趙海鷹
（內(nèi)蒙古包頭鋼鐵公司，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

　　摘　要：立彎式鑄機(jī)生產(chǎn)線結(jié)晶器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是閉路式的，其溫度控制是靠板式換熱器來實(shí)現(xiàn)的，實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)系統(tǒng)振蕩和溫度偏高的現(xiàn)象，通過對(duì)溫控閥的品質(zhì)調(diào)節(jié)，滿足了運(yùn)行的溫度范圍。
　　關(guān)鍵詞：軋鋼；結(jié)晶器；循環(huán)冷卻水；溫度控制
　　中圖分類號(hào)：TU991.37；TF713.2
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009-2455(2002)02-0011-02

　　包鋼立彎式鑄機(jī)生產(chǎn)線（簡(jiǎn)稱CSP）在熱試階段結(jié)晶器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)振蕩和溫度偏高，甚至超高的現(xiàn)象。由于CSP是全自動(dòng)控制系統(tǒng)，水溫超高，出現(xiàn)了鑄機(jī)停澆的嚴(yán)重后果。

1 原因分析

　　立彎式鑄機(jī)生產(chǎn)線結(jié)晶器冷卻水屬于閉路軟水循環(huán)系統(tǒng)，熾熱鋼水（-1600℃）的初凝是在結(jié)晶器內(nèi)完成的，形成3－8mm坯殼（中心仍是熾熱鋼水），在引錠桿作用下進(jìn)人扇形段，進(jìn)一步噴淋固化直至拉矯機(jī)，形成最終鑄坯。如果在結(jié)晶器內(nèi)冷卻不均勻或成型不好，就出現(xiàn)拉漏、沾鋼的嚴(yán)重后果。系統(tǒng)流程見圖1。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)水量是400～1560m³／h，澆鑄水溫是40～45℃，回水溫度57℃，冷媒水溫度是32℃，通過旁路回水與板式換熱器的回水的混合，經(jīng)熱平衡達(dá)到工藝要求澆鑄溫度。其原理如下：

　　Q_放＝λm_放（t₁-t）
　　Q_吸＝m_吸（t-t₂）

　　式中：Q——旁路回水的放熱量，J；
　　　　　λ——水的比熱，J／（kg·k）；
　　　　　m_放——旁路水量，m³／h；
　　　　　t₁——旁路回水溫度，K；
　　　　　t——混合溫度（即澆鑄溫度），K；
　　　　　Q_吸——板式換熱器的吸熱量，J；
　　　　　m_吸——板式換熱器支路水量，m³／h；
　　　　　t₂——板式換熱器支路出水溫度，K。
　　根據(jù)熱平衡Q吸=Q放，得出，m_吸（t-t2）＝m_放（t1-t），按照澆注溫度40～45℃時(shí)，水量由400～1560m³／h取點(diǎn)計(jì)算得知：m_吸分配量是48％～68％，m_放是32％－52％。在水溫范圍確定情況下，由溫控閥來控制旁路和板式換熱器支路的水量分配比例。
　　溫度控制是通過換熱器來實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況看，問題是2個(gè)二通溫控閥的調(diào)節(jié)品質(zhì)不好造成的。從工作站畫面看，旁路上的溫控間與板式換熱器支路上的溫控閥在不停地動(dòng)作，調(diào)節(jié)回水量分配，出現(xiàn)系統(tǒng)振蕩，溫度偏高的現(xiàn)象。結(jié)晶器冷卻循環(huán)水系統(tǒng)與鑄機(jī)的澆注工藝具有信號(hào)交換及聯(lián)鎖。當(dāng)冷卻水一切參數(shù)符合澆注工藝時(shí)，在鑄機(jī)操作室工作站畫面上顯示“水系統(tǒng)正?！弊謽蛹跋嚓P(guān)的參數(shù)，任何一項(xiàng)指標(biāo)（流量、壓力、溫度或水質(zhì)指標(biāo)）出現(xiàn)超差時(shí)，鑄機(jī)停止?jié)沧ⅰ０凑諠沧⑶€，若Ⅰ、Ⅱ流同時(shí)澆注或改變澆注板坯的規(guī)格、厚度（在線調(diào)整）時(shí)，冷卻水系統(tǒng)的相應(yīng)泵組和閥門都要啟動(dòng)（或停車）和調(diào)整（相互聯(lián)鎖），其中溫度由鑄機(jī)返回信號(hào)后，反饋到溫控間上，從而作出溫度調(diào)整，以達(dá)到所需澆注溫度。

2 解決溫控閥問題的步驟

2.1 設(shè)計(jì)方面

　　SMS（德國(guó)西馬克公司）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是三通溫控閥（DN500），中方在做詳細(xì)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化時(shí)，設(shè)計(jì)成M個(gè)直通式溫控閥（2×DN250），原因是中方在國(guó)內(nèi)采購(gòu)不到這個(gè)溫控間，這樣就比三通閥的調(diào)節(jié)品質(zhì)要差一些。在總流量不變的情況下，三通閥在開大一個(gè)的同時(shí)，另一個(gè)相應(yīng)開度減少。調(diào)節(jié)好的三通閥，在溫度信號(hào)輸人到調(diào)節(jié)器后，經(jīng)過比較得出偏差值，直接作用到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)到位后，旁路水量與換熱器支路水量自然就得出分配水量，從而滿足熱平衡所需的澆注溫度；而改成兩個(gè)直通單座閥，盡管已調(diào)整好（按照溫度、分配水量通過熱平衡式得出調(diào)整運(yùn)行點(diǎn)），但兩閥存在控制靈敏度、精度以及動(dòng)作頻繁程度和隨之引起的磨損等方面的差異，從而出現(xiàn)調(diào)節(jié)品質(zhì)不好的結(jié)果。
　　經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行觀察，旁路溫控間行程在開大的同時(shí)，換熱器支路上的溫控間在開大，但范圍不明確，出現(xiàn)振蕩、溫控不好的情況，為此，對(duì)這二個(gè)閥參數(shù)進(jìn)行了比較修正，如圖2所示。

　　圖2中的參數(shù)是按照熱平衡式得出的，旁路流量32％－52％。（等百分比流量特性S＝0.5）板式換熱器支路48％～68％，（直線注量特性S=0.5）的基礎(chǔ)上繪制出來的，相對(duì)行程開度與流量范圍變化的對(duì)應(yīng)曲線圖。
　　從2圖中網(wǎng)狀陰影可看出，旁路系統(tǒng)的行程開度在80％－100％之間，板式換熱器支路在60％－100％兩者匹配滿足運(yùn)行要求，其行程差值是20％，指在澆注溫度范圍確定的情況下，供水總流量由400－1560m³/h變化取點(diǎn)得出的旁路水量與換熱器支路水量分配隨相對(duì)行程變化而得出的相對(duì)流量變化曲線圖。
　　曲線1是指旁路流量分配量為32％時(shí)的相對(duì)行程與相對(duì)流量的曲線（等百分比注量特性δ=0.5）。
　　曲線2是指旁路流量分配量為52％時(shí)的相對(duì)行程與相對(duì)流量的曲線（等百分比注量特性δ=0.5）。
　　曲線3是指旁路流量分配量為48％時(shí)的相對(duì)行程與相對(duì)流量的曲線（等百分比注量特性δ=0.5）。
　　曲線4是指旁路流量分配量為68％時(shí)的相對(duì)行程與相對(duì)流量的曲線（等百分比注量特性δ=0.5）。
　　圖2中網(wǎng)狀區(qū)陰影部分是指在供水總量在400－1560m3／h變化情況下，旁路溫控間與換熱器支路溫控間滿足澆注溫度范圍的行程調(diào)節(jié)幅度運(yùn)行區(qū)域（兩閥匹配的相應(yīng)區(qū)域），也就是兩閥真正滿足工藝的運(yùn)行區(qū)域，其余地方的行程開度就是未做調(diào)整時(shí)的對(duì)應(yīng)的曲線。從圖2中可以看出兩閥匹配范圍太大，導(dǎo)致兩閥不停動(dòng)作，出現(xiàn)系統(tǒng)振蕩，溫控調(diào)節(jié)品質(zhì)不好，溫度偏高的事故。
2.2 設(shè)備的調(diào)節(jié)；
　　按照這兩個(gè)二通溫控間的行程差值和網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的相對(duì)行程與相對(duì)流量的變化即（48％～68％）（θ/θmax）對(duì)應(yīng)（56％～100%）（ρ/ρmax），對(duì)閥門的閥芯和行程進(jìn)行了調(diào)整，如圖3所示。

　　圖3中實(shí)線為調(diào)整測(cè)試后的閥芯結(jié)構(gòu)，虛線為原來的問芯，相對(duì)應(yīng)的絲杠行程和極限也重新調(diào)整，將56％～100％改成0～100％，滿足48％～68％的變化要求。對(duì)于旁路溫控間則保持相對(duì)流量32％～52％，對(duì)應(yīng)相對(duì)行程79％～100％變化不做調(diào)整。

3 運(yùn)行情況

　　經(jīng)過對(duì)這二個(gè)溫控間行程變化與流量變化的準(zhǔn)確計(jì)算對(duì)應(yīng)，并據(jù)此對(duì)閥開啟刻度重新定位后，運(yùn)行穩(wěn)定，不再出現(xiàn)振蕩和溫度偏高或超高的現(xiàn)象，滿足了目前熱試的正常生產(chǎn)。

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　　作者簡(jiǎn)介：趙海鷹（1966-），男，內(nèi)蒙古包頭人，工程師，內(nèi)蒙古包鋼薄板坯連軋廠，電話（0472）2187742或（0472）2187482。