CN109963665A - 氧化皮去除装置 - Google Patents

Abstract

实施例公开了一种氧化皮去除装置，去除形成在钢板的表面的氧化皮，包括：第一喷射装置，包含向上述钢板喷射流体的多个第一喷嘴；以及第二喷射装置，包含向上述流体喷射颗粒的多个第二喷嘴，上述多个第二喷嘴与上述多个第一喷嘴沿第一方向被隔开配置，上述第一方向与上述钢板的移动方向平行。

Description

氧化皮去除装置

技术领域

实施例涉及一种氧化皮去除装置。

背景技术

一般来说，在炼铁厂的高炉或电炉等中溶解的熔融金属(Molten metal)可以被注入铸模(Mold)而制成规定形状的轧制材料(钢板)。另外，这样的钢板在加热炉中进行加热后，可根据制品特性而进行轧制。

如果在加热炉中被加热至再结晶温度以上的钢板与大气中的氧发生反应，则可以在其表面形成氧化膜、即氧化皮(Scale)。由于该氧化皮在轧制时成为引起不良的主要原因，因此在轧制操作前经过去除氧化皮的操作，可以将这样的氧化皮去除操作称为去氧化皮(Descale)操作。

一般来说，去氧化皮操作可以通过氧化皮去除装置(去氧化皮机)来进行。

氧化皮去除装置设置在拉出被加热的钢板并输送的输送装置(例：台辊等)，通过向沿着输送装置输送的钢板的表面喷射高压的冷却水，从而能够去除氧化皮。

图1a和图1b是表示以往的氧化皮去除装置的图。

参照图1a和图1b，以往的氧化皮去除装置可以包括分别配置在被输送的钢板1的上部和下部的高压水喷射喷头4、和沿着高压水喷射喷头4的长度方向隔开规定间隔而配置的多个喷嘴2。

喷嘴2可以从高压水喷射喷头4接受高压水5而喷射到钢板1的表面。此时，各喷嘴2沿着高压水喷射喷头4的长度方向以规定间隔p配置，与钢板1隔开规定距离d，从而可以向钢板1的表面喷射高压水5。

喷嘴2通常可以设置成叶片(Fan)形的线型喷嘴。由此，高压水5越接近钢板1的表面，越向钢板1的宽度方向(与钢板的输送方向垂直的方向)扩张，可以喷射成通常具有2mm至20mm的厚度的薄的线状。这时，喷射的高压水5可以根据喷嘴2出口的宽度和形状而具有规定喷射角A。

由喷嘴2喷射出的高压水5，通过与钢板1碰撞而可以去除附着于钢板1的表面的氧化皮。此时，高压水5以与钢板1的表面具有规定导程角(Lead angle)B的方式喷射，从而可以防止被去除的氧化皮再次流入钢板1侧。

即，由于高压水5因设定的导程角B而倾斜地喷射，所以被高压水5去除的氧化皮可以向钢板1外部移动，而不会再次回到已去除氧化皮的区域。

另外，高压水5以相对于钢板1的宽度方向具有倾斜的偏斜角(Offset angle)C的方式进行喷射，从而避免各高压水5间的干涉，能够将被去除的氧化皮送到钢板1的外部。并且，高压水5为了确保用于去除氧化皮的充分的碰撞压，可以设定重叠区域O。

但是，由于这样的导程角B、偏斜角C、重叠区域O，可能发生高压水5的碰撞压不均匀现象和钢板1的冷却偏差现象。

图2a和图2b是用于说明以往的氧化皮去除装置导致的高压水5的碰撞压不均匀和冷却偏差的图。

首先，参照图2a，从各喷嘴2喷射的高压水5相对于钢板1的宽度方向具有偏斜角C的情况下，根据喷嘴2的配置，以钢板1靠近的方向为基准，可能存在前端的高压水5a和后端的高压水5b。

如上所述，由于高压水5以具有规定的导程角B的方式以倾斜的状态喷射，因此与钢板1碰撞后溅出的水5c可能在重叠区域O对前端或后端的高压水5引起干涉。

特别是以如图1a所示的方向形成导程角B时，由后端的高压水5b溅出的水5c可能对前端的高压水5a引起干涉。

这样的干涉主要发生在重叠区域O，因此可能减少重叠区域O中的高压水5碰撞压。

另外，如图2b所示，在高压水喷射喷头4的长度方向轴配置成与钢板1的宽度方向一致且设置导程角B而使高压水5相对于钢板1的表面倾斜地喷射的状态下，如果按照各喷嘴2设定偏斜角C，则喷嘴2的喷射图案上的两端高压水5到达钢板1的距离5d、5e可能不同。由于这样的距离差，即使是从同一喷嘴2喷射的高压水5，也可能根据区域而碰撞压不同。

这种碰撞压不均匀现象还会使钢板1的冷却中发生偏差，冷却偏差现象还可能因为重叠区域O中的高压水5多重喷射而发生。

如上所述的碰撞压不均匀和冷却偏差还会使由于钢板1表面的氧化皮部分地去除不完全而产生的条纹(Stripe)和不同区域的材质偏差，从而可能引起钢板1自身的品质降低。不仅如此，对没有完全去除氧化皮的钢板1进行轧制的情况下，存在表面品质降低的问题。

发明内容

实施例可以提供氧化皮剥离性能得到提高的氧化皮去除装置。

根据本发明的一实施例的氧化皮去除装置包括：第一喷射装置，包含向钢板喷射流体的多个第一喷嘴；以及第二喷射装置，包含向上述流体喷射颗粒的多个第二喷嘴，上述多个第二喷嘴与上述多个第一喷嘴沿第一方向被隔开配置，上述第一方向是与上述钢板的移动方向平行的方向。

优选为，上述第二喷嘴的喷射压小于上述第一喷嘴的喷射压。

优选为，上述第二喷嘴的喷射压是上述第一喷嘴的喷射压的30％至60％。

优选为，上述第二喷嘴的高度是上述第一喷嘴的高度的50％～90％，上述第一喷嘴的高度和第二喷嘴的高度是自上述钢板的表面的高度。

优选为，延长上述第一喷嘴而得到的第一假想线与延长第二喷嘴而得到的第二假想线所形成的角度为30度至90度。

优选为，上述颗粒包含碳酸氢钠。

优选为，上述第一喷嘴具有第一喷射角度，上述第二喷嘴具有第二喷射角度。

优选为，上述第二喷嘴的喷射角度小于上述第一喷嘴的喷射角度。

优选为，上述多个第一喷嘴具有第一偏斜角度，上述第一偏斜角度是上述第一喷嘴的喷出口以钢板的宽度方向为基准倾斜而成的角度。

优选为，上述多个第二喷嘴具有第二偏斜角度，上述第二偏斜角度是上述第二喷嘴的喷出口以钢板的宽度方向为基准倾斜而成的角度。

优选为，上述第一偏斜角度与上述第二偏斜角度以上述钢板的宽度方向为基准对称。

优选为，混合有上述颗粒的流体与上述钢板接触时具有上述第一偏斜角度。

在本发明的另一实施例中，包括：第一喷射装置，包含向钢板喷射流体的多个第一喷嘴；第二喷射装置，包含向上述流体喷射颗粒的多个第二喷嘴；以及控制器，根据上述钢板的种类而控制上述第二喷射装置。

优选为，上述多个第二喷嘴与上述多个第一喷嘴沿第一方向被隔开配置，上述第一方向与上述钢板的移动方向平行。

优选为，上述控制器根据上述钢板的种类而控制上述颗粒的喷射与否以及喷射量。

根据实施例，可提高氧化皮去除性能。

另外，可以解决重叠区域的碰撞压减少问题、冷却偏差以及过冷引起的钢板通过性降低的问题。

本发明的多种且优异的优点和效果不限于上述内容，在对本发明的具体实施方式进行说明的过程中将会更容易地被理解。

附图说明

图1a和图1b是表示以往的氧化皮去除装置的图。

图2a和图2b是用于说明以往氧化皮去除装置的问题的图。

图3是根据本发明的一实施例的氧化皮去除装置的图。

图4是图3的侧视图。

图5和图6是用于说明高压水与颗粒混合的过程的图。

图7是将第一喷嘴的喷射压力控制在3Mpa而去除氧化皮的照片。

图8是调节第一喷嘴的喷射压力而测定氧化皮剥离性的图表。

图9是用于说明第一喷嘴和第二喷嘴的配置角度的图。

图10是将第一喷嘴和第二喷嘴的配置角度调节为基准角度而去除氧化皮的照片。

图11是调节第一喷嘴和第二喷嘴的配置角度而测定氧化皮剥离性的图表。

图12是用于说明第一喷嘴和第二喷嘴的高度关系的图。

图13是将第一喷嘴和第二喷嘴的高度设定为第一阶段而去除氧化皮的照片。

图14是调节第一喷嘴和第二喷嘴的高度而测定氧化皮剥离性的图表。

图15和图16是用于说明第一喷嘴和第二喷嘴的偏斜角度的图。

具体实施方式

本发明可以进行多种变更，可以具有各种实施例，特定实施例将在附图中进行例示并说明。但是，这不是将本发明限定在特定实施方式，应理解为包括本发明的思想和技术范围内包含的全部变更、等价物、替代物。

本申请中使用的用语只是为了说明特定实施例而使用的，并不是要限定本发明。单数的表达只要在文中没有明确地另行表示，则包含复数的表达。本申请中，“包含”或“具有”等用语应理解为是指存在说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合，并不预先排除一个或其以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。

只要没有另外定义，包括技术或科学用语在内的、在这里使用的全部用语具有本发明所述技术领域中具备通常知识的技术人员一般理解的意思相同的意思。一般使用的词典中定义的用语应解释为与相关技术的上下文中具有的意思一致的意思，只要在本申请中没有明确定义，不应解释为理想的或过于形式性的意思。

下面，参照附图详细地说明实施例，与附图符号无关地，相同或对应的构成要读标记相同的参照符号，并省略对其的重复的说明。

图3是根据本发明的一实施例的氧化皮去除装置的附图，图4是图3的侧视图。

参考图3和图4，根据实施例的氧化皮去除装置包括：第一喷射装置10，包含向钢板1喷射流体2(高压水)的多个第一喷嘴11、以及第二喷射装置20，包含向流体喷射颗粒(particle)3的多个第二喷嘴21。

钢板1可以沿着第一方向D1移动。第一喷射装置10可以分别配置在钢板1的两表面。第一喷射装置10可以包含向钢板1的表面喷射高压水2的多个第一喷嘴11、以及向第一喷嘴11供给高压水2的第一喷头12。第一喷头12可以与外部的高压水罐连接。

第一喷射装置10可以直接利用现有的高压水喷射装置。如图1和图2中说明的那样，多个第一喷嘴11可以具有喷射角、导程角、偏斜角度等。

第二喷射装置20可以包含向高压水2喷射颗粒3的多个第二喷嘴21、以及向第二喷嘴21供给颗粒3的第二喷头22。第二喷头22可以与外部的颗粒供给装置相连接。

多个第二喷嘴21可以与多个第一喷嘴11沿第一方向D1隔开配置。此时，第一方向可以是与钢板1的移动方向平行的方向。多个第二喷嘴21可以配置在以第一方向为基准比多个第一喷嘴11靠近前方的位置。

从第二喷嘴21喷射的颗粒3可以与从第一喷嘴11喷射的高压水2混合。实施例中由于高压水2与颗粒3混合而喷射，因此，与仅喷射高压水的以往技术相比，能够提高施加于钢板1的表面的冲击量。

控制器40可以控制第一喷射装置10和第二喷射装置20的开/关、以及喷射压等。控制器40可以获得钢板1的信息并根据钢板1的种类而控制第一喷射装置10和第二喷射装置20。

例示性地，控制器40在相应钢板1的氧化皮剥离性良好而不需要大的碰撞压力的情况下，也可以不向第二喷射装置20输出喷射控制信号。即，可以仅喷射第一喷射装置10的高压水而去除氧化皮。

另外，相应钢板1的氧化皮剥离性不好的情况下，也可以以提高颗粒3喷射量的方式向第二喷射装置20输出控制信号。此时，对于多种钢板1的信息可以存储于存储器中。

根据实施例，可以对向空气中喷射的高压水2喷射颗粒3而进行混合。因此，高压水2可以在混合有颗粒3的状态下也能够完好地维持偏斜角度、喷射角度、以及导程角等。

此时，第一喷嘴11的个数和第二喷嘴21的个数可以相同。由此，颗粒3同样地喷射到从多个第一喷嘴11喷射的高压水2，因此能够提高均匀性。

如果在一个喷嘴中预先混合高压水2和颗粒3而进行喷射的情况下，因混合过程，而可能在喷嘴内部产生过度的压力。因此，存在难以控制最终喷射的高压水2的喷射角度和偏斜角度的问题。另外，存在在混合过程中加速喷嘴内部的磨损而寿命缩短的问题。

参照图5，从第二喷嘴21喷射的颗粒3被喷射到高压水2的表面后，可以与高压水2一起向钢板1的表面喷射。此时，第二喷嘴21的喷射压可以是第一喷嘴11的喷射压的30％至60％。

喷射压小于30％的情况下，存在颗粒3不能渗透至高压水2的内部而溅出的问题，喷射压大于60％的情况下，存在密度高的颗粒3通过高压水2的问题。即，第二喷嘴21的喷射压为第一喷嘴11的喷射压的30％至60％的情况下，大部分的颗粒3可以与高压水2混合而提高去氧化皮性能。

高压水2能够向流入内部的颗粒3传递力矩而增加颗粒3的移动速度。速度加快的颗粒3可以与钢板1表面的氧化皮碰撞。因此，形成比通过水的碰撞而产生的压力大的碰撞压力，所以能够提高氧化皮剥离性。

参考图6，喷射到高压水2的颗粒3可以随着高压水2的喷射区域而均匀地扩散而喷射。因此，可以对高压水2与钢板1接触的区域传递均匀的冲击量。颗粒3的喷射面积P1可以为圆形，但并不是必须限定于此，喷射面积也可以是椭圆形。

现有氧化皮去除装置使用了增加喷射压等而增加碰撞压的方法。但是，本实施例通过使用密度大的粒子，从而可以增加碰撞压力。因此，能够减少喷射压力，还可以减少水的使用量。

颗粒3可以在使氧化皮表面产生裂纹(Crack)后残留于氧化皮内部。残留的颗粒3可以被热分解而产生气体(例：二氧化碳)。气体则可以发生膨胀而促进裂纹的生长。因此，能够获得进一步的氧化皮剥离效果。

颗粒3可以包含碳酸氢钠。但是，并不一定限定于此，只要是能够提高密度而提高物理性冲击量、或者能够通过热分解而促进裂纹的生长的粒子，就可以没有限制地使用。

碳酸氢钠通过高温的热轧钢板1的热并基于如下热分解反应式而可以形成碳酸钠、水、二氧化碳。

[反应式1]

2NaHCO₃＝Na₂CO₃+H₂O+CO₂

另外，由于碳酸钠为水溶性，非常容易溶解于水，因此具有不需要另外的后处理设备的优点。例示性地，可以经过另外的清洗过程或者溶解于残留在钢板上的滞留水而一同被去除。

根据实施例，除了物理性处理以外，还伴有化学性处理，因此可以降低喷头压力，减少使用的水的量，从而能够解决冷却导致的钢板通过性降低问题。另外，去除由于碰撞压不足而未被去除的氧化皮，从而能够提高钢板1表面品质。

图7是将第一喷嘴的喷射压力控制为3Mpa而去除氧化皮的照片，图8是调节第一喷嘴的喷射压力而测定氧化皮剥离性的图表。

参考图7和图8，可知从3Mpa开始越增加第一喷嘴11的喷射压力，侵蚀深度t和宽度W1、W2越增加。但是，可知喷射压力达到5Mpa以上时几乎没有侵蚀深度t和宽度W1、W2的提高。

上述实验结果是所制作的小型模型上的值。实际上配置在生产线上的第一喷嘴11的喷射压力可以为10Mpa至30Mpa。小于10Mpa的情况下，难以具有充分的碰撞压力，即使大于30Mpa，也不会提高效率。

图9是用于说明第一喷嘴与第二喷嘴的配置角度的图，图10是将第一喷嘴与第二喷嘴的配置角度调节为基准角度而去除氧化皮的照片，图11是调节第一喷嘴与第二喷嘴的配置角度而测定氧化皮剥离性的图表。

参考图9，延长第一喷嘴11而得到的第一假想线与延长第二喷嘴21而得到的第二假想线所形成的配置角度θ1可以是30度至90度。在30度以下时，存在向相同方向进行喷射，从而颗粒3无法钻进高压水2的内部，大部分向外溅出的问题。90度以上时，存在与高压水2的行进方向引起大的干涉而减小碰撞力的问题。

参考图10和图11，实验是将第一喷嘴11和第二喷嘴21的配置角度θ1调节成30度后，一边调节角度，一边对侵蚀深度t和宽度W1、W2进行了实验。可以确认第一喷嘴11与第二喷嘴21的配置角度θ1越小(+方向)，侵蚀效果越低，配置角度θ1越大，效果越高。

图12是用于说明第一喷嘴与第二喷嘴的高度关系的图，图13是将第一喷嘴和第二喷嘴的高度设定为第一阶段而去除了氧化皮的照片，图14是调节第一喷嘴和第二喷嘴的高度而测定了氧化皮剥离性的图表。

参考图12，第二喷嘴21的高度H2可以是第一喷嘴11的高度H1的50％～90％。如果高于90％的情况下，存在由于强喷射压而溅出的问题。另外，小于50％的情况下，在高压水所喷射的三角形状的面积会产生一部分空的空间，从而存在颗粒3没有混合、或者颗粒3穿过高压水2的问题。

参考图13和图14，每次降低10％的高度，分5阶段进行实验。第一阶段是第二喷嘴21在第一喷嘴11的高度的90％的地方。可以确认第二喷嘴21的高度越低，侵蚀深度t和宽度W1、W2减少。

图15和图16是用于说明第一喷嘴和第二喷嘴的偏斜角度的图。

参考图15，在钢板的平面上，第一喷嘴11可以以第一喷射角度θ2喷射高压水2，第二喷嘴21可以以第二喷射角度θ3喷射颗粒3。

由于颗粒3喷射到高压水2的上端时有利，因此，第二喷射角度θ3可以小于第一喷射角度θ2。但是，并不限定于此，第二喷射角度θ3可以根据第一喷嘴11和第二喷嘴21的距离而适当地调节。

从第一喷嘴11喷射的高压水2可以具有向钢板的宽度方向D2倾斜的第一偏斜角度θ5。第一偏斜角度θ5可以是高压水2的端面2c与宽度方向D2所形成的角度。偏斜角度可以将喷嘴的喷出口向顺时针方向旋转而进行调节。此时，喷嘴的喷出口可以向钢板的宽度方向形成得较长。因此，如果没有偏斜角度，喷嘴的喷出口的延长方向与钢板的宽度方向可以平行。

在实施例中，由于在空气中颗粒3与高压水2混合，高压水2在混合有颗粒3的状态下也能具有第一偏斜角度θ5。第一偏斜角度θ5可以具有适当的范围，以提高氧化皮去除性能。

因此，第二喷嘴21也可以具有第二偏斜角度θ4。第二偏斜角度θ4可以是喷射的颗粒的端面3c与宽度方向D2所形成的角度。由于第一喷嘴11具有第一偏斜角度θ5，因此若第二喷嘴21与宽度方向水平地喷射颗粒，则在两侧面3a、3b，喷射距离变得不同，难以进行均匀的颗粒3的混合。

第一偏斜角度θ5与第二偏斜角度θ4可以相同，可以以钢板1的宽度方向为基准对称。根据这样的构成，颗粒3喷射到高压水2的表面的距离变得均匀，碰撞压可以变得均匀。

第二喷嘴21的第二偏斜角度θ4可以与第一喷嘴11的第一偏斜角度θ5相反地进行旋转。例如，如果将第一喷嘴11向顺时针方向旋转15度时，第二喷嘴21可以向逆时针方向旋转15度。在这里，顺时针方向的15度可以是将喷嘴与钢板垂直地配置后，在钢板上以喷嘴的轴为中心按顺时针方向进行旋转的角度。

即，如果没有偏斜控制，则高压水2的一侧面2b可能由于第一偏斜角度θ5而与颗粒3的一侧面3b变远。与此相反，高压水2的另一侧面2a可能与颗粒3的另一侧面3a变近。但是，根据实施例，将第二喷嘴21的第二偏斜角度θ4设定为与第一喷嘴11相反，从而还可以缩小左右间隔距离差异。

但是，并不是必须限定于此，如图16所示，第二喷嘴21的第二偏斜角度可以向与第一喷嘴11的第一偏斜角度相同的方向进行旋转而缩小左右间隔距离差异。即，第一偏斜角度与第二偏斜角度可以相同。例如，将第一喷嘴11以轴中心向逆时针方向旋转15度时，第二喷嘴21也可以以轴中心向逆时针方向旋转15度。因此，从喷嘴喷射的高压水与颗粒的端面2c、3c可以互相平行。其结果，可以缩小由于两喷射头之间的长度差而发生的偏差。

Claims (15)

1.一种氧化皮去除装置，去除形成在钢板的表面的氧化皮，其中，

包括：

第一喷射装置，包含向所述钢板喷射流体的多个第一喷嘴；以及

第二喷射装置，包含向所述流体喷射颗粒的多个第二喷嘴，

所述多个第二喷嘴与所述多个第一喷嘴沿第一方向被隔开配置，

所述第一方向与所述钢板的移动方向平行。

2.根据权利要求1所述的氧化皮去除装置，其中，

所述第二喷嘴的喷射压小于所述第一喷嘴的喷射压。

3.根据权利要求2所述的氧化皮去除装置，其中，

所述第二喷嘴的喷射压是所述第一喷嘴的喷射压的30％至60％。

4.根据权利要求1所述的氧化皮去除装置，其中，

所述第二喷嘴的高度是所述第一喷嘴的高度的50％～90％，所述第一喷嘴的高度与第二喷嘴的高度是自所述钢板的表面的高度。

5.根据权利要求1所述的氧化皮去除装置，其中，

延长所述第一喷嘴而得到的第一假想线与延长第二喷嘴而得到的第二假想线所形成的角度为30度至90度。

6.根据权利要求1所述的氧化皮去除装置，其中，

所述颗粒包含碳酸氢钠。

7.根据权利要求1所述的氧化皮去除装置，其中，

所述第一喷嘴具有第一喷射角度，所述第二喷嘴具有第二喷射角度。

8.根据权利要求1所述的氧化皮去除装置，其中，

所述第二喷嘴的喷射角度小于所述第一喷嘴的喷射角度。

9.根据权利要求1所述的氧化皮去除装置，其中，

所述多个第一喷嘴具有第一偏斜角度，

所述第一偏斜角度是所述第一喷嘴的喷出口以钢板的宽度方向为基准倾斜而成的角度。

10.根据权利要求9所述的氧化皮去除装置，其中，

所述多个第二喷嘴具有第二偏斜角度，

所述第二偏斜角度是所述第二喷嘴的喷出口以钢板的宽度方向为基准倾斜而成的角度。

11.根据权利要求10所述的氧化皮去除装置，其中，

所述第一偏斜角度与所述第二偏斜角度以所述钢板的宽度方向为基准对称。

12.根据权利要求11所述的氧化皮去除装置，其中，

混合有所述颗粒的流体在接触所述钢板时具有所述第一偏斜角度。

13.一种氧化皮去除装置，去除形成在钢板的表面的氧化皮，其中，

包括：

第一喷射装置，包含向所述钢板喷射流体的多个第一喷嘴；

第二喷射装置，包含向所述流体喷射颗粒的多个第二喷嘴；以及

控制器，根据所述钢板的种类而控制所述第二喷射装置。

14.根据权利要求13所述的氧化皮去除装置，其中，

所述多个第二喷嘴与所述多个第一喷嘴沿第一方向被隔开配置，

所述第一方向与所述钢板的移动方向平行。

15.根据权利要求13所述的氧化皮去除装置，其中，

所述控制器根据所述钢板的种类而控制所述颗粒的喷射与否、以及喷射量。