专利名称：金属板带表面清洗喷嘴装置及其清洗方法
技术领域：
本发明涉及钢板除鳞技术领域，特别涉及金属板带表面清洗喷嘴装置及其清洗方法，主要用于对连续对不同宽窄规格的冷态热轧钢板表面的氧化层、腐蚀层、粘着物等进行连续性清除，确保不同宽度规格带钢在进行连续除鳞时能始终保证在整个板面宽度上的鳞皮能有效清除干净，杜绝表面存在局部鳞皮残留，提高射流式除鳞的灵活性与效果。
背景技术：
采用射流对金属表面进行除鳞时，因为金属板带的宽度值较大，采用单个喷嘴进行除锈或除鳞时通常难以实现宽度上的全覆盖，故此通常在金属板带的宽度方向上连续错位布置有多个同型号、同样几何固定方式的喷嘴，如此即确保金属板带在通过喷嘴覆盖区域时能实现均匀、稳定的除鳞。然而对于连续式除鳞生产线，为提高除鳞效率、确保连续式除鳞，通常是将各卷金属板带打开之后将各卷之间的头尾进行快速焊接，达到一种无头式 的无线长度金属板卷，从而能始终保证后续工艺段的连续供料，这种工艺方式可称为连续除鳞(或连续式金属表面处理)。这种连续式除鳞因为各个板卷的宽度规格、厚度规格都有一定程度的差异，如某钢铁公司的连续酸轧线，其来料的钢板宽度规格在700 1200mm之间频繁切换，如此频繁切换的宽度值对于传统的酸洗除鳞，其除鳞稳定性能很轻松的获得保证，而对于采用射流式物理除鳞工艺，则带来了巨大的影响。这种影响主要体现在以下几个方面I、建立的喷嘴数量必须以宽度最宽的规格为对象，所需布置的喷嘴数量众多。2、在处理窄规格板带时，边部超过板宽的喷嘴仍然会继续喷射，造成巨大电能、水资源的浪费。3、超过板宽的喷嘴因为在板带的正反面均对称布置，其喷射时会相互面对面的进行直射，巨大的喷射力会直接造成两者相互破坏，严重降低喷嘴的使用寿命。如日本专利JP55100814A就采用一种倾斜布置的方式，其目的是当板宽规格切换时，基于变宽或变窄对整个宽面布置的喷嘴进行整体倾斜，其目的还是保证清洗面的全覆盖，然而这种布置方式对喷嘴射流的强度分布有着非常严格要求，因为倾斜角度变化后，其原有的强度均匀分布规律即被打破，每个喷嘴的强度分布特性都必能严格满足倾斜不同角度时强度均匀分布，且各个喷嘴的射流不相互干涉，因此这种方案在现实的使用中的可行性比较差。日本专利JP01278907A采用两种不同射流进行除鳞，其喷嘴的排布方式就为简单的垂直于板带运行方向的直列式，实际生产时必然后产生以上所列举的三条显著缺陷。同时，国内也存在诸多生产厂家、设备供应商针对喷嘴布置所提出的方案，例如高压水清除热轧鳞皮、连铸坯的冷却等，其喷嘴的布置主要还是采用传统的最大宽度规格平直布置的方式
发明内容
本发明的目的是设计ー种金属板带表面清洗喷嘴装置及其清洗方法，能灵活控制喷嘴矩阵，该对距离带钢边部不同宽度位置的喷嘴进行开闭，实现对冷态钢板连续生产线上不同宽度规格且物理上采用焊接连接的连续金属板带进行动态、变宽度的连续表面除鱗，杜绝规格切換中的能源、水资源的浪费，同时极大可能的杜绝上下喷嘴出现对射的现象，对射流除鳞的喷嘴布置方式进行灵活、高效的控制。 为达到上述目的，本发明的技术方案是本发明的喷嘴矩阵控制方法是基于喷嘴自身的強度分布规律，始終以板宽方向的强度均匀分布为前提，对横向与纵向喷嘴的间距、喷射靶距进行合理的控制，其目的是达到对产线上任何不同板宽喷嘴的清洗效率达到最高。具体地，本发明金属板带表面清洗喷嘴装置，其包括，至少ー个主喷射单元，包括位于金属板带中部沿金属板带长度方向平行均布若干排喷嘴，每排中各喷嘴之间等距布置，前、后排喷嘴沿金属板带宽度方向错位排列，形成ー喷嘴矩阵；各喷嘴均垂直于金属板带的运行方向，喷嘴距离金属板带表面的垂直距离相等；喷嘴矩阵的宽度对应产线的最窄 规格带钢全板宽；且，沿金属板带长度方向的每一列喷嘴分别连接于ー主集管；该些主集管连接于一主进水总管；至少ー个子喷射单元，包括至少两列纵向排列的喷嘴，每一列喷嘴分别连接于一子集管，该两列喷嘴分别对称主喷射单元的喷嘴矩阵两侧，与喷嘴矩阵的每行喷嘴平行排列；该两列喷嘴连接于一子进水总管。本发明金属板带表面清洗喷嘴装置的清洗方法，金属板自转向辊、稳定辊输送至清洗喷嘴装置，经清洗喷嘴装置喷射、清洗传送至后续处理工艺段，清洗喷嘴装置以主喷射单元对应产线的最窄规格带钢全板宽；根据金属板带的宽度打开或关闭子喷射単元，实现对产线中金属板带的全板宽清洗。所述喷射主単元有效清洗宽度值大于产线的最窄规格钢板的宽度值。所述的喷嘴中喷射的介质为单一介质水，或混合有硬物颗粒的水混合液，该硬物颗粒包括石榴石、棕刚玉、石英砂、铁砂、钢丸、钢砂或钢丝切丸。所述的硬物颗粒的粒度在10目 200目之间。所述的喷嘴中喷射的混合液中硬物颗粒与水的重量体积比为1% 80%。本发明的喷嘴矩阵实现对连续产线的最窄规格带钢全板宽的表面鳞皮清除；同时，该喷嘴矩阵还包括几个喷射子単元，且这些喷射子単元在带钢走带方向上的単位板宽的喷嘴布置方式与喷射主単元完全一致，通过动态调整这些子单元的开闭，实现对连续产线上的不同板宽规格进行连续性的宽度切換，确保对不同宽度规格钢板的连续式射流除鳞。本发明相对现有技术的优点I、本发明通过在宽度上设置喷射単元，以控制不同有效喷射宽度单位为控制策略，实现对各个不同板宽进行表面全覆盖，能很好的实现对不同板宽的表面除鱗。2、因为杜绝边部部分喷嘴的空射、对射，能显著提高边部喷嘴使用寿命的同时，大大降低了能源浪费，能直接降低生产企业的生产成本。
图I为本发明金属板带表面清洗喷嘴装置一实施例的结构示意图。
图2为本发明清洗方法的示意图。
具体实施例方式参见图I、图2，本发明金属板带表面清洗喷嘴装置一实施例，其包括，一个主喷射单元1，包括位于金属板带100中部沿金属板带长度方向平行均布若干排喷嘴11、12，每排中各喷嘴之间等距布置，前、后排喷嘴沿金属板带宽度方向错位排列，形成一喷嘴矩阵；各喷嘴均垂直于金属板带的运行方向，喷嘴距离金属板带表面的垂直距离相等；喷嘴矩阵的宽度对应产线的最窄规格带钢全板宽；且，沿金属板带100长度方向的每一列喷嘴分别连接于一主集管2 ;该些主集管2连接于一主进水总管3 ;三个子喷射单元4、4’、4”，各包括两列纵向排列的喷嘴，每一列喷嘴分别连接于一子集管5、5’、5”，该各两列喷嘴分别对称主喷射单元的喷嘴矩阵两侧，与喷嘴矩阵的每行喷嘴平行排列；该各两列喷嘴分别连接于一子进水总管6、6’、6”。 参见图2，本发明金属板带表面清洗喷嘴装置的清洗方法，金属板100自转向辊7、稳定辊8输送至清洗喷嘴装置A，经清洗喷嘴装置喷射、清洗传送经稳定辊8’至后续处理工艺段9，清洗喷嘴装置以主喷射单元对应产线的最窄规格带钢全板宽；根据金属板带的宽度打开或关闭子喷射单元，实现对产线中金属板带的全板宽清洗。所述主喷射单元有效清洗宽度值大于产线的最窄规格钢板的宽度值。所述的喷嘴中喷射的介质为单一介质水，或混合有硬物颗粒的水混合液，该硬物颗粒包括石榴石、棕刚玉、石英砂、铁砂、钢丸、钢砂或钢丝切丸。所述的硬物颗粒的粒度在10目 200目之间。所述的喷嘴中喷射的混合液中硬物颗粒与水的体积比为1% 80%。金属板带100在前后张力机组的张紧状态下进入喷射单元，且喷射单元通过前后布置的稳定辊8、8’保持金属板带100板面绷直，保持抖动量在合理范围内；此时，如果金属板带100的宽度值为产线的最宽规格，则操作工将全部打开所有主、子集管，实现所有喷射单元内的喷嘴保持喷射状态，此时即实现了对产线中最宽的钢板进行全板宽的除鳞。当金属板带100切换为最窄规格时，此时关闭除主喷射单元以外的所有子喷射单元，即保持喷射主单元常开，此时射流除鳞的有效宽度立即降低，变为主喷射单元能除鳞的有效宽度，从而实现了对板宽规格快速切换。当金属板带100的宽度值介于最窄与最宽规格之间时，即可根据主、子喷射单元1、4、4’、4”的有效喷射宽度值进行累加即可。如主喷射单元I在一定压力下的有效除鳞宽度值为LI ；子喷射单元4打开时，可在主喷射单元I宽度的基础上增加L2 ；子喷射单元4’打开时，可在主喷射单元I与子喷射单元4元清洗宽度的基础上增加L3 ；子喷射单元4”打开时，可在主、子喷射单元1、4、4’同开时的清洗宽度基础上增加L4；如此，即可设定对不同板宽时(假设板宽值为H)，，射流除鳞单元的开闭方式如下当H为最窄规格，即H < LI时，仅打开主喷射单元I主集管；当H满足L1彡H彡L1+L2,同时打开主、子喷射单元1、4两个单元；
当H满足L1+L2彡H彡L1+L2+L3，同时打开主、子喷射单元1、4、4’三个单元；当H满足L1+L2+L3彡H彡L1+L2+L3+L4，则同时打开主、子喷射单元1、4、4’、4”。下面以某条冷态除鳞产线上的钢板规格在600 1200mm之间波动为例。喷嘴的喷射压力设定在30 80MPa，每个喷嘴的流量在10L/min 60L/min水平。主喷射单元I在30 80MPa压カ下的有效除鳞宽度值为650mm ；子喷射单元4打开时，可在主喷射单元I单元宽度的基础上，两侧分别增加100mm。子喷射单元4’打开时，可在主喷射单元I与子喷射单元4清洗宽度的基础上，两侧分别增加100mm。
子喷射单元4”打开时，可在主、子喷射单元1、4、4’同开时的清洗宽度基础上，两侧分别增加100mm。如此，即可设定对不同板宽时(假设板宽值为H)，射流除鳞单元的开闭方式如下当H为最窄规格，即H彡600mm吋，仅打开主喷射单元I主集管；当H满足600 ^ H ^ 800mm,同时打开主、子喷射单元1、4两个单元；当H满足800彡H彡1000mm,同时打开主、子喷射单元1、4、4’三个单元；当H满足1000彡H彡1200mm，则同时打开主、子喷射单元1、4、4’、4”。如此即实现了喷嘴矩阵单位由600 1200_之间灵活切換。期间不需要对增压系统、管路等进行任何调整，显著提高了エ艺控制能力，提高生产效率。本发明的喷嘴矩阵实现对连续产线的最窄规格带钢全板宽的表面鳞皮清除；同时，该喷嘴矩阵还包括几个喷射子単元，且这些喷射子単元在带钢走带方向上的単位板宽的喷嘴布置方式与喷射主単元完全一致，通过动态调整这些子单元的开闭，实现对连续产线上的不同板宽规格进行连续性的宽度切換，确保对不同宽度规格钢板的连续式射流除鳞。本发明充分利用喷嘴的在定义相対速度下的除鳞宽度特性，实现对金属板带表面进行清洗时喷嘴単元的灵活调整。
权利要求
1.金属板带表面清洗喷嘴装置，其特征是，包括， 至少ー个主喷射单元，包括位于金属板带中部沿金属板带长度方向平行均布若干排喷嘴，每排中各喷嘴之间等距布置，前、后排喷嘴沿金属板带宽度方向错位排列，形成ー喷嘴矩阵；各喷嘴均垂直于金属板带的运行方向，喷嘴距离金属板带表面的垂直距离相等；喷嘴矩阵的宽度对应产线的最窄规格带钢全板宽；且，沿金属板带长度方向的每一列喷嘴分别连接于ー主集管；该些主集管连接于一主进水总管； 至少ー个子喷射单元，包括至少两列纵向排列的喷嘴，每一列喷嘴分别连接于一子集管，该两列喷嘴分别对称布置于主喷射単元的喷嘴矩阵两侧，与喷嘴矩阵的每行喷嘴平行排列；该两列喷嘴连接于一子进水总管。
2.如权利要求I所述金属板带表面清洗喷嘴装置的清洗方法，金属板自转向辊、稳定辊输送至清洗喷嘴装置，经清洗喷嘴装置喷射、清洗传送至后续处理工艺段，清洗喷嘴装置以主喷射单元对应产线的最窄规格带钢全板宽；根据金属板带的宽度动态调整打开或关闭子喷射单元，实现对产线中金属板带的全板宽清洗。
3.如权利要求2所述金属板带表面清洗喷嘴装置的清洗方法，其特征是，所述主喷射单元有效清洗宽度值大于产线的最窄规格钢板的宽度值。
4.如权利要求2所述金属板带表面清洗喷嘴装置的清洗方法，其特征是，所述的喷嘴中喷射的介质为单一介质水，或混合有硬物颗粒的水混合液，该硬物颗粒包括石榴石、棕刚玉、石英砂、铁砂、钢丸、钢砂或钢丝切丸。
5.如权利要求4所述金属板带表面清洗喷嘴装置的清洗方法，其特征是，所述的硬物颗粒的粒度在10目 200目之间。
6.如权利要求4或5所述金属板带表面清洗喷嘴装置的清洗方法，其特征是，所述的喷嘴中喷射的混合液中硬物颗粒与水的体积比为1% 80%。
全文摘要
金属板带表面清洗喷嘴装置及其清洗方法，其包括，至少一个主喷射单元，包括若干排喷嘴，每排中各喷嘴之间等距布置，前、后排喷嘴沿金属板带宽度方向错位排列，形成一喷嘴矩阵；喷嘴矩阵的宽度对应产线的最窄规格带钢全板宽；每一列喷嘴连接于一主集管；该些主集管连接于一主进水总管；至少一个子喷射单元，包括至少两列纵向排列的喷嘴，每一列喷嘴分别连接于一子集管，该两列喷嘴分别对称主喷射单元的喷嘴矩阵两侧；该两列喷嘴连接于一子进水总管。本发明能灵活控制喷嘴矩阵，可对距离带钢边部不同宽度位置的喷嘴进行开闭，实现对冷态钢板连续生产线上不同宽度规格进行动态、变宽度的连续表面清洗。
文档编号B21B45/08GK102847631SQ20111018065
公开日2013年1月2日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者段明南, 李山青 申请人:宝山钢铁股份有限公司