中厚板精轧机除鳞和刮水组合机构的设计与分析

张君

马鞍山钢铁股份有限公司一钢轧总厂 安徽马鞍山 243000

我厂中板生产线的高压水除鳞系统只有炉后除鳞箱一组除鳞点，虽然除鳞效果很好，但是钢板在轧机轧制过程中的二次氧化铁皮无法清除，导致成品的钢板表面是暗红色并且在吊运的过程中产生大量的氧化铁粉尘，这很大程度上影响了我厂的产品质量。而且，钢板在精轧机轧制过程中，由于工作辊的冷却水能够喷淋到钢板表面，使钢板的温度不能很好的控制，这对钢板的板形、性能都有影响。尤其，对生产薄规格的产品影响很大，钢板的翘头也非常严重，甚至会撞坏轧机水管等辅助设备。为了能够提升我厂的产品质量，需要在精轧机上设计一套二次除鳞及刮水机构，由于轧机本体空间有限，设计了一套组合机构解决上述两个问题。新增的除鳞水管即可以清除钢板的再生氧化铁皮，也可以做为钢板的温度控制的一种手段；刮水机构可以紧贴辊面，把上工作辊的冷却水分流到轧机两侧，不会直接淋到钢板表面，这样就能够做到即保证轧辊冷却，又没有对钢板在轧制过程中的温度变化产生影响，保证了钢板在轧制过程中的性能和板形控制[1]。

1 除鳞和刮水机构的设计方案

该案考虑设计一套可摆动的机构，在该机构上面布置二次除鳞集水管一组、刮水板一套及上工作辊冷却水一套。（如图）

图1 除鳞导位装置的结构示意图

图2 导位板倾翻示意图

组合机构（如图二）是通过螺栓四件连接板固定在轧机机架上，通过销轴将导位板连接在连接板上，导位板可以以A位置为圆心导位板自由摆动。

在轧机轧制过程中，当上工作辊下降时，导位板逆时针摆动；当上工作辊上升时，导位板顺时针摆动。因为在导位板设计时就将重心放在A点的外侧，再加上一个防水罩，这样就可以保证导位板在重力方向就能够始紧贴辊面，保证了刮水板的刮水效果。另外，在更换轧辊时，通过液压缸将导位装置整体倾翻一定的角度，使刮水板能够让出轧辊抽装空间[2-3]。

2 除鳞水管的设计与分析

2.1 喷嘴的设计与分析

二次除鳞的集水管采用固定式安装（如图一），通过对打击力的计算确定喷嘴的喷射角度和高度。

高压水除鳞喷嘴的打击力经验公式是：

公式中k为推导系数，Q为流量L/min，P为压力kg/cm2，H为靶距mm，α为射流喷射角，β为射流厚度夹角。

K=0.05；Q=99.8L/min 根据喷嘴型号，查阅产品说明选出；P=180kg/cm2高压水系统压力；

H=303mm 如图一所示，喷嘴到板坯的高度；喷嘴的喷射角α=15。；β=1。根据喷嘴型号，查阅产品说明选出

据下表：满足除鳞要求的判断依据

钢种 要求最小打击力（MPa）普碳钢、低合金钢 0.6-0.8高合金钢 0.8-1.5二次鳞 0.5-0.7

计算出的值在最小打击力要求范围内，并且在实际使用过程中也能够满足生产需求，达到二次出鳞的效果

2.2 除鳞集水管高度的设计与分析

根据3.1中打击力计算公式，除鳞集水管的高度是影响打击力的，完善的设计应该是集水管可以随轧制高度的变化上下移动，保证打击力基本不变，不影响除鳞效果。

按轧机的实际数据计算如下：

以轧件厚度6-20mm范围计算，假设集水管基准高度为Ho=303mm，在轧制过程中集水管的高度就在Ho-20=283mm和Ho-6=297mm之间变化，依照公式打击力与高度是成平方的反比例关系。

即 F1=1/283＊283；F2=1/297＊297；计算得出：F1/F2=1.1

也就是说最大和最小打击力只相差1.1倍。这个数据在真实的生产过程中是可以忽略不计的，由此本设计方案确定选择集水管固定式安装。

3 结语

这套精轧机的除鳞和刮水板组合机构使用至今效果非常好。二次除鳞的功能彻底解决了我厂产品存在二次氧化铁皮的情况，也解决了由于二次氧化铁皮产生的粉尘对职工身心健康的危害。刮水板将辊身冷却水刮掉后现在我厂成功轧制了6mm的薄规格产品。另外，这套装置还解决了在精轧机的轧制过程中的上翘问题，避免了对轧机的很多辅件设备的伤害。