軋鋼生產(chǎn)高壓水除鱗系統(tǒng)的設(shè)計

1、機械 2006年第9期 總第33卷 金屬加工技術(shù) 41軋鋼生產(chǎn)高壓水除鱗系統(tǒng)的設(shè)計張鳳軍張國忠江陰興澄特種鋼鐵有限公司江蘇 江陰 214429摘要敘述了高壓水除鱗技術(shù)的發(fā)展結(jié)合實際重點介紹了高壓水除鱗系統(tǒng)中噴嘴的選型和布置設(shè)計水泵的選型設(shè)計 關(guān)鍵詞高壓水除鱗中圖分類號系統(tǒng)設(shè)計噴嘴A文章編號文章編號10060316200609004103TG335 文獻標(biāo)識碼The design of high pressure water discaling system in steel rolling productionZHANG Feng-junZHANG Guo-zhongJiangYin Xing

2、 Cheng Special Steel Co Ltd , JiangYin 214429, Chinaof the high pressure nozzle, and selecting of water pump. Key words: high pressure water discalingsystem designnozzleAbstract: This paper describes the development of high pressure water discaling. The point introduced the selecting and setting軋鋼生產(chǎn)

3、中由于在加熱爐加熱鋼坯表面形成一層較厚且致密的氧化鐵皮如果不能完全去除在軋制過程被軋輥壓入經(jīng)退火矯直脫落后成品表面形成凸凹痕跡嚴重影響產(chǎn)品表面質(zhì)量國內(nèi)外體如下坯料規(guī)格為斷面310100150 mm,長度5000 mm噴射壓力為20 MPa除鱗打擊力0.72 MPa輥道速度為1 m/s軋制周期鋼坯通過除鱗機最大能力為40支/小時鋼坯出爐溫度為1200降20除鱗點1個上下兩面除鱗根據(jù)設(shè)計產(chǎn)數(shù)確定噴水除鱗方式1溫?zé)彳埑[普遍采用基于流體力學(xué)原理的高壓水去除一二次氧化鐵皮近十多年來隨著軋制技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品質(zhì)量的高要求射流技術(shù)在中國的飛躍發(fā)展力高壓水除鱗的趨勢將始終向高壓力大打擊節(jié)約能源及裝備低故障率高

4、壽命每根鋼坯高壓水除鱗總時間為5 m÷1 m/s+2 s頭部超前噴水尾部滯后停水時間各為1秒=7 s按軋制周期得每根坯料平均時間為90 s即除鱗間斷時間為83 s故除鱗點應(yīng)該設(shè)計為周期性間斷式噴水除鱗鋼坯溫降小的方向發(fā)展某鋼廠模具扁鋼生產(chǎn)線水除鱗系統(tǒng)所使用的5臺柱塞泵每天連續(xù)生產(chǎn)運轉(zhuǎn)由于技術(shù)不完善故障頻繁系統(tǒng)壓力低于15 MPa造成除鱗效果不好因此除鱗系統(tǒng)已無法滿足生產(chǎn)質(zhì)量的需要必須進行改造現(xiàn)對除鱗系統(tǒng)改造設(shè)計中一些主要問題以供有關(guān)設(shè)計生產(chǎn)管理人員參2 高壓噴嘴的結(jié)構(gòu)及選型高壓水噴嘴是除鱗技術(shù)中關(guān)鍵元件之一噴嘴的設(shè)計和選取在一定意義上決定了除鱗的效果高壓噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖見圖1流器噴嘴

5、帽通常噴嘴是由過濾穩(wěn)進行一定的探討考1 高壓水除鱗系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的確定由軋鋼工藝技術(shù)人員根據(jù)軋制工藝產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準要求等工藝技術(shù)給出除鱗系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)具收稿日期20060810 作者簡介張鳳軍1969男工程師噴嘴套及扁平噴嘴所組成噴嘴采水的噴射角為扇形扇用橢圓形扁平噴射頭結(jié)構(gòu)形角為26°30°36°三種噴嘴的材質(zhì)通常采用WCCu1Cr18Ni9Ti等一般噴嘴頭都采用耐磨的硬質(zhì)合金使用壽命長由于采用過濾器和穩(wěn)流長期從事冶金設(shè)備管理及技術(shù)工作42 金屬加工技術(shù) 機械 2006年第9期 總第33卷器的結(jié)構(gòu)具有單位面積上的打擊力大在噴射寬度方向的打擊力分布均勻的特點噴嘴的主要

6、參數(shù)有打擊力噴嘴流量噴射角等根據(jù)經(jīng)驗和有關(guān)的實驗資料顯示噴嘴的選型應(yīng)注意以下幾方面的問題噴嘴噴出高壓水的打擊力在水簾厚度上和在扇形面上的分布不是均勻的打擊力隨距離的變化而改變不同型號噴嘴的流量也不同同型號噴嘴的流量與嘴前壓力成正比噴射角不同其所噴射的高壓水覆蓋的寬度就不同噴射角實際值與名義值的偏差一般為±3%可以按噴射角的名義值進行系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)工藝參數(shù)噴嘴選型原則噴嘴廠家提供的各類樣本綜合考慮產(chǎn)品的質(zhì)量經(jīng)濟性等因素來選取噴嘴模具扁鋼生產(chǎn)線選取的噴嘴型號為GAO114-2型在嘴前壓力20 MPa情況下其各參數(shù)如下噴嘴打擊力約為0.78 MPa噴射距離為150 mm噴嘴噴射角30

7、6;噴嘴流量單個約100 l/min共需噴嘴10個上下各5個圖1 高壓噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖3 高壓水除鱗的機理和噴嘴的布置高壓水除鱗的作用有冷卻效應(yīng)破裂效應(yīng)蒸汽效應(yīng)和沖刷效應(yīng)它的工作原理是利用高壓水噴出時產(chǎn)生的強大的沖擊力和沖刷力基體材料和氧化鐵皮層冷卻收縮率不同而產(chǎn)生的剪切力以及水滲入基體材料和氧化鐵皮之間產(chǎn)生的蒸汽膨脹爆裂使氧化鐵皮破碎成小碎片并與基體表面迅速脫離同時高壓水按設(shè)定方向沖掉氧化鐵皮根據(jù)高壓水除鱗機理高壓噴嘴的布置如下1沿鋼坯運動方向的布置根據(jù)沖刷效應(yīng)綜合考慮沖刷效果和水流打擊力的矛盾沿鋼坯運動方向噴嘴應(yīng)逆向傾斜布置噴嘴傾斜角選取=152垂直鋼坯表面高度沿鋼坯寬度方向的布置噴嘴噴射

8、示意圖見圖3所選噴嘴與鋼坯上下表面的噴射距離為150 mm噴射角30°根據(jù)圖3不難計算出A=80.38 mmX=392.38 mm為保證高壓水完全覆蓋鋼坯表面取噴嘴間距為A=78 mm考慮相鄰噴嘴噴射的高壓水重合會產(chǎn)生相互干涉的現(xiàn)象在噴嘴布置時使每個噴嘴的橢圓長軸線與集水管的軸線在同一方向上成同一夾角即旋轉(zhuǎn)角一般取此角為15°圖2 沖刷效應(yīng)圖圖3 噴嘴噴射示意圖4 高壓水泵的選擇4.1 水泵設(shè)計產(chǎn)數(shù)由GAO114-2型噴嘴的參數(shù)知系統(tǒng)需要流量為60 m3/h系統(tǒng)所需壓力為20 MPa鋼坯除鱗時間為7 s間隔時間為83 s即有83 s的時間供高壓水泵向蓄能器供水4.2 水泵的

9、選擇1水泵的形式 根據(jù)德馬格薩克公司推薦當(dāng)除鱗裝置耗水量大于60 m3/h時選用離心泵否則選用柱塞泵對于可逆式板軋機型鋼軋機和窄帶鋼軋機的除鱗泵站選用柱塞泵為宜2水泵的壓力 由系統(tǒng)工作的實際壓力考慮管路系統(tǒng)的壓力損失及部分的能力預(yù)留量確定水泵的額定壓力為25 MPa3水泵的流量 為保證除鱗時蓄能器的壓力降應(yīng)控制在5%以內(nèi)即在噴射時當(dāng)水罐水位降至機械 2006年第9期 總第33卷 金屬加工技術(shù)某一控制水位時高壓水泵同時參與除鱗噴射與式中c為鋼坯比熱0.114kcal/kg·0.05 m0.075 m數(shù)l值計算取0.8=650 kcal/m2·h43為鋼坯為總散熱系水罐共同提供

10、高壓水到噴嘴現(xiàn)假定除鱗用水完全由水罐提供則每只鋼坯經(jīng)過除鱗機除鱗時高壓水泵需向蓄能器水罐內(nèi)供水量為V=q×NP×t×i1×i2=140.4t為鋼坯除鱗時間式中q為一只噴嘴的流量1/sNP為噴嘴的數(shù)量i1i2為水泵漏損系數(shù)管路漏損系數(shù)一般均取1.2為Q =24 m3/h4水泵負荷工作時間 取泵的效率為0.9V /Q×+ t=30.34高壓水泵的負荷運轉(zhuǎn)時間為比重 ,一般為7.85×103 kg/m3為1/2鋼坯厚度為鋼坯表面溫度和沿厚度上的平均溫度之比T0為鋼坯在除鱗箱入口處溫度1200TW為高壓水溫度20常溫T1為鋼坯經(jīng)過高壓水除鱗冷

11、卻后允許降到的由上述結(jié)果知T允1>T實T允2>T實說明理論上鋼坯的降溫可以達到20求以內(nèi)滿足工藝溫降要最低溫度1180根據(jù)高壓柱塞泵的產(chǎn)品樣本初選定水泵流量6 結(jié)論1選擇適合的噴嘴并合理布置同時系統(tǒng)壓力波動很小使得鋼坯氧化鐵皮的除凈率大大提高2經(jīng)過改造后鋼坯溫降小滿足鋼坯軋制的穩(wěn)定需要定降低消耗節(jié)約了能s與間隔時間相比滿足實際需求選擇水泵型號為:5DS24/25并且采用兩臺同類型柱塞泵一開一備作為高壓供水系統(tǒng)5 鋼坯除鱗溫降效驗12高壓水最大實際除鱗時間 允許高壓水除鱗時間cTTwln0= T1Tw3經(jīng)過改造保證了高壓水除鱗設(shè)備運行的穩(wěn)提高了產(chǎn)品的表面質(zhì)量達到了預(yù)期的效果 T實=鋼

12、坯長度L /除鱗速度V =5 s 源參考文獻浙江大學(xué)出版社1990.T允=36002韓慧霖. 噴射理論及其應(yīng)用M. 浙江即當(dāng)取最薄鋼坯計算時T允1=5.27 s當(dāng)取最厚鋼坯計算時T允2=7.9 s上接第37頁forint j=0; j != nNumCol;j+PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件做為一個集成的平臺和框架需要和許多的軟件集成實現(xiàn)信息的管理ij;sRowStr = pBomTable.GetEntryText本文以天工PDM和SolidWorks軟件的集成過程中BOM信息提取為例介紹了集成的關(guān)鍵技術(shù)和方sRowStr;CString message;message.Format_T"BomTable Content is: n%s" AfxMessageBoxmessage;法僅供SolidWorks二次開發(fā)和PDM軟件開發(fā)的技術(shù)人員參考參考文獻1馬勝祥通過這些代碼可將BOM信息讀入工程保證了PDM系