Влияние системы прямого водного охлаждения на производительность и рентабельность прокатного стана

Влияние системы прямого водного охлаждения на производительность и рентабельность прокатного стана.

Охлаждение прокатных клетей

·  Система охлаждения в сети водоснабжения прокатного стана обычно имеет форму замкнутого цикла, использующего воду, как охлаждающее вещество.

·  Система должна обеспечивать:

Снятие водной термической нагрузки

Удаление окалины и масла внутри сети

Возвращение воды на клети с необходимым давлением и расходом.

·  Охлаждение калибров зависит от:

Типа прокатного стана

Типа клетей

Типа и качества производимых материалов

На калибрах должна поддерживаться постоянная температура путем водного распыления через группу форсунок, в сборе с которыми, как правило, поставляются клети.

Количество форсунок, их положение, направление, расход воды и рабочее давление - все это технология производителя, его «ноу-хау».

Большинство систем характеризуются:

Плоскими форсунками, направленными по касательной к калибрам

Распылителями, расположенными как можно ближе к очагу деформации, на выходе заготовки из валков.

Важные физико-химические параметры охлаждающей воды:

·  Температура

·  Твердые частицы

·  Давление

·  Содержание масла

·  Антикоррозионные и/или противоокальные агенты

·  Все параметры необходимо контролировать для обеспечения эффективного охлаждения валков, калибров и другого механического оборудования, что является критическим аспектом в прокатном производстве.

·  Неправильное охлаждение увеличивает износ калибров, ведущий к частой замене и заклиниванию роликовых подшипников

Распылительные форсунки – очень важный момент в данной системе: они должны поддерживать одинаковую модель распыления и расход жидкости по всему ходу заготовки.

Вышеперечисленные характеристики можно ухудшаться из-за изменения контура отверстия форсунки:

·  Полная или частичная закупорка

·  Расширение отверстия

Полная или частичная закупорка может случиться из-за:

·  Осадка карбоната магния и/или кальция

·  Скопления мелкой окалины

Расширение отверстий форсунок может случиться из-за:

·  коррозии

·  эрозии

Такая проблема обычно решается заменой форсунок патрубками, в данной ситуации без учета фактора эффективности охлаждения.

***

Исследование влияния качества охлаждающей воды на работу прокатного стана

·  Проволочный прокатный стан прокатного цеха в Северной Италии

·  350,000 тон/год (60 т/ч в трехсменном режиме) заготовка Ø 12 мм

·  Сравнительный анализ проведен между состояниями до и после модернизации системы водоподготовки

·  Исследуемые параметры: срок службы калибра в чистовой клети.

Характеристики чистовой клети:

·  Бочка: 600 мм.

·  Материал валка: чугун

·  Количество калибров: 16

·  Подача по 2 ниткам

Критические параметры воды до и после модернизации:

Характеристики воды	Вода прокатного стана до переоборудования	- “ – после переоборудования
Температура	40-45 оС	30 оС
Давление	4 бар	6 бар
Твердые частицы	80-100	10-20
Химическое состояние	Неудовлетворительное	Хорошее

ЗАКЛЮЧЕНИЕ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА

·  Срок службы калибров увеличился со 125 тонн до 180 тонн, т. е. более, чем на 40% после модернизации.

·  Отличный результат достигается хорошо спроектированной системой и программой водного охлаждения, которая контролирует температуру калибра и, благодаря улучшенному качеству воды, исключает закупоривание и загрязнения форсунок.

Термическое растрескивание из-за недостаточного охлаждения

Ненормальный износ овальных и квадратных калибров из-за некорректного, недостаточного охлаждения.

***

После переоборудования необходимость замены калибров и валков значительно сократилась.

	Замена калибров в год	Замена валков в год
До модернизации	350000:125x2 = 1400	350000:125x16 = 175
После модернизации	350000:180x2 = 972	350000:180x16 = 121
Разница	-428	-54

Снижение потребности в замене оборудования благоприятно отразилось на производительности и эффективности производства.

Фактически мы принимаем во внимание:

·  10-минутный останов на замену калибра

·  15 - минутный останов на замену каждого валка (на подготовленной к замене клети)

В год получается:

	Дельта	Минуты	Общее время (мин.)
Замена калибров	428	10	4280
Замена цилиндров	54	15	810
Увеличение времени производства			5090

Доход от модернизации исчисляется приблизительно 1,6 мнл. долларов, а точнее:

Увеличение производства	5090x1 т/мин.= 5090 т. ; 5090 x 300 $ =	$1,527,000.00
Перешлифовка валов	54 x 2 вала =108 ; 108 x 600 $ =	$64,800.00
Замена валов	54:10 перешлифовок = 5 ; 5X2 вала x 2500 $ =	$25,000.00
Общая прибыль		$1,616,800.00

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

·  Стоимость хорошей химической обработки воды – лишь небольшая часть той прибыли, которую она приносит.

·  Эффективная система водного охлаждения прокатного стана окупает себя менее, чем за 1 год.

·  Эффективная система водного охлаждения прокатного стана, правильный контроль химического состояния воды – это самые важные аспекты рентабельности прокатного стана.