中厚板精軋機(jī)除鱗和刮水組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析

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(diǎn)，雖然除鱗效果很好，但是鋼板在軋機(jī)軋制過(guò)程中的二次氧化鐵皮無(wú)法清除，導(dǎo)致成品的鋼板表面是暗紅色并且在吊運(yùn)的過(guò)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(zhì)量。而且，鋼板在精軋機(jī)軋制過(guò)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(duì)鋼板的板形、性能都有影響。尤其，對(duì)生產(chǎn)薄規(guī)格的產(chǎn)品影響很大，鋼板的翹頭也非常嚴(yán)重，甚至?xí)矇能垯C(jī)水管等輔助設(shè)備。為了能夠提升我廠的產(chǎn)品質(zhì)量，需要在精軋機(jī)上設(shè)計(jì)一套二次除鱗及刮水機(jī)構(gòu)，由于軋機(jī)本體空間有限，設(shè)計(jì)了一套組合機(jī)構(gòu)解決上述兩個(gè)問(wèn)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(jī)構(gòu)可以緊貼輥面，把上工作輥的冷卻水分流到軋機(jī)兩側(cè)，不會(huì)直接淋到鋼板表面，這樣就能夠做到即保證軋輥冷卻，又沒(méi)有對(duì)鋼板在軋制過(guò)程中的溫度變化產(chǎn)生影響，保證了鋼板在軋制過(guò)程中的性能和板形控制[1]。

1 除鱗和刮水機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案

該案考慮設(shè)計(jì)一套可擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)，在該機(jī)構(gòu)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(dǎo)位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 導(dǎo)位板傾翻示意圖

組合機(jī)構(gòu)（如圖二）是通過(guò)螺栓四件連接板固定在軋機(jī)機(jī)架上，通過(guò)銷軸將導(dǎo)位板連接在連接板上，導(dǎo)位板可以以A位置為圓心導(dǎo)位板自由擺動(dòng)。

在軋機(jī)軋制過(guò)程中，當(dāng)上工作輥下降時(shí)，導(dǎo)位板逆時(shí)針擺動(dòng)；當(dāng)上工作輥上升時(shí)，導(dǎo)位板順時(shí)針擺動(dòng)。因?yàn)樵趯?dǎo)位板設(shè)計(jì)時(shí)就將重心放在A點(diǎn)的外側(cè)，再加上一個(gè)防水罩，這樣就可以保證導(dǎo)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(shí)，通過(guò)液壓缸將導(dǎo)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]。

2 除鱗水管的設(shè)計(jì)與分析

2.1 噴嘴的設(shè)計(jì)與分析

二次除鱗的集水管采用固定式安裝（如圖一），通過(guò)對(duì)打擊力的計(jì)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(yàn)公式是：

公式中k為推導(dǎo)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(hào)，查閱產(chǎn)品說(shuō)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(hào)，查閱產(chǎn)品說(shuō)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(jì)算出的值在最小打擊力要求范圍內(nèi)，并且在實(shí)際使用過(guò)程中也能夠滿足生產(chǎn)需求，達(dá)到二次出鱗的效果

2.2 除鱗集水管高度的設(shè)計(jì)與分析

根據(jù)3.1中打擊力計(jì)算公式，除鱗集水管的高度是影響打擊力的，完善的設(shè)計(jì)應(yīng)該是集水管可以隨軋制高度的變化上下移動(dòng)，保證打擊力基本不變，不影響除鱗效果。

按軋機(jī)的實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算如下：

以軋件厚度6-20mm范圍計(jì)算，假設(shè)集水管基準(zhǔn)高度為Ho=303mm，在軋制過(guò)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(guān)系。

即 F1=1/283＊283；F2=1/297＊297；計(jì)算得出：F1/F2=1.1

也就是說(shuō)最大和最小打擊力只相差1.1倍。這個(gè)數(shù)據(jù)在真實(shí)的生產(chǎn)過(guò)程中是可以忽略不計(jì)的，由此本設(shè)計(jì)方案確定選擇集水管固定式安裝。

3 結(jié)語(yǔ)

這套精軋機(jī)的除鱗和刮水板組合機(jī)構(gòu)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(duì)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(jī)的軋制過(guò)程中的上翹問(wèn)題，避免了對(duì)軋機(jī)的很多輔件設(shè)備的傷害。