绝，　合金钢棒材表面质量显著提高。由于除磷效果好，　减轻了轧辊的磨损，轧辊消耗明显降低。　

３　结语　莱钢特钢事业部小型轧钢车间配置的高压水除　鳞系统组成简单，除鳞速度快、效率高、运行成本低、　无环境污染，根据不同钢种选择不同的水压，可一次　性除掉出炉钢坯表面９８％以上的氧化铁皮，大幅度　提高了热轧合金钢棒材的表面质量，投入运行以来，　为提高产品质量和用户满意度发挥了重要作用。　

参考文献　［１］张风军，张国忠．轧钢生产高压水除鳞系统的设计［Ｊ］．　中国设备工程，２００６，（１０）：２１－２２．　特邀编辑：倪友来　（下转第４８页）　

４５　王伟刚。等：莱钢４００　ｍ　烧结机稳产优质的生产实践　第６期（总第１５６期）　持稳定。　３）上料、缓料时，根据料量变化及时调整加水　量，控制好料头料尾加减水操作。　４）当混合料水份和料量波动过大时，及时查明　原因进行调整。　５）根据混合料水份情况调整加水量和蒸汽量，　减小混合料水份与料温波动。　１．５厚料层烧结　厚料层生产，烧结过程热量利用好，燃料用量　少，可以降低ＦｅＯ的含量，提高还原性，同时也可以　增加烧结矿中间粒度的数量，减少返矿量，提高成品　率。为保证厚料层操作执行到位，首先严格执行工　艺规程，确保烧结机布料厚度在８００　４－１０　ｍｍ，铺底　料平铺厚度控制为２０～４０　ｍｍ；其次坚持低温、低负　压点火工艺，点火负压控制在５．０—６．０　ｋＰａ，点火温　度控制在１　０５０　４－５０　ｏＣ，点火深度保证在１５　ｍｍ，避　免了烧结料层被高负压抽风压实与点火料面过熔，　提高了点火强度的均匀性，并在保持带人合适的热　量同时，使烧结料层具有合适的透气性。通过这些　措施确保了厚料层操作的有力执行和良好效果，提　升了烧结矿的质量和产量。　１．６喷洒ＣａＣ１２溶液　控制烧结矿冷却后温度在８０～１２０　ｏＣ范围内。　并在成品线末端喷洒ＣａＣ１　溶液，改善了烧结矿的　低温还原粉化指标，使烧结矿的各项质量指标满足　入炉需求。　１．７加强设备点检　在设备管理方面，对岗位设备的日常维护保养　实行“定机、定人、定责任制”的管理方法。明确每　位职工的设备管理职责，对制度的执行情况进行量　化考核，使得设备全员管理体制得到较好的贯彻和　执行，及时发现了一些重大设备隐患和事故，如烧结　机弯轨螺栓松动、齿板变形、筛体开裂等，避免了重　大设备事故的发生。　・　

２结语　截至２０１１年９月份，共生产烧结矿３３７．１８万　ｔ，完成全年计划的８２．２％。烧结矿转鼓指数７９．　２３％，较计划提高１．２３个百分点；筛分指数４．　２９％，较计划降低０．７１个百分点；烧结矿固体燃耗　累计完成５２．４　ｋｇ／ｔ，较计划降低１．１　ｋｇ／ｔ，较挖潜目　标降低０．８　ｋｇ／ｔ，达到了实现稳产优质的目标，提高　了经济效益。　特邀编辑：曾晖　

Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｗｉｔｈ　Ｓｔａｂｌｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｈｉｇｈ　Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　４００　ｍ　Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　Ｍａｃｈｉｎｅ　ｉｎ　Ｌａｉｇａｎｇ　Ｗａｎｇ　Ｗｅｉｇａｎｇ，Ｗａｎｇ　Ｙａｎ，Ｙｕ　Ｑｉａｎｇ－　（Ｔｈｅ　Ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ　Ｐｌａｎｔ　ｏｆ　Ｙｉｎｓｈａｎ　Ｓｅｃｔｉｏｎ　Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｏｆ　Ｌａｉｇａｎｇ，ｔｈｅ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　４００　ｍ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ｍａ－　ｃｈｉｎｅ　ｗａｓ　ｃｏｎｓｔａｎｔｌｙ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ａｎｄ　ｍａｎｙ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｗｅｒｅ　ｔａｋｅｎ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｌｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｔｈｅ　ａｍｐｌｅ　ｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙ　ｓｉｎｔｅｒ　ｆｏｒ　３　２００　ｍ　ｂｌａｓｔ　ｆｕｒ—　

ｎａＣｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ；ｄｅｅｐ　ｂｅｄ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｈｉｇｈ　ｑｕａｌｉｔｙ　

（上接第１６页）　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ＩＮＢＡ　Ｓｌａｇ　Ｄｉｓｐｏｓａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　３　２００　ｍ　Ｂｌａｓｔ　Ｆｕｒｎａｃｅ　ｉｎ　Ｌａｉｇａｎｇ　Ｗａｎｇ　Ｑｉｎｇ，ｒａｎｇ　Ｑｉｎｇｊｕｎ，Ｗａｎｇ　Ｙｏｕｓｈｅｎｇ，Ｗａｎｇ　Ｌｉｇｕｏ　（Ｔｈｅ　Ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ　Ｐｌａｎｔ　ｏｆ　Ｙｉｎｓｈａｎ　Ｓｅｃｔｉｏｎ　Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ａｎｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　ｓｉｎｃｅ　ｔｈｅｙ　ｗｅｒｅ　ｐｕｔ　ｉｎｔｏ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｉｅｌｄ　ｅ。　ｑｕｉｐｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅｌｙ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｂｙ　ｔａｋ—　ｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｔｈｕｓ　ｔｈｅ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ＩＮＢＡ　ｓｙｓｔｅｍ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　ｗａｓ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｅｆｆｅｅ‘　ｔｉｖｅｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＩＮＢＡ；ｇｒａｎｕｌａｔｉｎｇ　ｐｏｏｌ；ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｗａｔｅｒ