粗轧除鳞机设计

（l/m）2 ， 取 K =18 ~19； B—除 鳞 钢 带 宽 度 （m）；V—除鳞钢带运行速度 （m/s）。
1.2 打击力和重叠量
打击力和重叠量直接影响除鳞机的除鳞效果，
并与系统的流量、压力、喷嘴的型号和喷嘴到带钢
表面的垂直距离有关。
（1） 打击力数学模型表达式如下：
姨 姨 t=F
Q， 姨△P
完成后，摆动液压缸的活塞 杆全缩回，配重块使弧形挡 水板回到初始状态，等待进
行下一块钢坯的除鳞。由于
在集水管的除鳞喷嘴逆着钢
板运行方向，当向钢板上面
喷射高压水除鳞时，由于挡
水板与钢坯上表面处于接触
状态，这样就使溅起的水渣
沿着挡水板进入除鳞箱盖的
收集水槽内，大大减少了水
渣的飞溅，增强了其挡水挡
渣的效果。在除鳞机正常工
粗轧除鳞机安置在加热炉与 E1R1 轧机之间， 通过高压喷水清除板坯在加热炉加热过程中产生 的一次氧化铁皮，除鳞机的设计既要保证除鳞机 的设计参数，满足除鳞的工艺要求，又要达到用 水量的优化，节约资源，降低生产成本。另外除 鳞机设备还应具有良好的密封性，能够挡水、挡 鳞渣，保证安全和工作环境良好。本文结合某热 轧生产线粗轧除鳞机实例对设计过程中的计算重 点、设备组成及工作原理进行较详细的介绍。
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一重技术
设计与计算
塞； （4） 耐磨性好，使用寿命长； （5） 安装简单，维护更换方便。 本除鳞机最后选定了喷射角度为 26°的喷嘴。
根据所选高压喷嘴的要求为保证达到良好除鳞效 果，上下除鳞集水管设计时考虑喷嘴喷角 β 保持 15°，使喷射高压水产生一个水平力，将氧化铁皮 吹出钢板边缘之外。
式中，T—带钢的温度 （℃）。
（2） 重叠量的计算公式如下：
姨 姨 D=
2H cosβ
tg
α 2
cos 姨γ 姨-E
!!!!! （3）
式中，D—重叠量 （mm）；E—相邻两个喷嘴的间
距 （mm）；α—喷嘴的喷射角 （°）；β—喷
嘴的倾斜角 （°）；γ—喷嘴相对喷水轴线的
偏转角 （°） （见图 1）。
本设备经核算流量为 7 708 l/mim，打击力 1.1 N/mm，重叠量为 2 mm，喷嘴到带钢表面的垂直距 离 150 mm， 使用后证明满足工艺要求。
图 1 喷嘴喷射模型图
生黑带，同时水量消耗增加，进而影响带钢机械性 能的弊病。因此，在提高打击压力时，要同时考虑 水量和重叠量两大要素，在设计时尽可能使高压水 除鳞喷嘴接近钢板表面。
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粗轧除鳞机设计
曲海龙 1
摘要：实例介绍粗轧除鳞机参数、计算的重点、设备组成、工作原理及改进。 关键词：除鳞机；流量；打击力；重叠量 中图分类号：TG333.2 文献标识码：B 文章编号：1673-3355 （2010） 02-0009-03
Descaling Device Design for Rough Mill Qu Hailong
用键与配重块连接在一起。
嘴堵塞情况，容易更换集水管。在除鳞箱内的出口
在除鳞机箱体两排上除鳞喷嘴前分别设置一个 侧还增加了一对吹扫喷嘴，可吹扫回落的氧化铁
挡水板装置，在除鳞机正常工作，钢坯进入除鳞箱 皮，使除鳞效果更佳。
时，摆动液压缸的活塞杆处于全缩回状态，由运动
中钢坯的上表面带动弧形挡水板自由摆动，配重块 3 结 语
1—悬 链 ； 2—箱 体 ； 3—上 集 水 管 ； 4—挡 水 板 ； 5—收 集 水 槽 ； 6—箱 盖 ； 7—吹扫集水管；8—除鳞机辊道；9—下集水管。
图 4 高压水除鳞机纵向剖视图
作时，两个挡水板处于自由 摆动状态，进入除鳞机的钢 坯从其底部进入，可带动其
尚属首次。摆动式挡水板装置主要由摆动液压缸、 沿着来料方向摆动，当上集水管的除鳞喷嘴逆着钢
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摆动液压缸的活塞杆要同时
伸出到最大行程，向下推动
缸头长形滑槽中的铜滑套到
最下极限位置，此时连杆在
最大摆角位置，带动摆动轴
将弧形挡水板升到最高位
置，当限位开关发出信号
后，才允许除鳞机辊道反转
带动钢坯向后倒钢。当倒钢
1—挡水板摆动提升液压缸；2—挡水板；3—配重块。 图 3 摆动式挡水板
，
1
2
，
1
2
!!! (2)
H cosβ
式中，t—单位面积的打击压力 （MPa）； Q—喷嘴
的 流 量 （m3/s）； △P—喷 嘴 前 后 的 压 力 差
（MPa）；β—喷嘴的倾斜角 （°）；H—喷嘴到
带钢表面的垂直距离 （mm），H 的数学模型
姨 姨 表达式为：H=F Q, 姨△P ， 1 2 ，T ， cosβ
1.3 喷嘴选择
喷嘴的结构形式和几何尺寸对喷射水流的各个 参数以及除鳞效果有着显著的影响，也直接关系到 水泵站的建设投资。所以喷嘴的选择在高压水除鳞 装置的设计中是至关重要的，为了得到良好的除鳞 效果，喷嘴结构必须满足以下要求：
（1） 喷射水流应有较大的打击力，作用于钢坯 表面宽度上的力要大而且均匀；
为了有效地防止氧化铁皮和高压水的飞溅，本 次设计时在两个上集水管前面高压水收集槽的下方 安装摆动式挡水板装置，这在国内设计的除鳞机中
1—挡水板摆动提升液压缸；2—上集水管；3—吹扫集水管；4—箱体；5—翻盖液压缸；6—除鳞机辊道；7—下集水管。 图 2 高压水除鳞机主视图
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配重块、摆动轴、连杆、铜滑套和弧形挡水板组 板运行方向向钢板上面喷射高压水除鳞时，挡水板
成。摆动液压缸通过中间摆轴固定在除鳞箱体的外 可以起到封水作用。当需要钢坯返回时，与挡水板
侧，摆动液压缸的头部与一个带长形滑槽的缸头相 铰接的液压缸缸杆伸出带动挡水板摆起，留出空间
连接，在缸头的长形滑槽中装有铜滑套，铜滑套的 使钢坯返回。由于本设备所用钢坯厚度为 230 mm，
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内径与销轴配合，销轴将连杆的一端与铜滑套连在 设计时将上集水管设计成固定形式，将其牢固地固
一起，连杆的另一端通过键与摆动轴相连。挡水板 定在除鳞箱体上。省去了以往的上喷嘴高度调整装
摆动轴的两端安装在轴承座中，轴承座由紧固件固 置。并按用户要求将除鳞箱盖设计成在出口侧沿着
定在除鳞箱体的两端外侧支座上。摆动轴的另一端 轧线方向通过液压缸控制可摆动翻转，以便检查喷
起到平衡作用。弧形挡水板自由摆动时，摆动轴带 动连杆，连杆拨动铜滑套沿着缸头上的长形滑槽上 下移动。当设备发生故障需要向后倒钢坯时，两个
该粗轧除鳞机首次安装调试后除鳞效果良好， 满足轧制工艺要求。
收稿日期：2010-02-01
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Abstract: The technical data, composition and working concept of the descaling device for rough mills are described with an example. Key words: descaling device; flow rate; impinging force; overlapping amount
（2） 喷射水流应具有一定的散射角 α，α 以小 于 40°，大于 26°为佳。α 角过小，则喷射宽度 B 小，造成喷嘴数量增多，耗水量增大；α 角过大， 则喷射宽度 B 大，虽然喷嘴数量和耗水量减少， 但除鳞效果差；
（3） 喷嘴本身结构合理，水流稳定，不易堵
2 设备组成及工作原理
该粗轧除鳞机由除鳞机辊道及除鳞箱两大部分 构成。辊子采用交流变频调速电机通过减速机单独 传动，辊道架为焊接结构，双止口定位。实心锻钢 辊子，辊颈喷水冷却。除鳞箱是一个封闭箱，主要 由箱体、箱盖、除鳞集水管、收集水槽、吹扫集水 管和挡水板组成。箱体固定在除鳞辊道的辊道架 上，箱盖与箱体单边铰接，由液压缸驱动打开；在 除鳞箱入口侧设有 3 排悬链用来挡住飞溅的高压水 及氧化铁皮，使其掉到除鳞机下的地沟内；除鳞箱 内上下各设置 2 排喷水集管，当钢坯进入除鳞箱， 并在除鳞辊道上运行时，上下高压喷嘴同时喷射高 压水进行除鳞，装在除鳞箱出口侧的吹扫喷嘴喷射 的高压水负责清除回落在钢坯上表面的氧化铁皮； 在每个高压水收集槽下方设有摆动式挡水板，能有 效封水 （见图 2、图 3、图 4）。
由此可知，高压水打击力与高度 来自 的倒数平方成正比，而重叠量与高度 H 成正比。因此通过
降低喷嘴到板坯的垂直距离既可以提高打击力 （一
般不小于 1 N/mm），又可以减少重叠量 (一般取
2～5 mm)。从而避免因重叠量过大导致在板带上产
1. 一重集团大连设计研究院有限公司工程师，辽宁 大连 116600
1 参数选择
1.1 流量确定
充足的高压除鳞水量供给是保证良好除鳞效果 的重要因素之一，而且合理的用水量可以使水泵 站的建设投资更为经济合理，避免资金浪费。
在本项目中高压水用量是根据如下的经验公 式计算：
Q=2KBV60 !!!!!!!!!!! （1） 式中，Q—除鳞用高压水量 （l/min） ; K—单位流量