CN208662157U - 一种分段控制的除鳞集管装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分段控制的除鳞集管装置，包括上下设置的上集管机构(10)和下集管机构(20)；上集管机构(10)含有上下设置的上储水仓集管(101)和上除鳞集管(113)，上除鳞集管(113)内设有多个相互独立且封闭的上分水仓(109)，每个上分水仓(109)至少与一个上喷嘴组件(112)连通，每个上分水仓(109)至少通过一条上连接管(105)与上储水仓集管(101)连通。该分段控制的除鳞集管装置根据铸坯或坯料不同宽度，实现不同的高压水除鳞宽度控制，避免铸坯或轧制坯料边部温度过低，避免高压水的大量浪费，同时保证设备的稳定安全运行，还能够对铸坯或轧制坯料表面高效除鳞以及减少压力波动。

Description

一种分段控制的除鳞集管装置

技术领域

本实用新型涉及冶炼和轧制辅助设备领域，具体的是一种分段控制的除鳞集管装置。

背景技术

钢坯在高温状态下被氧化，在其表面会形成一层致密的氧化铁皮(鳞皮)。在轧制前如果不能将这层氧化铁皮除去，在轧制过程中它们会影响成品的表面质量。残留的氧化铁皮也会加速轧辊的磨损，降低轧辊的使用寿命。如钢坯需要酸洗时，残留的氧化铁皮会增加酸洗的难度，增加酸耗。因此，在钢坯轧制前，必须除去表面的氧化铁皮。利用高压水的机械冲击力来除去氧化铁皮(高压水除鳞)的方法是目前最通行有效的作法。

在冶金领域，钢坯、钢板、型钢及钢管等在轧、锻过程中其钢件的表面会产生一次和二次氧化铁皮，去除所述氧化铁皮(除鳞)的办法通常是通过高压水的喷射。因所述用于氧化铁皮(除鳞)的高压水的喷射为集管喷射，且是以坯料或带钢最大宽度设计布置的。然而，另一方面，往往大量的坯料、带钢轧制及其除鳞计划都没有达到极限宽度，由此，导致在坯料、带钢轧制后的去除氧化铁皮(除鳞)工序中，按坯料、带钢最大宽度设计布置的高压水除鳞喷射的宽度未能有效使用，存在高压水上下对冲高压喷嘴无效使用的情况。例如，在高频高压动量水的作用下，高压水的喷射打击到高压喷嘴基座焊缝，使其变薄，并往往造成高压喷嘴焊缝崩裂，喷管寿命降低。另外，由高压水喷射的上下对冲可能导致高压喷嘴因冲击而脱落高压喷嘴基座，所述脱落的喷嘴也可能对人体或钢件造成安全事故或不必要的损伤。同时大量高压除鳞水存在浪费的问题，增加了供水系统的设备和耗电量，同时增加了水处理的负荷。尤其是由于所有的喷嘴都进行喷射，高压水的压力在除鳞过程中降低过快，压力波动的范围较大，同时为了保证除鳞效果，需要配置高压力大流量的供水水泵和大容积的蓄能器，增加了设备的投资和运行成本。

坯料和带钢边部由于冷却水的不当冷却，造成边部温度过低，容易发生铸坯或轧制坯料宽度方向上的温度不均，增大了轧制产品的横向的材料性能的差异和边部波浪缺陷。

实用新型内容

为了解决现有除鳞装置与坯料不匹配的问题，本实用新型提供了一种分段控制的除鳞集管装置，该分段控制的除鳞集管装置根据铸坯或坯料不同宽度，实现不同的高压水除鳞宽度控制，避免铸坯或轧制坯料边部温度过低，避免高压水的大量浪费，同时保证设备的稳定安全运行，还能够对铸坯或轧制坯料表面高效除鳞以及减少压力波动。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术实用新型是：一种分段控制的除鳞集管装置，包括上下设置的上集管机构和下集管机构；上集管机构含有上下设置的上储水仓集管和上除鳞集管，沿上除鳞集管的中心线方向，上除鳞集管内设有多个相互独立且封闭的上分水仓，上除鳞集管的下部设有多个上喷嘴组件，每个上分水仓至少与一个上喷嘴组件连通，每个上分水仓至少通过一条上连接管与上储水仓集管连通；下集管机构含有上下设置的下除鳞集管和下储水仓集管，沿下除鳞集管的中心线方向，下除鳞集管内设有多个相互独立且封闭的下分水仓，下除鳞集管的上部设有多个下喷嘴组件，每个下分水仓至少与一个下喷嘴组件连通，每个下分水仓至少通过一条下连接管与下储水仓集管连通。

上除鳞集管与下除鳞集管相互平行，上集管机构与下集管机构互为镜像，上连接管上设有电磁阀、调节阀和流量计，上连接管含有软管段；该分段控制的除鳞集管装置还包括升降机构，该升降机构能够使上除鳞集管与下除鳞集管分别沿竖直方向独立移动。

上除鳞集管的下部设有挡水板和至少一个防撞板，挡水板设置于上除鳞集管外，挡水板上设有与上喷嘴组件一一对应的通孔，防撞板的上端与挡水板的下表面连接固定，防撞板位于相邻的两个上喷嘴组件之间，防撞板的下端低于上喷嘴组件的下端，上除鳞集管外套设有两个侧封板，所有的上喷嘴组件均位于两个侧封板之间。

沿上除鳞集管的直径方向，每个上喷嘴组件均含有依次连接的喷嘴下基座、喷嘴上基座、喷嘴螺母和喷嘴头，喷嘴下基座的一端插接于上除鳞集管内，喷嘴上基座、喷嘴螺母和喷嘴头均位于上除鳞集管外。

喷嘴上基座外套设有挡水帽，喷嘴上基座外设有环形凸台，挡水帽呈筒状结构，挡水帽含有依次连接的环片段和锥筒段，锥筒段的顶端与环片段连接，锥筒段的底端朝向上除鳞集管，锥筒段的顶端朝向喷嘴头，环片段位于喷嘴上基座的所述环形凸台和喷嘴螺母之间。

锥筒段位于挡水板的下方，锥筒段的底端与挡水板之间距离小于或等于2mm，锥筒段的底端的外径大于挡水板的所述通孔的内径，挡水帽的环片段与喷嘴螺母之间含有依次连接的垫片和紧固螺母，紧固螺母和喷嘴螺母均与喷嘴上基座螺纹连接。

喷嘴头的出水口为狭缝结构，喷嘴头的所述出水口能够喷出片状水流，该片状水流相对于水平面倾斜设置，位于上除鳞集管左侧的上喷嘴组件喷出的片状水流的倾斜方向与位于上除鳞集管右侧的上喷嘴组件喷出的片状水流的倾斜方向相反。

挡水板的断面为弧形，该弧形所对应的圆心角为180°，挡水板的中心线与上除鳞集管的中心线重合，挡水板与上除鳞集管之间存在间距，防撞板呈月牙形，防撞板的上端与挡水板的下表面焊接。

上储水仓集管的一端外焊接有进水端盖，进水端盖内设置有至少两个进水孔，上储水仓集管的另一端外焊接有密封端盖，上除鳞集管的两端均焊接有集管端盖，集管端盖外设有紧固螺栓孔。

密封端盖内设置有排污孔，排污孔含有依次连接的水平段和下倾斜段，排污孔的下倾斜段位于密封端盖的内侧，排污孔的水平段位于密封端盖的外侧，排污孔外连接有阀门，进水端盖和密封端盖外设有紧固螺栓孔。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型能够根据坯料不同宽度的除鳞要求或冷却要求，对应开启相应宽度的储水仓集管和除鳞集管中间连接的电磁阀门、流量调节阀，实现相应宽度的喷嘴进行喷射除鳞操作，调节高压水在坯料宽度上的不同位置实现不同的除鳞水量，既实现坯料宽度上进行有效除鳞和分区域控制冷却的要求，又避免坯料宽度意外的喷嘴进行喷射导致大量浪费高压水的问题。

2、本实用新型通过控制宽度范围内的不同区域不同的高压水用量，能够减少坯料边部的温降，确保坯料轧制形成的钢板的板型、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性。

3、本实用新型通过根据坯料的高度调整除鳞集管的高度，实现喷嘴出口位置距离坯料上表面距离可以在线调整，满足不同厚度的坯料能够实现良好的除鳞效果。

4、本实用新型根据坯料的检测宽度和在辊道中的位置调整喷嘴的喷射宽度和喷射位置，通过电磁阀门控制独立的分水仓的控制，实现喷嘴喷射宽度和配置的调整，同时能够利用流量调节阀和流量计调整不同分水仓内的水量，实现坯料表面温度的控制。

5、上集管和下集管均加装挡水板，避免高压水喷射到坯料表面反射后的高压水对除鳞集管的冲刷，减少集管的破损、开裂等问题，延长集管使用寿命。

6、下集管也加装升降机构，能够根据不同的坯料厚度和工艺要求，实现下集管除鳞喷嘴出口与坯料下表面的距离的调整，满足不同的除鳞打击力的要求，实现不同的除鳞效果。

7、该技术方案能够有效减少除鳞水的浪费，降低水处理的负荷，降低管网的压力降，降低除鳞管网的加压泵的工作压力和电耗，降低生产成本，便于进一步的推广应用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述分段控制的除鳞集管装置的总体示意图。

图2是上集管机构的示意图。

图3是图2中A方向的示意图。

图4是上除鳞集管的示意图。

图5是图4中沿B-B方向的剖视图。

图6是挡水板的连接示意图。

图7是防撞板的连接示意图。

图8是喷嘴组件的结构。

图9是图8中C部位的放大示意图。

图10是上集管机构中上喷嘴组件的喷水示意图。

图11是坯料厚度为较小尺寸规格时上下除鳞集管位置和喷嘴喷射位置示意图。

图12是坯料厚度为较大尺寸规格时上下除鳞集管位置和喷嘴喷射位置示意图。

图13是最宽坯料时上下除鳞集管喷嘴喷射位置示意图。

图14是坯料宽度在最小宽度和最大宽度之间时的喷嘴喷射位置示意图。

图15是坯料中心线与集管中心线偏离情况下喷嘴喷射位置示意图。

10、上集管机构；20、下集管机构；30、坯料；

101、上储水仓集管；102、软管接头；103、进水端盖；104、连接法兰；105、连接管；106、侧封板；107、集管端盖；108、紧固螺栓；109、分水仓；110、防撞板；111、挡水板；112、上喷嘴组件；113、上除鳞集管；114、紧固螺栓孔；115、排污孔；116、阀门；117、密封螺栓；118、电磁阀；119、调节阀；120、流量计；121、密封端盖；

201、下储水仓集管；202、下分水仓；203、下除鳞集管；204、下喷嘴组件；205、下连接管；

301、喷嘴下基座；302、喷嘴上基座；303、喷嘴螺母；304、喷嘴头；305、挡水帽；306、垫片；307、紧固螺母；308、密封垫片；309、片状水流；

3051、环片段；3052、锥筒段。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种分段控制的除鳞集管装置，包括上下设置的上集管机构10和下集管机构20；上集管机构10含有上下设置的上储水仓集管101和上除鳞集管113，沿上除鳞集管113的中心线方向，上除鳞集管113内设有多个相互独立且封闭的上分水仓109，上除鳞集管113的下部设有多个上喷嘴组件112，每个上分水仓109至少与一个上喷嘴组件112连通，每个上分水仓109至少通过一条上连接管105与上储水仓集管101连通；下集管机构20含有上下设置的下除鳞集管203和下储水仓集管201，沿下除鳞集管203的中心线方向，下除鳞集管203内设有多个相互独立且封闭的下分水仓202，下除鳞集管203的上部设有多个下喷嘴组件204，每个下分水仓202至少与一个下喷嘴组件204连通，每个下分水仓202至少通过一条下连接管205与下储水仓集管201连通，如图1至图2所示。

在本实施例中，上除鳞集管113与下除鳞集管203相互平行，上除鳞集管113的中心线和下除鳞集管203的中心线均与水平面平行，上集管机构10与下集管机构20关于水平面互为镜像，每条上连接管105上均设有电磁阀118、调节阀119和流量计120，上连接管105含有软管段。上除鳞集管113内设有多个隔板，所述多个隔板将上除鳞集管113内分隔形成多个相互独立且封闭的上分水仓109，如图2所示。该分段控制的除鳞集管装置还包括升降机构，该升降机构能够使上除鳞集管113与下除鳞集管203分别沿竖直方向独立移动。

在上除鳞集管113内的上分水仓109和所述隔板采用左右对称的结构，同时中间隔板的宽度小于坯料30的最小宽度，同时保证中心分水仓紧邻的左右两侧的分水仓能够有效覆盖坯料边部，实现最小坯料的宽度分区域控制除鳞的要求。上除鳞集管113的中心线与下除鳞集管203的中心线均位于同一竖直平面内；或者上除鳞集管113的中心线与下除鳞集管203的中心线位于不同竖直平面内，上除鳞集管113的中心线与下除鳞集管203的中心线在水平方向允许存在一定间距。

在本实施例中，上除鳞集管113的下部设有挡水板111和至少一个防撞板110，挡水板111设置于上除鳞集管113外，挡水板111上设有与上喷嘴组件112一一对应的通孔，防撞板110的上端与挡水板111的下表面连接固定，防撞板110位于相邻的两个上喷嘴组件112之间，防撞板110的下端低于上喷嘴组件112的下端，上除鳞集管113外套设有两个侧封板106，所有的上喷嘴组件112均位于两个侧封板106之间，如图1至图7所示。

在本实施例中，沿上除鳞集管113的直径方向，每个上喷嘴组件112均含有依次连接的喷嘴下基座301、喷嘴上基座302、喷嘴螺母303和喷嘴头304，喷嘴下基座301的一端插接于上除鳞集管113内，喷嘴上基座302、喷嘴螺母303和喷嘴头304均位于上除鳞集管113外。喷嘴上基座302外套设有挡水帽305，喷嘴上基座302外设有环形凸台，挡水帽305呈筒状结构，挡水帽305含有依次连接的环片段3051和锥筒段3052，锥筒段3052的顶端与环片段3051连接，锥筒段3052的底端朝向上除鳞集管113，锥筒段3052的顶端朝向喷嘴头304，环片段3051位于喷嘴上基座302的所述环形凸台和喷嘴螺母303之间，如图8和图9所示。

喷嘴下基座301和上除鳞集管113内喷嘴下基座孔的相互连接处成阶梯状。喷嘴下基座和喷嘴下基座孔采用焊接连接的方式，两者对接处呈阶梯状，避免焊接过程中操作人员由于手的抖动造成除鳞喷嘴角度产生偏差，确保钢板表面有足够的搭接量，保证了除鳞效果，提高了钢板表面质量，喷嘴下基座和喷嘴下基座孔也可采用螺纹连接的形式，或者其他连接方式固定连接；喷嘴下基座和喷嘴上基座采用螺纹连接的方式，也可采用其它连接方式连接固定。除鳞喷嘴具有凸台，喷嘴螺母和喷嘴上基座通过螺纹连接的方式进行固定，当喷嘴螺母303和喷嘴上基座302拧紧后，除鳞喷嘴凸台的上端面和喷嘴螺母的内端面接触，除鳞喷嘴凸台的下端面和密封垫片308接触，密封垫片308的下端面和喷嘴上基座302的一个端面接触，旋转除鳞喷嘴喷射孔角度达到生产工艺要求。

在本实施例中，锥筒段3052位于挡水板111的下方，锥筒段3052的底端与挡水板111之间距离小于或等于2mm，锥筒段3052的底端的外径大于挡水板111的所述通孔的内径，挡水帽305的环片段3051与喷嘴螺母303之间含有依次连接的垫片306和紧固螺母307，紧固螺母307和喷嘴螺母303均与喷嘴上基座302螺纹连接，如图8和图9所示。

在本实施例中，喷嘴头304的出水口为狭缝结构，喷嘴头304的所述出水口能够喷出片状水流309，该片状水流309相对于水平面倾斜设置，位于上除鳞集管113左侧的上喷嘴组件112喷出的片状水流309的倾斜方向与位于上除鳞集管113右侧的上喷嘴组件112喷出的片状水流309的倾斜方向相反。喷嘴头304喷出的片状水流309与水平面的夹角(α或β)可以为22°、26°、30°、40°，或者根据实际效果，选择不同的角度。喷嘴的偏转角度优选15°，也可根据实际需求角度在6°～40°之间。

具体的，如图10所示，其中左侧喷嘴出口缝隙中心线逆时针旋转角度与水平线的夹角为α度，右侧喷嘴出口缝隙中心线顺时针旋转角度与水平线的夹角为β度，中间喷嘴的中心线与水平线重合。两个喷嘴喷射的高压水分布在坯料的表面存在一定的重叠区，该重叠区的宽度可以通过调整喷嘴出口与坯料上表面之间的距离进行一定的调节，既要满足坯料表面能够全部被高压水冲击，又要避免局部存在过多的重叠区域造成局部温度降低过快，影响坯料表面的温度的均匀性。

在本实施例中，挡水板111的断面为弧形，该弧形所对应的圆心角为180°，挡水板111的中心线与上除鳞集管113的中心线重合，挡水板111与上除鳞集管113之间存在间距，防撞板110呈月牙形，防撞板110的上端与挡水板111的下表面焊接，如图6所示。

挡水板和防撞板采用整体焊接的方式，安装、检修、更换采用整体的方式便于快速检修和更换。喷嘴和挡水帽采用独立的安装方式，可以独立操作，与挡水板和防撞板不会产生干涉。侧封板能够有效的对高压除鳞水进行阻挡，避免高压水泄漏到除鳞箱外部，同时能够在除鳞集管升降过程中保证对高压水具有良好的密封，一直保持除鳞箱的密封。

下除鳞集管能够在升降机构的作用下进行升降，能够调整下集管喷嘴出口位置和坯料下端面的距离，调整不同的除鳞打击力，同时挡水板能够有效避免脱落的氧化铁皮对喷嘴的冲击，避免高压水反射下落对除鳞集管的冲刷，有效延长设备使用寿命。上除鳞集管安装防撞板；下除鳞集管可以选择安装防撞板，也可选择不安装防撞板；边部防撞板能够防止坯料撞击喷嘴，同时能够防止喷溅到侧封板的高压水反射到集管上的喷嘴，对喷嘴能够有效的防护。

上喷嘴组件112和下喷嘴组件204能够同时对位于上除鳞集管113与下除鳞集管203之间的坯料30(如钢坯)喷水除鳞。与上除鳞集管113连接的挡水板将位于喷水区区的上集管下半部覆盖，与下除鳞集管203连接的挡水板将位于喷水区的下集管上半部覆盖，挡水板111采用耐高温高强度钢板或其它耐冲击和高温的材质，挡水板截面为和除鳞集管外径匹配的圆弧形截面，在挡水板111上和喷嘴组件对应的位置加工通孔。挡水板111长度方向的两个端面加工螺栓孔，利用螺栓孔和侧封板106连接固定。防撞板110采用弧形截面形状，防撞板110和挡水板111采用焊接的方式连接固定；侧封板106和除鳞集管焊接连接，防撞板110的最低点低于喷嘴螺母，钢坯撞击时撞击防撞板，避免喷嘴被钢坯撞击。

在本实施例中，上储水仓集管101的一端外焊接有进水端盖103，进水端盖103内设置有至少两个进水孔，上储水仓集管101的另一端外焊接有密封端盖121，上除鳞集管113的两端均焊接有集管端盖107，集管端盖107外设有紧固螺栓孔114，如图2所示。进水端盖上开设至少2个进水孔，进水口采用水平和倾斜的管路方式，实现高压水平稳均匀的进入储水仓集管内部。进水端盖上加工多个紧固螺栓孔，利用螺栓孔和进水管路连接。

在本实施例中，密封端盖121内设置有排污孔115，排污孔115含有依次连接的水平段和下倾斜段，排污孔115的下倾斜段位于密封端盖121的内侧，排污孔115的水平段位于密封端盖121的外侧，排污孔115外连接有阀门116，进水端盖103和密封端盖121外设有紧固螺栓孔114。在上储水仓集管101和上除鳞集管113上，利用螺栓孔和进入软管接头的法兰连接固定，如在上储水仓集管101的圆周曲面上开设多个通水孔，利用连接法兰104将连接管105和上储水仓集管101连接，连接管105的一端连接电磁阀118、电动的调节阀119和流量计120，流量计的出口连接软管接头，软管接头的另一端连接在上除鳞集管113的圆周侧壁上。

利用排污孔115将除鳞集管中的沉淀物等排出储水仓集管，排污孔115出口位置连接一个阀门116，阀门出口端利用密封螺栓117密封，阀门116处于常闭状态。根据生产检修的时间周期，卸下密封螺栓，开启阀门，利用管路内的低压水对管路进行冲洗，清楚集管中的沉淀物。改变了原有集管端部盲板直接焊接方式，采取整体锻造管帽焊接，使集管端部焊缝项集管中心横向移动，避免了端部焊缝在管路压力及管路高压水冲刷作用下产生开裂情况。

在本实用新型中，采用储水仓集管与除鳞集管通过连接管进行连接，在连接管上加装电磁阀、流量调节阀和流量计，针对除鳞集管进行多个分水仓的设计，实现针对坯料宽度不同位置的喷嘴进行不同水量的控制和调节，同时利用电磁阀关闭坯料宽度以外的喷嘴对应的分水仓，避免除鳞集管的无需喷水的喷嘴进行喷水，避免了处理水的浪费。同时上除鳞集管113和下除鳞集管203均安装在升降机构上，除鳞实现集管喷嘴出口与坯料上下表面的距离可进行调节，满足不同厚度的坯料能够实现最佳的除鳞效果。上除鳞集管113和下除鳞集管203均安装挡水板和防撞板，有效保护喷嘴和集管装置，避免坯料嘴喷嘴和集管的撞击。另外，该分段控制的除鳞集管装置还可以含有控制单元(如PLC)以及用于检测坯料尺寸和位置的传感器。

下面介绍该一种分段控制的除鳞集管装置的工作过程，即分段控制的除鳞集管装置的除鳞方法，所述分段控制的除鳞集管装置的除鳞方法包括如下步骤：

步骤1、从上游工序获得坯料30的长度、宽度、厚度和温度数据传递给除鳞控制的PLC；

步骤2、根据坯料高度和坯料上表面与除鳞喷嘴出口的距离要求，确定除鳞集管的位置是否满足工艺要求，如果上集管喷嘴出口距离坯料上表面距离满足工艺要求，上集管升降机构保持位置不动；如果上集管喷嘴出口距离坯料上表面距离不满足工艺要求，调整上集管升降机构进行调节，直到达到工艺要求的距离，锁紧升降机构。

步骤3、计算除鳞宽度：B＝H-△x-C，其中坯料冷却的宽度为B，单位为mm；坯料的实际宽度为H，单位为mm；单个喷嘴喷射宽度△x，单位为mm；修正值C，单位为mm。

步骤4、检测坯料宽度中心是否和除鳞集管喷嘴的中心在同一竖直截面内，如果两个中心竖直重合，无需调整喷嘴的喷射位置，确定集管对应坯料冷却的宽度B内的喷嘴为喷射喷嘴；如果两个中心竖直截面偏离，根据两者的偏移量，确定以铸坯宽度中心对应的喷嘴为中心和两侧总宽度为B的喷嘴为进行除鳞操作的喷射喷嘴，开启与对应喷嘴所处的分水仓与储水仓连接管路上的电磁阀，连通储水仓管路和分水仓管路。

步骤5、同时根据上游工序传递的坯料的宽度的温度分布，计算除鳞宽度不同位置的除鳞水需求量，开启除鳞系统的除鳞阀，进行喷嘴除鳞动作，同时结合集管上安装的流量计的数据和除鳞水需求量进行对比，如果两者的差值在允许的波动范围内，无需调节流量调节阀；如果两者的差值大于允许的波动范围，自动调节流量调节阀，满足实际流量满足除鳞水需求量之间的差值在允许波动范围内，达到允许波动范围后，锁定流量调节阀，避免流量发生波动。

步骤6、根据坯料位置检测装置检测坯料位置，当坯料通过除鳞位置后，关闭自动除鳞管网系统的除鳞阀，然后关闭电磁阀，除鳞操作完成。

其中，根据上游的生产数据，获取坯料的宽度、长度和厚度，确定除鳞集管主体喷嘴距离坯料上表面的距离是否为预先设定值，如果实际高度小于除鳞要求的喷射高度，利用集管升降装置升高除鳞集管的高度达到除鳞要求的喷射高度；如果实际高度大于除鳞要求的喷射高度，利用集管升降装置降低除鳞集管的高度达到除鳞要求的喷射高度。

根据上游的生产数据，获取坯料的宽度和温度分布，计算高压水的喷射的宽度需求，结合坯料和喷嘴的高度距离，确定坯料需求的高压除鳞水的覆盖宽度和不同区域的除鳞水量，根据坯料宽度不同的温度分布，由中央处理器根据高压水除鳞冷却模型计算出坯料宽度方向不同位置的不同冷却负荷，进而确定宽度不同位置需要的高压水用量，同时参考流量计检测数据，当流量检测数据测量的分水仓中的高压水实际流量和高压水需求量之间的差值在允许的波动范围内时，无需对调节阀进行调节；当流量计检测数据与分水仓需水量的偏差超过允许的波动范围时，利用调节阀进行实施在线远端调节，同时检测流量计针对实测水流量和高压水需求量进行比较，当两者的偏差达到允许的波动范围内时，停止电动调节阀的调整，同时锁定电动调节阀的位置，实现流量的固定。实测水流量和高压水需求量的差值波动范围允许人为预先设定，根据不同规格和要求可针对不同的工艺条件设定不同的允许波动范围，进行不同的精度调节。利用电磁阀门打开储水仓和集管主体间的高压水通路，实现高压水喷射的管路的连通，当坯料到达预定位时，自动开启高压水除鳞阀系统，实现坯料的高效除鳞，同时消耗最小的高压水用量。

如果坯料在辊道运行过程中发生了甩尾或偏离的情况，利用辊道上的坯料位置监测装置监测坯料位置和运行轨迹，同时调节电磁阀门控制不同的喷嘴喷水，满足坯料的表面能够被高压水覆盖除鳞，同时关闭无喷水需求的喷嘴，能够有效闭合，避免高压水的浪费，同时实现坯料的有效除鳞。

下面介绍本实用新型所述分段控制的除鳞集管装置对不同宽度、厚度和位置的坯料进行除鳞处理的工艺情况。

当坯料30的厚度为较小的尺寸规格时，上除鳞集管113与下除鳞集管203的相对位置可以利用升级机构进行调整，满足除鳞喷嘴出口距离坯料上下表面的距离满足工艺要求，实现最优的除鳞效果。根据不同的工艺要求，可以实现喷嘴出口距离坯料上下表面距离的在线调整，满足不同厚度坯料连续生产的要求，如图11所示。

当坯料30的厚度为最大尺寸规格时，喷射的喷嘴为中心分水仓和中心分水仓左侧的一个仓和右侧的一个仓，采用该三个仓进行喷水动作，满足坯料宽度不同位置采用不同的除鳞水用量，实现坯料温度的均匀性，避免边部由于受到中心高压水的冲刷造成边部温度过低的情况出现，如图12所示。

当坯料30为最宽尺寸规格时，喷射的喷嘴为中心分水仓和所有分水仓，采用多个分水仓进行喷水动作，满足坯料宽度不同位置采用不同的除鳞水用量，实现坯料温度的均匀性，避免边部由于受到中心高压水的冲刷造成边部温度过低的情况出现，如图13。

当坯料30宽度在最小宽度和最大宽度之间时，喷嘴喷射位置的选择由坯料宽度进行计算，确定喷射喷嘴的位置，确定和喷嘴相对应的分水仓的位置，进而需要开启的电磁阀门的位置，通过开启电磁阀门，连通相应的储水仓计算和分水仓，实现需要的喷嘴进行喷射除鳞，如图14所示。

当坯料30的中线与集管中心线偏离情况下，喷嘴喷射位置由坯料中心线所处位置确定喷射位置中心线，由坯料宽度确定喷嘴喷射宽度，由喷射宽度确定喷射喷嘴位置，进而确定相对应的充水分水仓位置，由充水分水仓位置确定开启电磁阀的位置，连通储水仓集管和多个分水仓，实现坯料上下表面的除鳞操作，如图15所示。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术实用新型之间、技术实用新型与技术实用新型之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种分段控制的除鳞集管装置，其特征在于，该分段控制的除鳞集管装置包括上下设置的上集管机构(10)和下集管机构(20)；

上集管机构(10)含有上下设置的上储水仓集管(101)和上除鳞集管(113)，沿上除鳞集管(113)的中心线方向，上除鳞集管(113)内设有多个相互独立且封闭的上分水仓(109)，上除鳞集管(113)的下部设有多个上喷嘴组件(112)，每个上分水仓(109)至少与一个上喷嘴组件(112)连通，每个上分水仓(109)至少通过一条上连接管(105)与上储水仓集管(101)连通；

下集管机构(20)含有上下设置的下除鳞集管(203)和下储水仓集管(201)，沿下除鳞集管(203)的中心线方向，下除鳞集管(203)内设有多个相互独立且封闭的下分水仓(202)，下除鳞集管(203)的上部设有多个下喷嘴组件(204)，每个下分水仓(202)至少与一个下喷嘴组件(204)连通，每个下分水仓(202)至少通过一条下连接管(205)与下储水仓集管(201)连通。

2.根据权利要求1所述的分段控制的除鳞集管装置，其特征在于，上除鳞集管(113)与下除鳞集管(203)相互平行，上集管机构(10)与下集管机构(20)互为镜像，上连接管(105)上设有电磁阀(118)、调节阀(119)和流量计(120)，上连接管(105)含有软管段；该分段控制的除鳞集管装置还包括升降机构，该升降机构能够使上除鳞集管(113)与下除鳞集管(203)分别沿竖直方向独立移动。

3.根据权利要求1所述的分段控制的除鳞集管装置，其特征在于，上除鳞集管(113)的下部设有挡水板(111)和至少一个防撞板(110)，挡水板(111)设置于上除鳞集管(113)外，挡水板(111)上设有与上喷嘴组件(112)一一对应的通孔，防撞板(110)的上端与挡水板(111)的下表面连接固定，防撞板(110)位于相邻的两个上喷嘴组件(112)之间，防撞板(110)的下端低于上喷嘴组件(112)的下端，上除鳞集管(113)外套设有两个侧封板(106)，所有的上喷嘴组件(112)均位于两个侧封板(106)之间。

4.根据权利要求3所述的分段控制的除鳞集管装置，其特征在于，沿上除鳞集管(113)的直径方向，每个上喷嘴组件(112)均含有依次连接的喷嘴下基座(301)、喷嘴上基座(302)、喷嘴螺母(303)和喷嘴头(304)，喷嘴下基座(301)的一端插接于上除鳞集管(113)内，喷嘴上基座(302)、喷嘴螺母(303)和喷嘴头(304)均位于上除鳞集管(113)外。

5.根据权利要求4所述的分段控制的除鳞集管装置，其特征在于，喷嘴上基座(302)外套设有挡水帽(305)，喷嘴上基座(302)外设有环形凸台，挡水帽(305)呈筒状结构，挡水帽(305)含有依次连接的环片段(3051)和锥筒段(3052)，锥筒段(3052)的顶端与环片段(3051)连接，锥筒段(3052)的底端朝向上除鳞集管(113)，锥筒段(3052)的顶端朝向喷嘴头(304)，环片段(3051)位于喷嘴上基座(302)的所述环形凸台和喷嘴螺母(303)之间。

6.根据权利要求5所述的分段控制的除鳞集管装置，其特征在于，锥筒段(3052)位于挡水板(111)的下方，锥筒段(3052)的底端与挡水板(111)之间距离小于或等于2mm，锥筒段(3052)的底端的外径大于挡水板(111)的所述通孔的内径，挡水帽(305)的环片段(3051)与喷嘴螺母(303)之间含有依次连接的垫片(306)和紧固螺母(307)，紧固螺母(307)和喷嘴螺母(303)均与喷嘴上基座(302)螺纹连接。

7.根据权利要求4所述的分段控制的除鳞集管装置，其特征在于，喷嘴头(304)的出水口为狭缝结构，喷嘴头(304)的所述出水口能够喷出片状水流(309)，该片状水流(309)相对于水平面倾斜设置，位于上除鳞集管(113)左侧的上喷嘴组件(112)喷出的片状水流(309)的倾斜方向与位于上除鳞集管(113)右侧的上喷嘴组件(112)喷出的片状水流(309)的倾斜方向相反。

8.根据权利要求3所述的分段控制的除鳞集管装置，其特征在于，挡水板(111)的断面为弧形，该弧形所对应的圆心角为180°，挡水板(111)的中心线与上除鳞集管(113)的中心线重合，挡水板(111)与上除鳞集管(113)之间存在间距，防撞板(110)呈月牙形，防撞板(110)的上端与挡水板(111)的下表面焊接。

9.根据权利要求1所述的分段控制的除鳞集管装置，其特征在于，上储水仓集管(101)的一端外焊接有进水端盖(103)，进水端盖(103)内设置有至少两个进水孔，上储水仓集管(101)的另一端外焊接有密封端盖(121)，上除鳞集管(113)的两端均焊接有集管端盖(107)，集管端盖(107)外设有紧固螺栓孔(114)。

10.根据权利要求9所述的分段控制的除鳞集管装置，其特征在于，密封端盖(121)内设置有排污孔(115)，排污孔(115)含有依次连接的水平段和下倾斜段，排污孔(115)的下倾斜段位于密封端盖(121)的内侧，排污孔(115)的水平段位于密封端盖(121)的外侧，排污孔(115)外连接有阀门(116)，进水端盖(103)和密封端盖(121)外设有紧固螺栓孔(114)。