1.存在的问题 
　　高压水除鳞设备的作用是在钢坯轧制前通过高压水的喷射，彻底清除其表面氧化铁皮，以保证钢坯顺利咬入粗轧机和坯料在后序轧制中的表面质量。目前，由于高压水除鳞只有1组喷嘴，除鳞不彻底，主要是钢坯的两个侧表面经除鳞后还存有一定量的氧化铁皮，在粗轧机进行往复轧制的过程中容易造成以下问题： 
　　（1）钢坯在咬入粗轧机孔型时由于头部存有氧化铁皮而发生打滑的现象，造成堆钢。 
　　（2）过量的氧化铁皮堆积在粗轧机附近，容易造成自动检测元件的误检测，从而造成自动控制程序出错，也容易造成堆钢。 
　　（3）由于钢坯表面氧化铁皮的存在，轧制过程中轧件容易出现麻面、异物压入等产品缺陷，导致轧制出大量的废品。
　　（4）粗轧机接轴在咬入轧件时，其所受的扭振在除鳞不好的情况下是其扭振峰值的三倍，严重缩短了粗轧机接轴的使用寿命。 
　　由于以上问题的存在，造成了非常频繁的设备停机和大量的产品缺陷，严重制约了型钢厂中型线生产的顺行。 
　　2.高压水除鳞系统的改造 
　　2.1改造前高压水除鳞工作原理 
　　如图示： 
　　1、吸入水箱 2、过滤器 3、电机 4、高压软管 5、蓄能器（120L×3） 6、压力调节阀 7、排放阀 8、单向阀 9、高压柱塞泵 
　　工业用水从吸入水箱经过过滤器到达高压柱塞泵进行加压，通过软管输送到蓄能器（蓄能器最高工作压力为16.2Mpa，最低压力为12.7Mpa）保压。钢坯经过水除鳞设备时，喷嘴阀门打开，高压水喷射在钢坯表面进行除鳞，蓄能器卸载；钢坯经过后，喷嘴阀门关闭，蓄能器加载，等待下一个工作周期。 
　　2.2设备改造方案： 
　　针对高压水除鳞清除钢坯表面氧化铁皮不彻底的问题，具体采取以下措施： 
　　（1）增加1组喷嘴，和原有的1组并联使用。 
　　（2）增加1组蓄能器，和新增加的喷嘴配套使用。 
　　（3）新增加的喷嘴改变分布方式，因轧件在加热炉至粗轧机辊道行走的过程中，辊道外缘已将轧机下表面的氧化铁皮磨掉，所以下喷嘴不需要增加；如果1台柱塞泵容量不能够同时满足两组喷嘴工作，则要再安装1台高压泵。 
　　设备改造后原理如下图示： 
　　1、吸入水箱 2、过滤器 3、电机 4、高压软管 5、排放阀  6、压力调节阀 7、蓄能器 8、单向阀  9、高压柱塞泵 10、单向阀  11、排放阀  12、蓄能器
　　增加1组蓄能器和1组喷嘴与原来的并联使用，两组喷嘴单独控制。钢坯经过水除鳞设备时第一组喷嘴首先喷鳞，通过延时控制，第二组喷鳞接着喷鳞，等同于一支钢坯进行2次除鳞；并且针对钢坯侧表面除鳞效果不好的问题，重新调整新增加喷嘴的分布位置和喷射角度。 
　　2.3增加蓄能器的容量选择和柱塞泵容量校核 
　　高压水除鳞使用的蓄能器为皮囊式蓄能器，使用时皮囊内充氮气。皮囊式蓄能器具有结构紧凑、重量轻、惯性小等特点，可以吸收急速的压力变化和脉冲，具有良好的减震和稳定压力的作用，特别适用于柱塞泵往复作用所导致的压力脉冲。因此新增加的蓄能器仍然选用皮囊式蓄能器。 
　　皮囊式蓄能器按气体定律的原理工作，因而，其气体的压力与体积之间的基本关系由下式表达： 
　　p1v1n=p2v2n 
　　式中：p1与p2――初始气体压力与最终气体压力； 
　　v1与v2――初始气体体积与最终气体体积； 
　　在等温条件下，即气体的压缩和膨胀是缓慢发生的，有足够的散热时间； 
　　则n=1，故等温条件下p1v1=p2v2； 
　　在绝热条件下，n等于气体的定压比热对定容比热的比值，绝热条件下的氮气n=1.4，则p1v11.4=p2v21.4。 
　　2.3.1根据原来的蓄能器的排量计算新增蓄能器容量及数量 
　　如图示： 
　　在充气、加载和卸载状态下，皮囊内气体的体积分别为v1、v2、v3，vx即为一个蓄能器的液体排量。 
　　气体的充气压力 p1和蓄能器最低工作压力p3的关系为： 
　　p1≤0.9p3 
　　加载过程平均为20秒钟，此过程可作为等温过程计算按p1=0.9 p3计算： 
　　根据公式：p1v1=p2v2 
　　分别将 p1=0.9×p3=0.9×12.7=11.43Mpa 
　　p2=16.2Mpa 
　　v1=120L代入公式 
　　可得：v2=84.67L 
　　卸载时间平均为3秒钟，此过程可作为绝热过程，根据公式：p2v21.4=p3v31.4 
　　分别将 
　　p2=16.2Mpa 
　　v2=84.67L 
　　p3=12.7Mpa代入公式 
　　可得：v3=100.74L 
　　一个蓄能器的液体排量vx=v3-v2=100.74-84.67=16.07L 
　　3个蓄能器的总排量为V=3×vx=3×16.07=48.22L 
　　根据绝热功率曲线图可查出容积为100 L的蓄能器最能满足有效液体排量为 16.07 L的要求。 
　　根据气体定律同理可得： 
　　容积为100L的1个蓄能器的实际液体排量为： 
　　vx新=v3-v2=13.4 L 
　　设定第一组喷嘴和第二组喷嘴的排量相同，那么新加蓄能器的数量为： 
　　n=V/vx新=48.22/13.4=3.6≈4个 
　　2.3.2校核增压泵的容量 
　　目前高压水除鳞共有2台三级高压柱塞泵，正常工作时1台工作，1台备用，额定工作压力为150kgf/cm2，最高压力为170kgf/cm2，额定流量为350L/分，两组蓄能器同时工作，按加载时间平均20秒钟，卸载时间平均为3秒钟，轧钢节奏（两支钢坯经过高压水除鳞的间隔时间）平均为120秒钟计算，每个工作周期2组蓄能器的总排量为： 
　　3vx+4vx新=3×16.07+4×13.4=101.8L 
　　1台泵在1个工作周期内的排水量按输出功率95%计算： 
　　350/60×120×95%=665L>>101.8L 
　　另外，1组蓄能器在1个工作周期内的加载时间平均为20秒钟，那么2组蓄能器同时工作的加载时间为： 
　　20×（1+400/360）=42秒<<120秒 
　　再增加4个容量为100 L的蓄能器和原来的1组蓄能器共同使用1台泵完全能够满足工作上要求，因此不需要再安装1台增压泵。 
　　3.结束语 
　　粗轧机高压水除鳞经改造后，彻底解决了钢坯表面氧化铁皮清除不彻底的问题，大大减少了因氧化铁皮造成的设备停机、轧废和产品表面缺陷，并大大延长了粗轧机接轴的使用寿命。 

                                              

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