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(zhǎng)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(cuò)位排列，形成一噴嘴矩陣；各噴嘴均垂直于金屬板帶的運(yùn)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(shí)現(xiàn)對(duì)不同寬度規(guī)格、不同除鱗速度要求的金屬板帶進(jìn)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(fèi)，同時(shí)杜絕上下噴嘴出現(xiàn)對(duì)射的現(xiàn)象，對(duì)射流除鱗的噴嘴布置方式進(jìn)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(duì)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(jìn)行連續(xù)性清除，確保不同寬度規(guī)格帶鋼在進(jìn)行連續(xù)除鱗時(shí)能始終保證在整個(gè)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(duì)金屬表面進(jìn)行除鱗時(shí)，因?yàn)榻饘侔鍘У膶挾戎递^大，采用單個(gè)噴嘴進(jìn)行除銹或除鱗時(shí)通常難以實(shí)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(cuò)位布置有多個(gè)同型號(hào)、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(shí)能實(shí)現(xiàn)均勻、穩(wěn)定的除鱗。然而對(duì)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(jìn)行快速焊接，達(dá)到一種無頭式的無限長(zhǎng)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?yàn)楦鱾€(gè)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(duì)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(duì)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(gè)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(duì)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(shí)，邊部超過板寬的噴嘴仍然會(huì)繼續(xù)噴射，造成巨大電能、水資源的浪費(fèi)。
[0006]3、超過板寬的噴嘴因?yàn)樵诎鍘У恼疵婢鶎?duì)稱布置，其噴射時(shí)會(huì)相互面對(duì)面的進(jìn)行直射，巨大的噴射力會(huì)直接造成兩者相互破壞，嚴(yán)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(duì)性地設(shè)計(jì)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(dāng)板寬規(guī)格切換時(shí)，基于變寬或變窄對(duì)整個(gè)寬面布置的噴嘴進(jìn)行整體傾斜，以保證清洗面的全覆蓋，然而這種布置方式對(duì)噴嘴射流的強(qiáng)度分布有著非常嚴(yán)格要求，因?yàn)閮A斜角度變化后，其原有的強(qiáng)度均勻分布規(guī)律即被打破，每個(gè)噴嘴的強(qiáng)度分布特性都不能嚴(yán)格滿足傾斜不同角度時(shí)強(qiáng)度均勻分布，且各個(gè)噴嘴的射流不相互干涉。
[0008]也有現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)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(jì)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(shí)現(xiàn)對(duì)不同寬度規(guī)格、不同除鱗速度要求的金屬板帶進(jìn)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(fèi)，同時(shí)杜絕上下噴嘴出現(xiàn)對(duì)射的現(xiàn)象，對(duì)射流除鱗的噴嘴布置方式進(jìn)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(zhǎng)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(cuò)位排列，形成一噴嘴矩陣；各噴嘴均垂直于金屬板帶的運(yùn)行方向，噴嘴距離金屬板帶表面的垂直距離相等。
[0011]進(jìn)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(zhǎng)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(yùn)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(dāng)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(biāo)寬度的金屬板帶時(shí)，為確保所有噴嘴均能對(duì)板面進(jìn)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(dòng)距離為Ac，設(shè)定以靠近金屬板帶的方向?yàn)樨?fù)向移動(dòng)，此時(shí)Δ Z值為負(fù)值；遠(yuǎn)離板面的方向?yàn)檎蛞苿?dòng),此時(shí)Z值為正值,則計(jì)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(biāo)寬度值mm ；
[0021]α -噴嘴的射流對(duì)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(bǔ)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(duì)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(jìn)一步，所述相鄰的兩排噴嘴沿金屬板帶長(zhǎng)度方向成平行排列一列以上形成一個(gè)可單獨(dú)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(gè)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(shí)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(jìn)入射流除鱗單元后，噴嘴單元會(huì)依據(jù)各個(gè)噴嘴的清洗面強(qiáng)度分布、各個(gè)噴嘴射流影響范圍進(jìn)行均勻分布，其目的盡可能大的覆蓋板寬，并保證各個(gè)噴嘴之間的射流在寬度方向即X向不相互干涉；與此同時(shí)，依據(jù)各個(gè)噴嘴的清洗強(qiáng)度分布、射流影響范圍進(jìn)行均勻分布，同時(shí)噴嘴必須兼顧其余噴嘴的影響范圍與強(qiáng)度，前后排噴嘴錯(cuò)位布置。
[0031]本發(fā)明對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)不同板寬規(guī)格的靈活切換。
[0032]本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于:[0033]1、本發(fā)明采用噴嘴矩陣，可以靈活控制整個(gè)噴嘴矩陣，始終保持對(duì)各個(gè)不同板寬進(jìn)行表面全覆蓋，故除鱗段不會(huì)影響金屬板帶的上下游的生產(chǎn)工藝節(jié)奏，這對(duì)于生產(chǎn)廠家能顯著提高產(chǎn)能。
[0034]2、本發(fā)明因?yàn)槎沤^邊部部分噴嘴的空射、對(duì)射，能顯著提高邊部噴嘴使用壽命的同時(shí)，大大降低了能源浪費(fèi)，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(qiáng)度分布規(guī)律，始終以板寬方向的強(qiáng)度均勻分布為前提，對(duì)橫向與縱向噴嘴的間距、噴射靶距進(jìn)行合理的控制，其目的是達(dá)到對(duì)產(chǎn)線上任何不同板寬噴嘴的清洗效率達(dá)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(shí)實(shí)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(shí)實(shí)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(shí)實(shí)施例的噴嘴噴射強(qiáng)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(shí)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(shí)的噴嘴強(qiáng)度分布圖。
[0041]圖6為本發(fā)明方法在清洗窄規(guī)格板帶時(shí)的噴嘴強(qiáng)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(shí)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(zhǎng)度方向平行均布若干排噴嘴，本實(shí)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(cuò)位排列，形成一噴嘴矩陣；各噴嘴均垂直于金屬板帶I的運(yùn)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(zhǎng)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(shí)施方式】如下:
[0047]噴嘴的噴射壓力設(shè)定在30?80MPa，每個(gè)噴嘴的流量在10L/min?60L/min水平。
[0048]對(duì)于清洗寬度為IOOOmm的帶鋼，第一排噴嘴需要布置10個(gè)噴嘴，第二排噴嘴也需要布置10個(gè)噴嘴，且兩個(gè)噴嘴之間錯(cuò)位量為50mm ;噴嘴噴射距離Z保持在120mm水平進(jìn)行噴射。
[0049]每個(gè)噴嘴的射流發(fā)散角度α為30°，其強(qiáng)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(qiáng)度，S2為第二排噴嘴的強(qiáng)度，SO為二排噴嘴疊加后的強(qiáng)度分布。通過這種噴嘴矩陣排列與調(diào)整方式，可實(shí)現(xiàn)某一個(gè)寬度鋼板全表面除鱗時(shí)，快速的向另外一個(gè)寬度鋼板的快速切換，同時(shí)實(shí)現(xiàn)切換后鋼板的全表面除鱗，極大提高每一個(gè)噴嘴的使用效率，杜絕射流空射等浪費(fèi)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(shí)，各個(gè)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(shí)，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(zhǎng)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(cuò)位排列，形成一噴嘴矩陣；各噴嘴均垂直于金屬板帶的運(yùn)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(zhǎng)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(yùn)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(dāng)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(biāo)寬度的金屬板帶時(shí)，為確保所有噴嘴均能對(duì)板面進(jìn)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(dòng)距離為Ac，設(shè)定以靠近金屬板帶的方向?yàn)樨?fù)向移動(dòng)，此時(shí)Ac值為負(fù)值；遠(yuǎn)離板面的方向?yàn)檎蛞苿?dòng),此時(shí)Z值為正值,則計(jì)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(biāo)寬度值，mm ； α -噴嘴的射流對(duì)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(bǔ)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(duì)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(xiàng)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(zhǎng)度方向成平行排列一列以上形成一個(gè)可單獨(dú)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(xiàng)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(xiàng)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(gè)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(xiàng)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(shí)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(hào)】B21B45/08GK103658204SQ201210362387
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司