一軸向偏心排布的金屬管內(nèi)壁混合射流除鱗裝置制造方法
【專利摘要】一種軸向偏心排布的金屬管內(nèi)壁混合射流除鱗裝置，其包括，一支撐桿，設(shè)置在金屬管內(nèi)，與金屬管中心軸線平行，且偏心布置，與金屬管中心軸線不同心；至少兩個(gè)用于噴射混合射流的噴嘴單元，沿支撐桿長(zhǎng)度方向前后設(shè)置，每個(gè)噴嘴單元中設(shè)有至少兩個(gè)混合射流噴嘴，以支撐桿軸線為圓心向四周發(fā)散的方式沿支撐桿圓周均勻布置，且，前后設(shè)置的噴嘴單元的混合射流噴嘴在待除鱗金屬管內(nèi)壁的圓周方向呈前后錯(cuò)開設(shè)置，形成一個(gè)混合射流噴嘴矩陣，成為可完全覆蓋金屬管內(nèi)壁圓周面的有效除鱗區(qū)。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)對(duì)冷態(tài)金屬管材的內(nèi)壁表面進(jìn)行連續(xù)、高效、穩(wěn)定的綠色除鱗技術(shù)。
【專利說(shuō)明】—軸向偏心排布的金屬管內(nèi)壁混合射流除鱗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冷態(tài)金屬圓形或異形截面的管內(nèi)壁表面除鱗的【技術(shù)領(lǐng)域】，主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)冷態(tài)金屬管的內(nèi)壁表面鱗皮進(jìn)行連續(xù)性清除，通過(guò)一種特殊設(shè)計(jì)的多個(gè)偏心布置的射流噴射單元，采用冷態(tài)金屬管材與除鱗裝置實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的平直相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬管內(nèi)壁表面的鱗皮均勻清除。本案是有關(guān)冷態(tài)金屬管材內(nèi)壁表面射流除鱗技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬材料在熱態(tài)軋制或熱處理過(guò)程中會(huì)在表面形成一層由金屬氧化物組成的致密覆蓋物，俗稱“鱗皮”，該鱗皮的存在對(duì)進(jìn)一步加工處理會(huì)造成影響:一方面使材料的表面裂縫不易被提前發(fā)現(xiàn)，從而使加工出的成品存在質(zhì)量問(wèn)題；另一方面易將鱗皮壓入金屬表面，造成表面質(zhì)量問(wèn)題；此外，堅(jiān)硬的氧化物的存在，會(huì)加速軋輥或拉拔機(jī)的磨損，同時(shí)為該棒材在實(shí)際使用之前的防腐處理帶來(lái)了困難；另外，針對(duì)特種鋼棒，為暴露鋼棒的表面質(zhì)量缺陷，如裂紋、條紋等，均需要將表面鱗皮清除并暴露肌體，如此才能便于生產(chǎn)工人發(fā)現(xiàn)其缺陷所在，并制定相應(yīng)的補(bǔ)救措施。
[0003]基于此，金屬管材在完成熱軋成型之后且在進(jìn)入后工藝處理之前，均需要對(duì)其表面鱗皮進(jìn)行徹底清除。
[0004]金屬管材的表面除鱗方式，鑒于成本與生產(chǎn)工藝的成熟性，目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)均采用化學(xué)濕法進(jìn)行清洗的加工方式來(lái)清除表面鱗皮，對(duì)于管材來(lái)說(shuō)，其通常有兩種方式進(jìn)行除鱗，一種為拋丸、噴丸等物理除鱗方式，另一種為化學(xué)濕法，即采用硫酸、鹽酸及氫氟酸等強(qiáng)酸性溶液等方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其表面鱗皮的清除。
[0005]這些方法中的化學(xué)濕法酸洗工藝，其生產(chǎn)環(huán)境惡劣，且因?yàn)樯a(chǎn)而產(chǎn)生的大量殘酸必須進(jìn)行循環(huán)再生處理，目前算再生工藝也必然產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的廢氣排放，其排放的廢氣中含有大量的酸性、腐蝕性成分，如HCL、SO2等，直接污染大氣。
[0006]而如果采用噴丸或拋丸方式進(jìn)行除鱗，通常由于管材的內(nèi)表面空間有限，噴丸或拋丸方式通常需要較大的操作空間，因此這種除鱗工藝結(jié)果是不僅造成管材表面無(wú)法完全清理干凈的同時(shí)，還帶來(lái)了大量的粉塵污染，造成工藝生產(chǎn)車間的工作環(huán)境同樣十分惡劣，且效果不佳，無(wú)法達(dá)到后續(xù)工藝所要求的內(nèi)壁表面質(zhì)量。
[0007]基于此，為解決管材的表面除鱗問(wèn)題，科研工作者進(jìn)行了大量的研究，研制了多種技術(shù)和設(shè)備，以替代這種化學(xué)方法去除金屬表面的鱗皮，如電解除鱗、電解研削除鱗、放電除鱗、電子束除鱗、激光除鱗、研磨除鱗、反復(fù)彎曲除鱗以及上述不同方法組合的除鱗方法。這些方法在這些年的發(fā)展過(guò)程中，其中高壓水射流除鱗技術(shù)發(fā)展最快，其工業(yè)化進(jìn)程也越發(fā)明顯。
[0008]通過(guò)查閱相關(guān)專利，也發(fā)現(xiàn)國(guó)外尤其是日本、德國(guó)等冶金技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，其雖然提出了眾多的連續(xù)射流、磨刷除鱗技術(shù)如日本專利JP06108277A公開了在連續(xù)冷軋線上采用噴酸與刷輥組合使用的除鱗工藝、日本專利JP55034688A公開了一種聯(lián)合PV軋制破鱗一混合磨料高壓射流除鱗方式、日本專利JP57142710A、JP57068217A、JP59097711A、以及加拿大的TMW公司自2001年以后公開了一系列的針對(duì)鋼板表面鱗皮的清除技術(shù)美國(guó)專利 US20080108281(A1), US20080182486 (Al)以及 US20090227184(Al)等，另外西歐US5388602、日本專利 JP05092231A、JP09085329A 以及 JP2002102915 等均沒有提出一種有效處理棒、線材的表面鱗皮清除的技術(shù)。
[0009]對(duì)于大直徑金屬管內(nèi)壁除鱗，因?yàn)槠涔軆?nèi)壁尺寸較大，可充分滿足射流除鱗工藝中噴嘴與射流所需的幾何尺寸空間，故其可以采用簡(jiǎn)單的圓周方向均勻排布方案來(lái)滿足內(nèi)壁的均勻除鱗，而對(duì)于口徑較小、空間受限的金屬管內(nèi)壁，同時(shí)又必須充分考慮射流噴嘴與介質(zhì)供需管路的布置空間，如此則需要采用一種針對(duì)性的特殊偏心布置方案來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)壁除鱗。通過(guò)公開文獻(xiàn)與專利檢索，截止目前還沒有發(fā)現(xiàn)類似公開資料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種軸向偏心排布的金屬管內(nèi)壁混合射流除鱗裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)冷態(tài)金屬管材的內(nèi)壁表面進(jìn)行連續(xù)、高效、穩(wěn)定的綠色除鱗技術(shù)。
[0011 ] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0012]本發(fā)明針對(duì)金屬管材內(nèi)壁表面進(jìn)行連續(xù)除鱗的工藝，通過(guò)軸向偏心布置方案，采用混合射流噴嘴與金屬管材的簡(jiǎn)單平直相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)一定直徑的金屬管材的內(nèi)壁表面鱗皮進(jìn)行有效清除的目標(biāo)。
[0013]具體地，本發(fā)明的一種軸向偏心排布的金屬管內(nèi)壁混合射流除鱗裝置，其包括，一支撐桿，設(shè)置在金屬管內(nèi)，與金屬管中心軸線平行，且偏心布置，與金屬管中心軸線不同心；至少兩個(gè)用于噴射混合射流的噴嘴單元，沿支撐桿長(zhǎng)度方向前后設(shè)置，每個(gè)噴嘴單元中設(shè)有至少兩個(gè)混合射流噴嘴，以支撐桿軸線為圓心向四周發(fā)散的方式沿支撐桿圓周均勻布置，且，前后設(shè)置的噴嘴單元的混合射流噴嘴在待除鱗金屬管內(nèi)壁的圓周方向前后錯(cuò)開設(shè)置，形成一個(gè)混合射流噴嘴矩陣，成可覆蓋金屬管內(nèi)壁圓周面的有效除鱗區(qū)。
[0014]進(jìn)一步，所述的支撐桿包括第一支撐部及自第一支撐部一端通過(guò)空間上的兩次彎折延伸形成與第一支撐部平行的第二支撐部，第一、第二支撐部均為偏心布置，且偏心值相同，并在以金屬管中心軸線為圓心的圓周上呈角度錯(cuò)位的布置；第一、第二支撐部上分別設(shè)置至少兩個(gè)噴嘴單元，第一、第二支撐部上的噴嘴單元中的混合射流噴嘴在待除鱗金屬管內(nèi)壁的圓周方向前后錯(cuò)開設(shè)置，形成一個(gè)混合射流噴嘴矩陣，成可覆蓋金屬管內(nèi)壁圓周面的圓形有效除鱗區(qū)。
[0015]又，所述的第一?第二支撐部的軸線均布置在以金屬管中心軸線為圓心的同心圓的圓周上，且在該圓周上均勻錯(cuò)位角度布置。
[0016]再有，所述的支撐桿包括第一支撐部、自第一支撐部一端通過(guò)空間上的兩次彎折延伸形成與第一支撐部平行的第二支撐部及自第二支撐部一端通過(guò)空間上的兩次彎折延伸形成與第二支撐部平行的第三支撐部，第一、第二以及第三支撐部均為偏心布置，且偏心值相同，并在以金屬管中心軸線為圓心的圓周上呈角度錯(cuò)位的布置；第一、第二以及第三支撐部上的噴嘴單元中的混合射流噴嘴在待除鱗金屬管內(nèi)壁的圓周方向前后錯(cuò)開設(shè)置，形成一個(gè)混合射流噴嘴矩陣，成可覆蓋金屬管內(nèi)壁圓周面的圓形有效除鱗區(qū)。
[0017]又，所述的第一、第二以及第三支撐部的軸線均布置在以金屬管中心軸線為圓心的同心圓的圓周上，且在該圓周上均勻錯(cuò)位角度布置。[0018]另外，所述的混合射流噴嘴軸向與支撐桿中心軸線成一角度。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0020]本發(fā)明采用軸向偏心的多單元混合噴嘴布置方式，依托噴射單元與管材內(nèi)壁的簡(jiǎn)單平直相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式，能實(shí)現(xiàn)對(duì)更小內(nèi)徑的金屬管內(nèi)壁的均勻、穩(wěn)定的除鱗效果，達(dá)到高效除鱗目標(biāo)。
[0021]通過(guò)混合射流的方式實(shí)現(xiàn)冷態(tài)管材的內(nèi)壁除鱗，相對(duì)傳統(tǒng)的除鱗工藝，具備更加環(huán)保、綠色的除鱗工藝，且生產(chǎn)成本具備更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0024]圖3為圖1的A-A剖視圖。
[0025]圖4為圖1的B-B剖視圖。
[0026]圖5為圖1的C-C剖視圖。
[0027]圖6為本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖7為圖6的側(cè)視圖。
[0029]圖8為本發(fā)明實(shí)施例二中支撐桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖9為圖6的D-D剖視圖。
[0031 ] 圖10為圖6的E-E剖視圖。
[0032]圖11為圖6的F-F剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]參見圖1?圖5，本發(fā)明的一種軸向偏心排布的金屬管內(nèi)壁混合射流除鱗裝置，其包括，一支撐桿1，設(shè)置在待除鱗金屬管100內(nèi)，與金屬管100中心軸線平行，且偏心布置，與金屬管中心軸線不同心；三個(gè)用于噴射混合射流的噴嘴單元2、2’、2”，沿支撐桿I長(zhǎng)度方向前后設(shè)置，每個(gè)噴嘴單元2、2’、2”中設(shè)有至少兩個(gè)混合射流噴嘴21、21’、21”，以支撐桿I軸線為圓心向四周發(fā)散的方式沿支撐桿I圓周均勻布置，且，前后設(shè)置的噴嘴單元2、2’、2”的混合射流噴嘴在待除鱗金屬管內(nèi)壁的圓周方向前后錯(cuò)開設(shè)置，形成一個(gè)混合射流噴嘴矩陣，成可覆蓋金屬管內(nèi)壁圓周面的有效除鱗區(qū)。
[0034]參見圖6?圖11，其所示為本發(fā)明實(shí)施例二，所述的支撐桿I包括第一支撐部11、自第一支撐部11 一端通過(guò)空間上的兩次彎折延伸形成與第一支撐部11平行的第二支撐部12及自第二支撐部12 —端通過(guò)空間上的兩次彎折延伸形成與第二支撐部12平行的第三支撐部13,第一?第三支撐部11?13均為偏心布置,且偏心值相同，并在以金屬管100中心軸線為圓心的圓周上呈角度錯(cuò)位的布置；第一?第三支撐部11?13上的噴嘴單元2、2’、2”中的混合射流噴嘴在待除鱗金屬管內(nèi)壁的圓周方向前后錯(cuò)開設(shè)置，形成一個(gè)混合射流噴嘴矩陣，成可覆蓋金屬管100內(nèi)壁圓周面的圓形有效除鱗區(qū)。
[0035]又，所述的第一?第三支撐部11?13的軸線均布置在以金屬管100中心軸線為圓心的同心圓的圓周上，且在該圓周上均勻錯(cuò)位角度布置。
[0036]另外，所述的混合射流噴嘴軸向與支撐桿中心軸線成一角度。[0037]本發(fā)明噴嘴單元均固定在一根呈現(xiàn)偏心曲折形狀的支撐桿上，每個(gè)噴嘴單元中的混合射流噴嘴均按照各自的圓心發(fā)散的方式布置，即將混合射流形成發(fā)散的方式排布；各噴嘴單元中混合噴嘴沿管材圓形斷面的圓周方向上呈典型偏心發(fā)散狀的均勻布置，同一噴嘴單元中的每?jī)蓚€(gè)噴嘴之間沿?cái)嗝鎴A周方向上的錯(cuò)位角度值相同，即三個(gè)噴嘴單元重疊時(shí)，通過(guò)重疊方向視圖可知三個(gè)單噴嘴元重疊后的每?jī)蓚€(gè)相鄰噴嘴之間沿?cái)嗝鎴A周方向的錯(cuò)位角度值相同。
[0038]如此，當(dāng)管材沿軸線方向平直運(yùn)動(dòng)時(shí)，且所有噴嘴單元進(jìn)行噴射且保持靜止不動(dòng)，當(dāng)管材內(nèi)壁完全通過(guò)所有噴嘴單元之后，則管材內(nèi)壁即實(shí)現(xiàn)了鱗皮完全清除。
[0039]本發(fā)明充分利用混合射流除鱗效果與管材的截面特性，通過(guò)這種高壓射流的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)管材的連續(xù)式高速除鱗。
【權(quán)利要求】
1.一種軸向偏心排布的金屬管內(nèi)壁混合射流除鱗裝置，其特征在于，包括， 一支撐桿，設(shè)置在金屬管內(nèi)，與金屬管中心軸線平行，且偏心布置，與金屬管中心軸線不同心； 至少兩個(gè)用于噴射混合射流的噴嘴單元，沿支撐桿長(zhǎng)度方向前后設(shè)置，每個(gè)噴嘴單元中設(shè)有至少兩個(gè)混合射流噴嘴，以支撐桿軸線為圓心向四周發(fā)散的方式沿支撐桿圓周均勻布置，且，前后設(shè)置的噴嘴單元的混合射流噴嘴在待除鱗金屬管內(nèi)壁的圓周方向呈前后錯(cuò)開設(shè)置，形成一個(gè)混合射流噴嘴矩陣，成可覆蓋金屬管內(nèi)壁圓周面的有效除鱗區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的軸向偏心排布的金屬管內(nèi)壁混合射流除鱗裝置，其特征在于，所述的支撐桿包括第一支撐部及自第一支撐部一端經(jīng)過(guò)空間上的兩次彎折延伸形成與第一支撐部平行的第二支撐部，第一、第二支撐部的軸心線與待除鱗金屬管中心軸線均平行且均偏心，且兩個(gè)支撐部與待除鱗金屬管中心軸線的空間偏心絕對(duì)值完全相同，并在 以金屬管中心軸線為圓心的圓周上呈相同的角度值的錯(cuò)位布置；第一、第二支撐部上分別設(shè)置至少兩個(gè)噴嘴單元，第一、第二支撐部上的噴嘴單元中的混合射流噴嘴在待除鱗金屬管內(nèi)壁的圓周方向前后錯(cuò)開設(shè)置，形成一個(gè)混合射流噴嘴矩陣，成可覆蓋金屬管內(nèi)壁圓周面的圓形有效除鱗區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的軸向偏心排布的金屬管內(nèi)壁混合射流除鱗裝置，其特征在于，所述的第一?第二支撐部的軸線均布置在以金屬管中心軸線為圓心的同心圓的圓周上，且在該圓周上均勻錯(cuò)位角度布置。
4.如權(quán)利要求1所述的軸向偏心排布的金屬管內(nèi)壁混合射流除鱗裝置，其特征在于，所述的支撐桿包括第一支撐部、自第一支撐部一端經(jīng)過(guò)空間上的兩次彎折延伸形成與第一支撐部平行的第二支撐部及自第二支撐部一端經(jīng)過(guò)空間上的兩次彎折延伸形成與第二支撐部平行的第三支撐部，第一、第二以及第三支撐部的軸心線均待除鱗金屬管中心軸線平行且偏心布置，三個(gè)支撐部的中心軸線與待除鱗金屬管中心軸線的偏心值相同，并在以金屬管中心軸線為圓心的圓周上呈角度錯(cuò)位的布置；第一、第二以及第三支撐部上的噴嘴單元中的混合射流噴嘴在待除鱗金屬管內(nèi)壁的圓周方向前后錯(cuò)開設(shè)置，形成一個(gè)混合射流噴嘴矩陣，成可覆蓋金屬管內(nèi)壁圓周面的圓形有效除鱗區(qū)。
5.如權(quán)利要求1所述的軸向偏心排布的金屬管內(nèi)壁混合射流除鱗裝置，其特征在于，所述的第一、第二以及第三支撐部的軸線均布置在以金屬管中心軸線為圓心的同心圓的圓周上，且在該圓周上均勻錯(cuò)位角度布置。
6.如權(quán)利要求1所述的軸向偏心排布的金屬管內(nèi)壁混合射流除鱗裝置，其特征在于，所述的混合射流噴嘴軸向與支撐桿中心軸線成一角度。
【文檔編號(hào)】B21B45/08GK103909105SQ201410124038
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】段明南 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司