浅析连铸机二冷水量调节控制阀维护技术.pdf

酒钢科技 2023 年第 4 期-51-摘要：本文通过几类调节阀在连铸机对二冷水进行控制比对及线下调试试验，研究发现其中滑板阀对其水量的控制精准度最高，维护成本最低，作业人员劳动强度最弱，能够更大程度地满足连铸机二冷水量调节控制生产工艺过程控制的要求。关键词：调节控制系统；滑板阀应用；二冷水量调节系统Analysis on Maintenance Technology of Secondary Cooling Water Volume Control Valve for Continuous CasterLin fapeng(Maintenance Engineering Department of Hongxing Iron&Steel Co.,Ltd.,Jiuquan Iron and Steel(Group)Corporation,Jiayuguan,Gansu,735100)Abstract:In this paper,through the control comparison and offline adjustment test of several kinds of control valves for secondary cooling water in continuous caster,it is found that the slide valve has the highest control accuracy and the lowest maintenance cost,the labor intensity of operators is the weakest,which can better meet the requirements of continuous caster secondary cooling water regulation to control production process control.Key words:regulation control system;slide valve application;second cooling water regulating system1 前 言企业为了提高竞争力，保证钢坯的质量，在生产过程中对二冷水的控制要求越来越高，这就使得调节阀在全关状态下的泄漏量要求小于1.0m3/h。但在实际运行条件下，二冷水一段调节阀全关时，泄露量达到 3.3m3/h，超出正常要求的3 倍之多；二冷水二段调节阀全关时，泄露量达到 4.3m3/h，超出正常要求的 4 倍之多；二冷水二段、三段调节阀全关时，泄露量达到 4.3m3/h，超出正常水量要求的 2 倍之多。二冷水一段、二段、三段、四段调节阀全开时，所达到的最大水量比浅析连铸机二冷水量调节控制阀维护技术蔺发鹏（酒钢集团宏兴股份公司检修工程部，甘肃，嘉峪关，735100）酒钢科技 2023 年第 4 期-52-正常要求的水量低 23m3/h，最终导致设备在每7 个浇次就得定期更换调节阀，然后下线进行清洗、研磨、更换密封环等检修项目1。2 试验材料和试验方法2.1 试验材料以生产水、氮气为材料。2.2 试验设备2.2.1 各种类型的调节阀气动 V 形调节球阀气动 V 形调节球阀2属于旋转型调节阀，结构紧凑，可竖卧安装；流通能力特别大，流通阻力小；灵敏度高，感应速度快；超强的剪切能力等特点。它能够满足连铸机在拉钢坯时对水量的要求。气动笼式调节阀气动笼式调节阀属于套筒阀，整体具有工作平稳、允许压差大、流量特性精确噪音低等特点。它在二冷水量控制过程中面对调节阀前后高差压有很好的应对能力，避免将整个执行机构做得特别重，从而降低阀的泄漏量。滑板阀滑板阀3控制稳定，振荡波动小；线性度高，有效调节范围大；滑板阀驱动行程短，全行程耗时 2.8 s；无水锤现象，寿命长，密封性能好等特点。它由于阀芯特殊的构造导致对介质的控制调节快速又精准。2.3 试验方法方法 1：通过定期检修将各类调节阀安装在同一台连铸机二冷水的相同段位后，连续跟踪连铸机生产 7 个浇次，记录各调节阀运行数据，统计数据分别见表 1 和表 2。表 1 2.0m/min 拉速相同阀位时一段水量（阀位 40%，总管压力为 1.12MPa 以上）表 2 3.1m/min 拉速时一段水量（阀位 100%，总管压力为 1.7MPa 以上）名称V 形调节球阀笼式调节阀滑板阀压力/MP流量/m3/h压力/MPa流量/m3/h压力/MPa流量/m3/h1 流0.1212.30.059.790.1011.12 流0.1513.290.089.290.1011.203 流0.1912.330.069.830.0911.134 流0.1412.350.019.720.1111.12名称V 形调节球阀笼式调节阀滑板阀压力/MP流量/m3/h压力/MPa流量/m3/h压力/MPa流量/m3/h1 流0.4535.10.5030.120.4435.02 流0.4634.920.4728.120.4635.043 流0.4635.140.5529.980.4534.924 流0.4735.970.5132.750.4535.01方法 2：将各类调节阀下线运回班组检修基地对其进行调试4，通过氮气做泄漏量试验，具体方法如下：首先在调节阀入口端用适合的法兰（根据调节阀口径）进行密封并连接工业氮气（1.5MPa），然后用标准表 JY821 给阀门定位器给定信号（420）mA，则通过调节阀在不同开度时，其出口流出氮气量不同，所发出的声音也不同来判酒钢科技 2023 年第 4 期-53-表 3 各调节阀检修调试数据断调节阀的调节能力（见下表 3）。3 试验结果对投运到现场的调节阀跟踪发现，在不同拉速下气动 V 形调节球阀控制二冷水量比工艺要求水量高 2m3/h 左右，其调节阀在全关时，泄露量达到 2.3m3/h，超出正常要求的 2 倍之多，将气源压力增加到 0.6MPa，也不能全关，随后用手动位将调节阀可以全关，其间调节阀轴承与气缸之间发出吱吱声，调节阀发生振荡现象，此时将填料压盖螺母各松动一圈，也不能消除，但投到自动，调节阀依然有漏量，并且阀体填料座外漏严重，将阀体锈蚀。对调节阀阀体进行解体检查，发现V 球磨损严重，表面有划痕，阀芯磨损严重，无法研磨修复，使操作工无法正常操作。就地安装气动笼式调节阀的则操作室计算机画面显示二冷水水量不足，最多比工艺要求差7m3/h，而且在调节阀全关时仍然显示有 2.4m3/h的漏量，无法满足生产需要。待下线解体检修发现阀芯有大量杂质堵塞阀笼，且阀芯跟 V 形调节球阀一样磨损严重，导致该调节阀起不到调节作用。只有安装滑板阀的二冷水量能够符合生产工艺的要求，其在不同拉速下控制二冷水量与工艺要求水量不到 0.05m3/h，其调节阀在全关时，泄露量为 0.03m3/h。对其进行下线解体检查，发现调节阀各部件仍然完好，无磨损现象发生。在检修基地对各类调节阀进行泄漏量检查时发现气动 V 形调节球阀全关时，任由大量氮气通过，发出刺耳的声音，气动笼式调节阀全关时，通过氮气较少，刺耳声音更大一些，滑板阀全关时，几乎没有氮气通过，不再有刺耳声音传来。调试后根据记录的数据得到气动 V 形调节球阀误差为+12.5%（+2.000mA），气动 V 形调节球阀误差为+0.7%（+0.112mA），滑板阀误差为+0.3%（+0.048mA）。只有滑板阀符合气动薄膜式执行机构维护作业标准5最大允许误差+0.5%的要求，满足生产工艺要求。4 试验结果分析4.1 二冷水量控制调节阀维护技术分析经过线下和线上多次试验，结合连铸机二冷水工艺要求5，总结各类调节阀的优缺点。首先气动 V 形调节球阀能够适应连铸机普高碳双拉时调节阀控制水量在 4.5120L 的要求，但是由于二冷水水质不佳，调节阀前后差压最高到1.95MPa，导致产生阀芯冲刷磨损严重，底座与阀杆间漏水等现象。其次气动笼式调节阀能够克服调节阀前后较高的差压，但是对二冷水质要求较高，给定值/%V 形调节球阀笼式调节阀滑板阀标准电流值/mA实测电流值/mA标准电流值/mA实测电流值/mA标准电流值/mA实测电流值/mA04.0006.0004.0004.1064.0004.001258.0008.5608.0008.1118.0008.0485012.00012.79012.00012.11212.00012.0327516.00016.54016.00016.10416.00016.04010020.00021.00020.00020.08020.00020.000酒钢科技 2023 年第 4 期-54-在不改变水的前提下运行不到 7 个浇次就会发生水量跟不上的现象，解体进行清洗阀笼，工作量大。最后滑板阀在运行过程中克服了以上所有的问题，特别是其阀座泄漏量标准是小于 KV 值的0.001%。这主要是因为阀在开关过程中，阀板上下相对运动，在介质压差作用下，动滑板与定滑板的密封面犹如在做自动的相互研磨6（见图1）。4.2 滑板阀投运后达到的效果滑板式控制阀安装形式采用夹持式，没有了单座阀笨重的阀体及安装法兰，减轻、减少了阀体的重量和阀体材料的使用量，阀芯受到的不平衡力是传统单座调节阀的 1/10，自重轻巧，省时省力，同时滑板阀维护成本低，只需更换滑板图 1 滑板阀的动、定滑板即可，而且动、定滑板拆装容易，提高了工作效率，减轻了劳动强度。由于滑板阀的滑板具有独特结构导致其使用周期越长，密封性能越好。从而能够更好地满足目前连铸机对二冷水控制的要求，保障高质量钢坯的产出。滑板阀的滑板为多孔分渣，无水锤产生，极大延长了阀门及管道的使用寿命，使用八年以上，可节约采购资金 187.5 万元。一台滑板调节阀产品价格也只有同级别控制阀的 50%60%，降低采购费用和维修费用。5 结束语通过三种不同结构形式的调节阀在线上线下实验对比，得出滑板阀具有更好的调节控制能力，且有更久的使用寿命，在不同程度上弥补了 V 型调节阀和笼式调节阀结构上的局限性，有效减轻了仪表维护人员的工作量，尽可能降低了维护成本，能够更大程度地满足连铸机二冷水量调节控制生产工艺过程控制的要求。参考文献1 刘玠.连铸及炉外精炼自动化技术 M.北京:冶金工业出版社.2006.2 明赐东.调节阀应用 1000 问 M.北京:化学工业出版社.2006.3 滑板阀说明书 Z.4 陆培文,汪裕凯.调节阀实用技术 M.北京:机械工业出版社.20175 气动薄膜式执行机构维护作业标准 S.QZ830000100000416 武亮.方坯连铸机二冷水调节系统优化改造 J.流程工业,2022,02作者简介:蔺发鹏（1989-）男，汉，甘肃酒泉人，助理工程师，2011 年毕业于甘肃钢铁职业技术工作，现在酒钢集团宏兴股份公司检修工程部从事设备维护工作，邮箱：。