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、高壓水除鱗裝(zhuang)置的結(jie)構(gou)
高壓水(shui)(shui)除鱗(lin)裝置設置在加熱(re)(re)爐和(he)再(zai)加熱(re)(re)爐之后,玻璃潤滑工序(xu)之前。其結構(gou)基本上大同小異(yi),都是(shi)采用直(zhi)通式的金屬外殼內(nei)布置高壓水(shui)(shui)噴(pen)嘴(zui)的結構(gou)。噴(pen)嘴(zui)的布置必須使高壓水(shui)(shui)流(liu)噴(pen)射(she)到(dao)坯(pi)(pi)料的整個表面和(he)端面,以(yi)及以(yi)一定(ding)的角度噴(pen)射(she)到(dao)空心坯(pi)(pi)料的內(nei)表面。
高壓水除(chu)鱗裝置(zhi)的尺寸取(qu)決于處理坯料的尺寸,其金(jin)屬外殼(ke)分(fen)(fen)為(wei)兩部(bu)分(fen)(fen),一(yi)(yi)部(bu)分(fen)(fen)安裝有圓形總管,其上有一(yi)(yi)系列的高壓噴嘴,按(an)一(yi)(yi)定的角度布置(zhi);另(ling)一(yi)(yi)部(bu)分(fen)(fen)則是(shi)為(wei)了防(fang)止高壓水噴濺到車間內。
一般情況下,高壓水(shui)除鱗裝置(zhi)的高壓水(shui)的壓力大(da)多為(wei)12~20MPa,對于碳素鋼(gang)取(qu)下限,高合金(jin)鋼(gang)取(qu)上限。即碳鋼(gang)用8~10MPa,合金(jin)鋼(gang)為(wei)12~15MPa,不銹鋼(gang)為(wei)18~20MPa。
除(chu)鱗(lin)裝置噴嘴的(de)(de)結構形式和幾何(he)尺寸對噴射沖擊力的(de)(de)大(da)小(xiao)、高壓水的(de)(de)消耗及除(chu)鱗(lin)效果等都有很大(da)的(de)(de)影(ying)響(xiang)。噴嘴結構應使(shi)高壓水流具有最大(da)的(de)(de)沖擊力,水流要薄,要具有一定的(de)(de)散(san)射角,而且水流在散(san)射角寬度上分(fen)布(bu)要均勻。同時(shi),要使(shi)噴嘴加(jia)工制造簡單,維修更換方便。
噴嘴在高壓水流作用下,會發生磨損(sun)和腐蝕,因此一般采用經熱處理(li)后HRC≥51的(de)馬氏體(ti)不銹鋼3Cr13來制造。
噴(pen)(pen)嘴和管(guan)坯的(de)距離(li),一般在200~300mm,相(xiang)鄰兩(liang)個(ge)噴(pen)(pen)嘴在圓周(zhou)方向上的(de)布置,要考(kao)慮使水流有(you)10~30mm的(de)重疊(die)。
噴(pen)射角度,即高(gao)壓水的流(liu)動(dong)方向(xiang)和管坯前進方向(xiang)之間的夾角,一(yi)般為40°左右。
高溫坯料(liao)通(tong)過高壓水除鱗之(zhi)后的溫降(jiang),根據(ju)經(jing)驗一(yi)般為10~15℃。在(zai)坯料(liao)進(jin)行(xing)加熱時,也必須(xu)考慮到這(zhe)一(yi)溫度損失。
為(wei)了處理(li)空心(xin)坯料(liao),在高壓(ya)水除(chu)鱗(lin)裝(zhuang)置的(de)金屬外殼(ke)內(nei)裝(zhuang)有(you)坯料(liao)的(de)液壓(ya)推料(liao)器,可以以不變(bian)的(de)速度(du)直(zhi)通(tong)式地推過金屬外殼(ke),直(zhi)接推向玻璃潤滑劑(ji)的(de)斜(xie)滾板。并在推料(liao)機(ji)上預先裝(zhuang)有(you)與高壓(ya)系統連通(tong)的(de)可移(yi)動(dong)管子,管子端部裝(zhuang)有(you)噴嘴(zui),可以進(jin)入空心(xin)坯內(nei)壁進(jin)行表面清(qing)理(li)。操作(zuo)者(zhe)僅(jin)控(kong)(kong)制推鋼機(ji),而(er)噴嘴(zui)則由電(dian)磁閥控(kong)(kong)制開和(he)關。
高壓水來自中心泵蓄力站,以18MPa的壓力輸出。用過的水流回集(ji)水槽,經沉淀、過濾(lv)后又重(zhong)新進入閉(bi)路循環系統。
二(er)、高壓水除(chu)鱗裝置的性能
表(biao)8-21是20MN(2000t)擠(ji)壓(ya)機和6.5MN(650t)穿孔(kong)機以及55MN(5500t)擠(ji)壓(ya)機和25MN(2500t)穿孔(kong)機生產的高壓(ya)水除(chu)鱗裝置的技(ji)術(shu)性能。
德國(guo)施勞曼公司(si)設計的管坯高壓水(shui)除磷裝置,由光電控(kong)制自動進行操作。其性能如下:
另(ling)有資(zi)料(liao)報道:高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)除(chu)鱗裝置是借助于高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)沖(chong)擊力(li)(li)和急速冷卻的(de)(de)(de)作用清(qing)除(chu)加熱坯料(liao)內(nei)外表(biao)面的(de)(de)(de)氧化鐵(tie)皮(pi)。高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)(li)一(yi)般為(wei):9~16MPa,壓(ya)力(li)(li)大,效果好。高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)由(you)專用的(de)(de)(de)水(shui)(shui)泵站和蓄勢器(qi)供給。除(chu)鱗機由(you)若干個(ge)高(gao)壓(ya)噴(pen)嘴(zui)組成(cheng),噴(pen)嘴(zui)與除(chu)鱗中心線(xian)成(cheng)0°和40°交(jiao)角(jiao)。0°交(jiao)角(jiao)的(de)(de)(de)噴(pen)嘴(zui)處理端面和內(nei)表(biao)面,而(er)40°交(jiao)角(jiao)的(de)(de)(de)噴(pen)嘴(zui)清(qing)除(chu)坯料(liao)外表(biao)面的(de)(de)(de)氧化鐵(tie)皮(pi),而(er)且噴(pen)嘴(zui)的(de)(de)(de)角(jiao)度大,噴(pen)射(she)(she)的(de)(de)(de)面積大,沖(chong)力(li)(li)小(xiao)。如果噴(pen)嘴(zui)垂直布置時,則(ze)沖(chong)力(li)(li)大,但(dan)噴(pen)射(she)(she)面積較(jiao)小(xiao)。
高壓(ya)噴嘴的數量(liang),根(gen)據坯料的大小和所(suo)處理坯料的部位而(er)定。為了安(an)全(quan),除鱗(lin)(lin)外部設有防(fang)護(hu)罩,由運輸輥(gun)道、光電管裝置、電磁閥等(deng)液壓(ya)和電氣(qi)設備組成自(zi)動(dong)作業線。以(yi)下是除鱗(lin)(lin)機的技術性能:
三(san)、噴嘴環的(de)使用
奧地(di)利聯合(he)特殊鋼公司Kapfenberg廠認為,為了使除鱗裝(zhuang)置的高壓水能噴(pen)射到(dao)除鱗坯料的整個表面,應將高壓水噴(pen)嘴排列(lie)成一(yi)個噴(pen)嘴環,如(ru)圖(tu)8-19所示(shi)。
四、高(gao)壓(ya)水除鱗裝置(zhi)各參(can)數的(de)選擇
為了獲得令人(ren)滿意(yi)的(de)(de)除(chu)鱗效果,除(chu)鱗裝置的(de)(de)另一個非常重要的(de)(de)先決(jue)條(tiao)件(jian)是要選擇各(ge)個噴嘴(zui)的(de)(de)噴射角度α、y和嚙合面D(圖8-20).
此外,坯料至噴(pen)嘴的(de)(de)距離(li)A、各個(ge)噴(pen)嘴環彼此的(de)(de)距離(li)E及傾(qing)斜角β,在除鱗裝置(zhi)的(de)(de)設計中,都(dou)是十分重(zhong)要的(de)(de)參數(shu)(圖8-21).
同(tong)時,護(hu)板和收集槽需安置(zhi)好(hao),以(yi)使氧(yang)化鐵皮或水(shui)不會從除鱗設備中向外溢出(chu)。這一點非常重要。
為了能針(zhen)對各種不同直徑的(de)坯料迅速(su)改裝噴嘴,護(hu)板是可移動的(de),儲壓器的(de)容積(ji)取決于所需的(de)噴嘴的(de)型式和數(shu)目。
除鱗時,需使(shi)用一般的自(zi)來(lai)水。對于廢水要注意(yi)采(cai)用分(fen)離器,能把鱗片(pian)(pian)或鱗片(pian)(pian)與耐火(huo)材料的混合物大部分(fen)從(cong)廢水中分(fen)離出去。
采用安裝在除鱗(lin)設(she)備前后的(de)光柵(zha)來控(kong)制除鱗(lin)裝置的(de)啟動和切斷過程。坯料冷(leng)卻根據經驗會冷(leng)卻至10~15℃,在坯料加熱時必(bi)須考慮這一種溫度損失。
坯料至噴嘴的(de)距(ju)離(li)A,各個噴嘴環彼此的(de)距(ju)離(li)E以及(ji)斜角β都是重(zhong)要(yao)參數(shu)。
五、除鱗裝(zhuang)置最佳參數(shu)的選擇
1. 穿(chuan)孔機前除鱗(lin)設備(bei)的(de)最佳參(can)數
對于各種不(bu)同(tong)尺寸的(de)坯(pi)料必須使用不(bu)同(tong)的(de)噴(pen)嘴環,在穿孔機的(de)前面(mian)必須去除加熱坯(pi)料上的(de)氧(yang)化鐵(tie)皮。采(cai)用如下參數的(de)除鱗(lin)設備是有(you)效的(de)。
使用1個(ge)噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)環(huan),扁(bian)噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)FUH4型,裝有硬(ying)金屬嵌套的扁(bian)噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui),即刃形強力噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)。這種(zhong)噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)的位(wei)置總是(shi)由燕尾固(gu)定(ding)件保證的。扁(bian)噴(pen)嘴(zui)(zui)(zui)相(xiang)對管(guan)子(坯料)中心(xin)線安裝成5°角,流量變化范圍(wei)為+10%~0%。
如(ru)能(neng)遵守上述參數,則能(neng)算出充(chong)分(fen)除鱗(lin)設備的除鱗(lin)效(xiao)果。
2. 擠(ji)壓機前的除鱗設備的最佳參數
對于各(ge)種尺寸的坯料(liao)(liao)(liao)必須(xu)分別使(shi)用(yong)不同的噴嘴環。在擠壓機前面(mian)必須(xu)去(qu)除加熱坯料(liao)(liao)(liao)上的氧化鐵皮和耐火材料(liao)(liao)(liao)的混(hun)合物。除鱗機使(shi)用(yong)3個噴嘴環,間距為150~250mm,參數如下:
扁(bian)噴嘴 FUH4
噴(pen)嘴輻射(she)角α 26°
軸線(xian)位移(yi)y 5°
噴嘴傾角β 5°~10°
坯料(liao)至噴嘴的距離A 100~150mm
水壓p 25~28MPa
輥道速(su)度 400~500mm/s
如果能遵守以上所列的數據,則能算出除鱗設備充分的除鱗效果。