一种热轧棒材高压水除鳞系统及除鳞方法与流程

本发明涉及热轧棒材生产技术领域，具体涉及一种热轧棒材高压水除鳞系统及除鳞方法。

背景技术：

在热轧棒材生产线上，钢坯在加热炉中高温条件下快速氧化，会在钢胚表面形成一层厚度为7．5～15μm的一次氧化铁皮。同时，加热过后的钢坯在运输和轧制过程中，钢胚表面会与空气中的水分和氧气形成二次氧化铁皮。所以，钢坯轧制前必须将表面的氧化铁皮去除干净，否则大量硬度较高的氧化铁皮附着在钢坯表面会使钢坯的变形抗力增大，增加轧制成本和功率消耗。同时残余的氧化铁皮会在轧制过程中压入钢坯表面，形成氧化铁皮压入、麻点、疤痕等缺陷，严重影响钢坯的表面质量。利用高压水机械冲击力去除氧化铁皮的高压水除鳞技术是目前现有技术最为通行有效的方法。因此，目前在棒材生产线中，有多个除鳞过程，分为炉后除鳞、轧线除鳞。然而目前生产中的除鳞系统存在诸多的问题，如结构复杂、成本高、维修难和除鳞效果不佳等。因此，提高热轧棒材钢种的表面质量，就需要设计一种高效、稳定的高压水除鳞系统。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高效、稳定的高压水除鳞系统及除鳞方法。

发明的技术方案：

一种热轧棒材高压水除鳞系统，包括两套除鳞系统，分别为加热炉后除鳞系统和轧线除鳞系统；所述加热炉后除鳞系统包括蝶阀、自动清洗过滤器、压力传感器、电磁流量计、水压力表、膨胀节、高压泵、高压软管、高压单项截止阀、除鳞喷射阀、加热炉炉后除鳞箱；高压泵通过压力开关、气动三联件、快速排气阀、气缸给高压泵提供压力，同时高压泵还带有润滑系统，包括齿轮油泵、油滤器、截止阀、冷却器、油压传感器持续给高压泵提供润滑效果；加热炉炉后除鳞箱为在加热炉出炉辊道后设置一个除鳞箱，钢坯四面除鳞，增加多排防水链条防止向加热炉门口溅水设施，除鳞箱进出口导卫设计时采取双向进、出坯料设计，有效避免回退防撞；除鳞箱的除磷环结构为上下半圆环分离，上半圆环可由电动升降机带动上下移动，由来钢信号自动控制升降位移，下半圆除鳞环采用硬管连接，直接固定；加热炉除鳞箱有两组除鳞环，除鳞环设置喷嘴防撞导向装置、坯料回炉导向防撞，两组除鳞环独立开关，自动切换；轧线除鳞系统与加热炉炉后除鳞系统相类似，包括蝶阀、自动清洗过滤器、压力传感器、电磁流量计、水压力表、膨胀节、高压泵、高压软管、高压单项截止阀、除鳞喷射阀、中轧除鳞箱、精轧除鳞箱和减定径除鳞箱。

加热炉除鳞系统安装4台柱塞式高压泵(3开1备)+3台变频器+l台plc控制柜十1台配电柜+2套自清洗过滤器(1用1备)+l套除鳞箱(带2套除鳞环，实现通过电气控制自动切换)；轧线除鳞系统安装3台柱塞式高压泵（2开1备)十3台变频器+1plc控制柜+l台配电柜+2套自清洗过滤器((1用1备)十3套除鳞箱；中轧独立采用1台除鳞泵工作供水；精轧及kocks两个除鳞点共同采用1合除鳞泵工作供水，通过2个除鳞喷射阀控制各点开启闭合；剩余1台泵做为备用泵，可通过2个高压手动截止阀切换至两边任意备用。

一种热轧棒材高压水除鳞的方法，包括如下工艺步骤：

（1）加热炉炉后除鳞箱除鳞，设置12~20套除鳞喷嘴，每个面设置3~5支喷嘴，喷射距离120~125mm，前倾角10~15°。

（2）中轧除鳞点除鳞，设置两套除鳞环，喷嘴数量为12套，喷射距离110~120mm，前倾角10~15°。

（3）精轧除鳞点除鳞，设计一套除鳞环，喷嘴数量为6套，喷射距离100~110mm，前倾角15°。

（4）kocks除鳞点除鳞设计一套除鳞环，喷嘴数量为6套，喷射距离100~110mm，前倾角10~15°。

加热炉后除鳞采用大流量，大打击力，压力为25~29mpa，保证除鳞效果良好；中轧入口、预精轧入口、kocks入口三处除鳞采用小流量，小打击力，压力为13~16mpa，保证除鳞效果良好。

本发明的工作原理：

水源经过蝶阀进入自动清洗过滤器，过滤水中的杂质，保证供水水质在规定的范围内；除鳞原理是一方面利用水的急冷，氧化铁皮与钢坯体产生温差，使表面的氧化铁皮龟裂的机械脱鳞，另一方面靠高压水产生的打击力铲除钢坯表面的氧化铁皮。其工作水源(0.2-0.6mpa)，经过进水总阀门至自清洗过滤器，再由过滤器出口经低压总管道分配给各台高压泵。各台高压泵进水分管经低压蝶阀及膨胀接头再到高压泵，由于高压泵的往复运动和进排液阀的开启、闭合，高压管线上的水又受到喷嘴的阻力，管线上的水建立了压力因高压泵的液力端装有止回阀，所以高压水只能经高压单向截止阀、高压管道至除鳞环通过喷嘴射向钢坯达到清除钢坯表面氧化层。

本发明的有益效果：采用2套除鳞系统，共计4个除鳞点，具有供水能力大、除鳞效果好、投资低、设备运行费用低、设备维修量小，维修费用低等优点；本发明的一种热轧棒材高压水除鳞系统及除鳞方法智能化程度高、安全稳定可靠。

附图说明

图1是一种热轧棒材高压水除鳞系统及除鳞方法的流程图。

图2是加热炉炉后除鳞系统设备连接示意图。

图3是轧线除鳞系统设备连接示意图。

图4是加热炉炉后除鳞箱结构图。

图5是加热炉炉后除鳞箱中除鳞环分离示意图。

图中：1-蝶阀，2-自动清洗过滤器，3-压力传感器，4-电磁流量计，5-水压力表，6-膨胀节，7-高压泵，8-高压软管，9-高压单项截止阀，10-除鳞喷射阀，11-加热炉炉后除鳞箱，12-高压阀，13-中轧除鳞箱，14-精轧除鳞箱，15-减定径除鳞箱，71-压力开关，72-气动三联件，73-快速排气阀，74-气缸，75-齿轮油泵，76-油滤器，77-截止阀，111-防水链，112-除鳞环。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明做进一步说明。

一种热轧棒材高压水除鳞系统，包括两套除鳞系统，分别为加热炉后除鳞系统和轧线除鳞系统；所述加热炉后除鳞系统包括蝶阀（1）、自动清洗过滤器（2）、压力传感器（3）、电磁流量计（4）、水压力表（5）、膨胀节（6）、高压泵（7）、高压软管（8）、高压单项截止阀（9）、除鳞喷射阀（10）、加热炉炉后除鳞箱（11）；上述高压泵通过压力开关（71）、气动三联件（72）、快速排气阀（73）、气缸（74）给高压泵提供压力，同时高压泵还带有润滑系统，包括齿轮油泵（75）、油滤器（76）、截止阀（77）、冷却器（78）、油压传感器持续给高压泵提供润滑效果；所述加热炉炉后除鳞箱为在加热炉出炉辊道后设置一个除鳞箱，钢坯四面除鳞，加热炉除鳞箱可根据不同坯料的尺寸大小设置除鳞速度、压力和流量；加热炉后除鳞箱采用内部挡板结构优化布置，增加多排防水链（111）条防止向加热炉门口溅水设施，除鳞箱进出口导卫设计时采取双向进、出坯料设计，有效避免回退防撞；除鳞箱的除磷环（112）结构为上下半圆环分离，上半圆环可由电动升降机带动上下移动，由来钢信号自动控制升降位移，下半圆除鳞环采用硬管连接，直接固定；加热炉除鳞箱有两组除鳞环，除鳞环设置喷嘴防撞导向装置、坯料回炉导向防撞，两组除鳞环独立开关，自动切换；所述轧线除鳞系统包括蝶阀（1）、自动清洗过滤器（2）、压力传感器（3）、电磁流量计（4）、水压力表（5）、膨胀节（6）、高压泵（7）、高压软管（8）、高压单项截止阀（9）、除鳞喷射阀（10）、高压阀（12）、中轧除鳞箱（13）、精轧除鳞箱（14）和减定径除鳞箱组成（15）；上述高压泵通过压力开关（71）、气动三联件（72）、快速排气阀（73）、气缸（74）给高压泵提供压力，同时高压泵还带有润滑系统，包括齿轮油泵（75）、油滤器（76）、截止阀（77）、冷却器（78）、油压传感器持续给高压泵提供润滑效果；

实施例1：

尺寸为280mm×280mm×6000mm方钢胚经过加热炉加热后通过炉后高压水除鳞装置，清除钢坯表面的氧化铁皮。除鳞后的方钢胚送入平立交替布置的前6架粗轧机组中进行无扭转微张力轧制，然后经过地送入中轧机组输入辊道，中轧机组前设置高压水除鳞装置一套，用于清除二次氧化铁皮，轧件二次除鳞后经1#飞剪进行切头、切尾进入平立交替布置的6架中轧机组中进行无扭转微张力轧制。预精轧轧机组前设置高压水除鳞装置一套，用于清除二次氧化铁皮，出中轧机组后的轧件，经过除鳞后由2#飞剪进行切头、切尾后进入平立交替布置的4架预精轧机组进行无扭转微张力轧制。从精轧机组出来的轧件根据工艺要求进入水冷箱冷却、并经辊道输送过程均温后，再经除鳞装置对二次氧化铁皮除鳞、4#飞剪切头、切尾后进入延伸和定径功能相结合的减定径机组进行无扭转微张力轧制。

加热炉除鳞系统安装4台柱塞式高压泵(3开1备)+3台变频器+l台plc控制柜十1台配电柜+2套自清洗过滤器(1用1备)+l套除鳞箱(带2套除鳞环，实现通过电气控制自动切换)；轧线除鳞系统安装3台柱塞式高压泵（2开1备)十3台变频器+1plc控制柜+l台配电柜+2套自清洗过滤器((1用1备)十3套除鳞箱；中轧独立采用1台除鳞泵工作供水；精轧及kocks两个除鳞点共同采用1合除鳞泵工作供水，通过2个除鳞喷射阀控制各点开启闭合；剩余1台泵做为备用泵，可通过2个高压手动截止阀切换至两边任意备用。

工艺步骤如下：

（1）加热炉炉后除鳞箱除鳞，设置20套除鳞喷嘴，每个面设置5支喷嘴，喷射距离125mm，前倾角15°。

（2）中轧除鳞点除鳞，设置两套除鳞环，矩形结构环每个面设计3只喷嘴，共12只喷嘴（矩形结构环每个面设计3只喷嘴，环形结构共12只喷嘴分布），喷射距离120mm，前倾角15°。

（3）精轧除鳞点除鳞，设计一套除鳞环，喷嘴数量为6套，喷射距离110mm，前倾角15°。

（4）kocks除鳞点除鳞设计一套除鳞环，喷嘴数量为6套，喷射距离110mm，前倾角15°。

实施例2：

尺寸为150mm×150mm×12000mm方钢胚经过加热炉加热后通过炉后高压水除鳞装置，清除钢坯表面的氧化铁皮。除鳞后的方钢胚送入平立交替布置的前6架粗轧机组中进行无扭转微张力轧制，然后经过地送入中轧机组输入辊道，中轧机组前设置高压水除鳞装置一套，用于清除二次氧化铁皮，轧件二次除鳞后经1#飞剪进行切头、切尾进入平立交替布置的6架中轧机组中进行无扭转微张力轧制。预精轧轧机组前设置高压水除鳞装置一套，用于清除二次氧化铁皮，出中轧机组后的轧件，经过除鳞后由2#飞剪进行切头、切尾后进入平立交替布置的4架预精轧机组进行无扭转微张力轧制。从精轧机组出来的轧件根据工艺要求进入水冷箱冷却、并经辊道输送过程均温后，再经除鳞装置对二次氧化铁皮除鳞、4#飞剪切头、切尾后进入延伸和定径功能相结合的减定径机组进行无扭转微张力轧制。

工艺步骤如下：

（1）加热炉炉后除鳞箱除鳞，设置12套除鳞喷嘴，每个面设置3支喷嘴，喷射距离120mm，前倾角15°。

（2）中轧除鳞点除鳞，设置两套除鳞环，环形结构共12只喷嘴分布，喷射距离120mm，前倾角15°。

（3）精轧除鳞点除鳞，设计一套除鳞环，，喷嘴数量为6套，喷射距离110mm，前倾角15°。

（4）kocks除鳞点除鳞设计一套除鳞环，喷嘴数量为6套，喷射距离110mm，前倾角15°。