东润公司除鳞喷嘴打击力的计算及应用

除鳞喷嘴打击力的计算及应用杨魁文刘兵隆（四川什邡东润制造有限公司 618400）摘要：高压水除鳞喷嘴是钢板轧线上关键的工艺装备，而判断喷嘴除鳞效果的最直接的参数是喷嘴的打击力，为使用户快速判断现场使用的除鳞喷嘴是否满足除鳞需求，我们根据公司多年从事除鳞喷嘴的研究、生产、现场服务高压水除鳞的经验，推导出除鳞喷嘴的打击力计算公式，以指导我们更好地工作。关键字：高压水除鳞高压水除鳞喷嘴除鳞喷嘴打击力计算1日的我们推导出公式的目的：其一、是为我们的客户提供一个现场计算除鳞喷嘴打击力的快捷方法，在没有对高压除鳞喷嘴进行打击力实测的情况下，初步判断现场使用的除鳞喷嘴打击力是否满足需求；其二、是对于我们公司的喷嘴打击力的测试有一理论依据。2除鳞喷嘴安装现场高压水除鳞喷嘴的安装如下图。高压水喷嘴F--为总打击力（MPa）高压水喷嘴F--为总打击力（MPa）Px--F的水平分力（MPa）Py--F的垂直分力（MPa）—一喷嘴轴线与垂直线的交角，一般为10°~15°。PP即朗为破碎效应的碎力击力Px即为对铁皮的割除力3打击力计算公式喷嘴安装倾角及总打击力的分解3.1东润公司于2009年10月在常州会议上发表的的《高压除鳞喷嘴打击力的计算及探讨》中，我们对东润公司生产的除鳞喷嘴打击力进行了理论推导，并与实际测试相结合，得出的打击力计算公式如下：（我公司的高压水除鳞喷嘴实验室（喷嘴检测中心），是由北京科技大学技术援建，东润公司主体设计完成。高压测试系统的测试能力：42Mpa时的最大流量190L/min；28Mpa时的最大流量340L/min；打击力测试范围0〜40MPa。该检测中心的建设对进一步进行高压水喷嘴的研制与开发、进行高压水除鳞技术的研究、提高改善板带材表面质量、节能降耗等奠定了技术平台。）(MPa)0.0550/Pcos。)(MPa)H2tan门/2)tan。/2)

式中：0.055为推导系数：Q——在P压力下每个喷嘴的流量（L/min）；P 喷嘴进水口压力（kg/cm2）；H——喷嘴出口至打击面的垂直距离（mm）；a——喷嘴的喷射角，一般常用高压扁平喷嘴a为26°、30°、40°，如有特殊需要也可设计成其他种角度值；①——射流厚度夹角，一般为1.1〜1.6°；F——打击力（MPa）；实验室实际测试时8=0，即F= （MPa）H2tan（a/2）tan（①/2）公式（1）适用于轧制生产现场打击力的计算，公式（2）适用于实验室打击力的计算，从公式中明显看出，喷嘴打击力与它的工作压力开方、工作流量成正比，与喷射高度的平方、喷射角、射流厚度夹角成反比，其中对打击力影响最大的参数为HF= （MPa）H2tan（a/2）tan（①/2）公式（1）适用于轧制生产现场打击力的计算，公式（2）适用于实验室打击力的计算，从公式中明显看出，喷嘴打击力与它的工作压力开方、工作流量成正比，与喷射高度的平方、喷射角、射流厚度夹角成反比，其中对打击力影响最大的参数为H（喷射高度，因力F与H平方成反比例的关系）。3.2根据一年左右的实际应用，这个公司基本符合我公司现有除鳞喷嘴的打击力计算。计算出的打击力与实际测量的值基本相符，基本条件是实际测量出的打击力值，宽度方向的分布如下图（这是我们对除鳞喷嘴进行实测的打击力分布图）：(2)高压水喷嘴打击力试验1086420120987654321下面两种打击力宽度方向的分布不是我们的考虑的情况:啧嘴打击力试验喷嘴打击力试验啧嘴打击力试验喷嘴打击力试验3.3我们根据我们的测试结果与上述公式（2）计算值的比较如下表:喷嘴型号测试打击力公式（2）计算打击力计算与测试的误差P压力MPaQ流量L/mina喷射角H测试高度mm测试打击力MPa系数①厚度夹角F计算值MPaSG706.7662082.526903.50.0551.13.572.09%2082.5261201.80.0551.21.842.34%2082.5261501.250.0551.21.18-5.97%644.687205130901.350.0551.51.403.31%2051301200.80.0551.50.79-1.86%2051301500.530.0551.50.50-5.45%SG704.687205030901.70.0551.21.710.65%2050301200.920.0551.20.964.41%2050301500.650.0551.20.62-5.52%SG703.80720100301201.80.0551.31.78-1.30%20100301501.30.0551.21.23-5.52%20100302000.720.0551.20.69-3.90%SG703.8062099.8261202.30.0551.12.435.44%2099.8261501.50.0551.11.563.64%2099.8262000.950.0551.10.88-8.49%SG704.84730154311302.60.0551.42.56-1.48%SG704.84730154311402.20.0551.42.210.41%644.6861545.8261150.70.0551.60.723.27%1850.2261150.90.0551.50.932.89%2052.932611510.0551.51.032.92%SG704.6861546.7261150.810.0551.40.843.95%1851.1261151.010.0551.41.010.08%2053.9261151.20.0551.41.12-6.78%SG705.7573093321301.60.0551.31.610.71%1872.1331500.80.0551.20.76-4.95%sg706.6462342.526901.80.0551.21.810.56%sg704.7272063.6301500.70.0551.30.723.22%sg703.6851848.3201500.950.0551.10.94-1.52%1848.32015010.0551.10.94-6.86%SG703.8051896.6211501.650.0551.21.63-1.09%SG703.84518119211502.20.0551.12.19-0.3020.0551.12.19-0.30%SG703.6561824.1261500.240.0551.60.252.11%SG703.6471842.5301500.460.0551.30.46-0.33%通过上表的数据表明，该公式是可靠的，可对现场应用的高压水除鳞喷嘴进行验算。4判断除鳞喷嘴打击力是否满足除鳞需求的条件：4.1对于不同钢种除鳞时最小打击力（经验数据）炉生（一次）鳞4.1.1普通碳钢，低合金钢所需要最小打击力为0.6—0.8MPa；4.1.2高合金钢（如含有钒、钛、镍、硅等元素较高的合金钢）所需最小打击力为0.8—1.2MPa，部分不锈钢轧线的除鳞打击力的选择高达2MPa以上。4.2再生（二次）鳞：0.5—0.7MPa，但水量要比一次除鳞少30〜40%左右（为了防止钢板温降过大）。5说明这个公式适用于内部结构为圆锥形内孔的高压喷嘴打击力的计算。参考文献薛胜雄.高压水射流技术工程合肥工业大学出版社 2006.10L