总第１８９期 ２０１１年第９期 河北冶４，－ Ｔｏｔａ１ ｌ８９ ２０１ｌ，Ｎｕｍｂｅｒ ９ ２２５０热轧除鳞系统故障分析及改进 郝学营，赵力刚，王称芳，王艳阳 （河北钢铁集团邯钢公司邯宝热轧厂河北邯郸０５６０１５） 摘要：分析了邯钢２２５０热轧除鳞系统轴承烧瓦、膨胀节破裂、止回阀联轴断裂等故障的原因，并采取改 进措施，取得了较好效果。 关键词：热轧；除鳞系统；故障；分析；改进 中图分类号：ＴＧ３３３．１７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—５００８（２Ｏｌ１）０９—００６３—０３ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＡＮＤ ＩＭＰＲＯＶＥＭＥＮＴ ＯＦ ＢＲＥＡＫＤ０ＷＮ ＩＮ ＳＣＡＬＥ ＲＥＭＯＶＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ０Ｆ ２２５０ ＨＯＴ—ＲＯＬＬＩＮＧ ＬＩＮＥ Ｈａｏ Ｘｕｅｙｉｎｇ，Ｚｈａｏ Ｌｉｇａｎｇ，Ｗａｎｇ Ｃｈｅｎｆａｎｇ，Ｗａｎｇ Ｙａｎｙａｎｇ （Ｈａｎｂａｏ Ｈｏｔ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｍｉｌｌ，Ｈａｎｄａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈｅｂｅｉ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ，Ｈａｎｄａｎ，Ｈｅｂｅｉ， ０５６０１５） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｆｏｒ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｉｎ ｓｃａｌｅ ｒｅｍｏｖｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ２２５０ ｈｏｔ—ｒｏｌｌｉｎｇ ｌｉｎｅ：ａｘｌｅ ｂｕｓｈ ｂｕｒｎｅｄ，ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎ ｃｒａｃｋ，ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ａｘｌｅ ｏｆ ｏｎｅ—ｗａｙ ｖａｌｖｅ ｂｒｏｋｅ，ｓｏｍｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｄｏｐｔｅｄ， ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ ｇｏｔ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｈｏｔ—ｒｏｌｌｉｎｇ；ｓｃａｌｅ ｒｅｍｏｖｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ｂｒｅａｋｄｏｗｎ；ａｎａｌｙｓｉｓ；ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ １ 前言 大量的人力、物力，因此解决这些问题势在必行。 随着我国钢铁工业产品板管比不断提高，板材 （１）除鳞泵泵组。除鳞泵型号ＺＤＳＳ３６０—２００， 市场投放量越来越大，市场竞争日趋激烈，对钢材表 面质量的要求越来越高。热轧钢坯在加热过程中会 生成氧化铁皮，轧制过程中容易出现二次氧化，氧化 设计流量３６０ ｉｎ ／ｈ，入口运行压力０．５～０．８ ＭＰａ， 出口运行压力２０．０ ＭＰａ；该泵组有５台，４用１备， 电机直连，恒速，每台泵组自备一套润滑系统。 铁皮如不及时清除，不仅会使钢材表面的氧化铁皮 在轧制过程压人钢材中，使钢材表面质量降低，还会 加速轧辊的磨损。本文针对邯钢２２５０热轧除鳞系 统存在的问题进行了改进，取得了较好效果。 ２ 除鳞系统的主要设备 邯钢２２５０热连轧生产线于２００８年８月份建成 投产，以生产汽车用钢、船体用结构钢、高耐候性结 （２）高压蓄势器。配有３台，包括两气、一气水 蓄势器，有效容积均为１０ ｉｎ 。 （３）缓冲水罐。配备ｌ台，有效容积１０ ｉｎ 。 （４）自动清洗过滤器。配备３台，过滤精度为 １００ ｍ。 （５）高压空压机。２台，流量０．８ １１＇１ ／ｍｉｎ，压力 ２５ ＭＰａ。 构钢等为主导产品，生产规模为年产热轧钢卷４５０ 万ｔ，带钢厚度１．２～２５．４ｍｍ、宽度８００～２１３０ｍｍ， （６）系统附属阀门。每台泵配有ＤＮ２５０电动闸 阀、止回阀及ＤＮ６５节流装置各１台；系统配备 生产线除鳞系统主要设备包括除鳞泵泵组、高压蓄 势器、缓冲水罐、自清洗过滤器、高压空压机及系统 附属阀门。其中任一设备出现故障将严重影响热轧 板卷的产量和生产的持续性，而处理这些故障需要 收稿日期：２０１１—０７—２４ ＤＮ１５０预除鳞阀２台，Ｒ１、Ｒ２入口出口ＤＮＩ５０除鳞 阀各１台，精轧ＤＮ１５０／ＤＮ８０除鳞阀各２台。 ３ 故障分析 邯钢２２５０热连轧高压水除鳞系统自２００８年７ 月份调试投入运行以来，运行比较稳定，系统压力为 １９～２２ ＭＰａ，最大除鳞流量为１ ７００ ｉｎ ／ｈ，基本能满 作者简介：郝学营（１９７１一），男，高级工程师，１９９５年毕业于河北煤 炭建筑工程学院给排水专业，现在河北钢铁集团邯钢公司邯宝热轧 厂从事介质设备管理工作，Ｅ—ｍａｉｌ：ｈａ０ｘｕ ｙｉ“ｇ２００７＠ｓｉｎａ．ｅｏｍ 足现场生产除鳞的需求，但还存在如下问题。 ３．１ 除鳞泵轴承烧瓦 ６３ 总第１８９期 除鳞泵推力轴承和托瓦在除鳞系统事故停电时 出现多次烧瓦现象，甚至有一次出现２台泵轴瓦同 时烧毁的事故。 ３．２ 除鳞泵部件非正常损坏 ２０１０年初在线除鳞泵下线维修更换新泵后，在 不到半年的时间内，出现过３次高压蓄势器安全阀 启跳，每次安全阀启跳需用３天进行安全阀更换和 蓄势器充气，期间蓄势器不能使用。除鳞泵入口低 压水管道出现较大振动，低压进水管路中的波纹管 频繁破裂，出现３次波纹管扯裂造成泵房大面积跑 水，使除鳞泵润滑油箱进水乳化，电气元件进水损 坏。高压管路上的止回阀频繁出现关闭的巨响现 象，止回阀阀板联轴多次断裂造成止回阀损坏。 ３．３节流装置振动 最小流量阀后的节流装置出现中等程度的振 动，在变径后的法兰处经常出现泄漏，平均每半个月 必须处理一次。 ３．４ 管道泄漏 泵出口高压段排气管、止回阀和电动闸阀的旁 通管经常出现泄漏，尤其是当泵出口高压段排气管 泄漏时会因润滑油箱进水而导致油品乳化，需停泵 处理。 ４ 改进措施 对除鳞系统进行了大量的现场分析和调研，提 出了多种优化方案。 ４．１ 增加高位油箱 针对除鳞泵推力轴承和托瓦在事故停电时出现 多次烧瓦现象，利用定修时多次检查推力轴承和托 瓦，并对泵的水平度及同心度进行复测。 经检查确认，托瓦瓦面与泵轴间隙在０．１～０．２ ｍｍ时，瓦面与轴接触良好，瓦面磨损正常；推力轴 承的推力块与推力盘接触良好，推力盘间隙值在 ０．３～０．３５ ｍｍ时，推力盘表面光亮，推力块磨损正 常。上述情况下，泵与电机的同心度和水平度保持 在允许范围之内。推力轴承和托瓦的润滑油压在 ０．１９～０．２１ ＭＰａ时，通过油镜观察润滑油量也符合 规定。 经现场观察，在除鳞泵停止后，高速旋转的惯 性，不能马上停下来。若事故停电后，润滑泵停止润 滑油供应，而除鳞泵还在旋转，就会造成推力瓦块和 托瓦凶缺少润滑油而烧瓦。 对于上述故障，设计了一套高位油箱，用于事故 停电时的润滑油供应（图１）。由于每台除鳞泵的润 滑系统是单独分开的，因此每台泵均设置一套高位 油箱事故供油系统。根据每台除鳞泵润滑油设计流 ６４ 量，并参照油箱的有效剩余容积，确定高位油箱容积 为２００ Ｌ。高位油箱安装在地面蓄势器小房内，与 除鳞泵润滑管路并联，与除鳞泵落差为８ ｍ，为保证 除鳞泵各润滑支路的流量和压力，在高位油箱进口 处安装了一个直径７ ｍｍ的节流孔板，还安装了一 个排气管。经现场测试，当润滑泵停泵后，高位油箱 内储存的润滑油可以对除鳞泵各支路供油４～５ ｍｉｎ，供油时间和供流量完全满足润滑需求，在随后 的几次事故停电时除鳞泵推力轴承和托瓦没有出现 过烧瓦现象。 润滑油泵 油过滤器换热器 图１ 高位油箱事故供油系统的结构 Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｉｌ——ｆｅｅｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｈｉｇｈ——ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｉｌ ｔａｎｋ ４．２提高各泵组压力匹配性 ４．２．１ 切削叶轮 更换泵组前后，在最小流量阀开启、泵出口闸阀 关闭工况下的泵出口压力对比，见表１。 表１ 更换新泵前后泵出口压力 ＭＰａ Ｔａｂ．１ Ｏｕｔｌｅｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｐｕｍｐ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｎｅｗ ｐｕｍｐ ｕｓｅｄ ＭＰａ 在生产线不除鳞时，使用旧除鳞泵除鳞系统压 力为２２．３ ＭＰａ，更换新泵后除鳞系统压力为２４．１ ＭＰａ，而除鳞系统蓄势器安全阀的启跳压力为２４．５ ＭＰａ。若除鳞系统在除鳞阀启闭的过程中，系统压 力出现波动，就会超出安全阀的启跳压力，引起安全 阀启跳。分析新除鳞泵的出口压力超出旧泵压力多 达２ ＭＰａ，是因为新除鳞泵设计压力远超出原泵组 河北冶金 ２０１１年第９期 设计压力。 流量阀打至常开状态，以减小由于最小流量阀关闭 经与除鳞泵供应商沟通核实，原来安装在２＃、３ 引起该泵组出口压力进一步升高的趋势；同时将该 ＃、５＃新除鳞泵的叶轮在加工时比原设计叶轮直径大 泵组配套的节流孔板的孑Ｌ径由４２ ｍｍ扩至４６ ｍｍ， 了５ ｍｍ，造成新除鳞泵压力远大于设计要求压力。 达到在一定范围内降低泵出口压力的目的。对压力 为此，让泵组供应商将叶轮进一步切削恢复到原设 最低的除鳞泵组及时进行更换维修，以达到各泵组 计尺寸，之后，各泵组压力基本恢复到表１中旧泵的 出口压力基本匹配的要求。改进后，除鳞蓄势器安 水平。 全阀启跳、除鳞泵人口低压水管道振动、低压进水管 在设备安全运行的范围内，将除鳞蓄势器安全 路中的波纹管频繁破裂以及高压管路止回阀阀板联 阀启跳压力调到２５ ＭＰａ，上调了０．５ ＭＰａ。对新泵 轴断裂现象得以有效解决。 叶轮车削后，除鳞系统压力下降到了２２．７ ＭＰａ，安 ４．３改造节流装置 全阀不再出现启跳现象。 针对最小流量阀后的节流装置出现中等程度的 ４．２．２调整节流子Ｌ板尺寸 振动，在变径后的法兰外经常出现泄漏的问题，检查 经过对部分除鳞泵叶轮切削后，在除鳞时当系 发现是由于节流装置气蚀造成的，为此将节流装置 统压力低于１９ ＭＰａ、除鳞泵组的最小流量阀在关闭 由原来的ＤＮ６５ ｍｍ改造成ＤＮ８０ ｍｍ，在节流装置 时，仍会间断性地出现出口止回阀阀板拍击阀座的 后的管道上增加了ＤＮ２０ ｍｍ的压力平衡管，彻底 声音，随即除鳞泵入口低压管道出现２～３ Ｓ的振动， 解决了节流装置存在的振动和泄漏问题。 只是情况比除鳞泵叶轮车削前有所改善。 ４．４更换新型管道 现场分析发现，止回阀阀板拍击阀座及低压管道 除鳞泵出口高压段排气管、止回阀和电动闸阀 振动多发生在ｌ＃除鳞泵组，其它的泵组没有发现此类 的旁通管经常出现泄漏的问题，检查发现主要是因 现象。通过观察叶轮车削后各除鳞泵组的出口压力 为管道壁太薄，由于水质腐蚀和冲刷磨损造成管道 发现，１＃除鳞泵压力最低，比５＃除鳞泵低１．１ ＭＰａ。 泄漏，为此更换了耐腐蚀和冲刷磨损的不锈钢管道， 分析认为：这种止回阀阀板拍击阀座以及泵人口低压 解决了泄漏问题。 管道振动是由于最小流量阀关闭后，５＃除鳞泵压力进 ５ 结语 一步升高，引起１＃除鳞泵止回阀频繁关闭，部分高压 ２０１０年１２月份彻底对２２５０热轧除鳞系统改造 水返窜回１＃除鳞泵低压管道中引起的。 后，该系统运行平稳，保证了热轧生产线的顺行，为 对此问题，将压力最高的除鳞泵组配套的最小 邯钢产品提质增效打下了良好基础。 （上接第８２页） 对于毛重超下限严重的车皮，自动化部会调取相关 流。 的录像，确认车内物料是否被盗。报警的车皮记录 （３）亏吨管理变被动为主动，由原来的事后统 还可生成列表清单，用于事后的分析统计。 计变为事前、事中、事后的全过程管理，为邯钢最大 ６ 效果 限度地减少了经济损失。 （１）邯钢原燃料亏吨管理控制系统２０１０年开 （４）供需方数据对比自动化、系统化，提高了工 始运行，汽运和铁路运输原燃料平均亏吨率由２００９ 作效率。 年的０．７５％和０．９％，降至２０１０的０．３７％和 （５）原燃料亏吨管理系统的开发运行，进一步 ０．３５％，原燃料亏吨率明显降低。 严把了原燃料人厂关，既提高了企业管理水平，又增 （２）可提前预知当日供货车号、重量，结合厂内 加了可观的经济效益。 卸车能力对进厂车辆进行有序管理，优化了厂内物 ６５