除鱗

除鱗是指將氧化鐵皮除淨以免壓入表面產生缺陷，從而提高產品的表面質量，主要工具是除鱗機和高壓水。為了解決這一問題，國內外已經採用多種除鱗方法。相比之下，高壓水除鱗技術具有適應鋼種範圍廣，除淨率高，綜合成本低等優點，在熱態除鱗和冷態除鱗中得到了廣泛套用，成為當今除鱗方法的主流。該系統除鱗工作可靠，除鱗效果良好。

基本介紹

• 中文名：除鱗
• 外文名：descaling
• 除鱗的目的：提高產品的表面質量
• 方法：除鱗機和高壓水
• 工具：除鱗機和高壓水
• 學科：冶金工程

高壓水除鱗技術的套用

在熱軋鋼材生產過程中，鋼坯表面的爐生氧化鐵皮是影響鋼材表面質量的主要原因之一，由於它的存在，使鋼材表面產生凹坑、麻點、氧化鐵壓入等多種產品缺陷。為了解決這一問題，國內外已經採用多種除鱗方法。相比之下，高壓水除鱗技術具有適應鋼種範圍廣，除淨率高，綜合成本低等優點，在熱態除鱗和冷態除鱗中得到了廣泛套用，成為當今除鱗方法的主流。該系統除鱗工作可靠，除鱗效果良好。

高壓水除鱗的機理

待除鱗的熱軋鋼坯在經過除鱗點時，高壓泵站產生的高壓水經噴嘴形成高速射流，在水流的沖蝕和剝離及熱爆效應作用下，鋼坯表面的鱗皮迅速從其表面脫落下來，此時除鱗工作即告完成。

高壓水除鱗裝置的工作流程及特點

高壓水除鱗裝置的工作流程

源水經供水站送入高位水箱，經過濾器後進入管道泵，加壓後輸入自動反衝過濾器再進入高壓泵，當不除鱗時，高壓水從卸荷閥溢流回高位水箱。高壓系統處於低壓循環工作狀態，以利於節能。

當加熱的紅鋼坯送到除鱗箱之前，紅外探測儀檢測到紅鋼坯後傳出電信號，油泵站的電磁換向閥打開，液壓油通過電磁換向閥進入卸荷閥控制的油缸，此時閥芯下移，關閉高壓水溢流口，高壓水進入噴嘴進行噴水除鱗，紅鋼坯從除鱗箱內出來時，紅外探測儀檢測到紅鋼坯後傳出電信號，系統恢復原位，並進入下一個循環，除鱗結束。

對不同的鋼種，可通過調節高壓泵電機的轉速來調節系統的流量和壓力，以保證系統工作處於最佳狀態。當電磁控制卸荷閥出現故障時，關閉高壓截止閥，系統仍可正常工作。若變頻器出現故障時，可通過設定的手動轉換裝置使系統正常工作。

高壓水除鱗裝置的特點

實現間隙除鱗控制，高壓水關、開的卸荷閥安裝在旁路上。每次除鱗結束時，不需要旁路單向閥控制，主管內高壓水的壓力始終保持1-2MPa，這樣，高壓水除鱗時，可減小水錘對管路及設備的衝擊震動，系統使用的高壓水控制閥體積小。

除鱗系統技術參數確定

高壓水額定工作壓力的確定

系統工作壓力是影響除鱗質量的主要因素。其值取決於所軋鋼種氧化鐵皮的狀況，對於形成的一次氧化鐵皮為“乾結構”。 採用較低水壓（12-15MPa）和水量（2-3g/m²）即可除去，對於許多合金鋼來說。 其氧化鐵皮與鋼坯表面粘著較緊。要用較高水壓（16-18MPa）的水才能有效地除去。

根據待除鱗鋼坯一般為普碳鋼和部分合金鋼的具體情況。一般系統工作壓力為15-17MPa。其值可通過變頻調速實現，考慮到管路的壓力損失。 確定高壓泵的額定工作壓力為20 MPa。

高壓泵額定流量的確定

確定高壓泵額定流量的依據是鋼坯斷面尺寸、除鱗速度及鋼坯允許溫降。熱軋帶鋼坯料的斷面規格（mm²）為150×1540,160×200，200×200；長度為3.5-5.0m；除鱗速度為0.8-1.2m/s；鋼坯經除鱗後的溫降小於20℃；一次性除鱗後鋼坯表面無氧化鐵皮。

根據實際經驗和國際上有關高壓水熱態除鱗的通用設計準則。對於普碳鋼和低合金鋼採用2-3g/cm²的高壓水可以有效地清除爐生氧化鐵皮，為此，取除鱗速度為0.8m/s，鋼坯斷面尺寸為200mm×200mm。

除鱗溫降採用雷射測溫儀對鋼坯除鱗前後的溫度進行測量，其結果是溫差不到2℃，實踐證明高壓水除鱗只要滿足溫降影響就不大。

噴嘴的確定

目前，國內外熱軋鋼材高壓水除鱗，噴嘴結構大體相同，由於都是採用相貫的原理設計的，故噴嘴出口處機械強度低，磨損很快，使用壽命較短（噴嘴面積擴散率達13%），導致除鱗不乾淨，噴嘴更換頻繁。同時，這種類型噴嘴噴射的扇形水射流中心部位水流量小，兩側流量較大，導致打擊力不均勻，影響了除鱗效果。

對此，研製了一種紅寶石噴嘴鑲嵌噴頭，此種噴頭與用傳統的相貫設計原理製作的噴頭截然不同，其水流結構好，能用生產濁環水，抗腐耐磨，除鱗乾淨，已用於鋼坯除鱗。

噴頭在除鱗環上的安裝位置

考慮到待除鱗鋼坯斷面尺寸不同和鋼坯表面鱗皮厚度不一致，為滿足對不同鋼坯尺寸的除鱗要求，除鱗裝置設定了兩個除鱗環，每個除鱗環上安裝12個噴頭，每個面各3個。如用於150mm×150mm斷面的鋼坯，各面噴頭間隔距離為50mm；用於200mm×200mm斷面的鋼坯，各面噴頭間隔距離為70mm。

設計高壓水除鱗環時，相鄰兩噴嘴射流設計重疊量為10-30mm。為了防止兩噴頭水流在同一斷面相互干涉，在設計上使除鱗環上噴頭布置位置都相互錯開。

噴嘴與鋼坯運動方向的前傾斜安裝角為15°。除鱗箱置於鋼坯輸送線特定位置，箱內安裝兩個除鱗環。該除鱗箱用於收集鱗皮和廢水。

高壓設備的關鍵部件設計

高壓泵

高壓泵是整個系統的心臟，其性能的好壞對整個系統有決定性的影響，杭鋼的鋼坯除鱗屬周期性間隙噴水除鱗，壓力從0到8MPa，工作4s後又降為零，對高壓泵動力端衝擊較大。為了解決這個問題，在設計高壓泵時，對動力端採用4個支撐，以保證高壓泵運轉時受力均勻，工作平穩。

由於除鱗的高壓泵是連續，24h運轉，高壓密封的使用壽命也是一個關鍵問題，對此，所研製的高壓密封採用，種軟硬不同的材料組成，經現場運行考驗，工作可靠。

高壓水的控制閥

高壓卸荷閥（除鱗閥）為間隙式，除鱗時使用頻繁，閥芯和閥座接合面受周期性開啟和水錘作用，容易損壞，對此採用了專用材料鑲嵌閥芯和閥座的措施，由此，其使用壽命大大提高，且工作更加可靠。

總結

1. 高壓水除鱗系統經生產實踐證明：該系統設定科學、合理，主體設備運行正常、穩定，除鱗效果好。

2. 高壓水除鱗系統採用的組合式紅寶石噴嘴，其耐磨性遠遠高於國內外目前使用的不鏽鋼座碳化鎢噴嘴，解決了常見的噴嘴磨損快問題。另外，由於採用了紅寶石噴嘴，該系統便有條件使用濁環水，為此可節約大量的新水費用，避免廢水外排，既有可觀的經濟效益，又有顯著的環保效益。

3. 高壓水除鱗系統採用的組合式高壓密封，質量穩定，使用壽命長，很適合鋼廠的高壓水除鱗。