CN112584941A - 用于对轧件进行除鳞的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于对轧件进行除鳞的喷嘴头适于被安装成用于相对于所述轧件的表面绕旋转轴线的旋转，所述轧件相对于所述喷嘴头运动。所述喷嘴头包括多个喷嘴，该多个喷嘴被适配成将液体喷射到所述轧件上，其中，所述喷嘴被定位在距所述旋转轴线不同的径向距离处。

Description

用于对轧件进行除鳞的装置和方法
技术领域
本发明涉及例如在用于生产钢条带或有色金属条带的轧机中用于除鳞的装置和方法，特别是用于利用从旋转的喷嘴头喷射的液体对表面进行除鳞的装置和方法。
背景技术
从专利公开US 5,502,881和US 2007/0277358 A1中已知了通过用来自旋转喷嘴的高压水喷射轧件(例如薄轧钢)来对该轧件进行除鳞的系统和方法。在这些专利中描述的技术中，轧件移动经过喷嘴头的线性阵列，该喷嘴头的线性阵列跨越轧件的宽度延伸。阵列中的每个喷嘴头被安装成以便旋转，并且包括沿着喷嘴头的外周界定位的多个喷嘴。喷嘴头的每个喷嘴将高压下的液体(例如水)喷射在轧件上，从而去除可能在轧件上形成的鳞。
图1是根据现有技术的由喷嘴头产生的喷射图案的示意性俯视平面图。旋转的喷嘴各自在轧件100的表面上产生圆形喷射图案。假定轧件100在旋转的喷嘴头下方沿线性方向(由图1中的箭头F指示)移动，则叠加的喷射图案是螺旋102。如从图1可以看到的，来自相应喷嘴的螺旋重叠并且在边界区域处叠加。在喷射图案102中，这种重叠可能导致沿轧件100的移动方向F在圆的周边处形成条带104、条带104’。
为了便于呈现，图1仅示出了单个喷嘴头的喷射图案102，其中喷嘴头可以配备有一个或多个喷嘴。但是在许多应用中，可以跨越轧件100的宽度(垂直于方向F)将多个喷头排成一行或成阵列地布置，并且所有这些喷嘴头产生在边界处具有条带104、条带104’的螺旋喷射图案102，这些螺旋喷射图案与图1所示的螺旋喷射图案相同或非常相似。
与周围区域相比，在条带104、条带104’所指示的重叠区域中，更多的压力下的液体冲击在轧件100上，这可能导致在轧件100上产生不希望的不一致性或甚至产生除鳞痕迹。
因此，对于允许对轧件进行更均匀、一致的除鳞的装置和方法存在需求。
发明内容
该目的通过根据独立权利要求1的用于对轧件进行除鳞的喷嘴头和根据独立权利要求12的用于对轧件进行除鳞的方法来实现。从属权利要求涉及优选实施例。
根据本发明的用于对轧件进行除鳞的喷嘴头适于被安装成用于相对于所述轧件的表面绕旋转轴线的旋转，并且包括多个喷嘴，所述轧件相对于所述喷嘴头运动，所述多个喷嘴被适配成将液体喷射到所述轧件上，其中，所述喷嘴被定位在距所述旋转轴线不同的径向距离处。
使所述喷嘴背离旋转喷嘴头的外周边运动对于本领域技术人员而言可能像是违反直觉的并且适得其反，因为这减小了射出液体的范围和角动量。然而，本发明人的见解是，被定位在距所述旋转轴线不同的径向距离处的喷嘴可以产生跨越轧件的更一致且更均匀的喷射图案，并且因此产生改善的除鳞结果。
特别地，在喷射图案更一致的条件下，可以有效地避免在轧件上出现不希望的除鳞痕迹。
另外，在喷射图案更一致的条件下，可以用较少的液体摄入量或用较低压力下的液体并且因此更有效且成本更低地获得所需的除鳞结果。
本发明的技术可以用于各种各样的工件或坯料的热除鳞和冷除鳞，所述工件或坯料包括钢或其他黑色金属以及如铝、黄铜或铜等有色金属。
本发明的技术可以代替劣等的有色金属除鳞方法，例如化学除鳞，特别是蚀刻，或通过刷子除鳞。
根据本发明的技术是通用的，并且可以用于任何形状或尺寸的材料。
在本公开内容的意义上，坯料可以表示任何需要除鳞的物体，包括具有不同材料成分、尺寸或形状的物体。
例如，坯料可以包括钢条带或有色金属条带，例如在热或冷条件下的板坯、板材或其他宽钢产品。此外，坯料可以包括大方坯、棒材、型材、圆钢、管件或线材，以及来自铸锭模铸件的铸锭和大方坯。
坯料可以在锻造厂中以包括环在内的各种形状形成。
在本公开内容的意义上，旋转可以是指圆运动或椭圆运动，或其中所述喷嘴头相对于所述轧件的所述表面转动的任何其他类型的运动。
在本公开内容的意义上，旋转轴线可以是指垂直于所述旋转平面的轴线。所述旋转轴线可以与所述喷嘴头的驱动轴线重合。然而，这是可选的，并且所述旋转轴线也可以是仅由所述喷嘴头的所述旋转运动限定的假想轴线。
在本公开内容的意义上，轧件是指相对于所述喷嘴头运动的坯料。例如，所述喷嘴头可以是固定的，并且所述坯料可以相对于所述喷嘴头在线性方向上运动。在其他实施例中，坯料可以是固定的，并且除了所述喷嘴头相对于所述表面的所述旋转之外，所述喷嘴头还可以跨越所述轧件运动。在其他实施例中，坯料和喷嘴头均可以相对于固定的参考系运动。
在实施例中，所述喷嘴头至少包括第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴被定位在距所述旋转轴线第一径向距离处，所述第二喷嘴被定位在距所述旋转轴线第二径向距离处，其中，所述第二距离小于所述第一距离。
特别地，所述第二喷嘴被定位成远离所述喷嘴头的周界。
本发明人发现，将所述第二喷嘴定位在距所述旋转轴线更小的距离处可以产生更均匀的除鳞，并且可以避免除鳞条带。
可以选择相邻喷嘴之间的径向距离，使得相应的喷射图案在轧件的表面上彼此接触或稍微重叠。这可以允许实现轧件的特别均匀的除鳞。
一般地，相邻喷嘴之间的径向距离可以既取决于喷嘴头与轧件的表面之间的距离，又取决于各个喷嘴的射流打开角度或喷射角度。
一般地，喷嘴在轧件表面上方的高度越大，并且从喷嘴射出的射流的射流打开角度越宽，则可以选择相邻喷嘴头之间的径向距离越大。
在非限制性示例中，所述第二径向距离等于所述第一径向距离的至多0.9倍，特别地等于所述第一径向距离的至多0.8倍。
在实施例中，所述多个喷嘴沿着具有不同半径的圆或椭圆布置。
所述半径可以从所述旋转轴线起测量。
例如，所述喷嘴头可以包括具有以第一半径布置的至少一个喷嘴的第一组、以及具有以第二半径布置的至少一个喷嘴的第二组，其中所述第二半径小于所述第一半径。
一般地，喷嘴的所述第一组和/或喷嘴的所述第二组中的每个可以包括任意数量的喷嘴。
根据示例，喷嘴的第一组中的喷嘴数量和/或喷嘴的第二组中的喷嘴数量为至少两个。
在实施例中，喷嘴的所述第二组中的喷嘴的数量可以不大于喷嘴的所述第一组中的喷嘴的数量，特别是小于所述喷嘴的第一组中的喷嘴的数量。
更大直径处的喷嘴通常将扫过更大的表面积部分并对该部分进行除鳞。因此，通过随着直径改变喷嘴的数量，可以在轧件的整个表面上实现更均匀的除鳞。
在实施例中，所述第二半径可以是所述第一半径的至多0.9倍，特别是所述第一半径的至多0.8倍。
本发明不限于沿两个圆或椭圆布置的喷嘴，而是可以包括在距所述旋转轴线任何距离处的喷嘴。
例如，所述喷嘴头可以包括具有被定位在第三半径处的至少一个喷嘴的第三组，其中，所述第三半径小于所述第二半径。
第三组喷嘴可以包括任何数量的喷嘴。
喷嘴的所述第三组中的喷嘴的数量可以不大于喷嘴的所述第二组中的喷嘴的数量，特别地可以小于喷嘴的所述第二组中的喷嘴的数量。
根据示例，在喷嘴的所述第三组中的喷嘴的数量可以是至少两个。
在实施例中，所述第三半径是所述第一半径的至多0.8倍，特别是所述第一半径的至多0.7倍。
根据实施例，所述喷嘴可以成径向向外倾斜的角度。
本发明人发现，喷嘴的径向倾斜可以增大喷射图案的范围，并且可以产生更均匀的除鳞。
在实施例中，向外倾斜角可以等于至少1°或至少5°、特别是至少10°。
在实施例中，所述向外倾斜角是至多40°，或至多30°，或至多20°，或至多15°，特别是至多10°。
距所述旋转轴线的径向距离不同的喷嘴可以具有不同的向外倾斜角。
在实施例中，所述喷嘴头至少包括第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴被定位在距所述旋转轴线第一径向距离处，所述第一喷嘴以第一向外倾斜角径向向外倾斜，所述第二喷嘴被定位在距所述旋转轴线第二径向距离处，所述第二喷嘴以第二向外倾斜角径向向外倾斜，其中，所述第二径向距离小于所述第一径向距离，并且其中，所述第二向外倾斜角不同于所述第一向外倾斜角。
所述第二向外倾斜角可以大于或小于所述第一向外倾斜角。
通过随着相应喷嘴距所述旋转轴线的径向距离改变向外倾斜角，可以实现更均匀的除鳞。
在一些示例中，所述第二向外倾斜角可以是零、或者基本上是零。
在这些示例中，仅被定位在最大径向距离处的喷嘴可以是向外倾斜的。
替代地或另外地，所述喷嘴可以在所述喷嘴头的周向方向上倾斜。
在实施例中，所述喷嘴可以在所述喷嘴头的旋转方向上或沿所述喷嘴头的旋转方向倾斜。
替代地，所述喷嘴可以相反于所述喷嘴头的旋转方向倾斜。
在示例中，周向倾斜角可以是至少5°，特别是至少10°。在一些示例中，周向倾斜角可以在3°至20°的范围内，并且可以根据喷嘴头的旋转速度来调整。
在实施例中，周向倾斜角可以等于至多50°，特别是至多40°或至多20°。
同样，通过随着相应喷嘴距所述旋转轴线的径向距离改变周向倾斜角，可以获得更均匀的喷射图案。
在实施例中，所述喷嘴头至少包括第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴被定位在距所述旋转轴线第一径向距离处，所述第一喷嘴在周向方向上以第一周向倾斜角倾斜，所述第二喷嘴被定位在距所述旋转轴线第二径向距离处，所述第二喷嘴在周向方向上以第二周向倾斜角倾斜，其中，所述第二径向距离小于所述第一径向距离，并且其中，所述第二周向倾斜角不同于所述第一周向倾斜角。
在示例中，所述第二周向倾斜角可以小于所述第一周向倾斜角。
替代地，所述第二周向倾斜角可以大于所述第一周向倾斜角。
通过改变从不同径向距离处的所述喷嘴喷射的液体量，例如通过改变液体压力和/或改变所述喷嘴的孔口尺寸，也可以增强喷射图案的均匀性。
在实施例中，所述喷嘴头至少包括第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴被定位在距所述旋转轴线第一径向距离处，所述第一喷嘴具有第一孔口尺寸，所述第二喷嘴被定位在距所述旋转轴线第二径向距离处，所述第二喷嘴具有第二孔口尺寸，其中，所述第二径向距离小于所述第一径向距离，并且其中，所述第二孔口尺寸不同于所述第一孔口尺寸，特别是小于或大于所述第一孔口尺寸。
所述孔口尺寸可以是指孔口直径。
在一些实施例中，所述喷嘴的所述孔口可以具有圆形截面。在其他实施例中，所述孔口的截面可以是椭圆形的。在另外的其他实施例中，所述孔口可以是狭缝形的。
本发明还涉及一种用于对轧件进行除鳞的装置，该装置包括具有上述特征的喷嘴头一些或全部，所述喷嘴头被安装成用于相对于所述轧件的所述表面绕所述旋转轴线的旋转。
所述装置可以进一步包括驱动单元，该驱动单元被适配成使所述喷嘴头绕所述旋转轴线旋转。
在实施例中，所述装置进一步包括被适配成将所述液体供应到所述喷嘴头的供应单元。
到目前为止，已经参照单个喷嘴头描述了本发明。然而，如在背景技术部分中所解释的，在实践中，除鳞机通常包括例如以跨越所述轧件的宽度的阵列布置的多个喷嘴头。
因此，本发明还涉及一种用于对轧件进行除鳞的装置，该装置包括具有一些或全部上述特征的多个喷嘴头。
在示例中，所述喷嘴头可以跨越所述轧件的宽度布置，特别是竖直地和/或水平地跨越所述轧件的宽度布置。
在一些示例中，所述喷嘴头可以布置成至少一排，特别是布置成交错的多排。
如果喷嘴头设置在所述轧件的若干个表面侧，则交错配置可以是特别有利的，以防止射出的液体射流干扰。
在一些示例中，所述喷嘴头跨越所述轧件成圆形地布置。
取决于轧件的类型和形状，同样可以使用其他几何形状。
例如，所述喷嘴头可以布置成若干个不同的排，其中不同的排可以相对于彼此成一定角度形成。在轧件包括棒材或大方坯的情况下，可以布置不同排的喷嘴头以对轧件的不同侧相进行除鳞。
在轧件包括具有圆形截面的杆或管的情况下，所述喷嘴头可以以星形构型布置。
相邻的喷嘴头可能会反向扩散。
喷嘴头的特征，包括在距所述旋转轴线不同距离处的喷嘴的数量，它们各自的向外倾斜角和周向倾斜角可以在所述多个喷嘴头之间变化，特别是取决于所述喷嘴头在跨越所述轧件的所述宽度的所述排中的位置。
例如，与中心处的喷嘴头相比，在轧件的边界或边缘处的喷嘴头可以包括更少的喷嘴，特别是沿着各个喷嘴头的最外周界的喷嘴数量更少。
在示例中，所述装置包括第一喷嘴头和第二喷嘴头，特别是跨越所述轧件的宽度成排地布置的第一喷嘴头和第二喷嘴头，其中，所述第一喷嘴头和所述第二喷嘴头是具有上述特征的一些或全部的喷嘴头，其中，所述第一喷嘴头被安装成用于相对于所述轧件的表面绕第一旋转轴线的旋转，其中，所述第一喷嘴头包括第一多个喷嘴，所述第一多个喷嘴被适配成将所述液体喷射到所述轧件上，其中，所述第一多个喷嘴包括具有定位在第一半径处的至少一个喷嘴的第一组，以及具有定位在第二半径处的至少一个喷嘴的第二组，其中，所述第二半径小于所述第一半径。
类似地，所述第二喷嘴头可以被安装成用于相对于所述轧件的表面绕第二旋转轴线的旋转，其中，所述第二喷嘴头包括第二多个喷嘴，所述第二多个喷嘴被适配成将所述液体喷射到所述轧件上。所述第二多个喷嘴包括具有定位在第一半径处的至少一个喷嘴的第一组，以及具有定位在第二半径处的至少一个喷嘴的第二组，其中，所述第二半径小于所述第一半径。
所述第一喷嘴头可以比所述第二喷嘴头更靠近所述轧件的边界或边缘定位，其中，与所述第二喷嘴头的喷嘴的所述第一组相比，所述第一喷嘴头的喷嘴的所述第一组包括更少的喷嘴，和/或其中，与所述第二喷嘴头的喷嘴的所述第一组相比，所述第一喷嘴头的喷嘴的所述第一组包括孔口尺寸更小的喷嘴。
所述第一喷嘴头在所述轧件的所述边界或边缘附近需要除鳞的所述轧件的表面区域可以小于喷嘴头朝向轧件的中心要除鳞的表面区域。通过相应地适配喷嘴的尺寸或喷嘴的数量，可以实现更均匀的除鳞，并且可以避免浪费除鳞液体或其他资源。
本发明进一步涉及一种用于对轧件进行除鳞的方法，该方法包括以下步骤：使喷嘴头相对于所述轧件的表面绕旋转轴线旋转，所述喷嘴头包括多个喷嘴；以及将加压液体从所述喷嘴喷射到所述轧件上，其中所述喷嘴被定位在距所述旋转轴线不同的径向距离处。
所述方法可以进一步包括使所述轧件和所述喷嘴头相对于彼此运动的步骤。
所述喷嘴头可以是具有上述特征的一些或全部的喷嘴头。
所述轧件可以是经加热的或未经加热的金属坯料，特别是有色金属坯料。
在实施例中，所述方法进一步包括将所述液体供应到所述喷嘴的步骤。
所述液体可以是适合于除鳞的任何液体。在实施例中，所述液体包括水或是水。
所述多个喷嘴可以至少包括第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴被定位在距所述旋转轴线第一径向距离处，所述第二喷嘴被定位在距所述旋转轴线第二径向距离处，其中，所述第二径向距离小于所述第一径向距离，并且所述方法包括从所述第二喷嘴喷射与从所述第一喷嘴喷射相比的不同量的液体的步骤，特别是所述喷嘴头每次旋转喷射不同量的液体的步骤。
通过随着距所述旋转轴线的距离改变每次旋转喷射的液体量，可以实现更一致的除鳞和除鳞液体的更有效的使用。
较小径向距离处的喷嘴可以扫过所述轧件的所述表面的较小区域，并且因此可能需要较少的液体，或较低压力下的液体。
在实施例中，该方法进一步包括从所述第二喷嘴喷射比从所述第一喷嘴喷射更少量的液体的步骤，特别是在所述喷嘴头的每次旋转喷射更少量的液体的步骤。
本发明进一步涉及一种包括计算机可读指令的计算机程序产品，其中，所述指令当在所述计算机上读取时被适配成在功能地连接至所述计算机的用于对轧件进行除鳞的装置上实施具有上述特征的一些或全部的方法。
在一些示例中，计算机程序或计算机程序产品可以包括用于记录如流量、压力、旋转速度、坯料与喷嘴头的喷嘴之间的距离、和/或喷嘴喷射角度等操作参数的指令。计算机程序或计算机程序产品可以被适配成基于这些参数来计算和/或显示对轧件的表面的影响。
附图说明
根据参考附图对实施例的详细描述，用于对轧件进行除鳞的装置和方法的特征和众多优点将变得最清楚，在附图中：
图1是根据现有技术的喷射图案的俯视平面图；
图2是其中可以采用根据本发明的装置和方法的除鳞设备的示意图；
图3是根据本发明实施例的除鳞装置的示意性透视图；
图4是根据本发明的实施例的具有在不同径向距离处的喷嘴的喷嘴头的示意性透视图；
图5是喷嘴头的示意性下部平面图，其图示了根据本发明的实施例的喷嘴在不同圆上的位置；
图6是根据实施例的相邻喷嘴的径向距离与射流打开角度之间的关系的示意性图示；
图7示意性地图示了可以用根据本发明的实施例的喷嘴头获得的喷射图案；以及
图8是图示根据本发明的实施例的方法的流程图。
具体实施方式
现在将通过用高压下的水喷射热的薄钢轧件对该轧件进行除鳞的示例来描述本发明的实施例。然而，本发明是通用的，并且可以用于多种材料的除鳞，包括黑色金属或有色金属的热除鳞或冷除鳞。
图2是用于生产宽的钢条带的轧机10的示意性图示。钢在退火炉12中退火，并且作为轧件14进入粗轧机部分，该轧件借助包括从动辊16的辊系沿方向F(由箭头指示)输送。
轧机10沿轧件14的路径包括多个粗轧机。图2示出了沿轧件14的行进方向F的两个立式粗轧机18、18’，其间夹着卧式粗轧机20。然而，这仅是示例，并且在实际应用中，轧机10可以包括数量更多的立式和卧式粗轧机和/或精轧机以使轧件14成形。
如从图1进一步可以看到的，两个除鳞装置22、22’分别位于粗轧机18、粗轧机20之间和粗轧机20、18之间。这些除鳞装置22、22’被适配成将高压下的水喷射在轧件14的所有四个侧面上，以便从轧件14的上下表面和侧表面去除鳞层。例如，对于宽度为900mm且沿箭头F的方向以每秒约1米的速度移动的轧件14，除鳞装置22、除鳞装置22’可以在约1000至1200巴的压力和每分钟约300至6,000升水的流率下操作。圆钢、棒材、管材(内部和外部)、锻造块和其他坯料的除鳞可以采用类似的参数。
图3更详细地图示了除鳞装置22的设置和设计。除鳞装置22’可以大体相同。
除鳞装置22包括跨越轧件14的宽度以线性阵列布置的多个喷嘴头24。图3示出了具有在轧件14的上侧的五个喷嘴头24和在轧件下侧的四个喷嘴头24的阵列。然而，任何给定的除鳞装置22中的喷嘴头24的数量可以根据轧件14的尺寸、宽度和形状、轧件的材料成分以及操作参数而变化。在一些示例中，除鳞装置22可以在轧件14的所有四个侧面上喷射，即在轧件14的上下表面侧和侧表面上喷射。
每个喷嘴头24被安装成绕中心旋转轴线Z旋转。为了便于呈现，在图3中仅描绘了一条轴线Z。然而，每个喷嘴头24类似地具有它们自己的旋转轴线(它们总体上全部平行)，并且借助于驱动单元被驱动以绕它们各自的旋转轴线Z旋转。为了便于呈现，未在图3中示出驱动单元，但是下面将参照图4进行说明。驱动单元可以包括液压、气动或电动驱动马达。每个喷嘴头24可以设置有它们自己的驱动单元。替代地，单个集成驱动单元可以用于多个喷嘴头24。在一些示例中，驱动单元可以包括电动马达，该电动马达被适配成使喷嘴头24相对于轧件14的表面以从200到1,200rpm的转数旋转。
如从图3可以进一步看到的，每个喷嘴头24经由管道26连接到压力产生供应单元28，该压力产生供应单元被适配成对喷嘴头24供应以要喷射在轧件14上的液体。例如，供应单元28可以从储液器30接收液体，并且可以包括多个离心泵或容积泵32，该多个离心泵或容积泵由各自的马达34驱动并且被适配成将加压液体经由止回阀36和管道26供应到所述喷嘴头24。
图4是喷嘴头24的更详细的示意性透视图示。
如从图4中可以得到的，喷嘴头24总体上是圆柱形的、并且绕着喷嘴头的中心圆柱轴线Z相对于管道26和轧件14的表面能够旋转地安装。图4还示出了驱动喷嘴头24绕旋转轴线Z旋转的驱动单元38，例如电动马达或液压马达或气动马达。
如从图4中可以进一步得到的，喷嘴头24包括多个喷嘴，该多个喷嘴被安装在喷嘴头24的下侧表面，并且被适配成与喷嘴头24一起旋转并将通过管道26提供的液体喷射到轧件14的表面上。这些喷嘴中的一些由附图标记40e至40d表示，其中喷嘴40a和喷嘴40b被定位在距圆柱轴线Z的第一径向距离处，并且喷嘴40c和喷嘴40d被定位在距圆柱轴线Z的第二径向距离处，该第二径向距离小于第一径向距离。图4还图示了各个喷嘴40a至40d在轧件14的表面上的对应喷射图案42a至42d。
喷嘴40a至喷嘴40d中的一些或全部可以稍微向外斜置，例如以约10°范围内的向外倾斜角向外斜置。
此外，喷嘴40a至喷嘴40d中的每个可以在向前的周向方向上、即在喷嘴头24的旋转方向上倾斜。例如，喷嘴的周向倾斜角可以在约20°的范围内。
一旦喷嘴头24旋转并且喷嘴40a至喷嘴40d以向外倾斜角和向前倾斜角将液体喷射到轧件14的表面上，则在轧制过程中、或在轧制步骤之间可能形成在轧件14的表面上的鳞层被有效且彻底地去除。
喷嘴头14的设计和内部工作原理总体上可以类似于在US 5,502,881和US 2007/0277358 A1中描述的那些，并且完全参考这些文件。
然而，与现有技术不同的是，喷嘴并非全部布置在喷嘴头24的最外周界处。而是，喷嘴被定位在距旋转轴线Z不同的径向距离处，这将在下面参考图5更详细地描述。
图5是根据实施例的喷嘴头24的示意性下部平面图，并且图示了如何将多个喷嘴40a至40e定位在喷嘴头24上。
如从图5中可以得到的，喷嘴头24的喷嘴40a至喷嘴40e可以沿着具有不同半径r1、r2、r3的三个同心圆441、442、443布置，其中圆441、442、443的中心对应于旋转轴线Z。因此，半径r1、r2、r3表示布置在相应圆441、442、443上的相应喷嘴40a至喷嘴40e的径向距离。在图5的配置中，第二(中间)圆442小于第一(最外)圆441，其中半径r2＝0.7xr1。第三(最内)圆443最小，其中半径r3＝0.7xr2。
一般地，每个相应圆441、442、443可以包括任意数量的喷嘴。在一些示例中，圆441、442、443中的任何一个包括至少两个喷嘴。
在一些示例中，每个圆441、442、443的喷嘴的数量可以是至多六个。
在图5的示例中，两个喷嘴40a、40b被定位在距旋转轴线Z的径向距离r1处的最外圆441上并沿直径方向相对。两个喷嘴40c、40d被定位在距旋转轴线Z的径向距离r2处的中间圆442上并沿直径方向相对。在图5的配置中，喷嘴对40c、40d相对于喷嘴对40a、40b在周向方向(旋转方向)上旋转了90°。单个喷嘴40e被定位在距旋转轴线Z的径向距离r3处的最内圆443上。在其他示例中，类似于最外圆441和中间圆442，最内圆443包括沿直径方向相对地定位的两个喷嘴。
取决于喷嘴在轧件14上方的高度H以及取决于喷嘴的射流打开角度α，可以选择不同半径上的喷嘴之间的径向距离R，使得相邻喷嘴的喷射图案在冲击轧件14时接触或稍微重叠。
图6示出了相邻喷嘴40b、40c的相应配置，其中R＝r1-r2。类似的考虑适用于R＝r2-r3的情况。基于几何考虑，我们得出
Figure BDA0002946407810000111
如从该关系式可以得到的，射流打开角度α、相邻喷嘴之间的径向距离R以及喷嘴在轧件14的表面上方的高度H可以是相互依赖的。
喷嘴40a至喷嘴40e在距旋转轴线Z的不同径向距离的分布导致跨越轧件14的表面的更均匀、更一致的喷射图案。图7中示意性地示出了相应的喷射图案46。如从图7与图1的比较可以得到的，根据本发明的喷嘴头24有助于避免在喷射图案中形成条带104、条带104’。因此，可以对轧件14的表面更彻底且更一致地进行除鳞。此外，可以用较少量的液体实现给定水平的所需除鳞，并且因此成本较低。
图4和图5的示例示出了布置在三个不同的圆441、442、443上的五个喷嘴40a至40e。然而，这仅是示例，并且可以采用布置在更多或更少数量的圆上的更多或更少数量的喷嘴。
此外，喷嘴40a至喷嘴40e不必成对地或成圆形布置，而是可以在喷嘴头24的下侧面在距旋转轴线Z不同的径向距离处不同地分布。
对于喷嘴40a至喷嘴40e中的每个，喷嘴40a至喷嘴40e的向外倾斜角和周向倾斜角可以选择成相同或不同。
类似地，喷嘴40a至喷嘴40e的孔口尺寸(例如孔口直径)可以根据相应喷嘴距旋转轴线Z的距离而变化。例如，圆441上的最外喷嘴40a、喷嘴40b可以比圆443上的最内喷嘴40e具有尺寸更大的孔口，并且因此可以根据它们扫过的轧件14的更大的表面积而在每次旋转喷射更多的液体。
如图3所图示的，在若干个喷嘴头24成排地或以其他方式跨越轧件14的宽度布置的情况下，所有喷嘴头24可以是相同的，并且可以对应于上文参考图4和图5描述的喷嘴头24。
然而，在其他实施例中，喷嘴的配置和位置可以根据除鳞装置22中的喷嘴头24的位置而不同。例如，在轧件14的边缘或边界处的喷嘴头可以具有更少数量的喷嘴，或者最外圆上的喷嘴具有更小的孔口尺寸。在实施例中，这种喷嘴头可以对应于图5中示出的喷嘴头，但是移除了喷嘴40b。
一般地，可以根据轧件的类型和表面特性来选择喷嘴头的数量、在喷嘴头的不同半径上的喷嘴的数量、以及相邻喷嘴头之间的距离、喷嘴在轧件的表面上方的高度H以及流体压力，以便实现所需的冲击。
在图8的流程图中示意性地图示了根据本发明的实施例的方法。
在第一步骤S10中，喷嘴头24相对于轧件14的表面绕旋转轴线Z旋转。所述喷嘴头24包括多个喷嘴40a至40e。
在第二步骤S12中，将加压的液体(例如水)从所述喷嘴40a至40e喷射到所述轧件14的所述表面上，其中，所述喷嘴40a至40e被定位在距所述旋转轴线Z不同的径向距离r1、r2、r3处。
上文描述的实施例和附图仅用于说明本发明，而不应被解释为暗示任何限制。本发明的范围由所附权利要求书确定。
附图标记
10 轧机
12 退火炉
14 轧件
16 辊系
18、18’ 立式粗轧机
20 卧式粗轧机
22、22’ 除鳞装置
24 喷嘴头
26 管道
28 供应单元
30 储液器
32 离心泵
34 离心泵的马达
36 止回阀
38 驱动单元
40a-40e 喷嘴头24的喷嘴
42a-42d 喷嘴40a-40d的喷射图案
441、442、443 喷嘴头24的圆
46 喷射图案
100 轧件
102 螺旋喷射图案
104、104’ 螺旋喷射图案102中的条带

Claims (15)

1.一种喷嘴头(24)，所述喷嘴头用于对相对于所述喷嘴头(24)运动的轧件(14)进行除鳞；
其中，所述喷嘴头(24)适于被安装成用于相对于所述轧件(14)的表面绕旋转轴线(Z)的旋转；
其中，所述喷嘴头(24)包括多个喷嘴(40a-40e)，所述多个喷嘴被适配成将液体喷射到所述轧件(14)上；并且
其中，所述喷嘴(24)被定位在距所述旋转轴线(Z)不同的径向距离(r1、r2、r3)处。
2.根据权利要求1所述的喷嘴头(24)，所述喷嘴头至少包括第一喷嘴(40a-40e)和第二喷嘴(40a-40e)，所述第一喷嘴被定位在距所述旋转轴线(Z)第一径向距离(r1、r2、r3)处，所述第二喷嘴被定位在距所述旋转轴线(Z)第二径向距离(r1、r2、r3)处，其中，所述第二距离(r1、r2、r3)小于所述第一距离(r1、r2、r3)。
3.根据权利要求2所述的喷嘴头(24)，其中，所述第二径向距离(r1、r2、r3)是所述第一径向距离(r1、r2、r3)的至多0.9倍，并且特别是所述第一径向距离(r1、r2、r3)的至多0.8倍。
4.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头(24)，其中，所述喷嘴(40a-40e)沿着具有不同半径(r1、r2、r3)的圆(441、442、443)或椭圆布置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头(24)，其中，所述喷嘴(40a-40e)是径向向外倾斜的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头(24)，所述喷嘴头至少包括第一喷嘴(40a-40e)和第二喷嘴(40a-40e)，所述第一喷嘴被定位在距所述旋转轴线(Z)第一径向距离(r1、r2、r3)处，所述第一喷嘴(40a-40e)以第一向外倾斜角径向向外倾斜，所述第二喷嘴被定位在距所述旋转轴线(Z)第二径向距离(r1、r2、r3)处，所述第二喷嘴(40a-40e)以第二向外倾斜角径向向外倾斜，其中，所述第二径向距离(r1、r2、r3)小于所述第一径向距离(r1、r2、r3)，并且其中，所述第二向外倾斜角不同于所述第一向外倾斜角。
7.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头(24)，其中，所述喷嘴(40a-40e)在所述喷嘴头(24)的周向方向上倾斜，特别是在所述喷嘴头(24)的旋转方向上倾斜或相反于所述喷嘴头(24)的旋转方向倾斜。
8.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头(24)，所述喷嘴头至少包括第一喷嘴(40a-40e)和第二喷嘴(40a-40e)，所述第一喷嘴被定位在距所述旋转轴线(Z)第一径向距离(r1、r2、r3)处，所述第一喷嘴(40a-40e)在周向方向上以第一周向倾斜角倾斜，所述第二喷嘴被定位在距所述旋转轴线(Z)第二径向距离(r1、r2、r3)处，所述第二喷嘴(r1、r2、r3)在周向方向上以第二周向倾斜角倾斜，其中，所述第二径向距离(r1、r2、r3)小于所述第一径向距离(r1、r2、r3)，并且其中，所述第二周向倾斜角不同于所述第一周向倾斜角。
9.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头(24)，所述喷嘴头至少包括第一喷嘴(40a-40e)和第二喷嘴(40a-40e)，所述第一喷嘴被定位在距所述旋转轴线(Z)第一径向距离(r1、r2、r3)处，所述第一喷嘴(40a-40e)具有第一孔口尺寸，所述第二喷嘴被定位在距所述旋转轴线(Z)第二径向距离(r1、r2、r3)处，所述第二喷嘴(40a-40e)具有第二孔口尺寸，其中，所述第二径向距离(r1、r2、r3)小于所述第一径向距离(r1、r2、r3)，并且其中，所述第二孔口尺寸不同于所述第一孔口尺寸，特别是小于或大于所述第一孔口尺寸。
10.一种用于对轧件(14)进行除鳞的装置(22、22’)，所述装置包括多个根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头(24)，所述喷嘴头(24)特别地被布置成竖直地和/或水平地跨越所述轧件(14)的宽度，和/或被布置成成圆形地跨越所述轧件(14)。
11.根据权利要求10所述的装置(22、22’)，所述装置包括第一喷嘴头(24)和第二喷嘴头(24)，特别是跨越所述轧件(14)的宽度成排地布置的第一喷嘴头和第二喷嘴头；
其中，所述第一喷嘴头(24)是根据权利要求1至9中任一项所述的喷嘴头；
其中，所述第一喷嘴头(24)被安装成用于相对于所述轧件(14)的表面绕第一旋转轴线(Z)的旋转；其中，所述第一喷嘴头(24)包括第一多个喷嘴(40a-40e)，所述第一多个喷嘴被适配成将所述液体喷射到所述轧件(14)上；
其中，所述第一多个喷嘴(40a-40e)包括具有定位在第一半径(r1、r2、r3)处的至少一个喷嘴(40a-40e)的第一组，以及具有定位在第二半径(r1、r2、r3)处的至少一个喷嘴(40a-40e)的第二组，其中，所述第二半径(r1、r2、r3)小于所述第一半径(r1、r2、r3)；
其中，所述第二喷嘴头(24)是根据权利要求1至9中任一项所述的喷嘴头；
其中，所述第二喷嘴头(24)被安装成用于相对于所述轧件(14)的表面绕第二旋转轴线(Z)的旋转；其中，所述第二喷嘴头(24)包括第二多个喷嘴(40a-40e)，所述第二多个喷嘴被适配成将所述液体喷射到所述轧件(14)上；
其中，所述第二多个喷嘴(40a-40e)包括具有定位在第一半径(r1、r2、r3)处的至少一个喷嘴(40a-40e)的第一组，以及具有定位在第二半径(r1、r2、r3)处的至少一个喷嘴(40a-40e)的第二组，其中，所述第二半径(r1、r2、r3)小于所述第一半径(r1、r2、r3)；
其中，所述第一喷嘴头(24)比所述第二喷嘴头(24)更靠近所述轧件(14)的边界或边缘定位；
其中，与所述第二喷嘴头(24)的喷嘴(40a-40e)的所述第一组相比，所述第一喷嘴头(24)的喷嘴(40a-40e)的所述第一组包括更少的喷嘴；和/或
其中，与所述第二喷嘴头(24)的喷嘴(40a-40e)的所述第一组相比，所述第一喷嘴头(24)的喷嘴(40a-40e)的所述第一组包括孔口尺寸更小的喷嘴(40a-40e)。
12.一种用于对轧件(14)进行除鳞的方法，所述方法包括：
使喷嘴头(24)相对于所述轧件(14)的表面绕旋转轴线(Z)旋转，所述喷嘴头(24)包括多个喷嘴(40a-40e)；以及
将加压液体从所述喷嘴(40a-40e)喷射到所述轧件(14)上；
其中，所述喷嘴(40a-40e)被定位在距所述旋转轴线(Z)不同的径向距离(r1、r2、r3)处。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述轧件(14)是经加热的或未经加热的金属坯料，特别是有色金属坯料。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述多个喷嘴(40a-40e)至少包括第一喷嘴(40a-40e)和第二喷嘴(40a-40e)，所述第一喷嘴被定位在距所述旋转轴线(Z)第一径向距离(r1、r2、r3)处，所述第二喷嘴被定位在距所述旋转轴线(Z)第二径向距离(r1、r2、r3)处，其中，所述第二径向距离(r1、r2、r3)小于所述第一径向距离(r1、r2、r3)，并且所述方法包括从所述第二喷嘴(40a-40e)喷射与从所述第一喷嘴(40a-40e)喷射相比的不同量的液体的步骤，特别是所述喷嘴头(24)每次旋转喷射不同量的液体的步骤。
15.一种包括计算机可读指令的计算机程序，其中，所述指令当在所述计算机上读取时被适配成在功能地连接至所述计算机的用于对轧件(14)进行除鳞的装置(22、22’)上实施根据权利要求12至14中任一项所述的方法。
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