張君
馬鞍山鋼鐵股份有限公司一鋼軋總廠 安徽馬鞍山 243000
我廠中板生產(chǎn)線的高壓水除鱗系統(tǒng)只有爐后除鱗箱一組除鱗點,雖然除鱗效果很好,但是鋼板在軋機軋制過程中的二次氧化鐵皮無法清除,導致成品的鋼板表面是暗紅色并且在吊運的過程中產(chǎn)生大量的氧化鐵粉塵,這很大程度上影響了我廠的產(chǎn)品質量。而且,鋼板在精軋機軋制過程中,由于工作輥的冷卻水能夠噴淋到鋼板表面,使鋼板的溫度不能很好的控制,這對鋼板的板形、性能都有影響。尤其,對生產(chǎn)薄規(guī)格的產(chǎn)品影響很大,鋼板的翹頭也非常嚴重,甚至會撞壞軋機水管等輔助設備。為了能夠提升我廠的產(chǎn)品質量,需要在精軋機上設計一套二次除鱗及刮水機構,由于軋機本體空間有限,設計了一套組合機構解決上述兩個問題。新增的除鱗水管即可以清除鋼板的再生氧化鐵皮,也可以做為鋼板的溫度控制的一種手段;刮水機構可以緊貼輥面,把上工作輥的冷卻水分流到軋機兩側,不會直接淋到鋼板表面,這樣就能夠做到即保證軋輥冷卻,又沒有對鋼板在軋制過程中的溫度變化產(chǎn)生影響,保證了鋼板在軋制過程中的性能和板形控制[1]。
該案考慮設計一套可擺動的機構,在該機構上面布置二次除鱗集水管一組、刮水板一套及上工作輥冷卻水一套。(如圖)
圖1 除鱗導位裝置的結構示意圖
圖2 導位板傾翻示意圖
組合機構(如圖二)是通過螺栓四件連接板固定在軋機機架上,通過銷軸將導位板連接在連接板上,導位板可以以A位置為圓心導位板自由擺動。
在軋機軋制過程中,當上工作輥下降時,導位板逆時針擺動;當上工作輥上升時,導位板順時針擺動。因為在導位板設計時就將重心放在A點的外側,再加上一個防水罩,這樣就可以保證導位板在重力方向就能夠始緊貼輥面,保證了刮水板的刮水效果。另外,在更換軋輥時,通過液壓缸將導位裝置整體傾翻一定的角度,使刮水板能夠讓出軋輥抽裝空間[2-3]。
二次除鱗的集水管采用固定式安裝(如圖一),通過對打擊力的計算確定噴嘴的噴射角度和高度。
高壓水除鱗噴嘴的打擊力經(jīng)驗公式是:
公式中k為推導系數(shù),Q為流量L/min,P為壓力kg/cm2,H為靶距mm,α為射流噴射角,β為射流厚度夾角。
K=0.05;Q=99.8L/min 根據(jù)噴嘴型號,查閱產(chǎn)品說明選出;P=180kg/cm2高壓水系統(tǒng)壓力;
H=303mm 如圖一所示,噴嘴到板坯的高度;噴嘴的噴射角α=15。;β=1。根據(jù)噴嘴型號,查閱產(chǎn)品說明選出
據(jù)下表:滿足除鱗要求的判斷依據(jù)
鋼種 要求最小打擊力(MPa)普碳鋼、低合金鋼 0.6-0.8高合金鋼 0.8-1.5二次鱗 0.5-0.7
計算出的值在最小打擊力要求范圍內,并且在實際使用過程中也能夠滿足生產(chǎn)需求,達到二次出鱗的效果
根據(jù)3.1中打擊力計算公式,除鱗集水管的高度是影響打擊力的,完善的設計應該是集水管可以隨軋制高度的變化上下移動,保證打擊力基本不變,不影響除鱗效果。
按軋機的實際數(shù)據(jù)計算如下:
以軋件厚度6-20mm范圍計算,假設集水管基準高度為Ho=303mm,在軋制過程中集水管的高度就在Ho-20=283mm和Ho-6=297mm之間變化,依照公式打擊力與高度是成平方的反比例關系。
即 F1=1/283*283;F2=1/297*297;計算得出:F1/F2=1.1
也就是說最大和最小打擊力只相差1.1倍。這個數(shù)據(jù)在真實的生產(chǎn)過程中是可以忽略不計的,由此本設計方案確定選擇集水管固定式安裝。
這套精軋機的除鱗和刮水板組合機構使用至今效果非常好。二次除鱗的功能徹底解決了我廠產(chǎn)品存在二次氧化鐵皮的情況,也解決了由于二次氧化鐵皮產(chǎn)生的粉塵對職工身心健康的危害。刮水板將輥身冷卻水刮掉后現(xiàn)在我廠成功軋制了6mm的薄規(guī)格產(chǎn)品。另外,這套裝置還解決了在精軋機的軋制過程中的上翹問題,避免了對軋機的很多輔件設備的傷害。