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中厚板生产高压水除鳞技术浅识1.前言任何钢铁产品除不锈钢外与空气接触都会生锈,实际上在一定条件下不锈钢也会生锈,如加热至一定温度便将生成氧化铁皮:热轧钢板在加热阶段形成的一次(加热)氧化铁皮,轧制过程中形成二次(再生)氧化铁皮。一次铁皮不清除掉,轧入钢板表面形成麻点缺陷,大块铁皮压入造成麻坑,有时铁皮将表面缺陷覆盖住,带给用户隐患。铁皮压入钢板表面,还会增加清理工作量。麻坑过深、麻点面积过大,造成废次品。生产中带有铁皮轧制时,会加快轧辊的磨损。因此,热轧前和热轧中应及时清除一次和二次铁皮,已成为生产高质量中厚板所必不可少的重要工序。中厚板生产使用原料比较厚,加热时间也比较长,形成氧化铁皮比较厚,因此,热轧前清除工作就显得更为重要。钢板表面氧化铁皮一方面要清除,另一方面还要控制氧化铁皮的生成。如加热炉采用还原性火焰和快速加热;热处理炉采用抛丸后保护气体和辐射管加热;轧制完成后加速降温等均是有效控制氧化铁皮形成的办法。一次氧化铁皮容易清除干净,不清除是不合格的。但二次铁皮即使不间断地清除,最后还是薄薄地有一层铁皮。目前只能将加热中生成一次铁皮和轧制过程中生成二次铁皮清除掉,而轧制完成后一直到冷床冷却中生成的很薄一层二次铁皮,称为三次铁皮或成品钢板铁皮,目前还没有措施可以除净。虽然对用户不利,但从出厂到用户使用之前,这层薄薄的铁皮却起到保护钢板本体被氧化的作用。只有特殊要求的船、桥梁及锅炉等用板订货条件规定时,才设置抛丸涂化机组来清除这类铁皮,一般均按黑板交货。2.中厚板除鳞技术的变迁自19世纪中叶,中厚板不经除鳞生产以来,经过10年之久才发现铁皮压入钢板表面后,对表面质量受损极大,直接影响到用户的使用。1850年已开始用空气吹刷加热原料。到1855年已有蒸汽来吹刷,当时将一次氧化铁皮可以吹除大部分,但二次铁皮仍很厚。1864年在轧机前用竹枝扫帚人工清扫二次铁皮时,不慎将扫帚拖入轧机轧过,竹枝爆炸力将铁皮爆碎,使清除效果明显增加,于是就改用扔杏条竹枝方式,这种方式在我国五、六十年代新建中板轧机一直沿用至80年代。1870年在出炉辊道添置了钢丝辊刷装置将加热好原料上下两面一次铁皮刷去,但因钢丝寿命低,使用效果变差,我国有几个厂也沿用过。1891年出现了二辊式除鳞机。轧辊做成横沟槽式,以小压下量将一次铁皮压碎。以上这些措施都存在清除不知名度的致命缺陷。一直到1930年才开始用4~5.5MPa压力水,嫌压力不够,1932年提高到17MPa,到1935年又提高到10MPa。采用立辊轧两侧边,将上下表面铁皮挤松了,然后以高压水冲除。1940~1950年用至11~12MPa,1960年升至15MPa,一直到1967年才达到19~20MPa,1970年已有21MPa。但对温度比较低的合金钢清除仍感到不理想,1990年个别厂采用25~32MPa水压来除鳞,也试过45.5MPa操作压力水,泵压达到64MPa。由此可看出,高压水压力逐年在提高,并不是越高就能彻底解决问题,实践证明只要喷嘴型式选好,水质量有保证,喷嘴高度选适中,原料温度高一点,出炉后不要耽搁太久,除鳞可以达到理想的要求。高压水除鳞技术的国产化率已达到100%。3.高压水除鳞的原理以高压水的冲击力先把原料表面氧化铁皮一部分吹成孔洞,接着高压水通过这些孔洞吹入原料基体与氧化铁皮层之间空隙,因喷射出水线平滑,如同一把窄而薄,非常尖锐的水刀刃一样,立即把原料上下表面全部氧化铁皮剥除掉,并随着水力给冲走。实践证明,一次铁皮比二次铁皮难清除。当喷射宽度方向的冲击力分配很平均时,一次铁皮冲击力需达20~25kN/cm,而二次铁皮只要5~8kN/cm。生产钢种的不同,选用喷嘴的水压也不同。清除碳素钢铁皮时,水压应大于10~12MPa,而合金钢应大于13~17MPa。特别是一些含Cr、Ni高合金钢铁皮非常黏而致密,需要有更高的冲击力和水压才能得到满意地清除干净。一定水压下水流量(l/s)、喷射宽度(m)、喷嘴口截面积(mm2)及其形状是确定喷嘴的主要参数。这些参数也关系到冲击力的大小。平矩形喷嘴的边缘冲击力大,中间小,而扁椭圆形喷嘴的边缘与中间均有高而均匀冲击力,清除铁皮比较理想。4.喷嘴及其配置喷嘴是高压水除鳞设备中一项重要工具。喷嘴形状与尺寸及其配置对喷射冲击力,长宽面积,耗水量以及水柱高度、角度、重叠量等关系很密切,而且喷嘴间不得互相干扰,高速直接地打击钢板表面。喷射冲击力和喷水压力与流量是成正比。而喷嘴高度与喷射面积是1∶4关系,即喷嘴高度增加一倍,而喷射面积增加4倍。若高度降低一半,喷射面积降至1/4,但冲击力却增加4倍,喷嘴数量也增多4倍,耗水量也增大4倍。喷嘴高度不但确定喷射面积和冲击力的关键尺寸,也是设计喷嘴数量、喷水总量及泵房能力的重要指标。喷嘴高度大、喷射面积大、而水刃切削铁皮的冲击力就小。喷嘴高度小,喷射面积小、冲击力增加,但喷嘴数量增多。80年代喷嘴高度以200~300mm居多,舞钢确定为300mm,泵的水压为15MPa。而20世纪新设计喷嘴高度已降至50~150mm,如宝钢喷嘴高度为140mm,嘴前水压达21MPa,除鳞效果必然很好,但要求泵房能力比较大。喷水量对喷射质量有关系,清除一次铁皮的喷水量应达到6~10l/m2,而二次铁皮达2~4l/m2,比一次铁皮少一倍多。该指标是确定喷嘴数量的基本条件。喷嘴结构对除鳞效果有直接的关系。一般要求有:(1)水的喷射线应宽而平,如一把窄而薄的水刀刃一样;(2)喷射冲击力要大,宽度方向冲击力应平均分配;(3)喷射角小、射宽小、喷嘴多、耗水量大,反之,除鳞效果差,取20°~45°较好;(4)喷嘴截面不能太复杂,要便于加工、维护与更换。目前,采用尖随圆与平形喷嘴较普遍。5.除鳞箱除鳞箱用于清除加热生成一次铁皮,设置在出炉辊道送往轧机一侧。为了加热好原料尽快进入除鳞箱内除鳞,除鳞箱应尽量靠近炉子,使除鳞原料温度越高,则除鳞产效果越好。另外,轧机前辊道长度短了,使轧机轧制线缩短。有的厂怕高压水和铁皮冲射入加热炉内,将除鳞箱拉至距加热炉侧达18m远,不但浪费了18m辊道,问题还在于板坯出炉后温降太多,出现了斑斑点点铁皮除不净的现象。试验也证明出炉后原料在空气中停留时间愈短,除鳞效果愈好,若停留30~40s后才进除鳞箱除鳞的情况,立即变坏了。除鳞箱为钢板焊接成封闭箱体结构,箱内安置若干组喷嘴集管,上集管以软管连接由液压缸或电动机传动升降,调节喷嘴与原料表面的距离,下集管以法兰连结固定下支架上。箱的出入品设有防溅罩与档水板以防高压水和铁皮喷出。为了检修维护,上箱体可用吊车吊开。集水管排数有1~3排,普遍采用2排,必要时也可只开一排。集水管排数愈多,清除愈干净,但投资也大,凡附设有立辊轧机时,集水管排数可减少。6.轧机上除鳞轧机上清除二次铁皮,比清除一次铁皮用冲击力和耗水量都小很多,因此,高压水压力和喷嘴高度都与除鳞箱有所差异。为了保持喷嘴高度,上集管与上工作轧辊组合在一起,经活接手随轧辊一起升降,且能在换辊时便于快速装卸及防止被钢板撞坏。美国喜欢轧机前后均设高压水装置,使用比较灵活,而日本和德国多数厂都在机后设置。泵房距轧机虽然比较远,压降较大,但高压水压力只在15MPa以上,清除二次铁皮冲击力已足够。热矫直机上设有压力水和压缩空气将钢板表面铁皮末扫除掉,并不起剥离作用。立辊轧机侧压原料两边将一次铁皮挤掉了,然后高压水冲除,对钢锭清除铁皮有一定的好处,现在已很少采纳。7.水泵型式的选择水泵能力是按平均的水耗量来选择,并留有维修故障的备用能力。选用水泵水压时必须考虑水泵至喷嘴之间的压降,当距离比较远,管路弯道比较多时,压降就比较大。遇到水泵安装不坚固,管线固定不强时,一般会产生共振和震动,压降损失很大,高达5MPa以上,如有的厂水泵水压为15MPa,而送到喷嘴出口处只有10MPa。目前,最理想的情况下压降至少达1~2MPa,如水泵水压为20MPa,到喷嘴出口只能达18~19MPa。水泵型式一般有离心泵和往复泵两种。从经济观点看,往复泵比离心泵优越。但国内选用离心泵较普遍,主要是从使用可靠性方面考虑,而且水压达20MPa也够用,不需要太高的水压。8.结语中厚板轧机清除一次铁皮最佳办法是设置一个除鳞箱,位置尽可能近接加热炉;除鳞箱采用上下喷嘴集管两排方式,喷嘴高度取100~200mm之间,随度可调节高度,水压达20MPa,因喷嘴高度比以前降低后,冲击力增加,除鳞效果仍然不减。二次铁皮比一次铁皮冲击力小,且容易削除,泵房布置在除鳞箱附近,离轧机比较远,压降比较大,但仍能满足一次铁皮清除的要求,而且喷嘴高度可达300mm,免除钢板碰撞喷嘴的危险。当选定喷嘴高度,冲击力及喷嘴总水量时,应找到一个最经济点,免得造成不应有的浪费。补脑前先动脑中考和高考前夕,补品市场红火。日前沈阳一家媒体采访一位保健品业内人士,后者揭露某售价198元的补脑品的利润链:“进货价20元,其中包括大约6元的包装成本和6元左右的生产商利润,保健品内容物的实际成本才8元;余下的178元利润大体这样分配:流通费用20元,代理商60元,药房经营者98元。”此举随即再度引发坊间对保健品“暴利”的热议。尽管不能“一巴掌拍死”,但补脑之前的确需要先动脑。东方IC❘图
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