宝钢不锈钢1780热轧除鳞系统由日本三菱公司负责设计,其中高压除鳞电机由日本三 菱与上海电机厂合作制造,中冶赛迪负责工程设计,系统于2003年12月正式投入运行。宝钢不锈钢1780热轧机组的轧制钢种有不锈钢和碳钢两个钢种,除 鳞泵年工作时间约为6935小时,其中用于碳钢除鳞每年约为4435小时,不锈钢除鳞每年约为2500小时。
除鳞为热轧过程中的一道很重要的工序,除鳞系统由除鳞泵和喷射阀组成,其作用是通过高压水的强大冲击力,清除热轧钢坯在加热过程中产生的炉生氧化铁皮和 轧制过程中再生的二次氧化铁皮,从而保证钢材成品表面质量。除鳞泵将水流向母管,再由母管上的喷射阀的开启完成除鳞过程。
二、除鳞工艺介绍
热轧轧线上配备四组喷射阀,除鳞点分别为除鳞箱入口、出口除鳞(HBSa+HBSb)、粗轧机入口除鳞(RMa)、出口除鳞( RMb)、精轧机入口、出口除鳞( FSBa+FSBb )。各除鳞点用水的流量需求为:除鳞箱入口、出口除鳞喷嘴各需3630L/min、粗轧机入口需要3250L/min、粗轧机出口喷嘴需要3250L /min、精轧机上、下喷嘴各需要4200L/min。
碳钢、不锈钢的不同产品和不同的生产轧制节奏,使除鳞点的数量、位置、除鳞的流量在随时变化。除鳞点的判断是通过钢坯在生产线上的线位进行判断,除鳞点数越多,则喷射阀打开越多,则母管压力要求越高。
除鳞系统还设置一个10m³的平衡气水罐,四台除鳞泵采用共用母管方式。
总管出口压力在18MPa~ 22MPa之间变化。除鳞泵工作在两种状态:一种是除鳞状态,需要压力为18MPa;一种是非除鳞状态,当除鳞泵流量低于110t/h时,则打开热保护旁通阀,将水流入地沟,这是防止在非除鳞时喷射阀关闭,导致打闷泵的情况。
三、设备参数
四、存在问题及解决办法
宝钢不锈钢热轧厂配有4台除鳞泵,正常生产中为3用1备,在改造前4台除鳞泵均为带电抗器工频启动,尽管如此除鳞水泵电机每次工频启动和喷水除鳞过程 时,负载急剧变化产生强大的冲击电流,对电机转子产生很大的冲击力,使电机内部受损,降低了电机的使用寿命,影响了轧线的正常运行。另外,由于除鳞高压水 泵为始终工频运行,在非除鳞阶段通过旁通阀将水流入地沟,无法满足不同钢种除鳞对系统压力和空载情况下流量的不同需求,导致了大量的电能、水资源浪费。
经过多方论证,最终宝钢在2009年选用了北京利德华福高压变频器产品对1#除鳞泵进行变频改造调节流量,其余3台泵仍为原来的带电抗器工频启动方式。
五、高压变频器参数
考虑到除鳞泵电机受到的冲击力大、负荷力矩频繁波动的特点,根据电机和负载的转动惯量参数、电机和负载的n-T 曲线、加减速时间的要求,利德华福公司高压变频器有如下放大的选型:
六、变频器控制方案
目前变频器有两种自动控制方式,一种是根据除鳞点控制,当有1个除鳞点时,变频器控制在45HZ运行,当有2个或3个除鳞点时,变频器运行在48HZ, 当有4个除鳞点时,变频器运行在50HZ。另一种就是根据压力进行闭环控制,维持母管压力在某一恒定值,该压力值由操作工根据生产的钢种不同而设定。当在 非除鳞状态时,除鳞泵工作在最小频率。
不除鳞的情况有两种:
1、每块钢坯除鳞结束,等待下一块钢坯,其间隔大概20s左右;
2、生产线上的辊道有磨损,需要经常更换,每天需要换辊8次,每次15分钟,该过程不需要除鳞,可将运行频率将至最小频率运行。
上述两种情况结束后开始除鳞时,需要马上将频率由最低频率升至给定频率,宝钢不锈钢目前设置的最小频率为30HZ。
七、节能效果
由计算公式: 得出:
则每年单台除鳞泵变频时的耗能:
高速时耗能:2800KW
低速时耗能: =804 KW(考虑了电机、变频器效率)
则综合耗能 =2800×70%+804×30%= 2201 KW
3、节电率
节电率= (2800-2201)÷2800 ≈ 21.4%
八、变频改造心得
宝钢除鳞系统现在的工作方式为两台工频泵和一台变频泵共同运行,由于采用共用母管,两台工频泵始终50HZ运行,而变频泵在不断调节频率,从流量上观 察,变频泵只有运行在50HZ时才能与工频泵流量相匹敌,而运行在50HZ以下,则变频泵流量会小很多,相当于此时变频泵出力很小,这是变频泵与工频泵共 同运行必然的结果。
如果四台泵全改为变频控制,共同调节,效果将会好很多,还能够把低速降到更低的频率。宝钢不锈钢正不断摸索经验,今后也会有改造2#、3#除鳞泵变频的意愿。
九、宝钢除磷泵其他业绩