中厚板高壓水打擊測(cè)試模塊設(shè)計(jì)、實(shí)踐與運(yùn)用

陳偉

摘要：介紹了高壓水鋼坯除鱗的機(jī)理，探討了射流相關(guān)參數(shù)對(duì)鋼坯除鱗效果的影響，分析了各參數(shù)之間的關(guān)系及合理取值，提出了新的理論計(jì)算公式和方法，可為高壓水除鱗系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)的改進(jìn)提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼坯除鱗；聚四氟乙烯；打擊測(cè)試模塊；設(shè)計(jì)；實(shí)踐；運(yùn)用

在熱軋工藝中，鋼坯經(jīng)加熱爐加熱后，因鋼坯表面與氧化性氣體直接接觸而氧化，表面會(huì)產(chǎn)生氧化鐵皮，俗稱板坯鱗皮。鋼坯表面的氧化鐵皮如不及時(shí)清除，不僅會(huì)損壞軋輥，而且氧化鐵皮還會(huì)軋入鋼坯表面，形成凹坑、麻面等表面缺陷，嚴(yán)重影響鋼材的表面質(zhì)量。[1]高壓水除鱗系統(tǒng)是中板廠重要生產(chǎn)工藝設(shè)備之一。為適應(yīng)中板新的產(chǎn)品大綱的要求，充分發(fā)揮中板廠高壓水除鱗生產(chǎn)能力，合理使用和維護(hù)高壓水設(shè)備，有效提升現(xiàn)有高壓水設(shè)備的最優(yōu)打擊效果，使我們生產(chǎn)的鋼板得到最優(yōu)的表面質(zhì)量，提出增設(shè)高壓水打擊測(cè)試模塊設(shè)計(jì)和研究方案。

一、設(shè)計(jì)方案依據(jù)

中板廠由于產(chǎn)品大綱及工藝變化，軋線高壓水除鱗的使用維護(hù)狀況，已不能滿足生產(chǎn)對(duì)質(zhì)量的要求。根據(jù)研究現(xiàn)有在線3個(gè)高壓水噴射部位使用和維護(hù)現(xiàn)狀，都沒有量化的在線檢測(cè)除鱗效果的檢測(cè)手段。本方案通過對(duì)粗除鱗箱、粗軋機(jī)除鱗以及精軋機(jī)的除鱗配置相應(yīng)接近生產(chǎn)的模擬坯料，通過在線實(shí)時(shí)測(cè)試，使軋制線上的高壓水集管和噴嘴得到有效的監(jiān)控和評(píng)估。

該項(xiàng)目完成以后，填補(bǔ)了中板廠高壓水在線測(cè)試空白，實(shí)現(xiàn)了定期對(duì)高壓水設(shè)備除鱗打擊能力和除鱗噴嘴覆蓋面和重疊量的量化評(píng)估，為高壓水系統(tǒng)壓力的調(diào)定和高壓水設(shè)備部件維護(hù)調(diào)整及更換提供評(píng)估依據(jù)，同時(shí)也為技術(shù)工藝提供鋼板表面質(zhì)量提供原始的數(shù)據(jù)采集，提高中板廠鋼板的表面質(zhì)量。

依據(jù)集團(tuán)公司兄弟單位已有的類似經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中板廠多年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，作為設(shè)計(jì)依據(jù)。

二、設(shè)計(jì)制作可行性方案

（一）改造預(yù)期目標(biāo)

在現(xiàn)有高壓水設(shè)備保持不變的情況下，通過增加打擊測(cè)試模塊，使高壓水設(shè)備的打擊能力和有效打擊范圍得到量化監(jiān)控，來指導(dǎo)高壓水設(shè)備的維護(hù)調(diào)整和高壓水工藝布置，滿足鋼板表面質(zhì)量的要求。

1.設(shè)計(jì)打擊測(cè)試模塊，合理選擇模塊標(biāo)準(zhǔn)厚度

根據(jù)研究中板廠現(xiàn)有在線3個(gè)除鱗部位的能力范圍及現(xiàn)狀，合理設(shè)計(jì)模塊厚度范圍，實(shí)現(xiàn)仿真設(shè)計(jì)的最優(yōu)化?，F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，粗除鱗箱高壓水集管的噴射對(duì)象是板坯，大多板坯厚度為220mm；粗軋機(jī)除鱗則是對(duì)粗除鱗工序后的板坯進(jìn)行軋制，厚度范圍在90220mm；精軋機(jī)除鱗則是高壓水除鱗的最后一道工序，它的厚度范圍集中在3090mm這個(gè)范圍。我們知道集管噴嘴的高度直接就影響了高壓水打擊的重疊量和打擊能力，所以厚度的仿真尤為重要。本方案通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鋼板厚度變化的比對(duì)，選定模塊測(cè)試的最佳厚度，來得到打擊測(cè)試的最真實(shí)的結(jié)果。

2.打擊模塊上下表打擊部位的選定

通過各部分除鱗集管的布置，可翻閱圖紙資料確定上下表打擊點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，但考慮在線情況的復(fù)雜性，要求把打擊模塊部位適當(dāng)放大一些，確保打擊測(cè)試部位測(cè)試結(jié)果清晰，滿足辨別要求。

3.建立規(guī)定高壓水噴射測(cè)試的常態(tài)化

①每次計(jì)劃檢修恢復(fù)生產(chǎn)前測(cè)試；

②長時(shí)間停產(chǎn)恢復(fù)生產(chǎn)前測(cè)試；

③更換高壓水主要部件后恢復(fù)生產(chǎn)前測(cè)試；

④更換支承輥恢復(fù)生產(chǎn)前測(cè)試。

（二）設(shè)計(jì)制作所需材料

打擊測(cè)試模塊結(jié)構(gòu)分為模塊本體、測(cè)試部位鑲嵌塊、壓板三個(gè)部分。

1.測(cè)試模塊本體

測(cè)試模塊本體一般采用板坯和鋼板來制作，要求板坯不平度達(dá)5mm以下，鋼板不平度達(dá)3mm以下，具備有較大的抗彎剛度。

2.測(cè)試部位鑲嵌塊（材料聚四氟乙烯）

3.壓板采用45#鋼加工，鉆沉空以備固定安裝

三、高壓水打擊測(cè)試模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)施

經(jīng)過設(shè)計(jì)、采購材料在集團(tuán)內(nèi)部施工安裝，完成打擊模塊的研制，2015年7月投入生產(chǎn)使用。

四、高壓水打擊測(cè)試模塊實(shí)踐與運(yùn)用

高壓水打擊模塊分兩個(gè)模塊，分粗除鱗裝置、粗軋共用模塊和精軋打擊模塊，兩塊模塊尺寸規(guī)格分別為220*1810*4000和90*2500*4000。打擊模塊主要用于辨識(shí)測(cè)試高壓水除鱗效果，測(cè)試結(jié)果分為“合格”、“不合格”兩種，（規(guī)定技術(shù)科和機(jī)動(dòng)科為試驗(yàn)結(jié)果評(píng)判部門；軋鋼車間保管、維護(hù)），“合格”的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為高壓水模塊被打擊的深度、重合度以及覆蓋面，如圖：

測(cè)試合格標(biāo)準(zhǔn)為：（1）每道測(cè)試口的頭尾位置沿鋼板橫向投影相連接；（2）測(cè)試口深度一般在2mm以上；（3）測(cè)試口頭尾投影重合部位5mm15mm。

每次檢修超過8小時(shí)或停產(chǎn)，開軋前必須進(jìn)行高壓水打擊測(cè)試，如測(cè)試結(jié)果為“不合格”需由機(jī)電車間檢查高壓水除鱗系統(tǒng)，包括水壓、噴射角度、高度、以及噴嘴等，直至測(cè)試“合格”后才能進(jìn)行軋鋼。每次測(cè)試“合格”后，需拍下模塊測(cè)試部位形貌的照片，用以測(cè)試檔案存儲(chǔ)備案。

五、結(jié)論

通過對(duì)高壓水打擊測(cè)試模塊的研制，填補(bǔ)了中板廠高壓水在線測(cè)試空白，實(shí)現(xiàn)了定期對(duì)高壓水設(shè)備除鱗打擊能力和除鱗噴嘴覆蓋面和重疊量的量化評(píng)估，為高壓水系統(tǒng)壓力的調(diào)定和高壓水設(shè)備部件維護(hù)調(diào)整及更換提供評(píng)估依據(jù)，從2015年7月2017年6月的投入使用大大提升了高壓水設(shè)備使用的效能，確保鋼板表面質(zhì)量的穩(wěn)步提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁玉光.磨料高壓水除鱗系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].鋼鐵，2003（02）.

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[3]王東.水噴淋系統(tǒng)的研究[J].武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2001（02）.