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現(xiàn)的，實際運行中出現(xiàn)系統(tǒng)振蕩和溫度偏高的現(xiàn)象，通過對溫控閥的品質(zhì)調(diào)節(jié)，滿足了運行的溫度范圍。
　　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：TU991.37；TF713.2
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2002)02-0011-02

　　包鋼立彎式鑄機(jī)生產(chǎn)線（簡稱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，水量由400～1560m³／h取點計算得知：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現(xiàn)的，經(jīng)現(xiàn)場運行情況看，問題是2個二通溫控閥的調(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交換及聯(lián)鎖。當(dāng)冷卻水一切參數(shù)符合澆注工藝時，在鑄機(jī)操作室工作站畫面上顯示“水系統(tǒng)正常”字樣及相關(guān)的參數(shù)，任何一項指標(biāo)（流量、壓力、溫度或水質(zhì)指標(biāo)）出現(xiàn)超差時，鑄機(jī)停止?jié)沧ⅰ０凑諠沧⑶€，若Ⅰ、Ⅱ流同時澆注或改變澆注板坯的規(guī)格、厚度（在線調(diào)整）時，冷卻水系統(tǒng)的相應(yīng)泵組和閥門都要啟動（或停車）和調(diào)整（相互聯(lián)鎖），其中溫度由鑄機(jī)返回信號后，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)計方面

　　SMS（德國西馬克公司）基礎(chǔ)設(shè)計是三通溫控閥（DN500），中方在做詳細(xì)設(shè)計轉(zhuǎn)化時，設(shè)計成M個直通式溫控閥（2×DN250），原因是中方在國內(nèi)采購不到這個溫控間，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，三通閥在開大一個的同時，另一個相應(yīng)開度減少。調(diào)節(jié)好的三通閥，在溫度信號輸人到調(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)整運行點），但兩閥存在控制靈敏度、精度以及動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)場運行觀察，旁路溫控間行程在開大的同時，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，對這二個閥參數(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，相對行程開度與流量范圍變化的對應(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變化取點得出的旁路水量與換熱器支路水量分配隨相對行程變化而得出的相對流量變化曲線圖。
　　曲線1是指旁路流量分配量為32％時的相對行程與相對流量的曲線（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％時的相對行程與相對流量的曲線（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％時的相對行程與相對流量的曲線（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％時的相對行程與相對流量的曲線（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行區(qū)域，其余地方的行程開度就是未做調(diào)整時的對應(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)；
　　按照這兩個二通溫控間的行程差值和網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的相對行程與相對流量的變化即（48％～68％）（θ/θmax）對應(yīng)（56％～100%）（ρ/ρmax），對閥門的閥芯和行程進(jìn)行了調(diào)整，如圖3所示。

　　圖3中實線為調(diào)整測試后的閥芯結(jié)構(gòu)，虛線為原來的問芯，相對應(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。對于旁路溫控間則保持相對流量32％～52％，對應(yīng)相對行程79％～100％變化不做調(diào)整。

3 運行情況

　　經(jīng)過對這二個溫控間行程變化與流量變化的準(zhǔn)確計算對應(yīng)，并據(jù)此對閥開啟刻度重新定位后，運行穩(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。