專利名稱：用于厚度可變金屬的除垢機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在軋制前對金屬板材和坯料進(jìn)行除垢。
背景技術(shù)：
一般而言，軋板機(jī)具有除垢系統(tǒng)，該除垢系統(tǒng)用于在軋制板材前從板材上去除積垢，而且在多數(shù)現(xiàn)代軋機(jī)中是利用高壓水噴射器進(jìn)行該除垢。圖1示出了一種典型的現(xiàn)代除垢機(jī)的橫截面。該除垢機(jī)包含兩個(gè)頂集流管1和2 以及兩個(gè)底集流管3和4。為了除垢，輥?zhàn)?沿箭頭6指示的方向輸送板材，從而使得板材穿過除垢機(jī)。如圖1所示，盡管許多除垢機(jī)具有兩組集流管，但是一般一次僅使用一組(即一個(gè)頂集流管和一個(gè)底集流管)，而另一組保留作為備用組。對阻塞的噴嘴進(jìn)行除垢是相當(dāng)常見的，并且如果發(fā)生了噴嘴阻塞，則軋機(jī)切換到集流管的備用組，直到方便對阻塞的噴嘴進(jìn)行維護(hù)時(shí)為止。圖2示出了頂集流管1、2中的一個(gè)。高壓除垢水(通常為約180巴或更大的壓強(qiáng)) 通過(在此設(shè)計(jì)中)兩端9處的管道進(jìn)入集流管1。除垢噴射器8將此高壓水噴到板材上。為了用高壓水適當(dāng)?shù)貙Π宀牡谋砻孢M(jìn)行除垢，重要的是要讓板材表面上的水的沖擊壓強(qiáng)足夠高。為了實(shí)現(xiàn)此除垢系統(tǒng)，如圖3所示，使用所謂的“扁平扇形”式噴嘴。這些噴嘴產(chǎn)生扇形噴射流，該噴射流在一個(gè)平面中很窄，而在另一個(gè)平面具有扇形形狀(圖3中的角度α )。為了達(dá)到良好除垢所需的足夠沖擊壓強(qiáng)，設(shè)計(jì)人員能夠改變的參數(shù)包括 供應(yīng)壓強(qiáng)
噴嘴尺寸/噴嘴角度α/流速。對于給定的噴嘴尺寸而言，流速與供應(yīng)壓強(qiáng)的平方根成正比，因此對于給定的噴嘴尺寸和供應(yīng)壓強(qiáng)，流速實(shí)際上也被設(shè)定了?！案糸_”距離(圖3中的h2)。隔開距離越短，沖擊壓強(qiáng)越大，但是需要更多的噴嘴來覆蓋板材的整個(gè)寬度。其它重要參數(shù)包括噴嘴與豎直線的傾角(圖3中的β )和偏移角Y。傾角保證從板材的表面反彈的高壓水和積垢不干擾直接的噴射流，同時(shí)偏移角保證相鄰的噴射流不會(huì)互相干擾。一般而言，對于給定的隔開距離h2，選擇噴嘴E之間的間隔以在相鄰的噴嘴之間具有小的重疊D。這種小的重疊保證即使對應(yīng)板材厚度的集流管高度的設(shè)定稍有錯(cuò)誤，也可以對板材的整個(gè)表面進(jìn)行除垢。集流管的總流量顯然等于噴嘴的數(shù)量乘以每個(gè)噴嘴的流量。從圖3顯然可知，在操作除垢機(jī)期間，實(shí)際隔開距離h2必須接近h2的設(shè)計(jì)值。如果實(shí)際隔開距離大于設(shè)計(jì)值，則會(huì)降低噴射流的沖擊壓強(qiáng)并且除垢不會(huì)同樣有效。如果實(shí)際隔開距離顯著小于設(shè)計(jì)值，則噴射流將不再重疊，板材上將留下積垢條紋。多數(shù)軋板機(jī)使用各種板材厚度，因此通?？梢岳寐菪Ы镯敗⒁簤焊谆蚱渌鼈鲃?dòng)裝置來調(diào)節(jié)頂集流管的高度。在特定板材進(jìn)入除垢機(jī)之前，控制系統(tǒng)為該板材設(shè)定正確的集流管高度，從而無論板材厚度如何，隔開距離h2都近似相同。顯然，由于板材的下表面總是處于相同位置(在輥?zhàn)?上)，因此不需要移動(dòng)底集流管。近年來，利用坯料而不是連鑄板材來生產(chǎn)很厚的板已經(jīng)成為一種趨勢。除垢機(jī)的現(xiàn)有設(shè)計(jì)在其被用于坯料時(shí)會(huì)出現(xiàn)問題。如圖4所示，坯料10具有梯形形狀。對于大的坯料，坯料的較薄端和較厚端之間的厚度差可達(dá)到約80mm或更大。由于在典型除垢機(jī)上的隔開距離h2約為150mm，因此使用被設(shè)定在固定高度的傳統(tǒng)除垢機(jī)的集流管不能對坯料的整個(gè)長度適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行除垢。如果為坯料的厚端正確地設(shè)定集流管高度，則對薄端的沖擊壓強(qiáng)過低，不能進(jìn)行良好的除垢。如果為坯料的薄端設(shè)定集流管高度，則噴射流不會(huì)在厚端適當(dāng)?shù)刂丿B，將會(huì)留下積垢條紋。解決此問題的一種方案是當(dāng)坯料穿過除垢機(jī)時(shí)沿坯料的長度調(diào)節(jié)集流管的高度。 然而，實(shí)際上，這相當(dāng)難實(shí)現(xiàn)。首先，為了同步集流管的移動(dòng)，在除垢機(jī)中精確追蹤坯料就是一個(gè)問題。其次，難以足夠快地移動(dòng)集流管。一般以約lm/sec的速度進(jìn)行除垢，因此整個(gè)過程僅花費(fèi)幾秒種的時(shí)間。為了在這么短的時(shí)間內(nèi)使集流管移動(dòng)80mm，需要進(jìn)行很快速的移動(dòng)。另一個(gè)問題是，對于一些除垢機(jī)的設(shè)計(jì)，由于它們使用在施加壓強(qiáng)時(shí)鎖住的伸縮式送料單元，因此在打開除垢流時(shí)是不能移動(dòng)集流管的。解決此問題的另一個(gè)方案是，使坯料本身可以推動(dòng)頂集流管上升到正確高度?，F(xiàn)有設(shè)計(jì)通常具有保護(hù)板11，保護(hù)板11在集流管高度設(shè)定不正確時(shí)防止板材或坯料碰撞噴嘴?？砂聪率龇绞皆O(shè)計(jì)這些保護(hù)板，即，一旦達(dá)到最小隔開距離，坯料就向上推動(dòng)保護(hù)板和頂集流管。此方案的問題是，由于保護(hù)板將與所有坯料接觸，而且也可能與許多板材接觸， 因此保護(hù)板磨損很快。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，沿坯料的整個(gè)長度對該坯料進(jìn)行除垢，而不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)有技術(shù)中討論的問題。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，金屬除垢設(shè)備包括本文所附權(quán)利要求1中陳述的特征。盡管原則上噴嘴有很多可能的布置方式，但是可以方便地將噴嘴布置為線性陣列 (或稱直線陣列)。更便利地，將該陣列布置為與平行于金屬的移動(dòng)方向的基準(zhǔn)線正交，并且在一個(gè)具體的優(yōu)選實(shí)施例中，噴嘴沿陣列等距地間隔開。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，對金屬進(jìn)行除垢的方法包括在本文所附權(quán)利要求5中陳述的特征。在根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選方法中，在采用至少一個(gè)陣列除垢的情況下，厚度基本恒定的金屬板材在陣列下穿過。所述一個(gè)陣列被布置在金屬上方與金屬相距足夠距離處， 以使得除垢液局部重疊地噴在金屬表面上。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明，在采用兩個(gè)陣列除垢的情況下，厚度基本恒定的金屬板材在陣列下穿過。所述陣列被布置為保證在距離基準(zhǔn)線各個(gè)距離處的金屬表面被來自至少一個(gè)噴嘴的噴射流覆蓋。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)厚度變化的金屬板材在噴嘴下穿過時(shí)，引導(dǎo)除垢液通過兩個(gè)陣列中的噴嘴。所述陣列被布置在所述金屬上方與所述金屬相距一定距離，由此保證在所述金屬的最薄區(qū)域的金屬表面上來自一個(gè)陣列的除垢液噴射流部分重疊，并且保證在所述金屬的最厚區(qū)域金屬表面距離所述基準(zhǔn)線的每一距離處都被來自至少一個(gè)噴嘴的噴射流覆蓋。


現(xiàn)在將參照以下附圖通過非限制性的示例來描述本發(fā)明，附圖中 圖1示出了一種典型的現(xiàn)代除垢機(jī)的橫截面；
圖2示出了圖1中的一個(gè)頂集流管；
圖3示出了在現(xiàn)代軋板機(jī)中常用于對金屬進(jìn)行除垢的“扁平扇形”式噴嘴； 圖4示出了現(xiàn)代軋板機(jī)中使用的典型的漸縮的梯形金屬坯料； 圖5示出了在150mm的標(biāo)準(zhǔn)隔開距離處的根據(jù)本發(fā)明的集流管中的一個(gè)的噴出圖案； 圖6示出了在減小的70mm的隔開距離處的同一集流管的噴出圖案；以及圖7示出了從根據(jù)本發(fā)明的組合式集流管獲得的噴出圖案。
具體實(shí)施例方式參照圖8，在一個(gè)具體的優(yōu)選實(shí)施例中，通過在集流管1、2上布置兩個(gè)陣列的噴嘴 17 (它們在尺寸、數(shù)量和噴嘴間隔方面類似)，并且使集流管互相偏移?；鶞?zhǔn)線7與金屬在噴嘴下穿過的方向6平行，此布置方式的效果在于，與集流管1上的任意噴嘴相比，集流管 2上的每個(gè)噴嘴17都被布置為與基準(zhǔn)線相距不同距離。因此，集流管2產(chǎn)生的噴射流集中在與集流管1產(chǎn)生的任意噴射流相比不同的縱向線上。陣列被布置在“標(biāo)準(zhǔn)”隔開距離處，從而使得來自一組噴嘴的噴射圖案重疊并且一個(gè)或兩個(gè)陣列可以對金屬的整個(gè)寬度進(jìn)行除垢。如前面指明的，此“標(biāo)準(zhǔn)”距離取決于一些參數(shù)但是通?？梢栽?50mm的區(qū)域內(nèi)。例如，在“最小”隔開距離處，當(dāng)陣列在坯料的較厚端上方時(shí)，兩個(gè)陣列對金屬的不同但是重疊的區(qū)域進(jìn)行除垢。通常，最小隔開距離可以在70mm 的區(qū)域內(nèi)。兩個(gè)集流管的噴射圖案互相交織并且當(dāng)對厚度變化的金屬(諸如坯料)進(jìn)行除垢時(shí)，同時(shí)使用兩個(gè)集流管。參照圖5，可以看出，當(dāng)為150mm的標(biāo)準(zhǔn)隔開距離時(shí)，每個(gè)噴射流之間存在小的重疊并且沖擊壓強(qiáng)足以進(jìn)行除垢。圖6示出了當(dāng)隔開距離減小為70mm時(shí)，每個(gè)噴射流之間存在明顯的間隙。這就是在坯料厚端將達(dá)到的隔開距離，如果集流管高度是針對坯料的薄端設(shè)定的且坯料厚端為 80mm厚的話。然而，當(dāng)對坯料進(jìn)行除垢時(shí)，也使用第二除垢集流管。該第二除垢集流管被布置為使得它的噴射流與第一集流管的噴射流交織，從而如圖7所示地對坯料整個(gè)表面進(jìn)行除垢。在圖7中，噴射圖案12是第一集流管以150mm的隔開距離在坯料的薄端上產(chǎn)生的噴射圖案。由于每個(gè)噴射流都與它的相鄰噴射流稍微重疊，因此可以對坯料的整個(gè)寬度進(jìn)行除垢。噴射圖案13是第二集流管以150mm的隔開距離在坯料的薄端上產(chǎn)生的噴射圖案。 同樣可對整個(gè)寬度進(jìn)行除垢。坯料的薄端因此被除垢兩次。噴射圖案14是第一集流管以70mm的隔開距離在坯料厚端上產(chǎn)生的噴射圖案。由于經(jīng)減小的隔開距離，噴射流之間存在間隙16并且未對整個(gè)寬度進(jìn)行除垢。噴射圖案15
5是第二集流管以70mm的隔開距離在坯料厚端上產(chǎn)生的噴射圖案。然而，第二集流管的噴射流相對于第一集流管的噴射流故意地偏移，從而使得噴射圖案15填充噴射圖案14中的間隙16并因而對坯料的整個(gè)寬度進(jìn)行除垢。顯然，在最小厚度和最大厚度之間的點(diǎn)位處，噴射流之間的間隙16將較小，而圖案14和15會(huì)重疊更多。然而，假如最大隔開距離處的沖擊壓強(qiáng)足以進(jìn)行良好的除垢，則圖案14和15之間的重疊是可接受的。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是，對于難以除垢的普通板材(例如，因它們特定的冶金工藝造成的)，操作者可以決定同時(shí)使用兩種集流管并且將隔開距離設(shè)置為(例如)70mm而不是 150mm。這將給出非常高的沖擊壓強(qiáng)，因而能夠更好地進(jìn)行除垢，并且第二集流管相對于第一集流管的偏移可以保證以較短的隔開距離仍可對整個(gè)寬度進(jìn)行除垢。
權(quán)利要求
1.一種金屬除垢設(shè)備，包括第一和第二陣列噴嘴，其中，每個(gè)噴嘴被布置為當(dāng)金屬在所述噴嘴下穿過時(shí)引導(dǎo)除垢液噴射到所述金屬上；用于使所述金屬在所述噴嘴下穿過的裝置，其中，每個(gè)陣列中的噴嘴被安置為與基準(zhǔn)線相距不同距離，所述基準(zhǔn)線平行于所述金屬的移動(dòng)方向；其特征在于，第二陣列包括一組噴嘴，第二陣列中的每個(gè)噴嘴與所述基準(zhǔn)線之間具有不同于第一陣列中任意噴嘴的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，每個(gè)陣列包括線性陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，每個(gè)陣列被布置為基本與所述基準(zhǔn)線正交。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，在每個(gè)陣列中的所述噴嘴等距地間隔開。
5.一種對金屬進(jìn)行除垢的方法，包括布置多個(gè)噴嘴，以沿基本向下的方向引導(dǎo)除垢液，所述噴嘴被布置在兩個(gè)陣列中，其中，每個(gè)噴嘴被安置在與線性基準(zhǔn)線相距給定距離處；以及使所述金屬沿平行于所述基準(zhǔn)線的方向在所述噴嘴下方穿過，同時(shí)經(jīng)由至少一個(gè)所述陣列中的噴嘴引導(dǎo)除垢液，其特征在于，第二陣列中的多個(gè)噴嘴被布置為與所述線性基準(zhǔn)線之間的距離不同于第一陣列中的任意噴嘴與所述線性基準(zhǔn)線之間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述噴嘴被布置在線性陣列中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述陣列被布置為基本與所述基準(zhǔn)線正交。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，每個(gè)陣列中的噴嘴被布置為等距地間隔開。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，當(dāng)使厚度基本恒定的金屬板材在噴嘴下穿過時(shí)， 通過兩個(gè)陣列中的至少第一陣列中的噴嘴來引導(dǎo)除垢液，并且所述第一陣列被布置在所述金屬上方與所述金屬相距足夠距離處，以使得所述除垢液部分重疊地噴在所述金屬的表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，當(dāng)使厚度基本恒定的金屬板材在噴嘴下穿過時(shí)，通過兩個(gè)陣列中的噴嘴引導(dǎo)除垢液，這兩個(gè)陣列被布置為保證在距離基準(zhǔn)線各個(gè)距離處的金屬表面被來自至少一個(gè)噴嘴的噴射流覆蓋。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，當(dāng)使厚度變化的金屬板材在噴嘴下穿過時(shí)，通過兩個(gè)陣列中的噴嘴來引導(dǎo)除垢液，這兩個(gè)陣列被布置在所述金屬上方與所述金屬相距一定距離，由此保證來自一個(gè)陣列的除垢液噴射流在所述金屬的最薄區(qū)域的金屬表面上部分重疊，并且保證在所述金屬的最厚區(qū)域中，距離所述基準(zhǔn)線各個(gè)距離處的金屬表面被來自至少一個(gè)噴嘴的噴射流覆蓋。
全文摘要
用于對軋板機(jī)中的金屬尤其是厚度變化的金屬坯料進(jìn)行除垢的設(shè)備。支承噴嘴(17)的兩個(gè)集流管(1、2)相互偏移地布置在金屬上方，從而使得與第二集流管(2)的噴射流相比，來自第一集流管(1)的噴射流集中在金屬的不同區(qū)域上。第一集流管(1)噴射的區(qū)域與第二集流管(2)噴射的區(qū)域重疊，重疊的程度取決于金屬厚度以及噴嘴的隔開距離。
文檔編號(hào)B21B45/08GK102458702SQ201080026969
公開日2012年5月16日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者伊斯特伍德 D., 弗拉尼 J., T. 克拉克 M., 克里斯托富羅 P. 申請人:西門子 Vai 金屬科技有限公司