热带钢除鳞系统的改进方法

中国冶金装备网—中国冶金人的网热带钢除鳞系统的改进方法摘要：介绍了梅钢热带钢除鳞系统的结构特点，对其存在的主要问题进行了分析，并提出相应的改进方法，对以后类似的高压水除鳞系统的改造、维护提供了借鉴意义。关键词：除鳞喷嘴集水改进方法IMPROVEMENTMEASUREOFDESCALERSYSTEMFORMEISHANHOTDTRIPSTEELRenDamingZhangMeilingLiBo(HotRollingPlantofMeiShanIron＆SteelCo．Nanjing210039)ABSTRACT：Thearticleintroducesthecharacteristicsofdescalersystem’sstructureformeishanhotstripsteelandanalyzesthemainproblemandputsforwardtheirimprovementmeasure.Itprovidescerternreferenceforthesystemimprovementandmaintenanceofthesimilardescalersystem.KEYWORDS：descalernozzlewatercollectorimprovementmeasure1前言带钢在轧制过程中，容易出现氧化，产生氧化铁皮，如不及时清除，会与轧辊在高温下挤压，不仅损坏轧辊，也常常将氧化铁皮轧入带钢，容易出现麻面、异物压入等产品缺陷,严重影响了带钢的表面质量。因此，在带钢热轧生产中应高度重视除鳞过程，它已成为钢坯轧制生产中的一项关键技术。为了清除在轧制过程中产生的氧化铁皮，以满足生产要求，通常在精轧机之前设置精轧除鳞系统，对带钢进行除鳞，进而提高带钢的表面质量、减少轧辊磨损及提高带钢的机械性能。2除鳞系统原理及结构高压水除鳞技术是利用高压水以一定角度打击带钢表面，通过冲击力敲击、振动、热变化等机理的共同作用，除去带钢表面的氧化铁皮。除鳞机主要由机座、箱盖、夹送辊装置、除鳞辊道、除鳞集管、除鳞集水槽等组成，见图1：中国冶金装备网—中国冶金人的网1机座2箱盖3夹送辊4除鳞辊道5集水槽6集管图1除鳞系统结构除鳞机机座为框架结构，底部通过地脚螺栓与基础连接，其它部件安装在机座上；箱盖为钢板焊接结构，通过液压缸控制开闭，用于防止除鳞水外溅；夹送辊装置分为入、出口两组，共四根辊子，上夹送辊均为活动辊，轴承座可以沿导轨上下移动，其动作通过液压伺服油缸控制，下夹送辊由交流变频电机通过减速机和联轴器传动；除鳞辊道与下夹送辊形式、规格、传动方式都一致；除鳞集管是除鳞设备的关键部位，上下两排共4根，喷嘴安装形式为固定式（见图2），用于去除带钢上的氧化铁皮；除鳞集水槽用于将除鳞水排出系统外，并将其导入到下水系统。1233456中国冶金装备网—中国冶金人的网图2喷嘴安装示意图3除鳞系统存在的问题：3.1除鳞不彻底：现场使用的除鳞喷射装置为了防止喷嘴与带钢发生碰撞，人为地较大幅度增加了喷射距离，且喷射装置与机座刚性连接，喷射距离无法随板坯厚度变化而调节，大大降低了射流对氧化铁皮的冲击压力，带钢的表面经除鳞后还存有一定量的氧化铁皮，由于氧化铁皮的存在,严重影响热带钢的表面质量。除不尽的氧化渣加剧了轧辊磨损，增加了轧辊的消耗，降低了轧辊的使用寿命，增加了生产成本；同时频繁的换辊，浪费了大量的时间，降低了设备的有效作业率。3.2带钢冷却不均：高压水除鳞在去除氧化铁皮的同时，对带钢表面也进行了高强度的冷却，除鳞后的带钢出现了肉眼清晰可见的明暗条纹，即带钢表面冷却不均，形成了一定的温差，从而影响轧制效果，影响到最终产品的表面质量。3.3除鳞系统挡水挡渣效果差：带钢在经过除鳞系统除鳞的同时，经常出现高压水沿带钢表面运行逆方向喷出除鳞系统外，氧化铁皮随高压水到处飞溅，造成环境的严重污染和因过量的氧化铁皮堆积导致的附近的自动检测元件的误检测。3.4带钢与除鳞喷嘴之间发生碰撞：带钢在除鳞的同时，因其带钢有时会产生严重的波浪、翘头翘尾现象，与喷嘴之间发生碰撞，造成喷嘴的损坏和卡钢。4原因分析及改进方法4.1除鳞不彻底问题理想的除鳞效果是：以尽可能少的耗水量，获得较大的单位面积打击力。在保证除鳞效果前提下，遵循这一要求不但能直接降低高压水的消耗，同时也能减少带钢的温降，给钢坯轧制带来好处，而实现这个要求最有效的办法就是缩短喷射距离。梅钢现场使用的除鳞系统高压水压力为18Mpa,除鳞喷嘴距辊道平面的垂直距离为230mm，高度不可随带钢厚度变化而调节，其喷射距离较长，除鳞打击力较小。改进方法：缩短喷射距离，当带钢厚度变化时，喷嘴集管采用随动机喷嘴中国冶金装备网—中国冶金人的网构，始终保持喷嘴与带钢上表面垂直距离为160mm。影响除鳞效果的另一个因素是喷嘴入射角，入射角过小，会大大降低射流对氧化铁皮的冲击压力，入射角过大，会增加喷嘴到钢坯的喷射距离，降低喷嘴的喷射压力。除鳞喷嘴的布置：每个扁平喷嘴喷射方向逆向轧制方向与辊道垂直面成15°角，这样的角度配置可以得到最佳的除鳞效果。4.2带钢冷却不均问题带钢产生冷却不均的现象，最主要的是喷嘴位置布置不合理。4.2.1重叠量的控制喷嘴之间应该保持适当的重叠量，以保证达到完整的除鳞效果。重叠量是指两个喷嘴在喷射宽度上相互重叠的部分，见图3：图3喷射重叠量示意图由于喷嘴在喷射宽度两个边部的打击力比中间区域要小，为避免边部因打击力的降低而产生的除鳞效果不好的后果，需在边部保持一定的重叠量。射流宽度重叠度的准确控制，对于提高除鳞后带钢表面温度的均匀性至关重要。理想的喷射重叠量为5mm，若5mm,重叠处会造成冷却过度，带钢表面出现黑条；反之，若5mm，重叠处会造成冷却不足，带钢表面出现红条。两种情况下都会造成带钢表面温度不均。这也是除鳞后的带钢出现了肉眼清晰可见的明暗条纹的最主要原因。4.2.2偏转角的选择考虑到相邻喷嘴喷射的高压水重合，会产生相互干涉的现象。干涉部分的高压水相互撞击，抵消能量，降低打击力。为了避免干涉的发生，必须保持合理的偏转角。偏转角选得太小，会造成相邻喷嘴射流的相互干扰，从而降低除鳞效果；偏转角过大，会加大邻近喷嘴喷射之间的间隙，不能保证必要的相邻之间的喷射重叠量，造成除鳞后带钢冷却不均，所以一般取为15度。这样能使水侧向且不重叠量中国冶金装备网—中国冶金人的网分散地喷射到钢带上，水流可以从中心向两侧喷射，既有利于排水，也可以减少对带钢的温降。4.2.3喷嘴间距选择为了保证合适的重叠量和理想的除鳞效果，喷嘴间距的选择至关重要。图4是除鳞喷嘴喷射与安装位置示意图，由几何关系可得：DtgHEcos2cos2现场使用的喷嘴采用椭圆形扁平喷射头结构，水的喷射角为扇形，扇形角为26°。由mmH160,15,15,可计算喷嘴间距mmE70。带钢宽度最大值为1422mm，考虑到带钢运行过程中带钢中心线与轧制中心线的偏差，为保证带钢任一截面在喷射范围内，取喷射宽度1460mm,喷嘴个数为21个。D:重叠量E:喷嘴间距α:喷嘴喷射角β:入射角γ:喷嘴与集管的偏转角图4除鳞喷嘴喷射与安装位置示意图4.3除鳞系统挡水挡渣效果差问题除鳞集水槽用于将除鳞水快速排出系统外，并将其导入到下水系统，是除鳞系统挡水挡渣的关键部件，其通过液压伺服系统角度控制达到集水槽切水板与带钢表面的紧密贴合，实现排水排渣功能。使用过程中，切水板与带钢摩擦，无法中国冶金装备网—中国冶金人的网避免地产生磨损，集水槽通过角度控制旋转到指定位置时，因切水板的磨损，无法再实现与带钢的有效贴合，随着磨损间隙的增大，其集水功能越来越差，也就经常出现高压水喷出除鳞系统外，氧化铁皮随高压水到处飞溅的现象了。改变集水槽控制方式，采用角度控制和压力控制相结合的方式，有钢时进入压力控制，从而保证切水板与带钢的时刻贴合，也较大幅度地延长了切水板的使用寿命。4.4带钢与喷嘴之间碰撞问题由于带钢平整度不是很理想，特别是带钢头尾翘起现象较多，喷嘴与带钢易发生碰撞，可在集管上安装导向轮防碰撞。5.结束语梅钢热带钢除鳞系统改进后，现场使用效果良好；同时通过对现场除鳞系统存在的问题的分析、探讨，及对除鳞喷嘴布置型式的研究，为以后的现场维护、改造提供了理论依据和指导。参考文献：薛胜雄.高压水射流技术工程[M].合肥工业出版社，2006韩慧霖.喷射理论及其运用[M].浙江大学出版社,1990邹家祥.轧钢机械[M].北京：冶金工业出版社.2000文章来源：中国冶金装备网