精轧除鳞机上夹送辊升降方式改进设计.pdf

CFHI2024年 第1期（总217期）设计与计算CFHI TECHNOLOGY为了清除中间辊道运输过程中高温板坯的再生氧化铁皮，在精轧机与飞剪之间设置除鳞机装置。笔者以某1 580 mm热连轧机的精轧除鳞机为例介绍精轧除鳞机技术参数、工作原理，分析上夹送辊液压缸行程与板坯厚度变化之间出现的问题及改进措施。1精轧除鳞机的工作原理板坯在高温下被氧化，表面形成一层致密的氧化铁皮，如果在轧制前不将这层氧化铁皮除去，在轧制过程中它们会被轧入钢板表面，影响钢板表面质量，残留的氧化铁皮也会加速轧辊的磨损1。在高压水的喷射下，氧化铁皮表面局部急冷收缩，与基体母材剥离，氧化铁皮裂纹扩大，并有部分翘曲，高压水进入裂纹后，高压水的动压力变成流体的静压力打入氧化皮底部，使氧化铁皮从钢坯表面剥落2。2喷嘴选择除鳞工艺的核心是高压射流和形成射流的喷嘴，喷嘴的选择关系到能否改进产品质量，降低运行成本，减小水流对板坯温降的影响，降低高压泵能耗等。选择喷嘴的关键参数：（1）每个喷嘴的椭圆形喷射面的打击力均匀一致。（2）喷射角兼顾水量和打击力。（3）射流厚度应像刀片一样，易使氧化皮剥落。3除鳞机技术参数和结构组成3.1技术参数上集管升降方式液压缸驱动垂直升降（两侧单独控制）喷咀前高压水压力25 MPa喷嘴与板坯距离1.一重集团大连工程技术有限公司工程师，辽宁大连116600；2.一重集团大连工程技术有限公司高级工程师，辽宁大连116600；3.丽岛新能源（安徽）有限公司工程师，安徽蚌埠23330010.3969/j.issn.1673-3355.2024.01.001摘要：介绍某1 580 mm热连轧机的精轧除鳞机的结构组成和技术参数，以及上夹送辊液压缸升降方式的改进原因及效果。关键词：除鳞机；升降方式；改进中图分类号：TG333文献标识码：B文章编号：1673-3355（2024）01-0007-03Improved Design of Lifting Method of Top Pinch roll of Secondary DescalerXiao Zhenxing,Liao Xinyang,Liu DeminAbstract:This paper introduces the structure and technical parameters of the secondary descaler of a certain 1580mmtandem hot rolling mill,as well as the cause and effect of improvement of the lifting method of top pinch roll hydrauliccylinder.Key words:Descaler;lifting method;improvement精轧除鳞机上夹送辊升降方式改进设计肖振兴1，廖欣阳2，刘德民312024年 第1期（总217期）CFHI设计与计算一重技术上部90 mm（对应板坯不同厚度集管高度可调），下部90 mm集水管数量2对3.2打击力和重叠量在设计高压水除鳞机时，打击力、重叠量为重要的性能指标，直接关系到除鳞质量。打击力计算公式如下：t=F Q,P,1H2,1cos2（1）式中：t单位面积打击力（MPa）；Q喷嘴流量（m3/s）；P喷嘴前后压力差（MPa）；喷嘴倾斜角（）；H喷嘴到带钢表面的垂直距离（mm）。H的数学模型表达式：H=F Q，P，1cos2，T（2）式中：T带钢的温度（）。重叠量计算公式如下：D=2Hcostan()2cos()-E（3）式中：D重叠量（mm）；E相邻两个喷嘴的间距（mm）；喷嘴的喷射角（）；喷嘴的倾斜角（）；喷嘴相对喷水轴线的偏转角（）。流量计算公式如下：Q1=FV1 000（4）V=2gp（5）式中：Q1单只喷嘴流量（L/s）；F喷嘴喷口截面积（m2）；V喷嘴喷出口的流速（m/s）；流量系数，取0.81之间；g重力加速度；p工作压力。通过上述计算，选取Lechler喷嘴642.647，每个喷咀流量：44.27 L/min（25 MPa），耗水量：6 198 L/min（25 MPa），打击力1.58 MPa，重叠量为8 mm。3.3结构组成及改进该除鳞机由除鳞箱、2组夹送辊、辊道、上、下各 2组除鳞集水管及除鳞罩等部件组成（见图1）。除鳞箱由机架、上盖、横梁及挡水板组成。机架为焊接结构，横梁连接两侧机架，保证除鳞箱整体强度，上盖安装在机架上侧，防止下除鳞集管高压水喷出除鳞箱外，为了方便检修，可通过液压缸驱动上盖绕铰链点向轧制方向旋转90。挡水板安装在两机架内侧，防止除鳞水溢出除鳞箱。上、下夹送辊为实心辊。入口侧上、下夹送辊均由电机通过减速机、万向接轴单独传动；出口侧上夹送辊为惰辊，下夹送辊由电机通过减速机、万向接轴传动。上夹送辊能用液压缸抬起，还负责在轧机发生事故时将带钢从精轧机组中拉出。工作时，前、后夹送辊起挡水作用。除鳞辊道为实心辊，通过减速电机和万向接轴单独传动。1机架，2上集水管，3上盖，4横梁，5夹送辊液压缸，6辊道，7挡水板，8下集水管图1除鳞机结构示意图2CFHI2024年 第1期（总217期）设计与计算CFHI TECHNOLOGY除鳞集管分为上下两排，除鳞上集管两端通过支架安装在机架上，除鳞下集管安装在机架中设置的支座上，两对除鳞集管与公共除鳞系统连接。除鳞集管上安装高压喷嘴，上、下喷嘴的喷头彼此交错，使水侧向不分散地喷射到钢带上。在本次改进设计中主要针对传统上集管升降方式，改进后使上集管由绕一点旋转上升优化为垂直升降（见图2）。图中的点A为摆杆铰链点，点B为液压缸铰链点，C是导向架，喷嘴喷射角度，摆杆和喷嘴间角度，喷嘴长度l，喷嘴距板坯上表面高度H，喷嘴距辊面高度L，中间坯厚度h。其中，l、均为固定值，设计时将hmin作为设计基准，与喷嘴喷射角共同分析计算H，计算结果为最优喷射距离。由于传统结构除鳞机液压缸的升降方向与板坯厚度变化方向有夹角，导致液压缸行程与板坯厚度变化为非线性关系，当h变化时，为了保证H不变，原除鳞机需通过液压缸将喷嘴抬起，使喷嘴喷射角会发生改变，降低水流进入氧化皮底部的效率，除鳞效果变差。改进后，在喷嘴距辊面高度相同的情况下，集管升降方向与h变化方向一致，液压缸行程与板坯变化厚度呈现线性关系（见图3），由于h变化导致除鳞效果降低的问题得到解决。4结语该除鳞机安装调试后现已投产，满足用户使用需求，除鳞效果良好。参考文献 1 武云昆,王华,言锡九.昆钢新型板带除鳞装置的改造与应用J.云南冶金,2007(1):66-69 2 陆善忠.热轧高压水除鳞系统的设计J.上海金属,2001(2)：19-22收稿日期：2023-12-18图3夹送辊液压缸与喷嘴距板坯表面关系图（a）改进前（b）改进后图2精轧除鳞机夹送辊升降机构简图阳理工大学，2018 8 何永，杨军荣，高树滋.曲线后坐火炮后坐阻力规律的分析与研究J.南京理工大学学报,1997(03)：217-220 9 谈乐斌，张相炎，管红根，等.火炮概论M.北京：北京理工大学出版社，2005 10 张帆.膨胀波火炮发射原理及其在常规结构枪炮中的应用D.南京理工大学，2008收稿日期：2023-12-18（上接第20页）3