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《開坯及大棒工程高壓水除鱗系統(tǒng)設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、開坯及大棒工程高壓水除鱗系統(tǒng)設計陳志強中冶華天工程技術有限公司軋鋼事業(yè)部摘要：根據某軋鋼車間實際的工作條件和要求，介紹了高壓水除鱗系統(tǒng)選型，高壓泵型式、流量及壓力，電動機，除鱗噴嘴的布置以及除鱗沖擊力等參數的選擇計算過程，為高壓水除鱗系統(tǒng)設計提供借鑒。關鍵詞：高壓水除鱗高壓泵噴嘴沖擊力1概述鋼坯在軋制前的加熱過程中都會產生氧化，從而形成一次氧化鐵皮，附著在坯料表面上。一次氧化鐵皮的特點是疏松，易于去除。金屬在軋制過程中產生二次氧化，形成一層薄薄的二次氧化鐵皮，它致密且難以去除。坯料在軋制過程中，在金屬軋輥的輾壓下，一部份氧化鐵皮被破碎成小片狀自動
2、脫落，另一部份則在輾壓力的作用下，被壓入金屬表面，形成夾雜和疤痕。鐵皮壓入鋼板表面，會增加清理工作量,并引起坯料咬入困難；麻坑過深、麻點面積過大，造成廢次品；生產中帶有鐵皮軋制時，會加快軋輥的磨損。為了改善成品質量，滿足用戶需求，人們采用了多種方法來解決以上問題，但實踐表明，在線高壓水除鱗是解決這一問題的最經濟有效的方法。2除鱗原理鋼坯從加熱爐出爐后，其表面覆蓋的氧化鐵皮急速冷卻，爐內生成的氧化鐵皮呈現網狀裂紋。高壓水在光電感應器及氣閥控制下，通過噴嘴噴出，部份霧化成微小水球，這些水球噴射到紅鋼表面后，氧化層受冷收縮，網狀裂紋擴大，水從裂縫滲入其
3、中，受熱蒸發(fā)形成蒸汽，蒸汽不斷地膨脹爆裂，并在高壓射流水形成的沖擊力、推鏟力的作用下，使氧化鐵皮破碎成小碎片與金屬坯料脫離。然后被噴射到金屬表面的水流沖掉，完成整個除鱗過程。3除鱗系統(tǒng)選擇目前，國內外軋鋼生產線采用的高壓水除鱗系統(tǒng)，傳統(tǒng)的一般有兩種方案：一種是泵—蓄能器除鱗系統(tǒng)，另一種是泵直接供水除鱗系統(tǒng)。其特點見表1：表1除鱗系統(tǒng)方案比較[1]系統(tǒng)安全性能檢修維護能耗基建費用除鱗水壓力適用場合泵—蓄能器除鱗系統(tǒng)系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)，存在超高壓事故的可能，有安全隱患系統(tǒng)復雜，易損設備多，維護量大，檢修困難采用蓄能器能耗較少設備多，占地面積大，費用大壓力
4、變化適合水量大的場合泵直接供水除鱗系統(tǒng)系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，不存在超高壓事故的可能，無安全隱患系統(tǒng)簡單，維護量小，易于檢修較大設備少，占地面積小，費用小壓力穩(wěn)定適合水量小的場合根據從工廠收集的經驗數據及公式[2]：Q=Qo×A=Qo×S×VoQ——除鱗所需水量Qo——單位時間內單位面積上除鱗所需水量，一般取Qo=1～5g/cm2A——單位時間內需除鱗的鋼坯面積S——坯料周長根據某大棒車間具體情況：生產坯料最大為Φ600mm，除鱗段輥道速度Vo=1m/s,將已知數據代入得Q=1.2g/cm2×π×600mm×1m/s=81.4t/h。綜合考慮該系統(tǒng)選擇泵
5、直接供水除鱗系統(tǒng)。4除鱗系統(tǒng)主要參數的確定影響除鱗效果的主要因素是高壓水流在單位面積上的沖擊力大小。而沖擊力大小又主要取決于高壓水的壓力及流量；影響單位面積上沖擊力的另一重要因素是噴頭到坯料的距離H。由實驗知，沖擊力F與距離H的平方成反比。另外沖擊力的大小還與噴嘴的結構及布置有關。4．1高壓泵的選定：4．1．1高壓泵型式的確定高壓水泵常用的有二種[1]：柱塞泵和離心泵。(1)柱塞泵其優(yōu)點是空運轉時電機耗電量小，電流僅為額定電流的10％～15％；其缺點是設備結構龐大，重量大，占地面積大，投資高。(2)離心泵其優(yōu)點為設備結構小，重量輕，占地面積小，投
6、資少；其缺點是空運轉時電動機耗電量大，約為額定電流的70％～80％。根據某大棒車間的實際生產特點：依據圓坯最大長度為6.8m，按除鱗速度1m/s，得每根圓坯高壓水除鱗時間為：6.8÷1＝6.8秒，考慮管坯頭部超前噴水時間為0.8秒及管坯尾部滯后停水時間為0.7秒，這樣，每根管坯除鱗總時間為：6.8+0.8+0.7=8.3秒，而每支料軋制時間約為100秒，泵的空運轉時間較長。故選用柱塞泵。4．1．2高壓泵流量及壓力的確定對普碳鋼在爐內生成的氧化鐵皮來說，均勻的打擊力希望為2×105Pa～2.5×105Pa，高壓水一般為16～28MPa[2]。由于軋
7、制鋼種多為合金含量較高鋼種，除鱗工作壓力取為25MPa。高壓泵流量由前面計算得知為81.4t/h。選擇額定壓力比泵工作壓力高25％～50％，流量與計算結果Q相近的泵。這樣最終確采用4臺高壓泵，流量：Q=30m3/h，壓力27Mpa的高壓泵（3用1備）4．2電動機的選擇液壓泵在額定壓力和流量下工作時，其電動機功率可直接從泵樣本中查出，一般也可按下列計算公式[2]計算所需電動機功率N=(PsQp)max／η式中N——電動機功率，KW(PsQp)max——泵壓力和流量乘積最大η——泵總效率，一般取0.8～0.85由此確定的電機功率為N=27MPa×30
8、m3/h／0.8=225kW。故選用高壓泵的功率為250kW4．3除鱗噴嘴的選擇及布置噴嘴的結構型式和幾何尺寸對噴射水流的參數的確定及除
