東潤公司除鱗噴嘴打擊力的計算及應用

除鱗噴嘴打擊力的計算及應用楊魁文劉兵隆（四川什邡東潤制造有限公司 618400）摘要：高壓水除鱗噴嘴是鋼板軋線上關(guān)鍵的工藝裝備，而判斷噴嘴除鱗效果的最直接的參數(shù)是噴嘴的打擊力，為使用戶快速判斷現(xiàn)場使用的除鱗噴嘴是否滿足除鱗需求，我們根據(jù)公司多年從事除鱗噴嘴的研究、生產(chǎn)、現(xiàn)場服務高壓水除鱗的經(jīng)驗，推導出除鱗噴嘴的打擊力計算公式，以指導我們更好地工作。關(guān)鍵字：高壓水除鱗高壓水除鱗噴嘴除鱗噴嘴打擊力計算1日的我們推導出公式的目的：其一、是為我們的客戶提供一個現(xiàn)場計算除鱗噴嘴打擊力的快捷方法，在沒有對高壓除鱗噴嘴進行打擊力實測的情況下，初步判斷現(xiàn)場使用的除鱗噴嘴打擊力是否滿足需求；其二、是對于我們公司的噴嘴打擊力的測試有一理論依據(jù)。2除鱗噴嘴安裝現(xiàn)場高壓水除鱗噴嘴的安裝如下圖。高壓水噴嘴F--為總打擊力（MPa）高壓水噴嘴F--為總打擊力（MPa）Px--F的水平分力（MPa）Py--F的垂直分力（MPa）—一噴嘴軸線與垂直線的交角，一般為10°~15°。PP即朗為破碎效應的碎力擊力Px即為對鐵皮的割除力3打擊力計算公式噴嘴安裝傾角及總打擊力的分解3.1東潤公司于2009年10月在常州會議上發(fā)表的的《高壓除鱗噴嘴打擊力的計算及探討》中，我們對東潤公司生產(chǎn)的除鱗噴嘴打擊力進行了理論推導，并與實際測試相結(jié)合，得出的打擊力計算公式如下：（我公司的高壓水除鱗噴嘴實驗室（噴嘴檢測中心），是由北京科技大學技術(shù)援建，東潤公司主體設計完成。高壓測試系統(tǒng)的測試能力：42Mpa時的最大流量190L/min；28Mpa時的最大流量340L/min；打擊力測試范圍0?40MPa。該檢測中心的建設對進一步進行高壓水噴嘴的研制與開發(fā)、進行高壓水除鱗技術(shù)的研究、提高改善板帶材表面質(zhì)量、節(jié)能降耗等奠定了技術(shù)平臺。）(MPa)0.0550/Pcos。)(MPa)H2tan門/2)tan。/2)

式中：0.055為推導系數(shù)：Q——在P壓力下每個噴嘴的流量（L/min）；P 噴嘴進水口壓力（kg/cm2）；H——噴嘴出口至打擊面的垂直距離（mm）；a——噴嘴的噴射角，一般常用高壓扁平噴嘴a為26°、30°、40°，如有特殊需要也可設計成其他種角度值；①——射流厚度夾角，一般為1.1?1.6°；F——打擊力（MPa）；實驗室實際測試時8=0，即F= （MPa）H2tan（a/2）tan（①/2）公式（1）適用于軋制生產(chǎn)現(xiàn)場打擊力的計算，公式（2）適用于實驗室打擊力的計算，從公式中明顯看出，噴嘴打擊力與它的工作壓力開方、工作流量成正比，與噴射高度的平方、噴射角、射流厚度夾角成反比，其中對打擊力影響最大的參數(shù)為HF= （MPa）H2tan（a/2）tan（①/2）公式（1）適用于軋制生產(chǎn)現(xiàn)場打擊力的計算，公式（2）適用于實驗室打擊力的計算，從公式中明顯看出，噴嘴打擊力與它的工作壓力開方、工作流量成正比，與噴射高度的平方、噴射角、射流厚度夾角成反比，其中對打擊力影響最大的參數(shù)為H（噴射高度，因力F與H平方成反比例的關(guān)系）。3.2根據(jù)一年左右的實際應用，這個公司基本符合我公司現(xiàn)有除鱗噴嘴的打擊力計算。計算出的打擊力與實際測量的值基本相符，基本條件是實際測量出的打擊力值，寬度方向的分布如下圖（這是我們對除鱗噴嘴進行實測的打擊力分布圖）：(2)高壓水噴嘴打擊力試驗1086420120987654321下面兩種打擊力寬度方向的分布不是我們的考慮的情況:嘖嘴打擊力試驗噴嘴打擊力試驗嘖嘴打擊力試驗噴嘴打擊力試驗3.3我們根據(jù)我們的測試結(jié)果與上述公式（2）計算值的比較如下表:噴嘴型號測試打擊力公式（2）計算打擊力計算與測試的誤差P壓力MPaQ流量L/mina噴射角H測試高度mm測試打擊力MPa系數(shù)①厚度夾角F計算值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%通過上表的數(shù)據(jù)表明，該公式是可靠的，可對現(xiàn)場應用的高壓水除鱗噴嘴進行驗算。4判斷除鱗噴嘴打擊力是否滿足除鱗需求的條件：4.1對于不同鋼種除鱗時最小打擊力（經(jīng)驗數(shù)據(jù)）爐生（一次）鱗4.1.1普通碳鋼，低合金鋼所需要最小打擊力為0.6—0.8MPa；4.1.2高合金鋼（如含有釩、鈦、鎳、硅等元素較高的合金鋼）所需最小打擊力為0.8—1.2MPa，部分不銹鋼軋線的除鱗打擊力的選擇高達2MPa以上。4.2再生（二次）鱗：0.5—0.7MPa，但水量要比一次除鱗少30?40%左右（為了防止鋼板溫降過大）。5說明這個公式適用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)為圓錐形內(nèi)孔的高壓噴嘴打擊力的計算。參考文獻薛勝雄.高壓水射流技術(shù)工程合肥工業(yè)大學出版社 2006.10L