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；各噴嘴均垂直于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(fā)明能靈活控制噴嘴，通過噴嘴相互之間幾何關(guān)系的變化來實現(xiàn)對不同寬度規(guī)格、不同除鱗速度要求的金屬板帶進行高效、連續(xù)的表面除鱗，杜絕規(guī)格切換中的能源、水資源的浪費，同時杜絕上下噴嘴出現(xiàn)對射的現(xiàn)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射流清洗技術(shù)，特別涉及一種射流清洗噴嘴的布置方法，主要用于連續(xù)對不同寬窄規(guī)格的冷態(tài)熱軋鋼板表面的腐蝕層、粘著物等進行連續(xù)性清除，確保不同寬度規(guī)格帶鋼在進行連續(xù)除鱗時能始終保證在整個板面寬度上的鱗皮能有效清除干凈，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(shù)】
[0002]采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，采用單個噴嘴進行除銹或除鱗時通常難以實現(xiàn)寬度上的全覆蓋，故此通常在金屬板帶的寬度方向上連續(xù)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(qū)域時能實現(xiàn)均勻、穩(wěn)定的除鱗。然而對于連續(xù)式除鱗生產(chǎn)線，為提高除鱗效率、確保連續(xù)式除鱗，通常是將各卷金屬板帶打開之后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，從而能始終保證后續(xù)工藝段的連續(xù)供料，這種工藝方式可稱為連續(xù)除鱗(或連續(xù)式金屬表面處理)。
[0003]這種連續(xù)式除鱗因為各個板卷的寬度規(guī)格、厚度規(guī)格都有一定程度的差異，如某鋼鐵公司的連續(xù)酸軋線，其來料的鋼板寬度規(guī)格在550?1050mm之間頻繁切換，如此頻繁切換的寬度值對于傳統(tǒng)的酸洗除鱗，其除鱗穩(wěn)定性能很輕松的獲得保證，而對于采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(xiàn)在以下幾個方面:
[0004]1、建立的噴嘴數(shù)量必須以寬度最寬的規(guī)格為對象，所需布置的噴嘴數(shù)量眾多。
[0005]2、在處理窄規(guī)格板帶時，邊部超過板寬的噴嘴仍然會繼續(xù)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]基于以上問題，現(xiàn)有技術(shù)中針對性地設(shè)計了不同解決方法:如日本專利JP55100814A采用一種傾斜布置的方式，其目的是當板寬規(guī)格切換時，基于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，因為傾斜角度變化后，其原有的強度均勻分布規(guī)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干涉。
[0008]也有現(xiàn)有技術(shù)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采用傳統(tǒng)的最大寬度規(guī)格平直布置的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是設(shè)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(guān)系的變化來實現(xiàn)對不同寬度規(guī)格、不同除鱗速度要求的金屬板帶進行高效、連續(xù)的表面除鱗，杜絕規(guī)格切換中的能源、水資源的浪費，同時杜絕上下噴嘴出現(xiàn)對射的現(xiàn)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(fā)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；各噴嘴均垂直于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(nèi)相鄰噴嘴的射流不發(fā)生相互干涉。
[0012]相鄰的兩排噴嘴在金屬板帶長度方向即前后噴嘴之間不發(fā)生射流相互干涉。
[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干涉。所述的噴嘴距離金屬板帶表面的垂直距離相等。
[0015]當產(chǎn)線的金屬板帶的寬度發(fā)生變化，產(chǎn)生清洗的寬度范圍內(nèi)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(diào)整:
[0016]在板面垂直方向即Z向，移動距離為Ac，設(shè)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(shè)定金屬板帶的基礎(chǔ)寬度值mm ；
[0020]L1-金屬板帶的調(diào)整目標寬度值mm ；
[0021]α -噴嘴的射流對稱剖面的單邊發(fā)散角，由噴嘴屬性決定，度；
[0022]η-相鄰兩排噴嘴的噴嘴數(shù)量；
[0023]K-噴嘴射流特性補償系數(shù)-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(fā)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(diào)整的縱向噴嘴單元。
[0027]所述噴嘴的射流發(fā)散角度α為:0 < α < 45°。
[0028]所述的噴嘴軸線處于一個平行于金屬板帶走帶方向且垂直于金屬板帶的平面中；且，該噴嘴軸線與金屬板帶的垂直線之間具有一夾角β，其取值范圍為O < β <50°。
[0029]所述的噴嘴中同時通入兩種介質(zhì)，一種為液態(tài)水，另一種為硬物顆粒。
[0030]本發(fā)明在需要清洗的最寬規(guī)格的金屬板帶進入射流除鱗單元后，噴嘴單元會依據(jù)各個噴嘴的清洗面強度分布、各個噴嘴射流影響范圍進行均勻分布，其目的盡可能大的覆蓋板寬，并保證各個噴嘴之間的射流在寬度方向即X向不相互干涉；與此同時，依據(jù)各個噴嘴的清洗強度分布、射流影響范圍進行均勻分布，同時噴嘴必須兼顧其余噴嘴的影響范圍與強度，前后排噴嘴錯位布置。
[0031]本發(fā)明對于噴嘴矩陣只要基于以上的這種幾何位置變化規(guī)律，即可實現(xiàn)對不同板寬規(guī)格的靈活切換。
[0032]本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點在于:[0033]1、本發(fā)明采用噴嘴矩陣，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游的生產(chǎn)工藝節(jié)奏，這對于生產(chǎn)廠家能顯著提高產(chǎn)能。
[0034]2、本發(fā)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(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0035]3、本發(fā)明基于噴嘴自身的強度分布規(guī)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(chǎn)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(fā)明方法在清洗寬規(guī)格金屬板帶時實施例的噴嘴布置示意圖。
[0037]圖2為本發(fā)明方法在清洗寬規(guī)格板帶時實施例的噴嘴布置示意圖。
[0038]圖3為本發(fā)明方法在清洗寬規(guī)格板帶時實施例的噴嘴噴射強度分布圖。
[0039]圖4為本發(fā)明方法在清洗窄規(guī)格金屬板帶時的噴嘴布置參數(shù)圖。
[0040]圖5為本發(fā)明方法在清洗窄規(guī)格板帶時的噴嘴強度分布圖。
[0041]圖6為本發(fā)明方法在清洗窄規(guī)格板帶時的噴嘴強度分布圖。
[0042]圖7為本發(fā)明噴嘴與金屬板帶間的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0043]參見圖1?圖3，本發(fā)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；各噴嘴均垂直于金屬板帶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(yōu)選，同排內(nèi)相鄰噴嘴21、22或31、32的射流不發(fā)生相互干涉；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(fā)生射流相互干涉。
[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(tài)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(shè)定在30?80MPa，每個噴嘴的流量在10L/min?60L/min水平。
[0048]對于清洗寬度為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(fā)散角度α為30°，其強度分布服從正態(tài)分布規(guī)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為二排噴嘴疊加后的強度分布。通過這種噴嘴矩陣排列與調(diào)整方式，可實現(xiàn)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(xiàn)切換后鋼板的全表面除鱗，極大提高每一個噴嘴的使用效率，杜絕射流空射等浪費現(xiàn)象發(fā)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(guī)律如下所示:
[0051]Ac = {[(500-1000) Xctgl5]/20}.(1+K)
[0052]Ac = -75mm
[0053]式中:K-為噴嘴射流影響系數(shù)，取“-0.2”即可。
[0054]此時，窄規(guī)格噴嘴的噴射靶距變?yōu)?
[0055]C = 120-75 = 45mm
[0056]同理可以推算，a、b值的調(diào)整后的量為:
[0057]
【權(quán)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；各噴嘴均垂直于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(quán)利要求1所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特征是，同排內(nèi)相鄰噴嘴的射流不發(fā)生相互干涉。
3.如權(quán)利要求1或2所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特征是，相鄰的兩排噴嘴在金屬板帶長度方向即前后噴嘴之間不發(fā)生射流相互干涉。
4.如權(quán)利要求1所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特征是，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(quán)利要求1所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特征是，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干涉。
6.如權(quán)利要求1所述的射流清洗噴嘴的布置方法，其特征是，當產(chǎn)線的金屬板帶的寬度發(fā)生變化，產(chǎn)生清洗的寬度范圍內(nèi)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(diào)整: 在板面垂直方向即Z向，移動距離為Ac，設(shè)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(shè)定金屬板帶的基礎(chǔ)寬度值，mm ； L1-金屬板帶的調(diào)整目標寬度值，mm ； α -噴嘴的射流對稱剖面的單邊發(fā)散角，由噴嘴屬性決定，度； η-相鄰兩排噴嘴的數(shù)量；Κ-噴嘴射流特性補償系數(shù)-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(fā)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(quán)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，其特征是，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(diào)整的縱向噴嘴單元。
8.如權(quán)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，其特征是，所述噴嘴的射流發(fā)散角度α為:0 < α < 45°。
9.如權(quán)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，其特征是，所述的噴嘴軸線處于一個平行于金屬板帶走帶方向且垂直于金屬板帶的平面中；且，該噴嘴軸線與金屬板帶的垂直線之間具有一夾角β，其取值范圍為O < β <50°。
10.如權(quán)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，其特征是，所述的噴嘴中同時通入兩種介質(zhì)，一種為液態(tài)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(yōu)先權(quán)日:2012年9月25日
【發(fā)明者】段明南, 李山青 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司