热轧带钢生产线高压水除鳞装置简介

热轧带钢生产线高压水除鳞装置简介
【钢铁工艺】热轧带钢生产线高压水除鳞装置简介(一)
在热轧带钢生产过程中，钢坯在加热炉中加热时会氧化而生成很厚的一次氧化铁皮，在轧制过程中又存在二次氧化过程，形成较薄的二次氧化铁皮。

在轧制过程中氧化铁皮会被压入带钢表面而形成夹杂和疤痕，影响产品的性能质量。

高压水除鳞技术对氧化铁皮除净效率高、无污染、综合成本低，被广泛采用。

目前热轧带钢生产线通常设置粗轧高压水除鳞系统与精轧高压水除鳞系统。

粗轧高压水除鳞系统工作原理
某热轧带钢生产线粗轧除高压水除鳞系统为离心泵+蓄能器组配置，离心泵提供平均水量，蓄能器提供峰值时的泵供之外的水量。

由于粗轧除鳞系统的工作制为间断供水，当除鳞点开始用水时，喷射阀打开，由蓄能器提供所需高压水，蓄能器的水位开始下降，蓄能器压力下降到切换点(21MPa)时，由压力传感器发出信号，两台离心泵同时升速至工作转速(2800r∕min),排出高压水，对钢坯进行高压水除鳞，当除鳞点停止用水时，喷射阀关闭，两台离心泵继续保持工作转速向蓄能器补充消耗掉的高压水。

当蓄能器压力达到设定上限值(22
MPa)或水位达到蓄能器设定的5#水位时，两台离心泵同时由工作转速降至基速(650r∕min),此时离心泵输出近似零流量，完成一个工作循环。

精轧高压水除鳞系统工作原理
某热轧带钢生产线精轧高压水除鳞系统采用3台离心泵直供形式，分别供应精轧高压水除鳞箱前排和后排集水管用水，而且两台工作离心泵分别与前后排集水管对应且互不干涉;第三台离心泵是两台工作泵的备用泵，通过两个高压截止阀开或关的切换分别实现与前排或后排集水管高压水主管道相通。

当轧线发出开始除鳞信号时，两台工作离心泵升
速（2800r∕min）升压（22MPa）进行带钢除鳞
（喷射阀处于“长开”状态），精轧除鳞离心泵相对于粗轧离心泵来说是较长时间连续稳定压力供水的模式;当轧线发出终止除鳞信号时，离心泵降至基速状态（650r∕min）,此时除鳞喷射阀仍处于“长开”状态，系统压力通常不会超过3MPa,完成精轧除鳞系统一个工作循环。

【钢铁工艺】热轧带钢生产线高压水除鳞装置简介（二）
除鳞泵站装置
某热轧带钢生产线粗轧、精轧高压水除鳞泵站均主要由3套工频电机+液力偶合器+离心泵（2用1备）、3台出口阀组（2用1备）、1个低压水罐等装置组成。

此外，粗轧高压水除鳞泵站还包括2组蓄能器组，如图1所示。

工频电机+液力耦合器+离心泵
电机额定功率为3000kW,转速恒定2980r∕min;液力偶合器最大功率为325OkW;离心泵额定流量为280m3∕h,扬程为2450m。

电机与液力偶合器输入轴端连接，恒定转速为2980r/min。

液力偶合器输出轴端与离心泵输入轴端连接，用于控制离心泵的转速，即液力偶合器可带动离心泵迅速从基速(65Or∕min)升至工作转速(2800r∕min),也可带动
离心泵迅速从工作转速降至基速状态(基速为节能状态)。

离心泵处于工作转速时，在离心力作用下输出高压水(22MPa),离心泵处于基速时，输出近似零流量。

电机输入、输出端轴瓦润滑，液力偶合器传动及其输入、输出端轴瓦润滑，离心泵输入、输出轴瓦润滑由一套独立的集中润滑系统提供。

液力偶合器的升降速通过勺管伸缩实现，勺管的伸缩采用液压控制。

出口阀组
出口阀组由循环阀组、逆止平衡阀、液动锥阀组成。

循环阀组(DN65)也称为过热阀组，由可调节流量阀和气控喷射阀组成。

其作用是调节离心泵体温度，当泵体温度达到程序中设定温度(45C)时，循环阀组开启，泵低速外排水至渣沟，当泵体温度降低至40C。

时，循环阀组关闭。

可调节流量阀用于调节泵循环管线的过水截面积，过水截面积随着阀的开启高度而变化。

顺时针旋转可调节流量阀阀杆为减小过水截面积。

逆止平衡阀(DN150)采用插装阀结构形式，用以防止离心泵输出的高压水倒流，其本质就是一个插装式单向阀。

液动锥阀(DN150)同样采用插装阀结构形式，主要作用是在启动离心泵时，其处于关闭状态，防止启泵过程中对除鳞管路系统造成较大冲击，同时可以调节离心泵的出口流量。

现阶段，通过一个气缸带动一组滑阀式阀芯上下动作控制高压水启闭的出口阀的应用也越来越多，该类型的出口阀的最大优点是结构简单，工作可靠，便于拆装维护。

蓄能器组
粗除鳞每套蓄能器组包含1个气一水罐，1个气罐，容积均为8m3,在除鳞系统中的
作用是辅助提供峰值水量和瞬时水量，每套蓄能器组有压力和液位两个控制点;其中压力
点取自蓄能器组中的气一水罐的压缩空气管路，其用于检测蓄能器的工作压力（确定离心
泵升降速切换的压力点）；液位控制点共3个：1#水位为低低液位，气一水罐实际水位
W此液位控制点时，最低液面阀关闭，喷射阀停止除鳞而处于关闭状态;2#水位为低液位，
实际水位W此液位控制点时，发出水位低报警信息；3#与4#水位为参考水位，即除鳞系
统运行期间，气一水罐处于的理想水位;5#水位为高液位，当实际水位2此液位时，离心
泵自动降至基速运行，离心泵不升速;6#水位为高高液位，当实际水位2此液位时，粗除
鳞系统发生“跳泵”，粗轧除鳞系统停止工作，如图2所示。

低压缓冲水罐
离心泵在升速和启动时，瞬时流量较大，同时在运行时，供水管线的流量及压力波动对鳞系统的运行有较大影响，低压缓冲水罐可以消除这些现象的产生。

低压缓冲水罐容积为8m3,在工作时为一个封闭的低压气一水罐，充水液位为
罐容积的1/2左右;罐内通入压缩空气，当罐内压缩空气压力与供水压力(0.5
MPa)平衡后，打开供水管线之间的手动阀门投入自动运行。

低压缓冲水罐设有最低液位保护，当液位降低至最低液位时，关断阀自动关闭，罐内的水不能排出，但可以向罐内补水;当液位恢复后，关断阀自动打开。

【钢铁工艺】热轧带钢生产线高压水除鳞装置简介(三)
喷射阀组
粗轧除鳞喷射阀结构形式为先导水控制锥式阀组，阀组包含一个DN150手动闸阀、一个DN150喷射阀、一个DN50低压预充水阀组。

其中，喷射阀的启闭采用先导水控制
方式，低压预充水阀组是双单向阀+安全阀结构，安全阀的设定压力1MPa,当预充水管线因高压水瞬时作用压力超过1MPa时，安全阀溢流。

粗除鳞喷射阀在非工作状态时处于关闭状态，在喷射阀出口至除鳞集管之间管路通过低压预充水阀组实现充满低压水，目的是防止喷射阀出口管道进入空气，从而避免喷射阀开启除鳞瞬间对管道及除鳞集管造成强烈冲击。

在喷射阀出口管道上设置预充水流量计，其用于检测预充水流量，并与喷射阀联锁，当流量计未检测到水流量信号时，喷射阀不开启，离心泵不升速。

精轧除鳞喷射阀结构形式与粗除鳞喷射阀相似，区别在于：精除鳞喷射阀设定为“长开”模式，在离心泵基速状态下，仍有低压水从喷射阀流出，因此精除鳞喷射阀没有设置预充水阀。

粗轧除鳞系统包含6组喷射阀、精轧除鳞系统包含2组喷射阀，每组喷射阀出口管路连接上、下两组除鳞集管，喷射阀具体分布：
(1)侧压机前除鳞箱入口喷射阀、出口喷射阀组；
(2)粗轧机RI入口喷射阀、出口喷射阀组；
(3)粗轧机R2入口喷射阀、出口喷射阀组；
(4)精轧机F1前入口喷射阀、出口喷射阀组。

随着技术进步，通过一个气缸带动一套滑阀式阀芯上下动作控制高压水启闭的喷射
阀组应用也越来越广泛，该类型的喷射阀组的优点喷射高压水时动作平稳，冲击振动
小；另外该类型阀组结构简单，拆装维护方便。

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总结
近年来，随着对带钢产品表面质量的要求越来越高，很多热轧带钢生产线精除鳞系统实施改造，将精轧除鳞压力提高至30MPa甚至更高;还有在精轧机FI出口、F2出口增设了机架间除鳞，除鳞压力通常在10〜12MPa之间，其工作原理与精轧除鳞相类似。

为进一步降低能耗成本，现在改造或新建的除鳞泵站流行采用变频电机+离心泵结构形式，也有为提高响应速度，采用变频电机+增速机+离心泵结构形式，或者采用变频电机+离心泵结构形式与传统的工频电机+液力偶合器+离心泵结构形式相比，节省电能幅度达到20%以上。