东润公司除鳞喷嘴打击力的计算及应用

除鳞喷嘴打击力的计算及应用

杨魁文 刘兵隆

(四川什邡东润制造有限公司 618400)

摘 要：高压水除鳞喷嘴是钢板轧线上关键的工艺装备，而判断喷嘴除鳞效果的最直接的参数是喷嘴的打击力，为使用户快速判断现场使用的除鳞喷嘴是否满足除鳞需求，我们根据公司多年从事除鳞喷嘴的研究、生产、现场服务高压水除鳞的经验，推导出除鳞喷嘴的打击力计算公式，以指导我们更好地工作。

关键字：高压水除鳞 高压水除鳞喷嘴 除鳞喷嘴打击力计算

1 目的

我们推导出公式的目的：其一、是为我们的客户提供一个现场计算除鳞喷嘴打击力的快捷方法，在没有对高压除鳞喷嘴进行打击力实测的情况下，初步判断现场使用的除鳞喷嘴打击力是否满足需求；其二、是对于我们公司的喷嘴打击力的测试有一理论依据。

2 除鳞喷嘴安装

现场高压水除鳞喷嘴的安装如下图。

β

高压水喷嘴

钢坯运动方向

钢坯

氧化铁皮

P x

P y

F

F --为总打击力(M P a )

P x --F 的水平分力（M P a ）P y --F 的垂直分力（M P a ）

喷嘴轴线与垂直线的交角，

一般为10°~15°。

P y 即为破碎效应的破碎力。图（六） 喷嘴安装倾角及总打击力的分解

3 打击力计算公式

3.1 东润公司于2009年10月在常州会议上发表的的《高压除鳞喷嘴打击力的计算及探讨》中，

我们对东润公司生产的除鳞喷嘴打击力进行了理论推导，并与实际测试相结合，得出的打击力计算公式如下：（我公司的高压水除鳞喷嘴实验室（喷嘴检测中心），是由北京科技大学技术援建，东润公司主体设计完成。高压测试系统的测试能力：42Mpa 时的最大流量190L/min ；28Mpa 时的最大流量340L/min ；打击力测试范围0~40MPa 。该检测中心的建设对进一步进行高压水喷嘴的研制与开发、进行高压水除鳞技术的研究、提高改善板带材表面质量、节能降耗等奠定了技术平台。）

)()

2/t a n ()2/t a n ()

c o s (055.02

M P a H P Q

F Φ=

αβ (1)

Py 即为破碎效应的打击力

Px 即为对铁皮的割除力

2010年全国中厚板信息网论文

式中： 0.055为推导系数：

Q ——在P 压力下每个喷嘴的流量（L/min ）； P ——喷嘴进水口压力（kg/cm2）；

H ——喷嘴出口至打击面的垂直距离（mm ）；

α——喷嘴的喷射角，一般常用高压扁平喷嘴α为26°、30°、40°，如有特殊需要也可设计成其他种角度值；

Φ——射流厚度夹角，一般为1.1~1.6°； F ——打击力（MPa ）；

实验室实际测试时β=0，即

)()

2/tan()2/tan(055.02

MPa H P

Q

F Φ=

α (2)

公式（1）适用于轧制生产现场打击力的计算，公式（2）适用于实验室打击力的计算，从公式中明显看出，喷嘴打击力与它的工作压力开方、工作流量成正比，与喷射高度的平方、喷射角、射流厚度夹角成反比，其中对打击力影响最大的参数为H （喷射高度，因力F 与H 平方成反比例的关系）。

3.2 根据一年左右的实际应用，这个公司基本符合我公司现有除鳞喷嘴的打击力计算。计算出的打击力与实际测量的值基本相符，基本条件是实际测量出的打击力值，宽度方向的分布如下图（这是我们对除鳞喷嘴进行实测的打击力分布图）

：

下面两种打击力宽度方向的分布不是我们的考虑的情况：

3.3 我们根据我们的测试结果与上述公式（2）计算值的比较如下表：

喷嘴型号

测试打击力公式（2）计算打击力

计算与测

试的误差P压力

MPa

Q流量

L/min

α喷射

角

H测试

高度mm

测试打

击力

MPa

系数

Φ厚度

夹角

F计算

值MPa

SG706.7662082.52690 3.50.055 1.1 3.57 2.09% 2082.526120 1.80.055 1.2 1.84 2.34% 2082.526150 1.250.055 1.2 1.18 -5.97%

644.68720513090 1.350.055 1.5 1.40 3.31% 2051301200.80.055 1.50.79 -1.86% 2051301500.530.055 1.50.50 -5.45%

SG704.68720503090 1.70.055 1.2 1.71 0.65% 2050301200.920.055 1.20.96 4.41% 2050301500.650.055 1.20.62 -5.52%

SG703.8072010030120 1.80.055 1.3 1.78 -1.30% 2010030150 1.30.055 1.2 1.23 -5.52% 20100302000.720.055 1.20.69 -3.90%

SG703.8062099.826120 2.30.055 1.1 2.43 5.44% 2099.826150 1.50.055 1.1 1.56 3.64% 2099.8262000.950.055 1.10.88 -8.49%

SG704.8473015431130 2.60.055 1.4 2.56 -1.48% SG704.8473015431140 2.20.055 1.4 2.21 0.41%

644.6861545.8261150.70.055 1.60.72 3.27% 1850.2261150.90.055 1.50.93 2.89% 2052.932611510.055 1.5 1.03 2.92%

SG704.6861546.7261150.810.055 1.40.84 3.95% 1851.126115 1.010.055 1.4 1.01 0.08% 2053.926115 1.20.055 1.4 1.12 -6.78%

SG705.757309332130 1.60.055 1.3 1.61 0.71% 1872.1331500.80.055 1.20.76 -4.95%

sg706.6462342.52690 1.80.055 1.2 1.81 0.56% sg704.7272063.6301500.70.055 1.30.72 3.22%

sg703.6851848.3201500.950.055 1.10.94 -1.52% 1848.32015010.055 1.10.94 -6.86%

SG703.8051896.621150 1.650.055 1.2 1.63 -1.09%

SG703.8451811921150 2.20.055 1.1 2.19 -0.30% 1811921150 2.20.055 1.1 2.19 -0.30%

SG703.6561824.1261500.240.055 1.60.25 2.11%

SG703.6471842.5301500.460.055 1.30.46 -0.33%通过上表的数据表明，该公式是可靠的，可对现场应用的高压水除鳞喷嘴进行验算。