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高压水射流技术在钢坯热态除鳞中的应用近年来，高压水射流技术在钢坯热态除鳞方面得到了广泛的应用，这一技术在钢铁行业中有着重要的作用。
钢铁行业是一个极其复杂的行业，对钢坯进行热态除鳞过程涉及到许多因素，其中水射流技术不仅能够有效地改善钢坯的质量，而且还能够大大降低生产成本。
首先，高压水射流技术可以有效地去除钢坯表面的鳞片和氧化皮。
这是因为钢坯表面的铁鳞片和氧化皮会影响钢坯的外观，使钢坯看起来不光滑，从而影响钢坯的质量和价值。
而水射流技术利用水射流的冲击力，有效地去除了钢坯表面的铁鳞片和氧化皮，使钢坯的外观变得光滑，这将有助于提高钢坯的质量。
此外，水射流技术还可以去除钢坯表面的污渍和矿物油脂，其清洁能力极强，可以有效地消除表面的污染物和细菌，使钢坯更加洁净。
其次，采用高压水射流技术可以大大降低生产成本。
相比传统的热态除鳞方法，采用水射流技术可以节省更多的能源和消耗更少的材料，这样就能够大大降低生产成本，使企业节约成本，提高经济效益。
此外，由于采用的是高压水射流技术，所以水射流的冲击力能够快速有效地完成热态除鳞，其速度比传统方法快得多，这样就可以提高生产效率，为企业节约时间，提高工作效率。
最后，采用高压水射流技术还能够提高钢坯的质量，提高钢坯的硬度、抗拉强度和抗压强度，保证钢坯质量的稳定性和一致性。
在水射流的冲击下，可以有效地改善钢坯的结构，扩大钢坯的晶粒尺寸，使钢材质量更加优良，因此，采用高压水射流技术将有效改善钢坯的质量。
综上所述，高压水射流技术在钢坯热态除鳞方面具有重要的意义，它能够有效地去除钢坯表面的鳞片和氧化皮，节省能源和资源，降低生产成本，提高钢坯质量，保证钢坯质量的稳定性和一致性，这些都使钢坯热态除鳞技术有了质的飞跃。
因此，在未来，企业需要积极地采用高压水射流技术，使钢坯热态除鳞发展起来，从而提高钢坯的质量和生产效率，实现钢铁行业的发展。
高压水除鳞讲解(总10页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-高压水除鳞系统的自动化控制张小松【摘要】叙述了高压水除鳞的机理，重点介绍高压水系统的自动控制，对系统的设计及基本的计算方法简要说明。
【关键词】热轧生产高压水除鳞自动控制0 前言在热轧钢材生产过程中，钢坯表面的炉生氧化铁皮是影响钢材表面质量的主要原因之一，由于它的存在，使钢材表面产生凹坑、麻点、氧化铁压入等多种产品缺陷。
为了解决这一问题，国内外已经采用多种除鳞方法，相比之下，高压水除鳞技术具有适应钢种范围广，除净率高，综合成本低等优点。
在热态除鳞和冷态除鳞中得到了广泛应用，成为当今除鳞方法的主流。
2008年9月京唐钢铁股份有限公司热轧带钢厂（简称京唐钢铁）投入了1套高压水除鳞装置，并于当年的12月投入使用，到目前为止，该设备运转正常，除鳞工作可靠，除鳞效果良好。
1 高压水除鳞的机理钢坯从加热炉中出炉后, 其表面覆盖的氧化铁皮急速冷却, 炉内生成的氧化铁皮呈现网状裂纹。
在高压水的喷射之下, 氧化铁皮表面局部急冷, 产生很大收缩, 从而使氧化铁皮裂纹扩大,并有部分翘曲。
经高压水流的冲击, 在裂纹中高压水的动压力变成流体的静压力而打入氧化铁皮底部, 使氧化铁皮从钢坯表面剥落, 达到了清除氧化铁皮之目的。
图1 高压水除鳞机理示意图根据上述机理,在设计除鳞设备时,应特别考虑轧制速度、轧制温度、喷嘴的水流量、喷嘴处的水流压力等因素的影响。
再有, 氧化铁皮的化学成分及位层的组成与钢材的原料成分、加热温度、加热时间、炉内气氛条件和轧制工艺有密切关系。
对于碳钢而言,氧化铁皮表层为Fe2O3,中间层为Fe3O4,内层为FeO。
目前高压水除鳞系统的设计及应用, 还存在一些问题。
为了总结提高高压水除鳞效果, 本文对系统一些主要问题进行一定探讨, 以供有关设计、生产管理人员参考。
2 喷嘴的选择及安装喷嘴的选择高压水除鳞效果的好坏, 在很大程度上取决于喷嘴的结构及喷口的形状。
杭钢中轧高压水除鳞系统的设计应用
【摘要】简述高压水除鳞的机理，重点介绍高压水系统设计选型及主要参数计算方法，并对系统工作步骤进行了说明。
【关键词】高压水除鳞；系统方案；主要参数；设计应用
前言
在轧钢生产线中，钢坯在加热过程中被氧化，在轧制前如果钢坯表面氧化铁皮未被除去，在轧制过程中它们会被轧辊压入到钢材表面，影响产品表面质量。
残留的氧化铁皮也会加速轧辊的磨损，降低轧辊的使用寿命。
目前，利用高压水的机械冲击力来除去氧化铁皮（高压水除磷）的方法是目前最通行有效的作法并广泛运用于轧钢生产线，为轧钢生产线重要质量控制设备。
1 概况
杭钢中轧厂是杭钢集团重要生产线之一，产品包括圆钢系列、履带板、轨道等中型材系列，为提高产品质量，决定在轧机前设置高压水除鳞系统，对加热后的钢坯表面进行去氧化皮处理，主要工艺参数为：断面尺寸：150×150mm～240×280mm；长度：2600～6000mm。
钢种：普碳钢、低合金钢、耐候钢等。
辊道速度：1.97m/s 。
钢坯出炉温度：1050～
1180℃。
供水条件：浊环水。
除鳞后钢坯的表面温降<20℃。
2 系统方案选择
根据杭钢中轧厂生产工艺状况，除鳞系统应设计为周期性间断喷水除鳞。
选择柱塞式高压泵+变频器控制方案，将除鳞点位置设置为加热炉出口至粗轧机方向，钢坯四面除磷。
根据德马格―萨克公司推荐，当除鳞装置耗水量大于60 m3/h时，选用离心泵；否则，选用柱塞泵。
对于可逆式板轧机、型钢轧机的除鳞泵站，选用柱塞泵为宜。
柱塞泵的优点是效率高，一般大于90%，空载电流低。
当除鳞装置不喷水时，柱塞泵作循环运转，其空载电流仅为额定电流的12～15%左右。
对于杭钢中轧厂轧钢工艺要求，选择柱塞泵比较合适。
机电设备装备配置要求：系统由高压泵、过滤器、水箱、控制阀、除鳞箱、除鳞环和喷嘴等组成。
电机由变频器调速运行。
3 主要参数选择
3.1 高压泵选择
3.1.1 水泵的压力
对普碳钢在炉内生成的氧化铁皮来说，均匀的打击力希望为2×105～2.5×105Pa，高压水压力一般为16～28MPa。
由系统工作的实际压力，考虑输送管道、阀门、弯头、水罐
的压力损失，确定水泵的额定压力为20MPa，
3.1.2 系统水流量
已知出炉辊道速度为1.97m/s，如果按该速度进行除鳞系统的设计，将使系统的容量大大增加，可通过将除鳞箱所在辊道降速运行的方式，既不影响轧制线产能，又能使系统在容量小的情况下，保证除鳞效果。
因此我们取除鳞辊道速度为1.0m/s，高压水耗量取1.0克/厘米2，则对钢坯最大尺寸300×300mm，根据我们经验计算公式，粗轧除鳞点总流量为：
1.0×（0.3×2+0.3×2）×1.0×10-2×3600=43.2 m3/h
取Q1=45 m3/h
3.2 喷嘴的选择
3.2.1 水射流速度计算
泵站设定水压20MPa，管道沿程压力损失0.65MPa。
因此设定最高压力22MPa，那么喷嘴出口最低压力就能保证20～21MPa。
影响除鳞效果的主要因素是破碎氧化铁皮，这就取决于高压水射流的打击力的大小。
水射流速度只与水压有关，喷射水流速度大，对红钢表面鳞皮打击力越大，破碎速度越快，各品种钢氧化铁皮的破碎都有一个临界破碎压力值，达到这一数值，就可以除鳞，如果超过这一数值压力过大等于能源浪费。
那么取喷嘴喷射压力20MPa（200kgf/cm2）计算：
式中：v―水射流速度，m/s
p―水压力，kg/cm2
根据动量转换，该射流速度转换满足钢坯表面去氧化铁的打击力要求
3.2.2 除鳞喷嘴的基本要求
（1）喷出水流要宽而扁，要形成象锋利的刀子一样的水流。
（2）水流的打击力沿水流宽度上的分布要尽可能均匀。
（3）喷嘴的材料要求耐磨根据试验得知，矩形断面的喷口不适用于高压水除鳞，因为这种喷口在边缘上的冲击力大，而在中间的冲击力小。
试验资料及生产实践表明，椭圆形的喷口断面最佳。
根据以上要求选择椭圆形喷口耐磨喷头，根据这几年喷射技术的发展，并在喷头前设置节流阀。
3.3 高低压水管选型
3.3.1 高压水输送管
当水压22MPa时，高压管道流速不能超过4.5m/s。
根据经验，管道的流速一般限制在3～4m/s。
取4m/s，则管子内径为：
d=1130 mm=1130 =63.17mm
取d=65mm
选取GB8163-87流体输送无缝钢管，外径为Φ89mm。
3.3.2 低压供水管
取总水量50m3/h，低压供水一般水流速度为2m/s，则管子内径为： d=1130 mm=1130 =89.33mm
取d=100mm 选GB8163-87输送流体用热轧无缝钢管，外径Φ114mm。
3.4 除鳞温降校核
高压水最大实际除鳞时间注：因目前无6m长的钢坯，温降校核按3.2m计算。
钢坯长度 L=3.2m
除鳞速度 V=1.2m/s
T实=L /V=2.7秒
允许高压水除鳞时间.
式中： c：钢坯比热，0.114 kcal/kg・℃
γ：钢坯比重，一般为7.85×103 kg/m3
δ： 1/2钢坯厚度0.075 m
a：总散热系数，主要包含高压水冷却散热，其次为空气辐射散热，和辊道传热。
查表得 a=850kcal/m2・h ℃φ：钢坯表面温度和沿厚度上的平均温度之比值，取0.8。
T0：钢坯在除鳞箱入口处温度 1180℃。
T1：钢坯经过高压水除鳞冷却后允许降到的最低温度1030℃。
