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(gao)壓水除鱗裝置的(de)結構(gou)
高(gao)壓水除鱗裝置設(she)置在加(jia)熱爐和再(zai)加(jia)熱爐之后,玻璃(li)潤滑工序之前。其(qi)結構(gou)基本(ben)上大(da)同(tong)小異,都是采用(yong)直通式(shi)的(de)金屬外(wai)殼內(nei)布置高(gao)壓水噴(pen)(pen)嘴的(de)結構(gou)。噴(pen)(pen)嘴的(de)布置必須使(shi)高(gao)壓水流(liu)噴(pen)(pen)射到(dao)坯(pi)料的(de)整(zheng)個表面(mian)和端面(mian),以(yi)及以(yi)一定(ding)的(de)角(jiao)度噴(pen)(pen)射到(dao)空心坯(pi)料的(de)內(nei)表面(mian)。
高(gao)壓水除鱗裝置(zhi)的尺寸取決于處理(li)坯料(liao)的尺寸,其(qi)金屬外殼(ke)分為(wei)兩部(bu)分,一部(bu)分安裝有圓形總管,其(qi)上有一系列的高(gao)壓噴(pen)嘴(zui),按一定的角度布置(zhi);另(ling)一部(bu)分則是(shi)為(wei)了防止(zhi)高(gao)壓水噴(pen)濺到車間內。
一般情況下(xia),高(gao)壓水除鱗裝置的高(gao)壓水的壓力大多為12~20MPa,對于碳(tan)素(su)鋼取(qu)下(xia)限,高(gao)合金鋼取(qu)上限。即(ji)碳(tan)鋼用(yong)8~10MPa,合金鋼為12~15MPa,不銹鋼為18~20MPa。
除鱗裝置噴(pen)(pen)嘴的(de)結構(gou)形式和幾何尺(chi)寸對噴(pen)(pen)射(she)沖(chong)擊(ji)(ji)力的(de)大小、高壓(ya)水(shui)的(de)消耗及(ji)除鱗效果等都(dou)有很大的(de)影(ying)響。噴(pen)(pen)嘴結構(gou)應使(shi)高壓(ya)水(shui)流具有最大的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)力,水(shui)流要薄,要具有一定的(de)散(san)射(she)角(jiao),而且水(shui)流在(zai)散(san)射(she)角(jiao)寬(kuan)度上(shang)分(fen)布要均勻。同時,要使(shi)噴(pen)(pen)嘴加工制造簡單,維修更(geng)換方便(bian)。
噴嘴在高(gao)壓(ya)水(shui)流(liu)作(zuo)用下,會(hui)發生磨損(sun)和(he)腐(fu)蝕,因此一(yi)般采用經熱處(chu)理后HRC≥51的馬氏體不銹(xiu)鋼3Cr13來制(zhi)造。
噴嘴和(he)管坯的(de)距離,一般在(zai)200~300mm,相鄰兩個噴嘴在(zai)圓(yuan)周方向上的(de)布置,要考慮使水流(liu)有10~30mm的(de)重疊(die)。
噴(pen)射(she)角度,即高(gao)壓水(shui)的流動(dong)方向和管(guan)坯前進方向之間的夾(jia)角,一般為(wei)40°左(zuo)右。
高溫坯(pi)料通過高壓水(shui)除鱗之后的溫降,根據經驗(yan)一(yi)般為10~15℃。在坯(pi)料進行(xing)加熱時,也(ye)必(bi)須考慮到這(zhe)一(yi)溫度損失。
為了(le)處理空心坯(pi)(pi)(pi)料(liao)(liao),在(zai)高(gao)壓水除鱗裝置的(de)金屬(shu)外殼(ke)(ke)內裝有坯(pi)(pi)(pi)料(liao)(liao)的(de)液(ye)壓推(tui)(tui)料(liao)(liao)器,可以以不變的(de)速度直通(tong)式地推(tui)(tui)過金屬(shu)外殼(ke)(ke),直接推(tui)(tui)向玻璃潤滑(hua)劑的(de)斜滾(gun)板。并在(zai)推(tui)(tui)料(liao)(liao)機上預先(xian)裝有與高(gao)壓系統連(lian)通(tong)的(de)可移動管(guan)子,管(guan)子端部裝有噴嘴,可以進(jin)入(ru)空心坯(pi)(pi)(pi)內壁進(jin)行(xing)表面清理。操作(zuo)者僅控(kong)制(zhi)推(tui)(tui)鋼機,而噴嘴則(ze)由(you)電(dian)磁閥控(kong)制(zhi)開(kai)和關。
高壓(ya)水(shui)來(lai)自(zi)中心(xin)泵蓄力站(zhan),以(yi)18MPa的壓(ya)力輸出。用過的水(shui)流回集水(shui)槽,經(jing)沉淀、過濾后又重新進入閉路循環系(xi)統。
二、高壓(ya)水除鱗(lin)裝置的性能
表8-21是(shi)20MN(2000t)擠壓機(ji)和6.5MN(650t)穿孔機(ji)以及55MN(5500t)擠壓機(ji)和25MN(2500t)穿孔機(ji)生產的高壓水除鱗(lin)裝置的技(ji)術性(xing)能。
德國施勞曼公司設(she)計的管坯高壓水除磷裝置,由光(guang)電(dian)控制(zhi)自動進(jin)行操作。其性能如下(xia):
另(ling)有資料報(bao)道:高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)(shui)除(chu)鱗(lin)裝(zhuang)置是借助于高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)沖擊力和(he)急速冷卻的(de)(de)(de)作用清(qing)除(chu)加熱(re)坯料內外表面(mian)的(de)(de)(de)氧化鐵皮(pi)。高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)壓(ya)力一般為:9~16MPa,壓(ya)力大,效果好。高(gao)壓(ya)水(shui)(shui)(shui)由(you)專用的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)站和(he)蓄(xu)勢器供給。除(chu)鱗(lin)機由(you)若(ruo)干個(ge)高(gao)壓(ya)噴(pen)嘴組(zu)成,噴(pen)嘴與除(chu)鱗(lin)中心線成0°和(he)40°交(jiao)角(jiao)。0°交(jiao)角(jiao)的(de)(de)(de)噴(pen)嘴處理端(duan)面(mian)和(he)內表面(mian),而(er)40°交(jiao)角(jiao)的(de)(de)(de)噴(pen)嘴清(qing)除(chu)坯料外表面(mian)的(de)(de)(de)氧化鐵皮(pi),而(er)且噴(pen)嘴的(de)(de)(de)角(jiao)度大,噴(pen)射的(de)(de)(de)面(mian)積(ji)大,沖力小。如果噴(pen)嘴垂直布置時,則沖力大,但噴(pen)射面(mian)積(ji)較小。
高壓噴嘴的(de)數量,根據坯料的(de)大小和所處理坯料的(de)部位而定。為了安全,除(chu)鱗(lin)外部設(she)有(you)防護罩,由(you)運輸(shu)輥道、光電(dian)管(guan)裝置、電(dian)磁(ci)閥等液壓和電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)組成(cheng)自動(dong)作業線。以下(xia)是除(chu)鱗(lin)機的(de)技術性(xing)能:
三、噴嘴環的使用
奧地利聯合(he)特殊鋼公司Kapfenberg廠認(ren)為(wei),為(wei)了使除鱗裝置的高(gao)壓水(shui)能噴(pen)射到除鱗坯料的整個表(biao)面(mian),應將高(gao)壓水(shui)噴(pen)嘴(zui)排(pai)列成一個噴(pen)嘴(zui)環,如圖8-19所示。
四、高壓水除鱗裝(zhuang)置各(ge)參數的選擇
為了獲得令人滿意(yi)的除鱗(lin)效果,除鱗(lin)裝置(zhi)的另一(yi)個非常重要(yao)的先(xian)決條件(jian)是要(yao)選擇各個噴嘴的噴射角度α、y和嚙合面(mian)D(圖8-20).
此外,坯料(liao)至(zhi)噴嘴的距離A、各個(ge)噴嘴環彼(bi)此的距離E及傾斜角β,在除鱗(lin)裝置的設計中,都(dou)是十(shi)分(fen)重要的參數(圖8-21).
同時,護板和收集槽需(xu)安(an)置好,以使氧化鐵皮或水不會從除鱗設(she)備中向外溢出。這一點非(fei)常重要。
為了(le)能針對(dui)各(ge)種(zhong)不同直徑的(de)坯(pi)料迅速改裝噴嘴,護板是可移(yi)動的(de),儲(chu)壓器的(de)容積取決于所(suo)需的(de)噴嘴的(de)型式(shi)和數(shu)目。
除鱗時(shi),需使用(yong)一般(ban)的自來(lai)水(shui)(shui)。對于廢(fei)(fei)水(shui)(shui)要注意采(cai)用(yong)分(fen)(fen)離(li)器(qi),能把鱗片或鱗片與耐(nai)火材料的混合物大部(bu)分(fen)(fen)從廢(fei)(fei)水(shui)(shui)中分(fen)(fen)離(li)出去。
采用安(an)裝在除鱗設(she)備前后的光柵來(lai)控(kong)制除鱗裝置的啟動和切斷過(guo)程。坯料(liao)冷卻根(gen)據經驗(yan)會冷卻至10~15℃,在坯料(liao)加熱時(shi)必須考(kao)慮這一種溫度損失。
坯(pi)料(liao)至(zhi)噴(pen)嘴的距離(li)A,各個噴(pen)嘴環(huan)彼(bi)此(ci)的距離(li)E以及斜(xie)角(jiao)β都(dou)是重要參數。
五、除鱗裝(zhuang)置最佳參數的選擇
1. 穿孔機前除鱗設備的最佳參數
對于(yu)各種不同尺寸(cun)的(de)坯(pi)(pi)料(liao)必須(xu)使用不同的(de)噴嘴環,在穿孔機的(de)前面必須(xu)去除加熱坯(pi)(pi)料(liao)上的(de)氧(yang)化鐵皮。采(cai)用如下參(can)數的(de)除鱗設備是有效的(de)。
使用(yong)1個噴嘴(zui)(zui)環,扁噴嘴(zui)(zui)FUH4型(xing),裝有硬金屬嵌套(tao)的(de)扁噴嘴(zui)(zui),即(ji)刃形強(qiang)力噴嘴(zui)(zui)。這種噴嘴(zui)(zui)的(de)位(wei)置總(zong)是由燕(yan)尾(wei)固定(ding)件保證的(de)。扁噴嘴(zui)(zui)相對管子(坯料)中心線(xian)安裝成(cheng)5°角,流(liu)量變化范圍為(wei)+10%~0%。
如能遵(zun)守(shou)上(shang)述參數(shu),則(ze)能算出充分除鱗(lin)設備的(de)除鱗(lin)效果。
2. 擠壓機前的除鱗(lin)設(she)備的最佳(jia)參(can)數
對于各種尺(chi)寸(cun)的(de)坯料(liao)必須分別使用(yong)不同的(de)噴(pen)嘴(zui)環。在擠壓(ya)機前面(mian)必須去除(chu)加熱坯料(liao)上的(de)氧化(hua)鐵皮(pi)和耐火(huo)材(cai)料(liao)的(de)混合物。除(chu)鱗機使用(yong)3個噴(pen)嘴(zui)環,間距(ju)為150~250mm,參數如下(xia):
扁噴嘴 FUH4
噴(pen)嘴(zui)輻射角α 26°
軸線位移y 5°
噴(pen)嘴傾角β 5°~10°
坯料(liao)至噴嘴的距離A 100~150mm
水壓p 25~28MPa
輥道速度 400~500mm/s
如(ru)果能遵守(shou)以上(shang)所列的數據,則(ze)能算出除鱗設備充分的除鱗效果。