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潤滑(hua)劑(ji),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(xiu)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(shui)除(chu)鱗裝置的結構
高(gao)壓(ya)水(shui)除鱗(lin)裝置(zhi)(zhi)設(she)置(zhi)(zhi)在加(jia)熱爐和再加(jia)熱爐之后,玻璃潤滑(hua)工(gong)序之前。其(qi)結構基本(ben)上大(da)同(tong)小異,都是采(cai)用直通式的(de)金屬外殼內布置(zhi)(zhi)高(gao)壓(ya)水(shui)噴嘴的(de)結構。噴嘴的(de)布置(zhi)(zhi)必須使高(gao)壓(ya)水(shui)流噴射到(dao)坯料的(de)整個表面和端面,以及以一定的(de)角度(du)噴射到(dao)空心(xin)坯料的(de)內表面。
高壓水(shui)除鱗(lin)裝(zhuang)(zhuang)置的(de)(de)尺寸取(qu)決于(yu)處理坯料的(de)(de)尺寸,其(qi)金屬外殼(ke)分(fen)(fen)為(wei)(wei)兩部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen),一(yi)(yi)部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)安裝(zhuang)(zhuang)有圓形總管,其(qi)上有一(yi)(yi)系列的(de)(de)高壓噴嘴,按一(yi)(yi)定的(de)(de)角度布置;另(ling)一(yi)(yi)部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)則是為(wei)(wei)了防止高壓水(shui)噴濺到車間內。
一(yi)般情況下(xia),高(gao)壓(ya)水(shui)除(chu)鱗裝置的高(gao)壓(ya)水(shui)的壓(ya)力大(da)多(duo)為(wei)12~20MPa,對于碳素鋼(gang)取下(xia)限,高(gao)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)銹鋼(gang)為(wei)18~20MPa。
除鱗裝(zhuang)置噴(pen)嘴的(de)(de)結構(gou)形(xing)式和(he)幾何(he)尺寸對(dui)噴(pen)射沖(chong)擊力的(de)(de)大(da)小(xiao)、高壓(ya)水的(de)(de)消(xiao)耗及除鱗效果(guo)等都有很大(da)的(de)(de)影響(xiang)。噴(pen)嘴結構(gou)應使(shi)(shi)高壓(ya)水流具(ju)有最(zui)大(da)的(de)(de)沖(chong)擊力,水流要薄,要具(ju)有一(yi)定的(de)(de)散(san)射角,而且水流在散(san)射角寬度上分布要均勻(yun)。同時,要使(shi)(shi)噴(pen)嘴加工制造(zao)簡(jian)單(dan),維修更換方(fang)便。
噴嘴在(zai)高(gao)壓水流(liu)作用(yong)下(xia),會發生(sheng)磨損和(he)腐蝕,因(yin)此一般采用(yong)經熱處(chu)理后HRC≥51的(de)馬氏體(ti)不銹鋼3Cr13來制造。
噴嘴和(he)管(guan)坯的(de)(de)(de)距離,一般在(zai)200~300mm,相鄰(lin)兩個噴嘴在(zai)圓(yuan)周方向上的(de)(de)(de)布置,要考慮使水流(liu)有10~30mm的(de)(de)(de)重疊。
噴射角度(du),即高壓水的流動方向和(he)管坯前進(jin)方向之(zhi)間的夾角,一般為40°左(zuo)右。
高溫坯料(liao)通過高壓(ya)水除鱗(lin)之(zhi)后的溫降,根據經驗(yan)一般為10~15℃。在坯料(liao)進行加熱時,也必須(xu)考(kao)慮到(dao)這(zhe)一溫度損失。
為了處理(li)空心(xin)坯料,在高(gao)壓水除鱗裝置的金(jin)屬外殼內裝有(you)坯料的液壓推(tui)料器,可(ke)(ke)以(yi)(yi)以(yi)(yi)不變的速度直通(tong)式(shi)地推(tui)過(guo)金(jin)屬外殼,直接推(tui)向玻璃潤滑劑的斜滾板。并在推(tui)料機上預先裝有(you)與高(gao)壓系統連通(tong)的可(ke)(ke)移動管子(zi),管子(zi)端(duan)部裝有(you)噴嘴,可(ke)(ke)以(yi)(yi)進(jin)入空心(xin)坯內壁進(jin)行表面清理(li)。操作者僅控(kong)制(zhi)推(tui)鋼(gang)機,而噴嘴則由電磁(ci)閥控(kong)制(zhi)開和關。
高壓水(shui)來自中心泵(beng)蓄力(li)站,以18MPa的壓力(li)輸(shu)出。用過(guo)的水(shui)流回集水(shui)槽,經沉淀(dian)、過(guo)濾后(hou)又(you)重新進入閉路循(xun)環系統(tong)。
二、高壓(ya)水除鱗裝置的(de)性能
表8-21是20MN(2000t)擠(ji)壓(ya)機(ji)和(he)6.5MN(650t)穿孔機(ji)以(yi)及55MN(5500t)擠(ji)壓(ya)機(ji)和(he)25MN(2500t)穿孔機(ji)生產的高壓(ya)水除(chu)鱗(lin)裝置的技術性能。
德國施勞曼公(gong)司設計的管(guan)坯(pi)高壓水除磷裝(zhuang)置(zhi),由光電控(kong)制自動進行操作。其性能(neng)如(ru)下:
另有(you)資料(liao)報道:高(gao)(gao)壓(ya)(ya)水(shui)除(chu)(chu)(chu)鱗(lin)(lin)裝置是(shi)借助于高(gao)(gao)壓(ya)(ya)水(shui)的(de)(de)(de)(de)沖(chong)擊力和(he)(he)急速冷(leng)卻(que)的(de)(de)(de)(de)作用清除(chu)(chu)(chu)加熱(re)坯料(liao)內外(wai)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)氧化鐵皮。高(gao)(gao)壓(ya)(ya)水(shui)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力一般(ban)為:9~16MPa,壓(ya)(ya)力大(da)(da),效果好。高(gao)(gao)壓(ya)(ya)水(shui)由專(zhuan)用的(de)(de)(de)(de)水(shui)泵站和(he)(he)蓄勢器供給(gei)。除(chu)(chu)(chu)鱗(lin)(lin)機(ji)由若干個高(gao)(gao)壓(ya)(ya)噴(pen)(pen)(pen)嘴組成,噴(pen)(pen)(pen)嘴與除(chu)(chu)(chu)鱗(lin)(lin)中心線成0°和(he)(he)40°交(jiao)(jiao)角。0°交(jiao)(jiao)角的(de)(de)(de)(de)噴(pen)(pen)(pen)嘴處理(li)端(duan)面(mian)和(he)(he)內表(biao)面(mian),而(er)(er)40°交(jiao)(jiao)角的(de)(de)(de)(de)噴(pen)(pen)(pen)嘴清除(chu)(chu)(chu)坯料(liao)外(wai)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)氧化鐵皮,而(er)(er)且噴(pen)(pen)(pen)嘴的(de)(de)(de)(de)角度大(da)(da),噴(pen)(pen)(pen)射(she)的(de)(de)(de)(de)面(mian)積大(da)(da),沖(chong)力小(xiao)。如果噴(pen)(pen)(pen)嘴垂直布(bu)置時,則(ze)沖(chong)力大(da)(da),但噴(pen)(pen)(pen)射(she)面(mian)積較小(xiao)。
高壓噴嘴(zui)的(de)數量,根據坯料(liao)的(de)大小(xiao)和(he)所處(chu)理坯料(liao)的(de)部位而(er)定。為了安全,除(chu)(chu)鱗(lin)外部設有防護罩,由(you)運(yun)輸輥道、光電管裝置(zhi)、電磁閥(fa)等(deng)液壓和(he)電氣設備組成自(zi)動作(zuo)業線。以下是除(chu)(chu)鱗(lin)機的(de)技(ji)術性能(neng):
三(san)、噴嘴環的使用
奧(ao)地(di)利聯(lian)合特殊鋼公司(si)Kapfenberg廠認為(wei),為(wei)了使除(chu)鱗裝置的(de)高壓水(shui)能噴(pen)(pen)射到除(chu)鱗坯料(liao)的(de)整個(ge)表面(mian),應將(jiang)高壓水(shui)噴(pen)(pen)嘴排列成一(yi)個(ge)噴(pen)(pen)嘴環,如圖8-19所示。
四(si)、高壓水除鱗裝置各參數的(de)選擇(ze)
為了獲(huo)得令人(ren)滿意的除鱗(lin)效果(guo),除鱗(lin)裝置的另一個(ge)非常(chang)重要的先決條(tiao)件(jian)是要選(xuan)擇各個(ge)噴嘴(zui)的噴射(she)角(jiao)度α、y和嚙(nie)合(he)面(mian)D(圖8-20).
此外(wai),坯料至噴嘴的(de)距離A、各個(ge)噴嘴環彼此的(de)距離E及傾斜角β,在(zai)除(chu)鱗(lin)裝置的(de)設計中(zhong),都是十分重要的(de)參數(圖8-21).
同時(shi),護板和收(shou)集槽(cao)需(xu)安置好,以使氧化鐵皮或水不(bu)會從除鱗設備(bei)中向(xiang)外溢出(chu)。這(zhe)一(yi)點非常重要。
為了能針對(dui)各種不同直徑(jing)的(de)(de)坯料迅速改裝噴(pen)嘴,護板(ban)是可(ke)移動的(de)(de),儲(chu)壓器的(de)(de)容積(ji)取決于所需的(de)(de)噴(pen)嘴的(de)(de)型式和(he)數目。
除(chu)鱗時,需使用(yong)一般的(de)自來水(shui)。對(dui)于廢水(shui)要注意采(cai)用(yong)分(fen)離器,能把鱗片或鱗片與耐火材(cai)料(liao)的(de)混合物大部分(fen)從廢水(shui)中分(fen)離出去。
采用安裝(zhuang)在除鱗(lin)設(she)備前后(hou)的光柵來控(kong)制除鱗(lin)裝(zhuang)置的啟(qi)動和切斷(duan)過程。坯料(liao)冷(leng)卻根據經驗會冷(leng)卻至(zhi)10~15℃,在坯料(liao)加熱時必須(xu)考慮這一(yi)種溫度損失。
坯料(liao)至噴嘴(zui)的距離(li)A,各(ge)個(ge)噴嘴(zui)環彼此的距離(li)E以及斜角β都是重(zhong)要參(can)數(shu)。
五、除(chu)鱗裝置最佳參數(shu)的選擇
1. 穿孔機前(qian)除鱗(lin)設(she)備的(de)最佳參數
對于各(ge)種不同尺寸的坯(pi)料必須(xu)使(shi)用不同的噴嘴(zui)環,在穿(chuan)孔(kong)機(ji)的前面必須(xu)去除加熱坯(pi)料上的氧化鐵皮(pi)。采用如下參數(shu)的除鱗設(she)備(bei)是有效的。
使(shi)用1個噴(pen)嘴(zui)(zui)環,扁噴(pen)嘴(zui)(zui)FUH4型(xing),裝有(you)硬金屬嵌套的(de)扁噴(pen)嘴(zui)(zui),即刃形強力噴(pen)嘴(zui)(zui)。這種噴(pen)嘴(zui)(zui)的(de)位置總是由燕尾固定(ding)件保證(zheng)的(de)。扁噴(pen)嘴(zui)(zui)相對(dui)管子(坯料)中心線安裝成5°角,流量變化范圍為(wei)+10%~0%。
如能遵(zun)守上述參數,則能算出充分除(chu)鱗(lin)設備的除(chu)鱗(lin)效果(guo)。
2. 擠壓機前(qian)的(de)除鱗設備的(de)最佳參數
對(dui)于各(ge)種尺(chi)寸(cun)的(de)坯(pi)料(liao)必須分別(bie)使用不同的(de)噴嘴環。在擠(ji)壓機前面必須去除加熱(re)坯(pi)料(liao)上的(de)氧化(hua)鐵皮和耐火材料(liao)的(de)混合物。除鱗機使用3個噴嘴環,間距為150~250mm,參數如下:
扁噴嘴 FUH4
噴嘴輻射(she)角α 26°
軸線位(wei)移y 5°
噴嘴傾(qing)角β 5°~10°
坯料至(zhi)噴嘴的距離A 100~150mm
水(shui)壓p 25~28MPa
輥道速(su)度 400~500mm/s
如果(guo)能(neng)遵守以(yi)上所列的數據,則能(neng)算出除鱗設(she)備充分的除鱗效(xiao)果(guo)。