高压水除鳞系统的制作方法

本实用新型涉及热轧设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种高压水除鳞系统。

背景技术：

轧钢厂热轧机组采用高压水除鳞设备除去加热钢坯表面的氧化铁皮，以提高钢材的表面质量。

在现有技术中，典型的高压水除鳞设备通常包括有喷淋环以及沿钢坯输送方向设置在喷淋环后方的挡水环。喷淋环的结构如下：喷淋环采用矩形环状结构，环绕喷淋环在其上均匀布置有多个喷淋环喷头，来自喷淋环喷头的高压水对钢材表面进行均匀喷射除鳞。挡水环的结构如下：挡水环采用圆环形结构，环绕挡水环在其上均匀布置有多个挡水环喷头，通过挡水环上设置的挡水环喷头对钢材表面进行均匀喷射。

在上述的传统结构设计中，喷淋环以及挡水环上设置的喷头均采用均匀布置的方式，这样就会出现如下问题：环上设置的喷头数量过多，喷淋时的用水量较大，为了保证充足供水，就要增大泵组数量才能确保喷头压力，这样就会增加设备能源的消耗。另外，现有的高压水除鳞设备中，喷淋环底部设置的喷淋环喷头数量相比于实际需要量要大很多，这样会造成多个喷淋环喷头无功操作，进一步增加了高压水除鳞设备的运行能耗。同样的，挡水环也存在上述问题。

综上所述，如何解决传统高压水除鳞设备存在的运行能耗较高的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种运行能耗低、除鳞用水量少的热轧钢材除鳞系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高压水除鳞系统，包括有高压水喷水单元，所述高压水喷水单元包括有喷淋环以及挡水环，其中，所述喷淋环为矩形环状结构，所述喷淋环包括有两条侧管路、顶端管路以及底边管路，于所述侧管路上设置有与钢坯侧边高度适配的喷淋环侧管路安装线，于所述顶端管路上设置有与钢坯顶面宽度适配的喷淋环顶端管路安装线，于所述底边管路上设置有喷淋环底边管路安装线，于所述喷淋环侧管路安装线上设置有第一喷头，所述第一喷头设置有多个，全部的所述第一喷头沿直线等间隔排列设置，相邻的两个所述第一喷头所形成的喷淋面之间具有4mm-6mm的重合度，于所述喷淋环顶端管路安装线上设置有第二喷头，所述第二喷头设置有多个，全部的所述第二喷头沿直线等间隔排列设置，相邻的两个所述第二喷头所形成的喷淋面之间具有4mm-6mm的重合度，于所述喷淋环底边管路安装线上设置有第三喷头，所述第三喷头设置有多个，全部的所述第三喷头沿直线等间隔排列设置，相邻的两个所述第三喷头所形成的喷淋面之间边缘相邻；所述挡水环为环形结构，所述挡水环的两侧为挡水环侧边弧形段、所述挡水环的顶端为挡水环顶端弧形段、所述挡水环的底端为挡水环底端弧形段，于所述挡水环侧边弧形段上设置有第四喷头，所述第四喷头设置有多个，全部的所述第四喷头沿所述挡水环侧边弧形段的曲线方向等间隔排列设置，相邻的两个所述第四喷头所形成的喷淋面之间具有4mm-6mm的重合度，于所述挡水环顶端弧形段上设置有第五喷头，所述第五喷头设置有多个，全部的所述第五喷头沿所述挡水环顶端弧形段的曲线方向等间隔排列设置，相邻的两个所述第五喷头所形成的喷淋面之间具有4mm-6mm的重合度。

优选地，在同一个所述高压水喷水单元中，所述喷淋环上设置的所述第一喷头、所述第二喷头以及所述第三喷头均朝向所述挡水环方向设置，所述挡水环上设置的所述第四喷头以及所述第五喷头均朝向所述喷淋环方向设置。

优选地，所述第一喷头、所述第二喷头、所述第三喷头、所述第四喷头以及所述第五喷头设置的倾斜角度在8°-12°之间。

优选地，所述喷淋环为无缝钢管喷淋环，所述挡水环为无缝钢管挡水环。

优选地，于所述高压水喷水单元的外侧罩设有挡水罩，同一个所述高压水喷水单元中设置的所述喷淋环以及所述挡水环均设置于所述挡水罩内。

优选地，于所述挡水罩的两端设置有挡水链。

优选地，于所述挡水罩的同一端、所述挡水链至少设置两条。

优选地，所述挡水环底端弧形段的弧度不大于2/3π。

本实用新型提供了一种高压水除鳞系统，在该系统中，本实用新型设置有喷淋环和挡水环，在钢坯移动方向上，挡水环设置在喷淋环的后方。喷淋环采用矩形框架结构，其四条边上设置的喷头个数数量相异，在喷淋环的底边上设置的第三喷头等间距布置。挡水环在对钢坯表面全部覆盖的情况下，不设置底部喷头。本实用新型提供的高压水除鳞系统，由于对喷淋环以及挡水环上设置喷头的方式进行优化，在采用新设计的组合除鳞环后，本实用新型既解决了除鳞过程中水雾和铁鳞飞溅的问题，同时减少了水量消耗，优化了泵组。

通过实际使用证明：以喷淋环为例，由于喷淋环下侧边上相邻喷头形成的喷淋面之间不再覆盖重合，因此，喷淋环上整条下侧边上设置的喷头数量相比于传统喷淋环下侧边上设置的喷头数量要减少两个，挡水环上设置的喷头数量将减少四个。以每个喷头的流量为39.6L/min，则六个喷头功能降低39.6*6L/min，其极大程度地节约了喷淋用水，优化了泵组。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型一实施例中高压水除鳞系统的局部结构示意图；

图2为基于图1的俯视图；

图3为本实用新型一实施例中高压水喷水单元的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例中喷淋环的结构示意图；

图5为本实用新型一实施例中挡水环的结构示意图；

附图标记说明：

喷淋环1、挡水环2、侧管路3、顶端管路4、底边管路5、挡水环侧边弧形段6、挡水环顶端弧形段7、挡水环底端弧形段8、挡水罩9、挡水链10。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参考图1至图5，其中，图1为本实用新型一实施例中高压水除鳞系统的局部结构示意图；图2为基于图1的俯视图；图3为本实用新型一实施例中高压水喷水单元的结构示意图；图4为本实用新型一实施例中喷淋环的结构示意图；图5为本实用新型一实施例中挡水环的结构示意图。

本实用新型提供了一种高压水除鳞系统，用于实现对加热钢坯的表面除鳞处理。

本实用新型是基于传统高压水除鳞系统结构，特别对高压水喷水单元进行了结构优化设计。

具体地，高压水喷水单元包括有喷淋环1以及挡水环2，其中：喷淋环1用于对加热钢坯进行高压水喷淋操作，通过高压水将钢坯表面的铁鳞去除；挡水环2用于对钢坯进行二次高压水喷淋操作，这样不仅能够提高钢坯表面铁鳞的去除效果，同时还能够对飞溅的喷淋水(从喷淋环1喷出的高压水打到钢坯上产生)以及飞溅的铁鳞进行遮挡，从而提高工作环境质量。

在本实用新型中，沿钢坯的输送方向、挡水环2设置在喷淋环1的后方，其作用为：防止铁鳞和水雾飞溅，改善工作环境。

在现有技术中，喷淋环以及挡水环沿整个环体均匀布置喷头，这样会造成喷头设置数量过多，增加供水系统负荷量的问题。为了解决上述问题，本实用新型对喷淋环1以及挡水环2分别作出了如下结构优化：

1、对于喷淋环而言

喷淋环1为矩形环状结构，其由四条管路构成，分别为两条侧管路3、一条顶端管路4以及一条底边管路5。

于侧管路3上设置有与钢坯侧边高度适配的喷淋环侧管路安装线(未图示)，一般加热钢坯在输送辊上输送时的放置状态既定，因此，对于特定型号的钢材，钢坯的侧边高度、顶面宽度尺寸一定，因此，本实用新型在喷淋环1的侧管路3上设置的喷淋环侧管路安装线长度也为一个定值。喷淋环侧管路安装线与钢坯侧边高度适配，具体是指：根据设计人员有限次的结构设计，能够保证在喷淋环侧管路安装线上安装的喷头所形成的喷淋面能够完全覆盖钢材。

在本实用新型中，于顶端管路4上设置有与钢坯顶面宽度适配的喷淋环顶端管路安装线，于底边管路5上设置有喷淋环底边管路安装线，喷淋环顶端管路安装线以及喷淋环底边管路安装线的设计原则与喷淋环侧管路安装线的设计原则相同，在此不进行赘述。

在对管路上的安装线进行限定后，本实用新型在喷淋环侧管路安装线上设置有第一喷头，第一喷头设置有多个，全部的第一喷头沿直线等间隔排列设置，相邻的两个第一喷头所形成的喷淋面之间具有4mm-6mm的重合度。

喷头进行高压水喷射时，其形成有锥体结构的喷射体(由喷头喷出的高压水形成)，在喷头型号以及喷射压力固定的情况下，喷射体的结构也接近于稳定。在喷淋环1结构既定、钢坯型号结构既定的情况下，喷头到钢坯之间的距离既定，这样由喷头喷射到钢坯表面时形成的喷射面大小也就一定。在这种情况下，通过设计人员有限次的结构设计，当限定喷射头之间形成的喷淋面的重合度时，就能够确定出相邻两个喷头之间的间距。

在喷淋环顶端管路安装线上设置有第二喷头，第二喷头设置有多个，全部的第二喷头沿直线等间隔排列设置，相邻的两个第二喷头所形成的喷淋面之间具有4mm-6mm的重合度，于喷淋环底边管路安装线上设置有第三喷头，第三喷头设置有多个，全部的第三喷头沿直线等间隔排列设置，相邻的两个第三喷头所形成的喷淋面之间边缘相邻。

2、对于挡水环而言

挡水环2为环形结构，挡水环2的两侧为挡水环侧边弧形段6、挡水环2的顶端为挡水环顶端弧形段7、挡水环2的底端为挡水环底端弧形段8，于挡水环侧边弧形段6上设置有第四喷头，第四喷头设置有多个，全部的第四喷头沿挡水环侧边弧形段6的曲线方向等间隔排列设置，相邻的两个第四喷头所形成的喷淋面之间具有4mm-6mm的重合度，于挡水环顶端弧形段7上设置有第五喷头，第五喷头设置有多个，全部的第五喷头沿挡水环顶端弧形段7的曲线方向等间隔排列设置，相邻的两个第五喷头所形成的喷淋面之间具有4mm-6mm的重合度。

其中，挡水环底端弧形段8的弧度不大于2/3π(指圆心角不大于120度)。

具体地，喷淋环1以及挡水环2的技术要求如下：最高耐压压力35Mpa；挡水环2为圆环型管路结构，其采用无缝钢管制成；喷淋环1采用矩形方框管路结构，其采用无缝钢管制成。喷淋环为矩形方框，其由多根直线型无缝钢管焊接而成，在焊接前，首先采用机械方式对管道及喷头座焊口打坡口，坡口角度大于45°，焊接时焊缝内口对正，用氩弧焊打底，经目测合格后电焊填充，焊脚高度不小于10mm。在喷淋环1以及挡水环2上设置的喷头，喷头座焊接时定位平面与构成喷淋环1或者挡水环2的管材中心线对正。

基于上述结构设计，本实用新型又提出了如下优化设计：在同一个高压水喷水单元中，喷淋环1上设置的第一喷头、第二喷头以及第三喷头均朝向挡水环2方向设置，挡水环2上设置的第四喷头以及第五喷头均朝向喷淋环1方向设置。

在此限定：第一喷头、第二喷头、第三喷头、第四喷头以及第五喷头设置的倾斜角度在8°-12°之间。

在一般情况下：喷淋环1以及挡水环2均采用竖直方式设置，喷头设置的倾斜角度在8°-12°之间，具体是指：喷头上喷射管道的轴线与竖直平面(或者说喷淋环1所在平面)之间具有8°-12°的夹角。

由于挡水环2喷头朝向喷淋环1喷头方向设置，因此，来自喷淋环1喷头以及挡水环2喷头上喷出的高压水相互抵消，所以在对钢坯进行除鳞作业时，水花飞溅的情况能够得到极大程度地改善。另外，在现有技术中还会将喷淋环1以及挡水环2安装在同一个除鳞罩内，因此，可以完全解决水雾飞溅的问题。

具体地，喷淋环1为无缝钢管喷淋环，挡水环2为无缝钢管挡水环。

为了进一步提高工作环境质量，降低水雾喷射以及铁鳞飞溅情况，本实用新型在高压水喷水单元的外侧罩设有挡水罩9，同一个高压水喷水单元中设置的喷淋环1以及挡水环2均设置于挡水罩9内。

本实用新型还在挡水罩9的两端设置有挡水链10。具体地，于挡水罩9的同一端、挡水链10至少设置两条。

由于钢坯在辊道上行走时钢坯底部接触辊道，钢坯底部的氧化铁皮在行走过程中会受到挤压和震动从而自行松动，甚至剥落。基于上述情况，本实用新型对喷淋环1底边上设置的喷头进行优化，使得喷淋环1底边上设置的喷头所形成的喷淋面不再相互覆盖，这样能够增大喷淋环1底边上喷头之间的间距，从而减少喷头的设置数量，达到减少水量消耗、优化泵组的目的。

本实用新型提供了一种高压水除鳞系统，在该系统中，本实用新型设置有喷淋环1和挡水环2，在钢坯移动方向上，挡水环2设置在喷淋环1的后方。喷淋环1采用矩形框架结构，其四条边上设置的喷头个数数量相异，在喷淋环1的底边上设置的第三喷头等间距布置。挡水环2在对钢坯表面全部覆盖的情况下，不设置底部喷头。本实用新型提供的高压水除鳞系统，由于对喷淋环1以及挡水环2上设置喷头的方式进行优化，其既解决了除鳞过程中水雾和铁鳞飞溅的问题，同时又减少了水量消耗，优化了泵组。

由于钢坯是方形，其侧边高度与其底面宽度不同，在喷淋环上、其左右两侧边设置的喷头数量相同。由于方坯不是正方形的，所以喷淋环1上侧边设置的喷头以及喷淋环1下侧边设置的喷头与喷淋环1左右两侧边设置的喷头数量不同。在现有技术中，原喷淋环的上、下两条侧边上设置的喷头为对称方式布置，左、右两条侧边上设置的喷头为对称方式布置，而在本实用新型中，上、下两侧边设置的喷头数量不同，上侧边设置的喷头数量大于下侧边设置的喷头数量。

为保证除鳞效果，喷淋环1上两侧边以及上侧边上设置的喷头、其喷淋面之间具有5mm的重合度。由于钢坯底部接触辊道，对喷头水量和覆盖面积没有其他三面要求高，故以喷射角度覆盖钢坯表面为原则，无需增加重合度。钢坯在辊道上行走时依次通过喷淋环1，挡水环2，高压水通过喷淋环1和挡水环2的喷头喷射到钢坯表面，从而达到除鳞的目的。

本实用新型采用新设计的组合除鳞环后，既解决了除鳞过程中水雾和铁鳞飞溅的问题，同时减少了水量消耗，优化了泵组。通过实际使用证明：以喷淋环1为例，由于喷淋环1下侧边上相邻喷头形成的喷淋面之间不再覆盖重合，因此，喷淋环1上整条下侧边上设置的喷头数量相比于传统喷淋环1下侧边上设置的喷头数量要减少两个，挡水环2上设置的喷头数量将减少四个。以每个喷头的流量为39.6L/min，则六个喷头功能降低39.6*6L/min，其极大程度地节约了喷淋用水，优化了泵组。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。