摘 要：磁翻板液位計是連鑄機冷卻水系統(tǒng)主要組成部分之一，磁翻板液位計選用是否科學合理，直接決定了連鑄機冷卻水系統(tǒng)的運行效率和功能的發(fā)揮。結合實踐，在簡要闡述連鑄機冷卻水系統(tǒng)組成的基礎上，分析目前連鑄機冷卻水系統(tǒng)在運行中存在的選擇，并提出常用磁翻板液位計的選擇方式。旨在提升連鑄機冷卻水系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，保證連鑄機運行的持續(xù)性和安全性。

    引言
    磁翻板液位計在連鑄機冷卻水系統(tǒng)中的應用非常廣泛，并且具有無可替代作用，連鑄機冷卻水系統(tǒng)中磁翻板液位計具有調節(jié)水流量、啟閉冷卻水系統(tǒng)、停機檢修等多用。既能保證連鑄機良好運行，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有其獨特的結構和性能，如果磁翻板液位計選擇不合理，會影響冷卻水系統(tǒng)的調節(jié)能力，降低生產(chǎn)效率。本文結合理論實踐，對連鑄機冷卻水系統(tǒng)常用磁翻板液位計的選用做了如下探討。

    1 連鑄機冷卻水系統(tǒng)組成分析
    根據(jù)系統(tǒng)運行結構和功能的不同，連鑄機冷卻水系統(tǒng)由 4大系統(tǒng)共同組成。

    （1）結晶冷卻水系統(tǒng)。此系統(tǒng)中應用的水多為軟水，且對進水壓和溫度有較高的要求。通常情況下，進水壓力不能超過1.0 MPa，運行水的溫度要控制在（35～50）℃。
 
    （2）設備間接冷卻水系統(tǒng)。對水質的要求比較高，需要潔凈的循環(huán)水，且水壓在（0.6～0.8）MPa，運行水溫度在（40～55）℃。

    （3）二次冷卻水系統(tǒng)。對水質的相對比較低，一般情況下濁循環(huán)水即可滿足運行要求，但水壓要控制在 1.0 MPa 以下，溫度要控制在（35～40）℃。 （4）設備直接冷卻水系統(tǒng)，可選擇濁循環(huán)水作為運行水，水壓不能超過 0.6 MPa，溫度要控制在（35～40）℃。

    2 連鑄機冷卻水系統(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)，如果在分段調節(jié)冷卻水時，不能實現(xiàn)單獨調節(jié)，則只能通過調節(jié)單流調節(jié)磁翻板液位計來強制改變冷卻強度。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，對二冷系統(tǒng)分段調節(jié)的強度存在較大差異。如果單流調節(jié)磁翻板液位計選擇不當，會增加冷卻強度控制的難度，從而導致鑄坯發(fā)生縱向斷裂、中心裂紋等內部質量問題。

    2.2 氣動調節(jié)磁翻板液位計選擇不當
    在二冷水系統(tǒng)中，對磁翻板液位計調節(jié)的精度有很高的要求，如果磁翻板液位計選擇不當，就無法準確控制冷卻水的流量和強度，會影響鑄坯的冷卻效果，導致鑄坯表面分布不均勻，水流量大時，冷卻比較集中；水流量小時，難以達到冷卻效果，從而導致鑄坯角裂漏鋼、中心裂紋等質量缺陷。

    2.3 噴嘴容易發(fā)生堵塞
    二冷水源對為濁循環(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。在運行過程中，如果磁翻板液位計選擇不合理，在這些雜質的影響下，會造成噴嘴堵塞，降低冷卻效果，不利于鑄坯合格率的提升。

    3 連鑄機冷卻水系統(tǒng)常用磁翻板液位計的選用
    磁翻板液位計是連鑄機冷卻水系統(tǒng)的主要組成部分，對整個系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定性運行有重要意義，此外，對鑄坯生產(chǎn)的質量也有一定的影響。因此，需要根據(jù)連鑄機冷卻水系統(tǒng)運行實際情況，選擇與之相適的磁翻板液位計才能滿足實際需求。選擇磁翻板液位計時，既要滿足一般性能的要求，也要滿足連鑄機特殊性的要求，常用的磁翻板液位計有 2 種。

    3.1 蝶閥
    蝶閥也被稱為翻板閥，是一種結構相對簡單調節(jié)閥，可應用在低壓管道介質開關控制中，蝶閥的工作原理是通過閥瓣或者碟版圍繞閥軸的轉動來達到介質開關的一種磁翻板液位計。按照結構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°磁翻板液位計開啟時，閥瓣只需要從 0°轉到 8°～10°即可，操作比較變便捷，而且對閥瓣和閥座的磨損比較小，可提升磁翻板液位計的使用壽命[1]。連鑄機冷卻水系統(tǒng)在運行過程中，為提升冷卻效果，需要對過濾器在進行定期清洗和檢修，避免水中雜質堆積過多而影響冷卻水運行效率。因此，在過濾器的進出口，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，既能滿足連鑄機冷卻水系統(tǒng)良好運行的需求，又能提升磁翻板液位計使用壽命。和其他磁翻板液位計相比蝶閥所具有的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下 2 個方面。

    （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+合成橡膠構成的復合閥座。其中合成橡膠在長時間使用過程中，會發(fā)磨損、老化、脫落等情況，會堵塞結晶器銅板水縫和軸承座，從而影響連鑄機冷卻水系統(tǒng)的冷卻效果。而聚四氟乙烯+合成橡膠構成的復合閥座則具有很高的強度、耐久性、耐腐蝕性等，對系統(tǒng)的影響比較小。因此，在選擇密封材料時，聚四氟乙烯+合成橡膠構成的復合閥座更加適用于鑄機冷卻水系統(tǒng)中，既能保證水量調節(jié)的精度，又能延長使用壽命，對提升鑄坯生產(chǎn)的合格率也有很大幫助。

    （2）蝶閥在調節(jié)水流量時具有明顯的優(yōu)勢。當?shù)y開啟角度在 20°～70°時，即可對鑄機冷卻水系統(tǒng)中的水流量進行靈敏控制，比較適用于結晶器銅板冷卻回路中，如何和結晶器銅板冷卻回路中的啟動調節(jié)閥和電池流量計相互配合使用，還能彌補啟動調節(jié)閥的實際調節(jié)范圍，提升應用效果[2]。

    通過上述分析可以看出，蝶閥具有密封性高、流量調節(jié)精度高等優(yōu)勢，可很大程度上滿足鑄機冷卻水系統(tǒng)對循環(huán)調節(jié)的需求。但蝶閥的也有一定的缺點，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，要充分考慮壓力損失對鑄機冷卻水系統(tǒng)的影響，壓力損失計算公式為：

      V———鑄機冷卻水系統(tǒng)中水流的平均速度，m/s
      ρ———循環(huán)水密度，kg/m3

    3.2 球閥
    球閥的啟動件由閥桿帶動，圍繞球閥的軸線進行旋轉，可應用在流體介質的開關和調節(jié)中。整體結構簡單緊湊，密封效果好，維護方便，不易被介質沖蝕，主要應用在截斷或者接通管路介質中。在鑄機冷卻水系統(tǒng)中常用的球閥有兩種，一種是浮動球球閥，另一是 V 形開口球閥[3]。主要應用在管路大于 DN125 鑄機冷卻水系統(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用是循環(huán)水流量調節(jié)中。球閥具有的特點主要體現(xiàn)在以下 3 個方面。

    （1）耐磨性比較高。在鑄機冷卻水系統(tǒng)中應有的球閥閥芯為合金鋼噴焊，密封圈則為合金鋼堆焊，在進行開關操作時，并不會對造成太大的磨損，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，當外界力量超過彈簧自身的預緊力時，開關啟動非常輕。

    和蝶閥相比，V 形開口球閥在流量調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，對流量調節(jié)的精度更高，并且還具有實時定位的功能，可調節(jié)的范圍比較大，較大可調比達到 100∶1，這一點是蝶閥無法比擬。

    當球閥開度為 10%時，可調節(jié)水量在 4%在左右；開度為20%時，調節(jié)水量在 8%在左右；當球閥開度為 30%時，可調節(jié)水量在 14%在左右；當球閥開度為 40%時，可調節(jié)水量在 18%在左右；當球閥開度為 50%時，可調節(jié)水量在 20%在左右；當球閥開度為 60%時，可調節(jié)水量在 24%在左右；當球閥開度為 70%時，可調節(jié)水量在 34%在左右；當球閥開度為 80%時，可調節(jié)水量在 54%在左右；當球閥開度為 90%時，可調節(jié)水量在 62%在左右，當球閥開度為 100%時，可調節(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，調節(jié)量也隨之增加，并且開度越大，調節(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)水調節(jié)中。如果和回路中的氣動閥以及電池流量計相互配合，則能進一步提升氣動閥的調節(jié)范圍。在設備間接冷卻水回水支路中應用時，配合就地顯示流量計，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 結束語
    文本結合實踐，探討了連鑄機冷卻水系統(tǒng)常用磁翻板液位計的選用，探討結構表明，冷卻水系統(tǒng)是連鑄機持續(xù)穩(wěn)定運行的關鍵系統(tǒng)，對鑄坯生產(chǎn)質量和生產(chǎn)效率有重要影響。就目前連鑄機冷卻水系統(tǒng)運行現(xiàn)象而言，存在問題 85%以上和磁翻板液位計選型不合理直接關系，因此，為提升連鑄機冷卻水系統(tǒng)運行效率，必須根據(jù)系統(tǒng)結構和功能的不同，選擇與之相適的磁翻板液位計。如：雙偏心密封蝶閥適用于啟動比較頻繁的過濾器進出口中，中心密封蝶閥則比較適用于結晶器回水管路的選擇上，但在應用過程中，要充分考慮壓力損失，避免影響調節(jié)精度。在二次冷去支路和設備間接冷卻回水支路上適用渦輪傳動 V 形開口球閥。