一種射流清洗噴嘴的布置方法

2023-09-21 04:51:35

一種射流清洗噴嘴的布置方法
【專利摘要】一種射流清洗噴嘴的布置方法，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，相鄰的兩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。本發明能靈活控制噴嘴，通過噴嘴相互之間幾何關係的變化來實現對不同寬度規格、不同除鱗速度要求的金屬板帶進行高效、連續的表面除鱗，杜絕規格切換中的能源、水資源的浪費，同時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。
【專利說明】一種射流清洗噴嘴的布置方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及射流清洗技術，特別涉及一種射流清洗噴嘴的布置方法，主要用於連續對不同寬窄規格的冷態熱軋鋼板表面的腐蝕層、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】
[0002]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限長度金屬板卷，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)。
[0003]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550?1050mm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:
[0004]1、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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]基於以上問題，現有技術中針對性地設計了不同解決方法:如日本專利JP55100814A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，以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不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。
[0008]也有現有技術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】

[0009]本發明的目的是設計一種射流清洗噴嘴的布置方法，能靈活控制噴嘴，通過噴嘴相互之間幾何關係的變化來實現對不同寬度規格、不同除鱗速度要求的金屬板帶進行高效、連續的表面除鱗，杜絕規格切換中的能源、水資源的浪費，同時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。
[0010]具體地，本發明的一種射流清洗噴嘴的布置方法，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，相鄰的兩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。
[0011]進一步，同排內相鄰噴嘴的射流不發生相互幹涉。
[0012]相鄰的兩排噴嘴在金屬板帶長度方向即前後噴嘴之間不發生射流相互幹涉。
[0013]在金屬板帶寬度方向即X向，每排噴嘴中噴嘴之間間距為2a ;相鄰的兩排噴嘴之間在板寬方向的噴嘴間距為a。
[0014]在金屬板帶運行方向即Y向，相鄰的兩排噴嘴的排間距為b，該b值必須滿足相鄰的兩排噴嘴射流不幹涉。所述的噴嘴距離金屬板帶表面的垂直距離相等。
[0015]當產線的金屬板帶的寬度發生變化，產生清洗的寬度範圍內的某一目標寬度的金屬板帶時，為確保所有噴嘴均能對板面進行有效除鱗，噴嘴做如下調整:
[0016]在板面垂直方向即Z向，移動距離為Ac，設定以靠近金屬板帶的方向為負向移動，此時Δ Z值為負值；遠離板面的方向為正向移動,此時Z值為正值,則計算公式為:
[0017]Ac= {[(L「L0) Xctga]/n}).(1-K)
[0018]式中:
[0019]L0-設定金屬板帶的基礎寬度值mm ；
[0020]L1-金屬板帶的調整目標寬度值mm ；
[0021]α -噴嘴的射流對稱剖面的單邊發散角，由噴嘴屬性決定，度；
[0022]η-相鄰兩排噴嘴的噴嘴數量；
[0023]K-噴嘴射流特性補償係數-0.5?O ;
[0024]板帶寬度方向即X向，各排噴嘴各自以板寬中線為對稱中心，噴嘴向板寬中心收攏，每排各噴嘴的兩兩之間距離發生變化，變化量為2 Aa，其具體值的定義方式為:
[0025]Aa= (1-L1) / (η-1)。
[0026]進一步，所述相鄰的兩排噴嘴沿金屬板帶長度方向成平行排列一列以上形成一個可單獨調整的縱向噴嘴單元。
[0027]所述噴嘴的射流發散角度α為:0 < α < 45°。
[0028]所述的噴嘴軸線處於一個平行於金屬板帶走帶方向且垂直於金屬板帶的平面中；且，該噴嘴軸線與金屬板帶的垂直線之間具有一夾角β，其取值範圍為O < β <50°。
[0029]所述的噴嘴中同時通入兩種介質，一種為液態水，另一種為硬物顆粒。
[0030]本發明在需要清洗的最寬規格的金屬板帶進入射流除鱗單元後，噴嘴單元會依據各個噴嘴的清洗面強度分布、各個噴嘴射流影響範圍進行均勻分布，其目的儘可能大的覆蓋板寬，並保證各個噴嘴之間的射流在寬度方向即X向不相互幹涉；與此同時，依據各個噴嘴的清洗強度分布、射流影響範圍進行均勻分布，同時噴嘴必須兼顧其餘噴嘴的影響範圍與強度，前後排噴嘴錯位布置。
[0031]本發明對於噴嘴矩陣只要基於以上的這種幾何位置變化規律，即可實現對不同板寬規格的靈活切換。
[0032]本發明相對現有技術的優點在於:[0033]1、本發明採用噴嘴矩陣，可以靈活控制整個噴嘴矩陣，始終保持對各個不同板寬進行表面全覆蓋，故除鱗段不會影響金屬板帶的上下遊的生產工藝節奏，這對於生產廠家能顯著提高產能。
[0034]2、本發明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。
[0035]3、本發明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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為本發明方法在清洗寬規格金屬板帶時實施例的噴嘴布置示意圖。
[0037]圖2為本發明方法在清洗寬規格板帶時實施例的噴嘴布置示意圖。
[0038]圖3為本發明方法在清洗寬規格板帶時實施例的噴嘴噴射強度分布圖。
[0039]圖4為本發明方法在清洗窄規格金屬板帶時的噴嘴布置參數圖。
[0040]圖5為本發明方法在清洗窄規格板帶時的噴嘴強度分布圖。
[0041]圖6為本發明方法在清洗窄規格板帶時的噴嘴強度分布圖。
[0042]圖7為本發明噴嘴與金屬板帶間的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0043]參見圖1?圖3，本發明的一種射流清洗噴嘴的布置方法，沿金屬板帶I長度方向平行均布若干排噴嘴，本實施例中以第一、第二排噴嘴2、3，每排噴嘴2、3中各噴嘴21、22或31、32之間等距布置，相鄰的兩排噴嘴沿金屬板帶I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I的運行方向，噴嘴21、22、31、32距離金屬板帶I表面的垂直距離相等。
[0044]作為優選，同排內相鄰噴嘴21、22或31、32的射流不發生相互幹涉；相鄰的兩排噴嘴2、3在金屬板帶I長度方向即相鄰的兩噴嘴21、32之間不發生射流相互幹涉。
[0045]在金屬板帶I寬度方向即X向，每排噴嘴中噴嘴21、22之間間距為2a ;相鄰的兩排噴嘴2、3之間的噴嘴21、32間距為a。
[0046]下面以冷態熱軋鋼板表面的鱗皮清除為例，其【具體實施方式】如下:
[0047]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。
[0048]對於清洗寬度為IOOOmm的帶鋼，第一排噴嘴需要布置10個噴嘴，第二排噴嘴也需要布置10個噴嘴，且兩個噴嘴之間錯位量為50mm ;噴嘴噴射距離Z保持在120mm水平進行噴射。
[0049]每個噴嘴的射流發散角度α為30°，其強度分布服從正態分布規律，參見圖3。其中，SI為第一排噴嘴的強度，S2為第二排噴嘴的強度，SO為二排噴嘴疊加後的強度分布。通過這種噴嘴矩陣排列與調整方式，可實現某一個寬度鋼板全表面除鱗時，快速的向另外一個寬度鋼板的快速切換，同時實現切換後鋼板的全表面除鱗，極大提高每一個噴嘴的使用效率，杜絕射流空射等浪費現象發生。
[0050]參見圖4?圖6，在清洗的帶鋼寬度值由原來的IOOOmm切換到500mm時，各個噴嘴的a、b、c值的變化規律如下所示:
[0051]Ac = {[(500-1000) Xctgl5]/20}.(1+K)
[0052]Ac = -75mm
[0053]式中:K-為噴嘴射流影響係數，取「-0.2」即可。
[0054]此時，窄規格噴嘴的噴射靶距變為:
[0055]C = 120-75 = 45mm
[0056]同理可以推算，a、b值的調整後的量為:
[0057]
【權利要求】
1.一種射流清洗噴嘴的布置方法，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，相鄰的兩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。
2.如權利要求1所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特徵是，同排內相鄰噴嘴的射流不發生相互幹涉。
3.如權利要求1或2所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特徵是，相鄰的兩排噴嘴在金屬板帶長度方向即前後噴嘴之間不發生射流相互幹涉。
4.如權利要求1所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特徵是，在金屬板帶寬度方向即X向，每排噴嘴中噴嘴之間間距為2a ;相鄰的兩排噴嘴之間在板寬方向的的噴嘴間距為a。
5.如權利要求1所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特徵是，在金屬板帶運行方向即Y向，相鄰的兩排噴嘴的排間距為b，該b值必須滿足相鄰的兩排噴嘴射流不幹涉。
6.如權利要求1所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特徵是，當產線的金屬板帶的寬度發生變化，產生清洗的寬度範圍內的某一目標寬度的金屬板帶時，為確保所有噴嘴均能對板面進行有效除鱗，噴嘴做如下調整: 在板面垂直方向即Z向，移動距離為Ac，設定以靠近金屬板帶的方向為負向移動，此時Ac值為負值；遠離板面的方向為正向移動,此時Z值為正值,則計算公式為:
AC = ([(L1-L0) Xctga]/η}.(1+Κ) 式中: L0-設定金屬板帶的基礎寬度值，mm ； L1-金屬板帶的調整目標寬度值，mm ； α -噴嘴的射流對稱剖面的單邊發散角，由噴嘴屬性決定，度； η-相鄰兩排噴嘴的數量；Κ-噴嘴射流特性補償係數-0.5~O ; 板帶寬度方向即X向，各排噴嘴各自以板寬中線為對稱中心，噴嘴向板寬中心收攏，每排各噴嘴的兩兩之間距離發生變化，變化量為2 Λ a，其具體值的定義方式為: Aa= (L「L0)/(η-1)。
7.如權利要求1至6中任何一項所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特徵是，所述各排噴嘴沿金屬板帶長度方向成平行排列一列以上形成一個可單獨調整的縱向噴嘴單元。
8.如權利要求1至7中任何一項所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特徵是，所述噴嘴的射流發散角度α為:0 < α < 45°。
9.如權利要求1至8中任何一項所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特徵是，所述的噴嘴軸線處於一個平行於金屬板帶走帶方向且垂直於金屬板帶的平面中；且，該噴嘴軸線與金屬板帶的垂直線之間具有一夾角β，其取值範圍為O < β <50°。
10.如權利要求1至9中任何一項所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特徵是，所述的噴嘴中同時通入兩種介質，一種為液態水，另一種為硬物顆粒。
【文檔編號】B21B45/08GK103658204SQ201210362387
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月25日 優先權日:2012年9月25日
【發明者】段明南, 李山青 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司