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(bo)璃潤滑劑,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(bu)銹(xiu)鋼(gang)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、高壓水(shui)除鱗裝置的結構
高壓水除(chu)鱗裝置(zhi)設置(zhi)在加熱爐(lu)和再加熱爐(lu)之(zhi)后,玻璃潤(run)滑工序(xu)之(zhi)前(qian)。其結構(gou)基本上大同小異,都是采用直通式的(de)(de)金屬外殼內(nei)布置(zhi)高壓水噴(pen)(pen)嘴(zui)的(de)(de)結構(gou)。噴(pen)(pen)嘴(zui)的(de)(de)布置(zhi)必須使高壓水流噴(pen)(pen)射到坯料的(de)(de)整(zheng)個表面和端面,以(yi)及以(yi)一定的(de)(de)角度噴(pen)(pen)射到空心坯料的(de)(de)內(nei)表面。
高壓水除鱗(lin)裝置的(de)尺寸(cun)取決于處理坯料(liao)的(de)尺寸(cun),其(qi)金屬外殼分為(wei)兩部(bu)分,一部(bu)分安裝有圓(yuan)形總(zong)管,其(qi)上有一系列的(de)高壓噴嘴,按一定的(de)角度布置;另一部(bu)分則是為(wei)了防止高壓水噴濺到車間內(nei)。
一般情況下,高壓水除鱗裝置的高壓水的壓力(li)大多為(wei)12~20MPa,對于碳素鋼取下限(xian)(xian),高合(he)金(jin)鋼取上限(xian)(xian)。即碳鋼用8~10MPa,合(he)金(jin)鋼為(wei)12~15MPa,不(bu)銹鋼為(wei)18~20MPa。
除(chu)鱗(lin)裝置噴(pen)(pen)嘴(zui)的(de)(de)(de)結(jie)構形式和幾何尺寸對噴(pen)(pen)射(she)沖(chong)擊(ji)力的(de)(de)(de)大(da)(da)小、高(gao)壓水的(de)(de)(de)消(xiao)耗及除(chu)鱗(lin)效(xiao)果(guo)等都有(you)很大(da)(da)的(de)(de)(de)影響。噴(pen)(pen)嘴(zui)結(jie)構應使高(gao)壓水流(liu)具有(you)最大(da)(da)的(de)(de)(de)沖(chong)擊(ji)力,水流(liu)要薄,要具有(you)一定的(de)(de)(de)散射(she)角(jiao),而且水流(liu)在(zai)散射(she)角(jiao)寬(kuan)度上分布要均(jun)勻(yun)。同時,要使噴(pen)(pen)嘴(zui)加(jia)工制造簡單,維修(xiu)更(geng)換方便。
噴嘴(zui)在高(gao)壓水流作(zuo)用(yong)下,會發生(sheng)磨(mo)損和腐蝕,因此一般(ban)采用(yong)經熱處理后HRC≥51的馬氏體不(bu)銹鋼3Cr13來制造(zao)。
噴嘴和管坯的距離,一般在200~300mm,相(xiang)鄰兩個噴嘴在圓周方(fang)向上的布置,要(yao)考(kao)慮使水流有10~30mm的重疊。
噴(pen)射(she)角度,即(ji)高壓(ya)水的(de)(de)流動(dong)方(fang)向和管坯前(qian)進方(fang)向之(zhi)間的(de)(de)夾角,一般為40°左右。
高溫坯料通過高壓(ya)水(shui)除鱗之后的(de)溫降,根據經驗(yan)一般為10~15℃。在坯料進行加熱時,也必須(xu)考慮到這一溫度損失。
為了處理空(kong)心坯(pi)(pi)料(liao),在高(gao)壓水除鱗(lin)裝(zhuang)(zhuang)置的(de)金屬外(wai)殼(ke)內裝(zhuang)(zhuang)有坯(pi)(pi)料(liao)的(de)液壓推料(liao)器,可(ke)以以不變的(de)速度直(zhi)通式地(di)推過金屬外(wai)殼(ke),直(zhi)接(jie)推向玻璃潤滑(hua)劑的(de)斜滾板。并在推料(liao)機(ji)上預先裝(zhuang)(zhuang)有與高(gao)壓系統(tong)連通的(de)可(ke)移動管子,管子端部裝(zhuang)(zhuang)有噴(pen)嘴,可(ke)以進(jin)入空(kong)心坯(pi)(pi)內壁進(jin)行表面清理。操作者(zhe)僅控制推鋼機(ji),而噴(pen)嘴則由電磁閥(fa)控制開和關。
高壓水(shui)(shui)來自中心(xin)泵蓄力站,以18MPa的(de)壓力輸出。用過的(de)水(shui)(shui)流回集水(shui)(shui)槽,經(jing)沉淀、過濾后又(you)重(zhong)新進入閉(bi)路循環系(xi)統。
二、高壓水除鱗(lin)裝置(zhi)的性能
表8-21是20MN(2000t)擠壓機和6.5MN(650t)穿孔機以及55MN(5500t)擠壓機和25MN(2500t)穿孔機生產的高壓水除鱗裝置的技(ji)術性能。

德國施(shi)勞(lao)曼公司設計的管坯高壓水除(chu)磷裝置,由(you)光電(dian)控制自動(dong)進行操(cao)作(zuo)。其性能如(ru)下:

另有資料報道:高壓(ya)水除鱗(lin)裝置是借助于高壓(ya)水的(de)沖擊力(li)和急速冷(leng)卻的(de)作用(yong)清(qing)除加熱坯(pi)料內(nei)(nei)外表(biao)(biao)面(mian)的(de)氧(yang)化(hua)鐵皮。高壓(ya)水的(de)壓(ya)力(li)一(yi)般為:9~16MPa,壓(ya)力(li)大(da),效果好。高壓(ya)水由(you)專用(yong)的(de)水泵站和蓄勢(shi)器(qi)供給。除鱗(lin)機由(you)若干個(ge)高壓(ya)噴(pen)嘴(zui)組成,噴(pen)嘴(zui)與除鱗(lin)中心線成0°和40°交角(jiao)。0°交角(jiao)的(de)噴(pen)嘴(zui)處理(li)端面(mian)和內(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian),而(er)40°交角(jiao)的(de)噴(pen)嘴(zui)清(qing)除坯(pi)料外表(biao)(biao)面(mian)的(de)氧(yang)化(hua)鐵皮,而(er)且噴(pen)嘴(zui)的(de)角(jiao)度大(da),噴(pen)射的(de)面(mian)積大(da),沖力(li)小。如果噴(pen)嘴(zui)垂(chui)直布置時(shi),則沖力(li)大(da),但噴(pen)射面(mian)積較小。
高壓噴嘴的數量,根據坯(pi)料的大(da)小和所處理(li)坯(pi)料的部位而(er)定。為了安全,除(chu)鱗外部設有防護(hu)罩,由運輸(shu)輥道、光電管(guan)裝置、電磁(ci)閥等液壓和電氣設備組成自動(dong)作(zuo)業線。以(yi)下是除(chu)鱗機的技術性能(neng):


三、噴嘴環的使用
奧地利聯合(he)特殊(shu)鋼公司Kapfenberg廠(chang)認為(wei),為(wei)了使除(chu)鱗(lin)(lin)裝置的高壓(ya)水能噴(pen)射到除(chu)鱗(lin)(lin)坯料的整個表(biao)面,應將(jiang)高壓(ya)水噴(pen)嘴排(pai)列成一個噴(pen)嘴環,如(ru)圖(tu)8-19所示。

四(si)、高壓水(shui)除鱗裝置(zhi)各參數的選擇
為(wei)了獲(huo)得令人滿(man)意的(de)除(chu)(chu)鱗效果,除(chu)(chu)鱗裝置(zhi)的(de)另一個非常重(zhong)要的(de)先決(jue)條件是(shi)要選擇(ze)各個噴(pen)嘴的(de)噴(pen)射角度(du)α、y和嚙(nie)合面D(圖8-20).
此外,坯料(liao)至(zhi)噴嘴(zui)的(de)(de)距離A、各個噴嘴(zui)環彼此的(de)(de)距離E及傾(qing)斜(xie)角β,在除鱗裝置的(de)(de)設計(ji)中,都是十分重要的(de)(de)參數(圖8-21).

同時(shi),護板和收集(ji)槽需(xu)安(an)置好(hao),以使氧化鐵皮(pi)或水(shui)不會從除鱗設備中向(xiang)外溢出。這一點非(fei)常重要。
為了能針對各種不同直徑(jing)的坯料迅速改裝噴(pen)嘴(zui),護板是可移動的,儲壓器(qi)的容(rong)積取決于所需的噴(pen)嘴(zui)的型式和數目。
除鱗時(shi),需使用(yong)一般的自來水。對于(yu)廢水要注意采用(yong)分離器,能把鱗片(pian)或鱗片(pian)與耐火(huo)材料的混合物(wu)大部分從(cong)廢水中分離出去(qu)。
采(cai)用安裝在(zai)除鱗(lin)(lin)設備前后的光柵來控制除鱗(lin)(lin)裝置的啟動和切斷過程(cheng)。坯料冷(leng)卻根據(ju)經驗會冷(leng)卻至10~15℃,在(zai)坯料加熱時必須考慮(lv)這一種溫度損(sun)失。
坯料至噴嘴的距離A,各(ge)個噴嘴環(huan)彼此的距離E以及斜角β都(dou)是重要(yao)參數。
五、除(chu)鱗裝置最佳參(can)數的選擇
1. 穿孔機(ji)前除鱗設備的(de)最佳參數
對于各種不(bu)(bu)同(tong)尺寸(cun)的(de)坯(pi)料(liao)必須使用(yong)不(bu)(bu)同(tong)的(de)噴(pen)嘴環(huan),在穿孔(kong)機(ji)的(de)前面必須去除(chu)加熱坯(pi)料(liao)上(shang)的(de)氧化鐵皮。采用(yong)如(ru)下(xia)參數(shu)的(de)除(chu)鱗設備(bei)是有效的(de)。
使用1個噴(pen)嘴(zui)環,扁(bian)噴(pen)嘴(zui)FUH4型,裝(zhuang)有硬金(jin)屬嵌(qian)套的扁(bian)噴(pen)嘴(zui),即(ji)刃形(xing)強力噴(pen)嘴(zui)。這種噴(pen)嘴(zui)的位置總是由燕尾(wei)固定件保證的。扁(bian)噴(pen)嘴(zui)相對管子(zi)(坯料)中心線安裝(zhuang)成5°角,流量變化(hua)范(fan)圍為+10%~0%。

如能遵守上述參(can)數,則(ze)能算(suan)出充分除鱗(lin)設備的除鱗(lin)效(xiao)果。
2. 擠壓機前(qian)的除鱗(lin)設備的最佳參(can)數
對于各(ge)種尺寸的坯(pi)料(liao)(liao)必須分(fen)別使(shi)用不(bu)同的噴嘴環。在擠壓機(ji)(ji)前面(mian)必須去除加熱坯(pi)料(liao)(liao)上的氧化鐵皮和耐火材料(liao)(liao)的混(hun)合物(wu)。除鱗(lin)機(ji)(ji)使(shi)用3個噴嘴環,間距為150~250mm,參數如下:
扁噴嘴 FUH4
噴嘴輻(fu)射(she)角α 26°
軸(zhou)線(xian)位移y 5°
噴嘴傾(qing)角β 5°~10°
坯料至噴(pen)嘴的距離A 100~150mm
水壓(ya)p 25~28MPa
輥(gun)道速度 400~500mm/s
如果(guo)能遵(zun)守(shou)以上所列的數(shu)據,則能算出除鱗設備充(chong)分的除鱗效果(guo)。

