金屬板帶表面清洗噴嘴裝置及其清洗方法
2023-05-01 11:14:21 1
專利名稱：金屬板帶表面清洗噴嘴裝置及其清洗方法
技術領域：
本發明涉及鋼板除鱗技術領域，特別涉及金屬板帶表面清洗噴嘴裝置及其清洗方法，主要用於對連續對不同寬窄規格的冷態熱軋鋼板表面的氧化層、腐蝕層、粘著物等進行連續性清除，確保不同寬度規格帶鋼在進行連續除鱗時能始終保證在整個板面寬度上的鱗皮能有效清除乾淨，杜絕表面存在局部鱗皮殘留，提高射流式除鱗的靈活性與效果。
背景技術：
採用射流對金屬表面進行除鱗時，因為金屬板帶的寬度值較大，採用單個噴嘴進行除鏽或除鱗時通常難以實現寬度上的全覆蓋，故此通常在金屬板帶的寬度方向上連續錯位布置有多個同型號、同樣幾何固定方式的噴嘴，如此即確保金屬板帶在通過噴嘴覆蓋區域時能實現均勻、穩定的除鱗。然而對於連續式除鱗生產線，為提高除鱗效率、確保連續式除鱗，通常是將各卷金屬板帶打開之後將各卷之間的頭尾進行快速焊接，達到一種無頭式 的無線長度金屬板卷，從而能始終保證後續工藝段的連續供料，這種工藝方式可稱為連續除鱗(或連續式金屬表面處理)。這種連續式除鱗因為各個板卷的寬度規格、厚度規格都有一定程度的差異，如某鋼鐵公司的連續酸軋線，其來料的鋼板寬度規格在700 1200mm之間頻繁切換，如此頻繁切換的寬度值對於傳統的酸洗除鱗，其除鱗穩定性能很輕鬆的獲得保證，而對於採用射流式物理除鱗工藝，則帶來了巨大的影響。這種影響主要體現在以下幾個方面I、建立的噴嘴數量必須以寬度最寬的規格為對象，所需布置的噴嘴數量眾多。2、在處理窄規格板帶時，邊部超過板寬的噴嘴仍然會繼續噴射，造成巨大電能、水資源的浪費。3、超過板寬的噴嘴因為在板帶的正反面均對稱布置，其噴射時會相互面對面的進行直射，巨大的噴射力會直接造成兩者相互破壞，嚴重降低噴嘴的使用壽命。如日本專利JP55100814A就採用一種傾斜布置的方式，其目的是當板寬規格切換時，基於變寬或變窄對整個寬面布置的噴嘴進行整體傾斜，其目的還是保證清洗面的全覆蓋，然而這種布置方式對噴嘴射流的強度分布有著非常嚴格要求，因為傾斜角度變化後，其原有的強度均勻分布規律即被打破，每個噴嘴的強度分布特性都必能嚴格滿足傾斜不同角度時強度均勻分布，且各個噴嘴的射流不相互幹涉，因此這種方案在現實的使用中的可行性比較差。日本專利JP01278907A採用兩種不同射流進行除鱗，其噴嘴的排布方式就為簡單的垂直於板帶運行方向的直列式，實際生產時必然後產生以上所列舉的三條顯著缺陷。同時，國內也存在諸多生產廠家、設備供應商針對噴嘴布置所提出的方案，例如高壓水清除熱軋鱗皮、連鑄坯的冷卻等，其噴嘴的布置主要還是採用傳統的最大寬度規格平直布置的方式
發明內容
本發明的目的是設計ー種金屬板帶表面清洗噴嘴裝置及其清洗方法，能靈活控制噴嘴矩陣，該對距離帶鋼邊部不同寬度位置的噴嘴進行開閉，實現對冷態鋼板連續生產線上不同寬度規格且物理上採用焊接連接的連續金屬板帶進行動態、變寬度的連續表面除鱗，杜絕規格切換中的能源、水資源的浪費，同時極大可能的杜絕上下噴嘴出現對射的現象，對射流除鱗的噴嘴布置方式進行靈活、高效的控制。 為達到上述目的，本發明的技術方案是本發明的噴嘴矩陣控制方法是基於噴嘴自身的強度分布規律，始終以板寬方向的強度均勻分布為前提，對橫向與縱向噴嘴的間距、噴射靶距進行合理的控制，其目的是達到對產線上任何不同板寬噴嘴的清洗效率達到最高。具體地，本發明金屬板帶表面清洗噴嘴裝置，其包括，至少ー個主噴射單元，包括位於金屬板帶中部沿金屬板帶長度方向平行均布若干排噴嘴，每排中各噴嘴之間等距布置，前、後排噴嘴沿金屬板帶寬度方向錯位排列，形成ー噴嘴矩陣；各噴嘴均垂直於金屬板帶的運行方向，噴嘴距離金屬板帶表面的垂直距離相等；噴嘴矩陣的寬度對應產線的最窄 規格帶鋼全板寬；且，沿金屬板帶長度方向的每一列噴嘴分別連接於ー主集管；該些主集管連接於一主進水總管；至少ー個子噴射單元，包括至少兩列縱向排列的噴嘴，每一列噴嘴分別連接於一子集管，該兩列噴嘴分別對稱主噴射單元的噴嘴矩陣兩側，與噴嘴矩陣的每行噴嘴平行排列；該兩列噴嘴連接於一子進水總管。本發明金屬板帶表面清洗噴嘴裝置的清洗方法，金屬板自轉向輥、穩定輥輸送至清洗噴嘴裝置，經清洗噴嘴裝置噴射、清洗傳送至後續處理工藝段，清洗噴嘴裝置以主噴射單元對應產線的最窄規格帶鋼全板寬；根據金屬板帶的寬度打開或關閉子噴射単元，實現對產線中金屬板帶的全板寬清洗。所述噴射主単元有效清洗寬度值大於產線的最窄規格鋼板的寬度值。所述的噴嘴中噴射的介質為單一介質水，或混合有硬物顆粒的水混合液，該硬物顆粒包括石榴石、棕剛玉、石英砂、鐵砂、鋼丸、鋼砂或鋼絲切丸。所述的硬物顆粒的粒度在10目 200目之間。所述的噴嘴中噴射的混合液中硬物顆粒與水的重量體積比為1% 80%。本發明的噴嘴矩陣實現對連續產線的最窄規格帶鋼全板寬的表面鱗皮清除；同時，該噴嘴矩陣還包括幾個噴射子単元，且這些噴射子単元在帶鋼走帶方向上的単位板寬的噴嘴布置方式與噴射主単元完全一致，通過動態調整這些子單元的開閉，實現對連續產線上的不同板寬規格進行連續性的寬度切換，確保對不同寬度規格鋼板的連續式射流除鱗。本發明相對現有技術的優點I、本發明通過在寬度上設置噴射単元，以控制不同有效噴射寬度單位為控制策略，實現對各個不同板寬進行表面全覆蓋，能很好的實現對不同板寬的表面除鱗。2、因為杜絕邊部部分噴嘴的空射、對射，能顯著提高邊部噴嘴使用壽命的同時，大大降低了能源浪費，能直接降低生產企業的生產成本。
圖I為本發明金屬板帶表面清洗噴嘴裝置一實施例的結構示意圖。
圖2為本發明清洗方法的示意圖。
具體實施例方式參見圖I、圖2，本發明金屬板帶表面清洗噴嘴裝置一實施例，其包括，一個主噴射單元1，包括位於金屬板帶100中部沿金屬板帶長度方向平行均布若干排噴嘴11、12，每排中各噴嘴之間等距布置，前、後排噴嘴沿金屬板帶寬度方向錯位排列，形成一噴嘴矩陣；各噴嘴均垂直於金屬板帶的運行方向，噴嘴距離金屬板帶表面的垂直距離相等；噴嘴矩陣的寬度對應產線的最窄規格帶鋼全板寬；且，沿金屬板帶100長度方向的每一列噴嘴分別連接於一主集管2 ;該些主集管2連接於一主進水總管3 ;三個子噴射單元4、4』、4」，各包括兩列縱向排列的噴嘴，每一列噴嘴分別連接於一子集管5、5』、5」，該各兩列噴嘴分別對稱主噴射單元的噴嘴矩陣兩側，與噴嘴矩陣的每行噴嘴平行排列；該各兩列噴嘴分別連接於一子進水總管6、6』、6」。 參見圖2，本發明金屬板帶表面清洗噴嘴裝置的清洗方法，金屬板100自轉向輥7、穩定輥8輸送至清洗噴嘴裝置A，經清洗噴嘴裝置噴射、清洗傳送經穩定輥8』至後續處理工藝段9，清洗噴嘴裝置以主噴射單元對應產線的最窄規格帶鋼全板寬；根據金屬板帶的寬度打開或關閉子噴射單元，實現對產線中金屬板帶的全板寬清洗。所述主噴射單元有效清洗寬度值大於產線的最窄規格鋼板的寬度值。所述的噴嘴中噴射的介質為單一介質水，或混合有硬物顆粒的水混合液，該硬物顆粒包括石榴石、棕剛玉、石英砂、鐵砂、鋼丸、鋼砂或鋼絲切丸。所述的硬物顆粒的粒度在10目 200目之間。所述的噴嘴中噴射的混合液中硬物顆粒與水的體積比為1% 80%。金屬板帶100在前後張力機組的張緊狀態下進入噴射單元，且噴射單元通過前後布置的穩定輥8、8』保持金屬板帶100板面繃直，保持抖動量在合理範圍內；此時，如果金屬板帶100的寬度值為產線的最寬規格，則操作工將全部打開所有主、子集管，實現所有噴射單元內的噴嘴保持噴射狀態，此時即實現了對產線中最寬的鋼板進行全板寬的除鱗。當金屬板帶100切換為最窄規格時，此時關閉除主噴射單元以外的所有子噴射單元，即保持噴射主單元常開，此時射流除鱗的有效寬度立即降低，變為主噴射單元能除鱗的有效寬度，從而實現了對板寬規格快速切換。當金屬板帶100的寬度值介於最窄與最寬規格之間時，即可根據主、子噴射單元1、4、4』、4」的有效噴射寬度值進行累加即可。如主噴射單元I在一定壓力下的有效除鱗寬度值為LI ；子噴射單元4打開時，可在主噴射單元I寬度的基礎上增加L2 ；子噴射單元4』打開時，可在主噴射單元I與子噴射單元4元清洗寬度的基礎上增加L3 ；子噴射單元4」打開時，可在主、子噴射單元1、4、4』同開時的清洗寬度基礎上增加L4；如此，即可設定對不同板寬時(假設板寬值為H)，，射流除鱗單元的開閉方式如下當H為最窄規格，即H < LI時，僅打開主噴射單元I主集管；當H滿足L1彡H彡L1+L2,同時打開主、子噴射單元1、4兩個單元；
當H滿足L1+L2彡H彡L1+L2+L3，同時打開主、子噴射單元1、4、4』三個單元；當H滿足L1+L2+L3彡H彡L1+L2+L3+L4，則同時打開主、子噴射單元1、4、4』、4」。下面以某條冷態除鱗產線上的鋼板規格在600 1200mm之間波動為例。噴嘴的噴射壓力設定在30 80MPa，每個噴嘴的流量在10L/min 60L/min水平。主噴射單元I在30 80MPa壓カ下的有效除鱗寬度值為650mm ；子噴射單元4打開時，可在主噴射單元I單元寬度的基礎上，兩側分別增加100mm。子噴射單元4』打開時，可在主噴射單元I與子噴射單元4清洗寬度的基礎上，兩側分別增加100mm。
子噴射單元4」打開時，可在主、子噴射單元1、4、4』同開時的清洗寬度基礎上，兩側分別增加100mm。如此，即可設定對不同板寬時(假設板寬值為H)，射流除鱗單元的開閉方式如下當H為最窄規格，即H彡600mm吋，僅打開主噴射單元I主集管；當H滿足600 ^ H ^ 800mm,同時打開主、子噴射單元1、4兩個單元；當H滿足800彡H彡1000mm,同時打開主、子噴射單元1、4、4』三個單元；當H滿足1000彡H彡1200mm，則同時打開主、子噴射單元1、4、4』、4」。如此即實現了噴嘴矩陣單位由600 1200_之間靈活切換。期間不需要對增壓系統、管路等進行任何調整，顯著提高了エ藝控制能力，提高生產效率。本發明的噴嘴矩陣實現對連續產線的最窄規格帶鋼全板寬的表面鱗皮清除；同時，該噴嘴矩陣還包括幾個噴射子単元，且這些噴射子単元在帶鋼走帶方向上的単位板寬的噴嘴布置方式與噴射主単元完全一致，通過動態調整這些子單元的開閉，實現對連續產線上的不同板寬規格進行連續性的寬度切換，確保對不同寬度規格鋼板的連續式射流除鱗。本發明充分利用噴嘴的在定義相対速度下的除鱗寬度特性，實現對金屬板帶表面進行清洗時噴嘴単元的靈活調整。
權利要求
1.金屬板帶表面清洗噴嘴裝置，其特徵是，包括， 至少ー個主噴射單元，包括位於金屬板帶中部沿金屬板帶長度方向平行均布若干排噴嘴，每排中各噴嘴之間等距布置，前、後排噴嘴沿金屬板帶寬度方向錯位排列，形成ー噴嘴矩陣；各噴嘴均垂直於金屬板帶的運行方向，噴嘴距離金屬板帶表面的垂直距離相等；噴嘴矩陣的寬度對應產線的最窄規格帶鋼全板寬；且，沿金屬板帶長度方向的每一列噴嘴分別連接於ー主集管；該些主集管連接於一主進水總管； 至少ー個子噴射單元，包括至少兩列縱向排列的噴嘴，每一列噴嘴分別連接於一子集管，該兩列噴嘴分別對稱布置於主噴射単元的噴嘴矩陣兩側，與噴嘴矩陣的每行噴嘴平行排列；該兩列噴嘴連接於一子進水總管。
2.如權利要求I所述金屬板帶表面清洗噴嘴裝置的清洗方法，金屬板自轉向輥、穩定輥輸送至清洗噴嘴裝置，經清洗噴嘴裝置噴射、清洗傳送至後續處理工藝段，清洗噴嘴裝置以主噴射單元對應產線的最窄規格帶鋼全板寬；根據金屬板帶的寬度動態調整打開或關閉子噴射單元，實現對產線中金屬板帶的全板寬清洗。
3.如權利要求2所述金屬板帶表面清洗噴嘴裝置的清洗方法，其特徵是，所述主噴射單元有效清洗寬度值大於產線的最窄規格鋼板的寬度值。
4.如權利要求2所述金屬板帶表面清洗噴嘴裝置的清洗方法，其特徵是，所述的噴嘴中噴射的介質為單一介質水，或混合有硬物顆粒的水混合液，該硬物顆粒包括石榴石、棕剛玉、石英砂、鐵砂、鋼丸、鋼砂或鋼絲切丸。
5.如權利要求4所述金屬板帶表面清洗噴嘴裝置的清洗方法，其特徵是，所述的硬物顆粒的粒度在10目 200目之間。
6.如權利要求4或5所述金屬板帶表面清洗噴嘴裝置的清洗方法，其特徵是，所述的噴嘴中噴射的混合液中硬物顆粒與水的體積比為1% 80%。
全文摘要
金屬板帶表面清洗噴嘴裝置及其清洗方法，其包括，至少一個主噴射單元，包括若干排噴嘴，每排中各噴嘴之間等距布置，前、後排噴嘴沿金屬板帶寬度方向錯位排列，形成一噴嘴矩陣；噴嘴矩陣的寬度對應產線的最窄規格帶鋼全板寬；每一列噴嘴連接於一主集管；該些主集管連接於一主進水總管；至少一個子噴射單元，包括至少兩列縱向排列的噴嘴，每一列噴嘴分別連接於一子集管，該兩列噴嘴分別對稱主噴射單元的噴嘴矩陣兩側；該兩列噴嘴連接於一子進水總管。本發明能靈活控制噴嘴矩陣，可對距離帶鋼邊部不同寬度位置的噴嘴進行開閉，實現對冷態鋼板連續生產線上不同寬度規格進行動態、變寬度的連續表面清洗。
文檔編號B21B45/08GK102847631SQ20111018065
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月29日 優先權日2011年6月29日
發明者段明南, 李山青 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司