中板轧机除鳞打击力分析与结构优化:轧机

　　【摘 要】酒钢中板轧机由于是单机架轧机，对控轧的合金钢板氧化铁皮去除效果差，本文通过对轧机除鳞装置的结构及除鳞打击力分析，提出了一套有效的改进方法，提高了中板产品在中厚板行业市场竞争能力。
　　【关键词】中厚板轧机；除鳞；打击力分析；结构优化
　　1、引言
　　如今中厚板行业市场竞争异常激烈，提高产品表面质量对中板企业而言尤为重要。高压水除鳞系统是用高压水清除热钢坯表面氧化铁皮，保证热轧钢表面质量的重要设备，目前单机架中板轧机普遍存在轧制控轧钢板时除鳞效果不好的问题。控轧钢板由于开轧温度较高，钢板在待温时表面易生成较厚的鱼鳞片状二次氧化铁皮，导致钢板表面氧化铁皮膜薄厚不均，造成喷砂后钢板表面出现鱼鳞状凸起的“麻面”缺陷，影响产品质量，通过对轧机除鳞装置结构进行优化是改善控轧钢板表面缺陷问题的一种有效途径[1]。
　　2、中板轧机除鳞打击力影响因素分析
　　酒钢中板轧机是单机架可逆式轧机，特别对于待温控轧工艺生产的产品，由于二次开轧温度已经在920℃以下，表面氧化铁皮清除难度较大。当用户采用镀层、涂层工艺时，一般首先进行喷砂或酸洗处理，处理后的钢板表面暴露出原来被氧化铁皮掩盖的钢板表面凸凹不平的“麻面”缺陷。对“麻面”缺陷的处理需要增大表面涂层的厚度来确保涂层表面的平滑，这无疑增加了加工成本；对有焊接工艺要求的钢板而言，接缝处易产生夹杂缺陷。
　　如何尽可能的去除钢板表面二次氧化铁皮，改善钢板表面质量，已成为各钢铁厂家亟待解决的重要问题，本文通过对中板轧机导位结构、集管喷嘴布置型式、除鳞打击力及打击效果进行分析，找出了一些合理的改善方法。
　　在现有条件下最大限度的提高轧机除鳞打击力是提高轧机除鳞效果的重要措施。从除鳞打击力经验公式表明：打击力与除鳞高度、流量、压力有以下函数关系[2]:
　　（1）
　　式中：Q——在P压力下每个喷嘴的流量（L/min）；P——喷嘴进水口压力（kg/cm2）；H——喷嘴出口至打击面的垂直距离（mm）；α——喷嘴的喷射角，一般常用高压扁平喷嘴α为26°、30°、40°，如有特殊需要也可设计成其他角度值；γ——射流厚度夹角，一般为1.5°左右；F——打击力（MPa）；从公式中可以分析出每个参数对打击力的影响程度。如曲线（一）a、b、c所示。
　　3、中板轧机除鳞系统结构分析及改进
　　3.1、轧机上除鳞系统结构分析：
　　图三中1 上支承辊吊挂梁、2 上支承平衡缸、3 上支承辊轴承座、4 轧机前后除鳞滑架、 5 轧机前后导位板、6 上支承辊、7 工作辊、8 除鳞喷嘴、9 机架辊、10 轧机下除鳞。通过图三轧机上除鳞系统结构图可知，轧机的上除鳞喷射高度是一个变化的值，它随着轧辊的辊径的变化而变化，通过计算得知当轧机支承辊直径为最大辊径1800mm，工作辊直径为最大辊径1000mm时，除鳞喷射最大高度为385mm；当随着轧辊的正常损耗，支承辊最小辊径为1640mm，工作辊最小辊径为940mm时，除鳞喷射最小高度为250mm。而从公式一可知高压水喷射高度越高，除鳞打击力越小，而同时喷嘴的高度取决于除鳞滑架与上支承辊吊挂之间的相对位置，从通过调整轧机阶梯垫来控制不同的辊径配对进行轧机调零的方式受到启发，将除鳞滑架及上支承辊吊挂之间的销子及销孔做以改造，即通过每次更换支承辊时装入不同型式及尺寸的销子，来保证除鳞高度始终在为250-300mm之间，利用每月更换一次支承辊的定修时间，安装不同的销子，来调整除鳞喷嘴高度。通过这样改造可以不受轧辊的辊径的变化，保证了除鳞高度在250-300mm之间的最佳打击力的高度，使钢板表面冷却不均的现象减轻，减少了明暗条纹，始终使除鳞打击力处在最佳状态。
　　3.2、轧机下除鳞系统结构分析：
　　中板轧机的下除鳞集管安放在轧机前后的机架辊上，由于机架辊为花辊，喷嘴的安放受到了机架辊结构的影响，使除鳞喷嘴只能安装在机架花辊的中下部（见图三）。如图三所示机架辊的花辊交错排列，原设计中机架辊采用21个喷嘴，受布置形式不均匀影响，造成喷射高度只能为370mm，喷射距离较大，影响了打击效果，同时喷嘴无法均匀排列，造成钢板下表面的除鳞水印重叠量大小不一，钢板下表面冷却不均，从而易产生新的氧化铁及明显的色差。如何改善钢板下表面的除鳞效果，就必须重新对喷嘴选型及设计除鳞集管布置形式。由于机架辊花辊之间的间隙为37.5mm，而原设计的喷嘴头部尺寸为41mm，因此无法通过花辊之间的间隙使用，通过查找相关资料选择SGD807型喷嘴33个，其嘴嘴帽头部尺寸为36.5mm，恰能通过花辊间隙，同时为防止喷嘴安装位置过高被扣头的钢板撞击，通过模似计算出最佳的喷身高度为155mm。（见图四）
　　喷嘴的布置方案：在155mm的喷射高度下，为保证钢板表面水印重叠量，通过在机架辊花辊间穿插布置喷嘴来达到最佳喷射效果。通过对喷嘴及集管安装方式的改变，喷射高度由原来的370mm减少为155mm后，打击力提高了3倍多，从现场的实际情况来看钢板下表面的除鳞效果非常明显。
　　4、结论
　　本文通过对中板轧机除鳞装置的结构分析，对轧机原结构设计进行了优化改进，改进后的除鳞装置使轧机除鳞效果得到了明显的提高，同时也为除鳞系统设计改造指出了另一条途径，提高了该厂产品在中厚板行业的市场竞争力。
　　参考文献
　　[1]徐国毅.轧制特殊钢高压除鳞分析和改进途径[J].重型机械,2007(06)
　　[2]施东成.轧钢机械设计方法.治金工业出版社,1990