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(chu)鱗裝(zhuang)置的結構
高壓(ya)水(shui)(shui)(shui)除鱗裝置(zhi)設置(zhi)在加熱爐(lu)和再加熱爐(lu)之(zhi)(zhi)后,玻璃潤滑(hua)工(gong)序之(zhi)(zhi)前。其結(jie)(jie)構基本上大同小異,都是采(cai)用直通式的(de)金屬(shu)外殼內布置(zhi)高壓(ya)水(shui)(shui)(shui)噴嘴(zui)的(de)結(jie)(jie)構。噴嘴(zui)的(de)布置(zhi)必須使(shi)高壓(ya)水(shui)(shui)(shui)流噴射到坯(pi)料(liao)的(de)整個(ge)表(biao)面和端面,以(yi)及以(yi)一定的(de)角(jiao)度(du)噴射到空心坯(pi)料(liao)的(de)內表(biao)面。
高壓(ya)水除鱗裝置的(de)尺寸(cun)取決于處理坯料的(de)尺寸(cun),其(qi)(qi)金屬外殼分為兩(liang)部(bu)分,一(yi)(yi)部(bu)分安裝有(you)圓形總管,其(qi)(qi)上有(you)一(yi)(yi)系列的(de)高壓(ya)噴嘴,按一(yi)(yi)定的(de)角度(du)布置;另一(yi)(yi)部(bu)分則(ze)是為了(le)防(fang)止高壓(ya)水噴濺到車間內。
一般(ban)情況下(xia),高(gao)壓水除鱗(lin)裝置的(de)高(gao)壓水的(de)壓力大多(duo)為(wei)12~20MPa,對于(yu)碳(tan)素鋼(gang)(gang)取下(xia)限(xian),高(gao)合金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)取上限(xian)。即碳(tan)鋼(gang)(gang)用8~10MPa,合金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)為(wei)12~15MPa,不銹鋼(gang)(gang)為(wei)18~20MPa。
除鱗裝置(zhi)噴嘴(zui)的(de)結構形式和幾何(he)尺寸(cun)對噴射(she)沖擊力(li)的(de)大小、高壓水(shui)的(de)消耗及除鱗效果等都有很大的(de)影響(xiang)。噴嘴(zui)結構應使高壓水(shui)流具有最大的(de)沖擊力(li),水(shui)流要薄,要具有一定的(de)散(san)射(she)角,而且水(shui)流在散(san)射(she)角寬度上分布要均勻(yun)。同(tong)時(shi),要使噴嘴(zui)加工制造簡單(dan),維修更換(huan)方便。
噴(pen)嘴在高(gao)壓水流作用下,會發生(sheng)磨損和腐蝕(shi),因此一般采用經熱處理后(hou)HRC≥51的馬氏體不銹鋼3Cr13來制(zhi)造(zao)。
噴(pen)嘴和管坯的(de)距離,一般在200~300mm,相(xiang)鄰兩個噴(pen)嘴在圓周(zhou)方向(xiang)上的(de)布置,要考慮使(shi)水流有10~30mm的(de)重疊。
噴射(she)角度,即高壓(ya)水的(de)(de)流動方向和管坯前(qian)進方向之(zhi)間的(de)(de)夾角,一般為(wei)40°左右。
高溫(wen)(wen)坯料(liao)(liao)通過高壓(ya)水除鱗(lin)之后的溫(wen)(wen)降(jiang),根(gen)據經驗一(yi)(yi)般為10~15℃。在坯料(liao)(liao)進(jin)行加熱時,也必須考慮到這一(yi)(yi)溫(wen)(wen)度損(sun)失。
為了處理空心(xin)坯(pi)(pi)料,在(zai)高壓(ya)水除(chu)鱗裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置的(de)(de)金屬外殼內(nei)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)有坯(pi)(pi)料的(de)(de)液(ye)壓(ya)推(tui)料器,可(ke)以(yi)以(yi)不變的(de)(de)速度直(zhi)通式(shi)地推(tui)過金屬外殼,直(zhi)接推(tui)向玻璃潤滑劑的(de)(de)斜滾板(ban)。并在(zai)推(tui)料機(ji)上預(yu)先裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)有與高壓(ya)系統連通的(de)(de)可(ke)移動(dong)管子(zi),管子(zi)端(duan)部裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)有噴嘴,可(ke)以(yi)進入空心(xin)坯(pi)(pi)內(nei)壁(bi)進行表面清理。操(cao)作者僅(jin)控制(zhi)推(tui)鋼機(ji),而噴嘴則由電(dian)磁(ci)閥(fa)控制(zhi)開和關。
高壓水(shui)來(lai)自中心泵(beng)蓄(xu)力站,以(yi)18MPa的(de)壓力輸出(chu)。用過(guo)的(de)水(shui)流回集水(shui)槽(cao),經(jing)沉淀、過(guo)濾后又重新進入閉(bi)路循環(huan)系統。
二、高壓水除鱗裝置的性能
表(biao)8-21是20MN(2000t)擠(ji)壓機(ji)和(he)6.5MN(650t)穿(chuan)孔機(ji)以及(ji)55MN(5500t)擠(ji)壓機(ji)和(he)25MN(2500t)穿(chuan)孔機(ji)生產的高壓水除鱗裝置的技(ji)術性(xing)能。
德國施勞曼公(gong)司設計的管坯高壓(ya)水除磷(lin)裝(zhuang)置,由光電控制自動進行操作。其性能如下:
另有資料(liao)報道:高(gao)(gao)壓(ya)(ya)水(shui)(shui)除(chu)鱗裝(zhuang)置是借助于(yu)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)水(shui)(shui)的(de)沖擊力(li)和(he)急速(su)冷卻的(de)作用(yong)(yong)清(qing)除(chu)加熱坯料(liao)內(nei)外表面(mian)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鐵皮(pi)。高(gao)(gao)壓(ya)(ya)水(shui)(shui)的(de)壓(ya)(ya)力(li)一般(ban)為:9~16MPa,壓(ya)(ya)力(li)大,效果好。高(gao)(gao)壓(ya)(ya)水(shui)(shui)由專用(yong)(yong)的(de)水(shui)(shui)泵站和(he)蓄勢器(qi)供給。除(chu)鱗機由若干(gan)個高(gao)(gao)壓(ya)(ya)噴(pen)(pen)嘴(zui)組成,噴(pen)(pen)嘴(zui)與(yu)除(chu)鱗中心線成0°和(he)40°交角(jiao)。0°交角(jiao)的(de)噴(pen)(pen)嘴(zui)處理端(duan)面(mian)和(he)內(nei)表面(mian),而40°交角(jiao)的(de)噴(pen)(pen)嘴(zui)清(qing)除(chu)坯料(liao)外表面(mian)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鐵皮(pi),而且噴(pen)(pen)嘴(zui)的(de)角(jiao)度(du)大,噴(pen)(pen)射(she)的(de)面(mian)積大,沖力(li)小(xiao)。如果噴(pen)(pen)嘴(zui)垂直布置時,則沖力(li)大,但(dan)噴(pen)(pen)射(she)面(mian)積較(jiao)小(xiao)。
高(gao)壓(ya)噴嘴的(de)數(shu)量,根(gen)據坯(pi)(pi)料(liao)(liao)的(de)大小(xiao)和(he)所處理(li)坯(pi)(pi)料(liao)(liao)的(de)部(bu)位(wei)而定(ding)。為(wei)了安全,除(chu)鱗(lin)外(wai)部(bu)設有防(fang)護(hu)罩,由(you)運輸輥(gun)道、光電(dian)(dian)管裝置、電(dian)(dian)磁閥(fa)等液壓(ya)和(he)電(dian)(dian)氣設備組成自動(dong)作業線。以下是除(chu)鱗(lin)機的(de)技術性能:
三、噴嘴環(huan)的使用(yong)
奧地(di)利聯(lian)合(he)特殊鋼公司Kapfenberg廠認為(wei),為(wei)了使除鱗裝置的(de)高壓水能噴射到除鱗坯料的(de)整(zheng)個(ge)表面,應將高壓水噴嘴排列成一個(ge)噴嘴環,如(ru)圖8-19所示。
四、高壓水除鱗裝置各參(can)數的選擇
為了獲得令人滿意的(de)(de)除鱗(lin)效(xiao)果,除鱗(lin)裝置的(de)(de)另一個(ge)非(fei)常重要的(de)(de)先決條(tiao)件是要選擇各個(ge)噴(pen)(pen)嘴的(de)(de)噴(pen)(pen)射角(jiao)度α、y和嚙合面D(圖8-20).
此外,坯料至噴嘴的(de)距(ju)離A、各個噴嘴環彼此的(de)距(ju)離E及傾斜(xie)角β,在除鱗裝置的(de)設計中,都是十分重要(yao)的(de)參數(圖(tu)8-21).
同時,護板和收集槽(cao)需安置好(hao),以(yi)使(shi)氧化(hua)鐵皮(pi)或水(shui)不會從除鱗設備中(zhong)向外溢出。這一點非常重要(yao)。
為了能針對各種不同直徑的(de)(de)坯(pi)料迅速改裝噴嘴,護板是可移動的(de)(de),儲壓器的(de)(de)容積(ji)取(qu)決于所需的(de)(de)噴嘴的(de)(de)型(xing)式和數目。
除(chu)鱗(lin)時,需使(shi)用(yong)一般的(de)自來(lai)水。對(dui)于廢水要注意(yi)采(cai)用(yong)分離(li)器,能把鱗(lin)片或(huo)鱗(lin)片與(yu)耐火材料的(de)混合物大部分從廢水中分離(li)出去。
采用(yong)安裝(zhuang)在除鱗設備前(qian)后的(de)光柵來控制除鱗裝(zhuang)置的(de)啟動和(he)切斷過程。坯料冷卻(que)根(gen)據經驗會冷卻(que)至10~15℃,在坯料加(jia)熱時必須考慮這一種溫(wen)度損失。
坯料至噴嘴的距離A,各個噴嘴環彼此的距離E以及斜角β都是重要參數。
五(wu)、除鱗裝置最佳參數的選(xuan)擇(ze)
1. 穿孔(kong)機前除鱗設備的最佳參數(shu)
對于各(ge)種不(bu)同尺寸的(de)坯料(liao)(liao)必須使用不(bu)同的(de)噴嘴(zui)環(huan),在穿孔(kong)機的(de)前(qian)面必須去(qu)除(chu)加熱坯料(liao)(liao)上的(de)氧化鐵皮(pi)。采用如下(xia)參數的(de)除(chu)鱗設備是有效(xiao)的(de)。
使用1個噴(pen)(pen)嘴(zui)環(huan),扁(bian)噴(pen)(pen)嘴(zui)FUH4型,裝有硬(ying)金屬嵌套的扁(bian)噴(pen)(pen)嘴(zui),即刃(ren)形強力(li)噴(pen)(pen)嘴(zui)。這種噴(pen)(pen)嘴(zui)的位置總(zong)是(shi)由(you)燕尾固定件保證的。扁(bian)噴(pen)(pen)嘴(zui)相對(dui)管子(坯(pi)料)中心(xin)線安裝成5°角,流量變化范圍為(wei)+10%~0%。
如(ru)能遵守上(shang)述參數,則能算(suan)出充分除鱗設備的(de)除鱗效(xiao)果(guo)。
2. 擠(ji)壓機前的(de)除(chu)鱗設(she)備的(de)最(zui)佳參(can)數
對于各種尺寸的(de)坯料(liao)必(bi)須分別(bie)使用不同的(de)噴(pen)(pen)嘴環(huan)。在擠壓機(ji)前面必(bi)須去除加熱坯料(liao)上的(de)氧化鐵皮(pi)和耐(nai)火材(cai)料(liao)的(de)混合物。除鱗機(ji)使用3個(ge)噴(pen)(pen)嘴環(huan),間距為150~250mm,參數如下:
扁噴(pen)嘴 FUH4
噴嘴輻射角α 26°
軸線位(wei)移y 5°
噴嘴傾角β 5°~10°
坯料至噴嘴的距離A 100~150mm
水壓p 25~28MPa
輥道(dao)速度 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。