专利名称：高压水热态除鳞装置用焊接式除鳞环的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钢铁冶金工业用高压水热态除鳞装置上安装除鳞喷头用的除鳞环。
背景技术：
在钢铁冶金工业中，为解决轧制产品的表面质量问题，已开始使用高压水热态除鳞装置，利用从该装置喷头喷出的高压水冲刷热钢坯表面的氧化层(俗称鳞皮)，以改善轧制产品的表面质量。除鳞环是除鳞装置的终端执行机构，除鳞喷头安装在除鳞环内侧面上，待除鳞钢坯置于除鳞环中间，沿除鳞环的中心轴向移动，高压水通过除鳞环内设置的通道，经除鳞喷头喷射到待除鳞钢坯上，以达到除鳞目的。目前，生产上应用的除鳞环都是由一根圆形钢管热弯成一个圆形或方形除鳞环1，接头处焊接后，再在除鳞环1的内侧面上钻孔并焊接喷嘴座2，喷嘴3通过压紧螺帽6紧固在喷嘴座2上(见图5、6、7)。要达到最佳的除鳞效果，必须使环绕待除鳞钢坯四周安装在除鳞环上的喷嘴处于正确的空间位置，以保证从喷嘴3射出的高压水射流束4对钢坯5(圆坯或方坯)在横向(钢坯前进方向的垂直方向，图5、6)、纵向(钢坯的前进方向的平行方向，图9)及钢坯表面的周向展开方向上的完全覆盖(图10)，这就要求经设计确定的喷嘴3射出的高压水射流束4的中心线(即喷嘴座中心线)与钢坯前进方向的垂线的夹角θ(图7、9)，以及高压水射流束4在钢坯表面形成的椭圆形喷射面的长轴与钢坯前进方向的垂线的夹角β(图10)必须得到精确的保证。然而，现在采用的用圆形钢管热弯制作的除鳞环，由于弯制难度大，易造成形状不精确，公差尺寸控制不准，特别是热弯成形并焊接后，在除鳞环内侧的曲面上钻安装喷嘴座2的孔不方便，很难确保θ角的精度，在除鳞环上焊接喷嘴座2时，因难以准确测量其相对于圆形钢管内侧曲面切线的偏转角度，故也很难确保所需的β角的精度，从而使钢坯除鳞很难达到设计的最佳除鳞效果。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服上述圆形钢管热弯制作的除鳞环的技术缺陷，提供一种由若干根实心材，分别机加工后再拼装焊接而成的除鳞环，使除鳞喷嘴喷射的高压水射流所需的θ角和β角得到精确控制，确保高压水射流束对钢坯待除鳞面的完全覆盖，达到设计确定的最佳除鳞效果。
实现本发明目的采用的技术方案是除鳞环由若干条两端加工为斜面的实心材相互焊接而成，每条实心材皆设有用作高压水通道的中心通孔，其焊接成除鳞环后的内侧面为斜面，该斜面上设有与中心通孔相连通的、用于安装喷嘴座的过流孔，每条实心材内侧斜面的倾斜角皆等于设计确定的喷嘴座中心线与钢坯前进方向的垂线之间的夹角。喷嘴座紧固在实心材的过流孔中，除鳞喷嘴用压紧螺帽固定在喷嘴座上，除鳞环中相对的两条实心材的外侧面上还分别设有与其中心通孔相连通的高压水进口和出口。
本实用新型的除鳞环可以焊接成多边形环，也可以焊接成方形环。
本实用新型的优点在于，每条实心材先进行机加工，再拼装焊接，因此制成的除鳞环形状和公差得到保证，除鳞环内侧斜面的倾斜角，以及在该斜面上的过流孔中焊接喷嘴座所需调整的偏转角度(空间角度)，皆易于准确控制和测量，因此，除鳞喷嘴喷射的高压水射流束所需的θ角和β角得到精确控制，确保了高压水射流束对钢坯待除鳞面的完全覆盖。同时，实心材机加工的零件焊接方便，可大大降低制作工艺难度，减少制作成本，而且需承受20MPa水压的除鳞环本身的强度也大大提高。
图1为本实用新型的实施例一，多边形除鳞环的主视图；图2为本实用新型的实施例二，方形除鳞环的主视图；图3为图1或图2的D-D剖视图；图4为图3的B-B剖视图；图5为已有技术的圆形除鳞环主视图；图6为已有技术的方形除鳞环主视图；图7为图5的A-A剖视图；图8为图7的C-C剖视图；
图9为除鳞喷嘴射出的高压水射流束打击钢坯的工作状态示意图；图10为被高压水射流束喷射(椭圆形阴影为喷射面)的钢坯周向展开示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
先根据加工成多边形除鳞环，还是加工成方形除鳞环的设计要求，选用若干条实心材7，比如实心方钢，并在其一个侧面(焊接成除鳞环1后的内侧面)上铣削出倾斜角度为θ的斜面，该斜面的倾斜角θ等于设计确定的喷嘴座2中心线与钢坯5前进方向的垂线的夹角(图3)，然后在实心材7上钻出用作高压水通道的中心通孔8，并在铣削出的斜面上钻安装喷嘴座2所需的过流孔9，该过流孔9和中心通孔8是相连通的，同时选择焊接成除鳞环1后的两条实心材7相对应的外侧面分别钻一个与中心通孔8相连通的孔，用作高压水进口或出口。加工好所需的孔后，将实心材7的径向两个端面铣削成焊接所需的相应角度，再将各条实心材焊接成多边形或方形除鳞环1。采用实心材，焊接容易且强度高，对承受20MPa水压有利。除鳞环1焊接成后，再在钻好的过流孔9中焊接喷嘴座2，在焊接前应对喷嘴座2的安装偏转角进行校准，即喷嘴座2上卡住喷嘴的两条对称弦之间的中心线与实心材7的中心通孔8中心线之间的夹角(空间角度)等于高压水射流束4在钢坯5表面形成的椭圆形喷射面的长轴与钢坯5前进方向的垂线的夹角β(图4)。由于采用机加工，加工精度高，公差尺寸误差小，所以设计确定的θ角和β角能得到精确的保证，确保了高压水射流束4对钢坯5待除鳞面的完全覆盖。最后，将除鳞喷嘴3用压紧螺母6紧固在喷嘴座2上。每个喷嘴3上都设有多个高压水喷射孔，从各个喷射孔中喷射出的高压水射流汇成一个水射流束4，且该高压水射流束4的中心线与喷嘴座2的中心线是重合的。安装好除鳞喷嘴3后，本实用新型的焊接式除鳞环1即可投入正常使用。
权利要求1.一种高压水热态除鳞装置用焊接式除鳞环，它包括紧固在除鳞环[1]内侧面上的能使从喷嘴[3]喷射出的高压水射流束[4]对待除鳞钢坯[5]在横向、纵向及钢坯周向展开方向上完全覆盖的喷嘴座[2]，被压紧螺母[6]紧固在喷嘴座[2]上的喷嘴[3]，以及分别设置在除鳞环[1]相对应的外侧面上的高压水进口和出口，其特征在于除鳞环[1]由若干条两端加工为斜面的实心材[7]相互焊接而成，每条实心材[7]皆设有用作高压水通道的中心通孔[8]，其焊接成除鳞环[1]后的内侧面为斜面，该斜面上设有与中心通孔[8]相连通的、用于安装喷嘴座[2]的过流孔[9]，每条实心材[7]内侧斜面的倾斜角皆等于设计确定的喷嘴座[2]的中心线与钢坯[5]前进方向的垂线之间的夹角。
2.根据权利要求1所述的高压水热态除鳞装置用焊接式除鳞环，其特征在于除鳞环[1]为多边形环或方形环。
专利摘要一种高压水热态除鳞装置用焊接式除鳞环。包括紧固在除鳞环内侧面上的喷嘴座，被压紧螺母紧固在喷嘴座上的喷嘴，以及分别设置在除鳞环相对应的外侧面上的高压水进口和出口。其除鳞环由若干条两端加工为斜面的实心材相互焊接而成，每条实心材皆设有用作高压水通道的中心通孔，其焊接成除鳞环后的内侧面为斜面，该斜面上设有与中心通孔相连通的、用于安装喷嘴座的过流孔，每条实心材内侧斜面的倾斜角皆等于设计确定的喷嘴座中心线与钢坯前进方向的垂线之间的夹角。焊接式除鳞环制作工艺简单、精度高，成本低，强度高，特别是设计确定的喷嘴喷射的高压水射流束所需的喷射角得到精确控制，确保了高压水射流束对钢坯待除鳞面的完全覆盖，达到最佳除鳞效果。
文档编号B21B45/08GK2553919SQ0222431
公开日2003年6月4日 申请日期2002年6月25日 优先权日2002年6月25日
发明者罗建华, 李湘文, 刘寿华 申请人:长沙矿山研究院