為了獲得高質量的擠壓制品表面并能夠有效地在變形坯料內外表面涂敷玻璃(li)潤滑劑,加熱后的坯料表面不應帶有氧化鐵皮和任何黏著物。碳鋼和低合金鋼坯料在敞焰的環形爐內直接加熱到穿孔或擠壓溫度后,對在坯料表面形成的嚴重的氧化鐵皮采用高壓水除鱗裝置來清除,是最經濟的方法;而對于不銹鋼和高鎳合金的坯料,在環形爐內僅作為坯料在無氧化溫度下的預熱,預熱后的坯料表面基本上無氧化鐵皮,然后送到工頻感應加熱爐內快速加熱到擠壓溫度,加熱后的坯料,無需進行高壓水除鱗,直接潤滑后進入穿孔工序。


一(yi)、高壓水除鱗裝置的結構(gou)


  高壓水除鱗裝(zhuang)置設置在加(jia)熱爐(lu)和再(zai)加(jia)熱爐(lu)之(zhi)(zhi)后,玻璃(li)潤滑工序(xu)之(zhi)(zhi)前(qian)。其結構(gou)基(ji)本上大(da)同小異,都是采(cai)用直通式(shi)的(de)金屬外殼內布置高壓水噴嘴(zui)(zui)的(de)結構(gou)。噴嘴(zui)(zui)的(de)布置必(bi)須(xu)使高壓水流(liu)噴射(she)到坯料的(de)整個表面和端(duan)面,以及以一定的(de)角度噴射(she)到空心坯料的(de)內表面。


 高(gao)壓(ya)水除(chu)鱗裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)尺寸取決于處(chu)理坯料的(de)(de)尺寸,其金屬外殼(ke)分為兩部(bu)(bu)分,一部(bu)(bu)分安(an)裝(zhuang)有圓形總管,其上(shang)有一系(xi)列的(de)(de)高(gao)壓(ya)噴嘴(zui),按(an)一定的(de)(de)角(jiao)度布置(zhi);另一部(bu)(bu)分則是為了防止(zhi)高(gao)壓(ya)水噴濺到車間內。


 一般(ban)情況下(xia),高壓(ya)水除鱗裝置(zhi)的高壓(ya)水的壓(ya)力大多(duo)為(wei)12~20MPa,對于碳素鋼(gang)取下(xia)限,高合(he)金鋼(gang)取上限。即(ji)碳鋼(gang)用8~10MPa,合(he)金鋼(gang)為(wei)12~15MPa,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)為(wei)18~20MPa。


 除鱗裝置噴(pen)嘴的結(jie)構形式和幾何(he)尺寸(cun)對(dui)噴(pen)射(she)沖擊力的大(da)小、高壓(ya)水(shui)的消耗及除鱗效果等都有很大(da)的影響。噴(pen)嘴結(jie)構應(ying)使高壓(ya)水(shui)流(liu)具有最大(da)的沖擊力,水(shui)流(liu)要薄,要具有一定的散(san)(san)射(she)角,而且(qie)水(shui)流(liu)在散(san)(san)射(she)角寬度上分布要均勻。同時,要使噴(pen)嘴加工制造簡單,維修更換方便。


 噴嘴在高(gao)壓水流作用下,會發(fa)生磨損和(he)腐蝕(shi),因(yin)此(ci)一(yi)般采用經熱處理后HRC≥51的(de)馬氏體不銹鋼3Cr13來制造(zao)。


 噴嘴和管坯的(de)距離(li),一般(ban)在200~300mm,相鄰兩個噴嘴在圓周方向(xiang)上(shang)的(de)布置(zhi),要(yao)考慮使水流(liu)有10~30mm的(de)重疊。


 噴射角(jiao)度,即(ji)高壓(ya)水的流動方向和管(guan)坯前(qian)進方向之間的夾角(jiao),一般為40°左右。


 高溫坯(pi)料(liao)(liao)通過高壓水(shui)除(chu)鱗(lin)之后(hou)的溫降,根據經驗一(yi)般為10~15℃。在坯(pi)料(liao)(liao)進行加熱時,也必須考慮到這一(yi)溫度損失。


 為了處理空心坯料(liao)(liao),在(zai)高壓(ya)(ya)水除(chu)鱗裝(zhuang)置(zhi)的金屬外(wai)殼內裝(zhuang)有坯料(liao)(liao)的液壓(ya)(ya)推料(liao)(liao)器,可(ke)(ke)以(yi)以(yi)不變的速度直通(tong)式地(di)推過金屬外(wai)殼,直接推向玻(bo)璃潤(run)滑劑的斜滾板。并在(zai)推料(liao)(liao)機上預先裝(zhuang)有與高壓(ya)(ya)系統連通(tong)的可(ke)(ke)移(yi)動管子(zi),管子(zi)端部裝(zhuang)有噴(pen)嘴(zui),可(ke)(ke)以(yi)進入空心坯內壁進行(xing)表(biao)面清理。操作者僅控(kong)制(zhi)(zhi)推鋼機,而噴(pen)嘴(zui)則(ze)由電磁閥控(kong)制(zhi)(zhi)開和關。


 高壓水來自中心泵蓄力站,以(yi)18MPa的壓力輸(shu)出。用過的水流(liu)回集水槽,經(jing)沉淀、過濾(lv)后又重新進入閉路循環系統。



二(er)、高壓(ya)水(shui)除鱗裝置的性能


 表8-21是(shi)20MN(2000t)擠壓(ya)(ya)機(ji)和6.5MN(650t)穿孔機(ji)以(yi)及55MN(5500t)擠壓(ya)(ya)機(ji)和25MN(2500t)穿孔機(ji)生產的高壓(ya)(ya)水除鱗裝置的技術性能(neng)。


表 21.jpg


德國施勞曼公(gong)司設計的管坯高壓水(shui)除磷裝置,由光電控制(zhi)自動進行操作。其(qi)性能如下:


17.jpg


  另有資(zi)料報道:高壓(ya)(ya)水除(chu)鱗裝置(zhi)是借助于高壓(ya)(ya)水的(de)(de)沖擊力(li)(li)和(he)急速(su)冷卻的(de)(de)作用清除(chu)加熱(re)坯料內(nei)外表面的(de)(de)氧(yang)化(hua)鐵(tie)皮(pi)。高壓(ya)(ya)水的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)一般為:9~16MPa,壓(ya)(ya)力(li)(li)大(da),效果(guo)好(hao)。高壓(ya)(ya)水由專用的(de)(de)水泵(beng)站和(he)蓄勢(shi)器供給。除(chu)鱗機由若干(gan)個高壓(ya)(ya)噴(pen)嘴組成(cheng),噴(pen)嘴與除(chu)鱗中心線成(cheng)0°和(he)40°交角(jiao)(jiao)。0°交角(jiao)(jiao)的(de)(de)噴(pen)嘴處理端面和(he)內(nei)表面,而40°交角(jiao)(jiao)的(de)(de)噴(pen)嘴清除(chu)坯料外表面的(de)(de)氧(yang)化(hua)鐵(tie)皮(pi),而且(qie)噴(pen)嘴的(de)(de)角(jiao)(jiao)度大(da),噴(pen)射的(de)(de)面積大(da),沖力(li)(li)小(xiao)。如(ru)果(guo)噴(pen)嘴垂直布置(zhi)時,則沖力(li)(li)大(da),但噴(pen)射面積較小(xiao)。


  高壓(ya)噴(pen)嘴(zui)的數量,根據坯(pi)(pi)料的大小和(he)所處理坯(pi)(pi)料的部位而定。為(wei)了安全(quan),除鱗外部設有防護罩,由運(yun)輸(shu)輥道、光電管裝置、電磁閥等液壓(ya)和(he)電氣設備組成自動(dong)作業線。以下(xia)是(shi)除鱗機的技術性能:


18.jpg

19.jpg


三、噴嘴環的使用


  奧(ao)地利聯合(he)特殊(shu)鋼公司Kapfenberg廠認為,為了使除鱗(lin)裝置的高(gao)壓水能噴射到除鱗(lin)坯料的整個表面,應將(jiang)高(gao)壓水噴嘴排列成(cheng)一個噴嘴環,如圖8-19所示。


圖 19.jpg


四、高(gao)壓水除鱗裝置各參數(shu)的(de)選(xuan)擇


 為了獲(huo)得令人滿(man)意(yi)的(de)除鱗效果,除鱗裝置的(de)另一(yi)個(ge)非常重要(yao)的(de)先決條件是要(yao)選擇各個(ge)噴嘴的(de)噴射角度α、y和嚙合面D(圖8-20).


  此外,坯料(liao)至噴(pen)嘴的(de)距離A、各(ge)個噴(pen)嘴環彼此的(de)距離E及(ji)傾斜角β,在除鱗裝置的(de)設計中,都(dou)是十分重要的(de)參(can)數(圖(tu)8-21).


圖 21.jpg


  同(tong)時,護板和收(shou)集槽需安置好,以使氧化鐵皮(pi)或水不會(hui)從除鱗設備中向外溢出。這一點非常重(zhong)要(yao)。


  為了能(neng)針對各種不同(tong)直徑的(de)(de)坯料迅速改裝噴(pen)嘴(zui),護板(ban)是可移(yi)動的(de)(de),儲(chu)壓器的(de)(de)容積取決(jue)于(yu)所需的(de)(de)噴(pen)嘴(zui)的(de)(de)型式和數(shu)目。


  除(chu)鱗(lin)時(shi),需使用一般的(de)自來水(shui)。對(dui)于廢(fei)水(shui)要注(zhu)意采用分離器,能把鱗(lin)片(pian)或鱗(lin)片(pian)與耐(nai)火材料(liao)的(de)混合物大部分從廢(fei)水(shui)中分離出去。


  采用(yong)安裝在除鱗(lin)設備前(qian)后的光柵來(lai)控制除鱗(lin)裝置的啟(qi)動和切斷過程。坯料(liao)冷卻根據經驗會冷卻至10~15℃,在坯料(liao)加熱時必須考慮(lv)這(zhe)一種溫度(du)損失。


  坯料至噴嘴的距離(li)A,各個噴嘴環彼此的距離(li)E以及斜角β都是重要參數。



五、除鱗裝置最佳參數的選擇


 1. 穿孔機前除鱗設備的(de)最佳(jia)參數


   對于各種(zhong)不同尺寸的坯料必須(xu)使用(yong)不同的噴嘴環(huan),在穿(chuan)孔機的前面必須(xu)去除加熱坯料上的氧化鐵皮。采用(yong)如下參數的除鱗設備是有(you)效的。


   使用1個噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)環,扁(bian)(bian)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)FUH4型,裝有硬金屬嵌套(tao)的(de)扁(bian)(bian)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui),即(ji)刃形強(qiang)力(li)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)。這種噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)的(de)位(wei)置總是由燕(yan)尾(wei)固定件保證(zheng)的(de)。扁(bian)(bian)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)相(xiang)對管子(坯(pi)料)中心線安裝成(cheng)5°角,流(liu)量變化范(fan)圍為+10%~0%。


20.jpg

   如能遵守(shou)上(shang)述參數,則能算出充分除鱗設備(bei)的除鱗效果。


2. 擠(ji)壓機(ji)前的除鱗設備的最佳參(can)數


  對于各種尺寸的(de)(de)坯(pi)料(liao)必須(xu)分別使(shi)用不同的(de)(de)噴嘴(zui)環。在擠壓機前面(mian)必須(xu)去除(chu)加熱(re)坯(pi)料(liao)上的(de)(de)氧化鐵皮和耐火材料(liao)的(de)(de)混合物(wu)。除(chu)鱗機使(shi)用3個噴嘴(zui)環,間距為150~250mm,參數如(ru)下:


   扁噴(pen)嘴                       FUH4

  噴嘴輻射角(jiao)α                26°

  軸線位移y                    5°

  噴嘴(zui)傾角β                   5°~10°

  坯料至噴嘴(zui)的(de)距離A      100~150mm

  水壓p                         25~28MPa

  輥道速度(du)                    400~500mm/s


如果能(neng)遵守以上所列(lie)的數據,則能(neng)算出除鱗設備充(chong)分(fen)的除鱗效果。