安晓晖

（首钢京唐钢铁联合责任有限公司钢轧筹备组，北京 100043）

高压水除鳞系统常见故障及处理方法

安晓晖

（首钢京唐钢铁联合责任有限公司钢轧筹备组，北京 100043）

高压水除鳞系统的组成及配置选用，常见故障及处理方法

热轧生产；高压水除鳞；故障；处理

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.57

1 系统组成

高压水除鳞是轧钢生产线非常重要的工艺环节，系统设备运行的好坏，直接影响产品质量，为此，确保高压水除鳞系统安全、稳定、高效地运行是设备维护的重点工作。高压水除鳞系统的关键设备包括高压水泵、电机、最低液面阀、喷射阀、喷嘴、高压稳压罐、管路等。

2 高压水泵

高压水泵主要分为高压柱塞泵和高压离心水泵，柱塞泵与离心泵的应用特点见表1。在实际运行维护中，柱塞泵流量脉动较大，工作中会产生较大的振动，造成水泵及管路损坏，泵体端盖螺栓断裂，阀门及密封垫、柱塞经常需要更换，备件和设备维护量大。离心泵带有轴向力平衡装置，出水压力均匀稳定，运行稳定，可靠性高，检修工作量小，初期投资比柱塞泵少一半左右，但电耗是柱塞泵的两倍左右。现在很多离心泵系统主泵电机采用了变频系统控制，大大的降低了运行的电耗。

3 常见故障及处理方法

3.1 离心泵

离心泵的常见故障主要有水泵的密封结构的泄漏，轴向力控制不好造成密封损坏，轴承故障，泵不上压。主要原因：进、排液阀的密封损坏，压力阀的故障，泵的主进水阀们损坏或故障。解决方法：确认进水节门的完好，检查压力阀组的换向机构的正常，阀芯的机构动作、密封、弹簧正常。检查泵的轴向力推力轴承间隙及工作温度正常，保证机械结构的完好，检查润滑条件，保证轴承的基本保证，在正常条件下，根据油品质量检验，进行处理或更换油品，避免因为油品的污染造成轴承间隙的增大、脏的润滑油品污染系统，造成轴承的损坏，

3.2 最低液面阀

最低液面阀的常见故障：运行中液位达到最低液位时候，最低液位阀门报警，高压侧高压水关闭，防止因继续工作喷水造成跑气（主要危害是管路的剧烈振动），造成高压水泵、阀的气蚀，喷射阀零件、密封的损坏，使系统的可靠性和使用寿命大大降低，带来设备检修维护的不确定性，故障的多发性。

表1 柱塞泵与离心泵的应用特点

预冲水阀的压力等级选用，也影响管路及系统的设计，多数系统采用低压预冲水设计，采用高压预冲水设计思路，简化了系统，但元件的选择就很重要，压力差大，零部件的耐磨、耐冲击要求高。

3.3 高压管路

管路设计时一定要考虑高压水管的管内流速，管内流速太大，会造成较大水锤，过小则会增加泵站建设费用；管道布置中尽量使管路接近工作端，路经短、弯头少、弯曲半径应大于管外经的3～5倍。为防止高压系统在工作时产生的强烈振动和冲击，高压管路的阀门固定方式需要十分牢固，要求管夹支座坚实稳定，一定要把水锤力考虑、计算清楚，综合考虑阀门的切换时间与阀门前后的状况。不仅要考虑阀门前的冲击，还要考虑阀门开启后水流到喷嘴的冲击力。充分利用现代化的技术，对管路及设备固定进行冲击力的计算，保证固定基础稳定，管道弯头冲击力、流速适中，保证设备整体运行稳定。高压管路固定施工模拟效果见图1。

图1 高压管路固定施工模拟效果

3.4 喷射阀

目前使用的喷射阀主要分为气动（图2）和液动形式，气动喷射阀制造和安装相对简单，维护技术水平一般，但使用中故障较多（磨损、泄漏等），重复性的故障时常发生，可靠性比液动喷射阀低。液动喷射阀制造和安装精度较高，造价比气动阀高，维护技术水平要求较高，故障点少，故障率低，最大的优点是可以调整喷射时间，能控制主阀的开闭时间，在一定范围内进行精确调整，主要故障体现在控制换向的油缸地泄漏及卡阀故障上，日常维护需要很高的液压维护技能。

图2 气动喷射阀

3.5 喷嘴

喷嘴在整个高压水除鳞系统起着重要的作用，喷嘴的性能通过合理匹配发挥最大打击力，才能在使用中发挥最佳能力。因此，选型与计算时要考虑喷嘴的通径、喷射角和喷嘴与钢板的表面距离、重合度等。

同等供水压力和喷嘴流量、所需除鳞覆盖宽度和喷射高度的一定条件下，喷射角度越小，喷射宽度越小，打击力越大，喷嘴数量越多，总集管供水流量越大。除鳞系统除鳞效果与喷嘴参数的对应关系见表2

表2 喷嘴参数与除鳞效果的相关性

3.6 喷嘴布置选用原则

（1）确保各除鳞点的打击力数值满足最佳除鳞效果的要求。喷嘴类型和喷射高度的选择要兼顾适当的打击力和小流量节能两方面的因素，找到一个最佳组合。按翘曲的最高点计算打击力和考虑喷嘴喷射重叠量，在翘曲的最低点打击力要变小，喷嘴喷射重叠量要加大数倍，带来的板面冷却不均和出现冷却黑印；按翘曲的最低点计算打击力和考虑喷嘴喷射重叠量，在翘曲的最高点打击力要变大，但要出现无喷嘴喷射重叠现象，带来的板面局部无除鳞；因此，计算和试验模型都很重要。

（2）确保除鳞集管的最大喷射覆盖宽度大于板坯最大宽度，再加上因板坯在辊道宽度方向上的偏移距离之和；同时每侧至少留有半个喷嘴喷射宽度的覆盖裕量。

（3）确保相邻喷嘴喷射覆盖宽度的重叠量不小于喷嘴供应商的推荐值，使喷嘴数量既能满足最大喷射覆盖宽度要求，又能尽可能的减少重叠量，避免大重叠量造成的板面冷却不均和冷却水量过大的问题，以及相关的工艺板坯冷却温度失控问题。

因此，喷射高度、打击力、喷嘴数量和喷嘴喷射重叠量的设计，必须综合考虑到工艺原始参数要求（坯料的尺寸、形状、鳞片的构成及相应的除鳞打击力要求）、工艺设备允许的最小除鳞高度（干涉、撞击、最小的喷溅范围）、除鳞系统配置和运行的经济合理性等多方面因素。

3.7 其他

储水、气动系统故障较少，但日常的点检维护不能忽略，否则，小故障也可能造成系统的连锁故障，造成设备、人员的损伤。高压水除鳞系统的水源条件较差时，必须设置适当的过滤器，相对大的过滤面积和较高的过滤精度，重视水质的影响，否则造成的设备损坏会严重影响系统的稳定运行，增加设备的维护成本。

［1］徐灏.机械设计手册［M］.北京：机械工业出版社，1992.

［2］雷天觉.新编液压工程手册［M］.北京：北京理工大学出版社，1998.

TH137.7

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〔编辑 李 波〕