發(fā)布時(shí)間:2019-11-15 發(fā)布作者:
摘 要:磁翻板液位計(jì)是連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)主要組成部分之一,磁翻板液位計(jì)選用是否科學(xué)合理,直接決定了連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行效率和功能的發(fā)揮。結(jié)合實(shí)踐,在簡要闡述連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上,分析目前連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的選擇,并提出常用磁翻板液位計(jì)的選擇方式。旨在提升連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,保證連鑄機(jī)運(yùn)行的持續(xù)性和安全性。
引言
磁翻板液位計(jì)在連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛,并且具有無可替代作用,連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)中磁翻板液位計(jì)具有調(diào)節(jié)水流量、啟閉冷卻水系統(tǒng)、停機(jī)檢修等多用。既能保證連鑄機(jī)良好運(yùn)行,延長使用壽命,又能提升鑄坯生產(chǎn)的合格率。但不同磁翻板液位計(jì)有其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能,如果磁翻板液位計(jì)選擇不合理,會(huì)影響冷卻水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力,降低生產(chǎn)效率。本文結(jié)合理論實(shí)踐,對(duì)連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)常用磁翻板液位計(jì)的選用做了如下探討。
1 連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)組成分析
根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)和功能的不同,連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)由 4大系統(tǒng)共同組成。
(1)結(jié)晶冷卻水系統(tǒng)。此系統(tǒng)中應(yīng)用的水多為軟水,且對(duì)進(jìn)水壓和溫度有較高的要求。通常情況下,進(jìn)水壓力不能超過1.0 MPa,運(yùn)行水的溫度要控制在(35~50)℃。
(2)設(shè)備間接冷卻水系統(tǒng)。對(duì)水質(zhì)的要求比較高,需要潔凈的循環(huán)水,且水壓在(0.6~0.8)MPa,運(yùn)行水溫度在(40~55)℃。
(3)二次冷卻水系統(tǒng)。對(duì)水質(zhì)的相對(duì)比較低,一般情況下濁循環(huán)水即可滿足運(yùn)行要求,但水壓要控制在 1.0 MPa 以下,溫度要控制在(35~40)℃。 (4)設(shè)備直接冷卻水系統(tǒng),可選擇濁循環(huán)水作為運(yùn)行水,水壓不能超過 0.6 MPa,溫度要控制在(35~40)℃。
2 連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)中存在的問題
2.1 單流二冷水控制難度較大
在整合連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)中,二冷系統(tǒng)為集中控制系統(tǒng),如果在分段調(diào)節(jié)冷卻水時(shí),不能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)調(diào)節(jié),則只能通過調(diào)節(jié)單流調(diào)節(jié)磁翻板液位計(jì)來強(qiáng)制改變冷卻強(qiáng)度。在鑄坯生產(chǎn)過程中,合金鋼的種類不同,拉速控制的范圍也各不相同,對(duì)二冷系統(tǒng)分段調(diào)節(jié)的強(qiáng)度存在較大差異。如果單流調(diào)節(jié)磁翻板液位計(jì)選擇不當(dāng),會(huì)增加冷卻強(qiáng)度控制的難度,從而導(dǎo)致鑄坯發(fā)生縱向斷裂、中心裂紋等內(nèi)部質(zhì)量問題。
2.2 氣動(dòng)調(diào)節(jié)磁翻板液位計(jì)選擇不當(dāng)
在二冷水系統(tǒng)中,對(duì)磁翻板液位計(jì)調(diào)節(jié)的精度有很高的要求,如果磁翻板液位計(jì)選擇不當(dāng),就無法準(zhǔn)確控制冷卻水的流量和強(qiáng)度,會(huì)影響鑄坯的冷卻效果,導(dǎo)致鑄坯表面分布不均勻,水流量大時(shí),冷卻比較集中;水流量小時(shí),難以達(dá)到冷卻效果,從而導(dǎo)致鑄坯角裂漏鋼、中心裂紋等質(zhì)量缺陷。
2.3 噴嘴容易發(fā)生堵塞
二冷水源對(duì)為濁循環(huán)水,懸浮物≤20×10-6,較大粒徑≤0.1 mm;全硬度≤140×10-6、鈣硬度≤75×10 -6、氯離子≤140×10 -6、硫酸根≤140×10-6。在運(yùn)行過程中,如果磁翻板液位計(jì)選擇不合理,在這些雜質(zhì)的影響下,會(huì)造成噴嘴堵塞,降低冷卻效果,不利于鑄坯合格率的提升。
3 連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)常用磁翻板液位計(jì)的選用
磁翻板液位計(jì)是連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)的主要組成部分,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定性運(yùn)行有重要意義,此外,對(duì)鑄坯生產(chǎn)的質(zhì)量也有一定的影響。因此,需要根據(jù)連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際情況,選擇與之相適的磁翻板液位計(jì)才能滿足實(shí)際需求。選擇磁翻板液位計(jì)時(shí),既要滿足一般性能的要求,也要滿足連鑄機(jī)特殊性的要求,常用的磁翻板液位計(jì)有 2 種。
3.1 蝶閥
蝶閥也被稱為翻板閥,是一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單調(diào)節(jié)閥,可應(yīng)用在低壓管道介質(zhì)開關(guān)控制中,蝶閥的工作原理是通過閥瓣或者碟版圍繞閥軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來達(dá)到介質(zhì)開關(guān)的一種磁翻板液位計(jì)。按照結(jié)構(gòu)的不同可分為中心密封蝶閥、單偏心密封蝶閥、雙偏心密封蝶閥和三偏心密封蝶閥。
在連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)中常用的蝶閥有兩種,一種是中心密封蝶閥,另一種是雙偏心密封蝶閥。其中后者在 0°~90°磁翻板液位計(jì)開啟時(shí),閥瓣只需要從 0°轉(zhuǎn)到 8°~10°即可,操作比較變便捷,而且對(duì)閥瓣和閥座的磨損比較小,可提升磁翻板液位計(jì)的使用壽命[1]。連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過程中,為提升冷卻效果,需要對(duì)過濾器在進(jìn)行定期清洗和檢修,避免水中雜質(zhì)堆積過多而影響冷卻水運(yùn)行效率。因此,在過濾器的進(jìn)出口,比較適合安裝雙偏心密封蝶閥。其與位置可采用中心密封蝶閥,既能滿足連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)良好運(yùn)行的需求,又能提升磁翻板液位計(jì)使用壽命。和其他磁翻板液位計(jì)相比蝶閥所具有的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下 2 個(gè)方面。
(1)蝶閥具有很高的密封性。蝶閥密封材料有兩種,一種是合成橡膠,另一種是聚四氟乙烯+合成橡膠構(gòu)成的復(fù)合閥座。其中合成橡膠在長時(shí)間使用過程中,會(huì)發(fā)磨損、老化、脫落等情況,會(huì)堵塞結(jié)晶器銅板水縫和軸承座,從而影響連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)的冷卻效果。而聚四氟乙烯+合成橡膠構(gòu)成的復(fù)合閥座則具有很高的強(qiáng)度、耐久性、耐腐蝕性等,對(duì)系統(tǒng)的影響比較小。因此,在選擇密封材料時(shí),聚四氟乙烯+合成橡膠構(gòu)成的復(fù)合閥座更加適用于鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)中,既能保證水量調(diào)節(jié)的精度,又能延長使用壽命,對(duì)提升鑄坯生產(chǎn)的合格率也有很大幫助。
(2)蝶閥在調(diào)節(jié)水流量時(shí)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)?shù)y開啟角度在 20°~70°時(shí),即可對(duì)鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)中的水流量進(jìn)行靈敏控制,比較適用于結(jié)晶器銅板冷卻回路中,如何和結(jié)晶器銅板冷卻回路中的啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥和電池流量計(jì)相互配合使用,還能彌補(bǔ)啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際調(diào)節(jié)范圍,提升應(yīng)用效果[2]。
通過上述分析可以看出,蝶閥具有密封性高、流量調(diào)節(jié)精度高等優(yōu)勢(shì),可很大程度上滿足鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)對(duì)循環(huán)調(diào)節(jié)的需求。但蝶閥的也有一定的缺點(diǎn),如:壓力損失比較大,是普通閘閥壓力損失量的 3~5 倍。在選擇蝶閥時(shí),要充分考慮壓力損失對(duì)鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)的影響,壓力損失計(jì)算公式為:
V———鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)中水流的平均速度,m/s
ρ———循環(huán)水密度,kg/m3
3.2 球閥
球閥的啟動(dòng)件由閥桿帶動(dòng),圍繞球閥的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn),可應(yīng)用在流體介質(zhì)的開關(guān)和調(diào)節(jié)中。整體結(jié)構(gòu)簡單緊湊,密封效果好,維護(hù)方便,不易被介質(zhì)沖蝕,主要應(yīng)用在截?cái)嗷蛘呓油ü苈方橘|(zhì)中。在鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)中常用的球閥有兩種,一種是浮動(dòng)球球閥,另一是 V 形開口球閥[3]。主要應(yīng)用在管路大于 DN125 鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)管路中。其中前者主要起開閉作用,而 V 形開口球閥則主要應(yīng)用是循環(huán)水流量調(diào)節(jié)中。球閥具有的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下 3 個(gè)方面。
(1)耐磨性比較高。在鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)中應(yīng)有的球閥閥芯為合金鋼噴焊,密封圈則為合金鋼堆焊,在進(jìn)行開關(guān)操作時(shí),并不會(huì)對(duì)造成太大的磨損,硬度系數(shù)在 65~70。
(2)密封性比較高。密封球閥采用人工研磨密,直到球閥閥芯和密封圈完全吻合后才能繼續(xù)使用,因此,具有較高的密封性。
(3)開關(guān)比較輕。硬密封球閥的密封圈底,通過彈簧將密封圈和閥芯緊密連接到一起,當(dāng)外界力量超過彈簧自身的預(yù)緊力時(shí),開關(guān)啟動(dòng)非常輕。
和蝶閥相比,V 形開口球閥在流量調(diào)劑方面具有更好效果,特別是采用渦輪傳統(tǒng)的 V 形開口球,對(duì)流量調(diào)節(jié)的精度更高,并且還具有實(shí)時(shí)定位的功能,可調(diào)節(jié)的范圍比較大,較大可調(diào)比達(dá)到 100∶1,這一點(diǎn)是蝶閥無法比擬。
當(dāng)球閥開度為 10%時(shí),可調(diào)節(jié)水量在 4%在左右;開度為20%時(shí),調(diào)節(jié)水量在 8%在左右;當(dāng)球閥開度為 30%時(shí),可調(diào)節(jié)水量在 14%在左右;當(dāng)球閥開度為 40%時(shí),可調(diào)節(jié)水量在 18%在左右;當(dāng)球閥開度為 50%時(shí),可調(diào)節(jié)水量在 20%在左右;當(dāng)球閥開度為 60%時(shí),可調(diào)節(jié)水量在 24%在左右;當(dāng)球閥開度為 70%時(shí),可調(diào)節(jié)水量在 34%在左右;當(dāng)球閥開度為 80%時(shí),可調(diào)節(jié)水量在 54%在左右;當(dāng)球閥開度為 90%時(shí),可調(diào)節(jié)水量在 62%在左右,當(dāng)球閥開度為 100%時(shí),可調(diào)節(jié)水量在 100%在左右[4]。從這幾組數(shù)據(jù)中可以看出,隨著球閥開挖的增加,調(diào)節(jié)量也隨之增加,并且開度越大,調(diào)節(jié)范圍變化量就越大。此類球閥比較適用于二次冷卻系統(tǒng)支路循環(huán)水調(diào)節(jié)中。如果和回路中的氣動(dòng)閥以及電池流量計(jì)相互配合,則能進(jìn)一步提升氣動(dòng)閥的調(diào)節(jié)范圍。在設(shè)備間接冷卻水回水支路中應(yīng)用時(shí),配合就地顯示流量計(jì),可精確分配水量,保證鑄坯冷卻效果,提升鑄坯生產(chǎn)的合格率。
4 結(jié)束語
文本結(jié)合實(shí)踐,探討了連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)常用磁翻板液位計(jì)的選用,探討結(jié)構(gòu)表明,冷卻水系統(tǒng)是連鑄機(jī)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵系統(tǒng),對(duì)鑄坯生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率有重要影響。就目前連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)象而言,存在問題 85%以上和磁翻板液位計(jì)選型不合理直接關(guān)系,因此,為提升連鑄機(jī)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行效率,必須根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的不同,選擇與之相適的磁翻板液位計(jì)。如:雙偏心密封蝶閥適用于啟動(dòng)比較頻繁的過濾器進(jìn)出口中,中心密封蝶閥則比較適用于結(jié)晶器回水管路的選擇上,但在應(yīng)用過程中,要充分考慮壓力損失,避免影響調(diào)節(jié)精度。在二次冷去支路和設(shè)備間接冷卻回水支路上適用渦輪傳動(dòng) V 形開口球閥。
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