粗轧机前高压水除鳞装置设计

第19卷 第3期太原重型机械学院学报Vol.19 3 1998年9月JOU RNAL OF TAIYUAN HEAVY MACH ILERY INSTITUT E Sep.1998

粗轧机前高压水除鳞装置设计

秦藜丽 张建新

(太原钢铁集团有限公司设计院,太原030009)

摘 要 本文概述了高压水除鳞的效应和有关参数的选择,并介绍了高压水除鳞装

置在太钢1549mm热连轧实践中的应用。

关键词 高压水;除鳞

中图分类号 TG333.5

在热轧生产过程中,轧件在炉内加热时所生的炉生铁鳞和轧件在轧制或运输辊道上运行时所生的再生铁鳞都影响着轧件的表面质量和轧辊的寿命,因此要除掉铁鳞。通常除鳞的方法有多种,本文介绍高压水除鳞和高压水除鳞装置中各参数的选用在生产中的使用效果。

1 高压水除鳞的效应

1.1 破裂效应

铁鳞在高压水产生的冲击力作用下破碎脱落。

1.2 冷却效应

高温轧件在高压水喷射作用下冷却时,由于材料基体和铁鳞冷却收缩率不同而产生的切向剪力使铁鳞脱落基体。

1.3 蒸气效应

轧件表面铁鳞的裂缝中进入水滴,水滴在基体和铁鳞之间突然汽化而爆炸,将铁鳞从基体上剥落。

1.4 冲刷效应

已经和将要脱落的铁鳞在高压水的冲刷下冲走,使铁鳞不要进入轧辊而压在轧件上。

收稿日期:1997-11-25 本文第一作者:女,1961年生,太原钢铁公司设计院工程师,主要研究方向为轧钢机

械与设计。

以上四种效应并不单独存在,几种效应会同时发生,各种因素的除鳞效果难以分别用数量衡量。一般在设计中以高压水产生的冲击力的大小作为衡量除鳞效果的好坏指标。

2 除鳞装置的设计

为了去除炉生氧化铁皮,在粗轧机前设置了高压水除鳞装置。除鳞装置采用封闭式结构,箱内设有两组喷嘴,每组喷嘴又分别有上下两排。下喷嘴固定,上喷嘴可调,随着板坯厚度的变化而调整,保证喷嘴到板坯距离不变,也就是保证打击力不改变。2.1 原始条件

(1)轧制钢种:普碳钢;合金钢;不锈钢。

(2)板坯厚度规格:140mm~220mm (3)工作压力为:15M Pa 2.2 参数的选择与计算2.2.1前倾角

为了将铁鳞冲走,喷嘴应该向前倾斜 角,也就是水流向轧件的反方向冲刷。角越大冲涮效果越好,但是 角过大使冲击力变小,一般在设计时取 角为:5 ;10 ;15 。我们在设计中采用 =15

。

:前倾角 h:喷嘴与轧体垂距

A:喷嘴与轧件件距离图1 喷嘴倾角图

除鳞装置中下排喷嘴固定不动,始终保持 角为15 ,上喷嘴可调, =10 ~18.8 控制在15 左右的一个范围内。

图2为固定式下喷嘴,系统高压水经四个分管分配进入下排喷嘴集管中,再由14个喷嘴喷向钢板下表面。

图3为可调式上喷嘴,系统高压水经四个分管分流进入集管,由14个喷嘴将高压水喷向钢板上表面,上喷嘴由电机带动蜗轮蜗杆压下,再由光电编码器控制压上旋转角度,达到与不同厚度钢板相匹配的喷射距离

2.2.2旋转角

[1]

为了使喷嘴喷射出的水流在相邻喷射嘴间互不干扰,将铁鳞迅速冲出轧件,喷嘴在集管上布置时旋转 角,一般取 =5 ;10 ;15 为宜。在除鳞装置设计中, 采用15 。

2.2.3喷射角

喷角角 的大小与喷嘴结构有关, 越大,水流喷射宽度越大,在集管上布置的嘴数越少,水耗量也越少,但是水流冲击力变小,除鳞效果变差。一般喷射角 =20 ;26 ;30 ;40 。

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图2 下喷嘴集管图 图3

上喷嘴集管图

图4

喷嘴旋转角度图

E:喷嘴间距 :喷嘴角C:喷嘴宽度在喷射方向 上的投影 D:重叠度 B:喷嘴宽度图5 喷嘴的喷射角度图

图6 喷嘴排列图

2.2.4 喷嘴与轧件垂直距离h

如图1所示,h 越小,水流对轧件冲击力越大,除鳞效果越好,但是h 不能无限制缩小,因为受到轧件的限制,h 太小,轧件容易与喷嘴相撞,在除鳞装置设计中采用h =200mm .

2.2.5 喷嘴与轧件实际距离A (见图1)

A =h /cos

2.2.6 喷嘴之间中心距

E (见图5)

E =B cos -D B =2A h tg /2C =B cos

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2.2.7 喷嘴数i (见图6)

i =(b +Z -C )/E 式中 b !!!

轧件宽

图7 喷嘴压力诺谟图

Z !!!跑偏量(一般取80mm )2.2.8 冲击力q (见图7)[2]

一般不同的钢种取如下q 3值:

普碳钢:q 3=0.3~0.5M Pa 不锈钢:q 3=0.4~1.0M Pa 精轧机:q 3=0.3M Pa

在除鳞装置设计中,h =200mm ,高压水系统压力p =15M Pa ,喷射角 =26 ,喷射选用FUH4 666.84X 型号,根据图7查得冲击力q 3=0.8M Pa ,满足对不锈钢的冲击力。

3 结论

除鳞在热轧过程中起重要作用,因为氧化铁皮不仅直接破坏钢坯的表面质量,而且会加速轧辊的磨损。用高压水除鳞的方法,正确地选择好各参数,就能达到良好的除鳞效果。尤其与它设计不同的是,由于我们在设计中采用

了上喷嘴可调技术,保证了喷嘴到钢板表面的距离不变,使得无论钢板厚度如何变化,高压水对钢板的冲击力不变,除鳞效果更好,另外我们采用的全封闭式结构,改善了以往除鳞装置周围的恶劣环境。通过几年的实践证明,我们设计的高压水除鳞装置是合理的,是成功的,使用效果良好,除鳞干净,周围环境好。

参 考 文 献

1 第一重型机器厂、东北重型机械学院、重庆大学和江西冶金学院的设计教学人员组成编写小组编写.

热带钢连轧机.北京:机械工业出版社,1976.290~302

2 Spray tec.Richtw erte f r strahldr cke bei idealen str mungsverh ltnissen.H ydraulische Entzunderung,10~14

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