《一种用于均匀润滑轧机辊缝的喷射装置及喷射方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种用于均匀润滑轧机辊缝的喷射装置及喷射方法.pdf（12页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102189126 A (43)申请公布日 2011.09.21 CN 102189126 A *CN102189126A* (21)申请号 201010122581.8 (22)申请日 2010.03.12 B21B 45/02(2006.01) B21B 27/10(2006.01) (71)申请人 宝山钢铁股份有限公司 地址 201900 上海市宝山区牡丹江路 1813 号南楼 (72)发明人 李秀军 吴首民 王俊怡 (74)专利代理机构 上海三和万国知识产权代理 事务所 31230 代理人 刘立平 (54) 发明名称 一种用于均匀润滑轧机辊缝的喷射装置及喷 射。
2、方法 (57) 摘要 一种用于均匀润滑轧机辊缝的喷射装置， 该 喷射装置包括布置在轧制机架入口带钢 (104) 上 表面的直喷乳化液喷淋架 (101) 和布置在轧制机 架入口带钢下表面的直喷乳化液喷淋架 (102)， 该喷射装置还包括布置在轧制机架入口带钢 (104) 下表面的直喷乳化液喷淋架 (103)。本发 明还公开了一种喷射方法， 该方法包括以下步骤 ： 第一步， 确定喷淋架(103)中喷嘴与轧辊(105)中 心线及轧制中心线之间距离 ； 第二步， 确定喷嘴 与水平面的夹角大小 ； 第三步， 确定各喷淋架的 喷射流量。该喷射装置和喷射方法既解决了乳化 液流量过大时容易滴落与飞溅的问题， 。
3、又实现了 下辊缝有充足的润滑与足够油膜厚度， 同时保证 了上下辊缝润滑油膜厚度的均匀。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 5 页 CN 102189127 A1/1 页 2 1. 一种用于均匀润滑轧机辊缝的喷射装置， 该喷射装置包括布置在轧制机架入口、 带 钢 (104) 上表面的直喷乳化液喷淋架 (101) 和布置在轧制机架入口带钢 (104) 下表面的直 喷乳化液喷淋架 (102)， 其特征在于 ： 该喷射装置还包括布置在轧制机架入口带钢 (104) 下表面的直喷乳化液喷淋架 (103)。 2.根据。
4、权利要求1所述的喷射装置， 其特征在于， 所述喷淋架(103)将乳化液直接喷淋 于转动中的工作辊 (105) 表面。 3. 一种喷射装置的喷射方法， 该喷射装置包括布置在轧制机架入口、 带钢上表面的直 喷乳化液喷淋架 (101)、 布置在轧制机架入口带钢下表面的直喷乳化液喷淋架 (102)， 其特 征在于 ： 该喷射方法在所述喷射装置的轧制机架入口带钢下表面还设置了一个直喷乳化液的 喷淋架 (103)， 该喷淋架 (103) 将乳化液直接喷淋于转动中的工作辊 (105) 表面。 4. 根据权利要求 3 所述的喷射方法， 其特征在于， 所述喷淋架 (103) 设置包括以下步 骤 ： 第一步， 确。
5、定喷淋架 (103) 中喷嘴与轧辊中心线及轧制中心线之间距离 ； 第二步， 确定喷嘴与水平面的夹角大小 ； 第三步， 确定喷淋架 (103) 与喷淋架 (101)、 (102) 的喷射流量关系。 5. 根据权利要求 4 所述的喷射方法， 其特征在于， 第一步中确定喷淋架 (103) 中喷 嘴与轧辊中心线及轧制中心线之间距离的具体步骤为， 设喷淋架 (103) 中喷嘴与轧辊 中心线及轧制中心线之间距离为 L1、 L2， 当喷淋架 (103) 中喷嘴垂直面角度位于基态， 即 max- 最大喷嘴角度 ； min- 最小喷嘴角度， 则最优喷嘴位置 L1与 L2的 为 ： 式中 ： min- 喷嘴压力最。
6、小时喷嘴的喷射角度 ； max- 喷嘴压力最大时喷嘴的喷射角度 ； Dw- 工作辊的直径。 6. 根据权利要求 4 所述的喷射方法， 其特征在于， 第二步中喷嘴与水平面的夹角大小 为 10 至 20 度之间。 7. 根据权利要求 4 所述的喷射方法， 其特征在于， 第三步中确定喷淋架 (101)、 (102)、 (103) 的喷射流量具体步骤为， 设所述喷淋架 (101)、 (102)、 (103) 的喷射流量分别为 wDA、 wDB、 wDC， 则喷淋架 (101)、 (102)、 (103) 的喷射流量关系可以用下式来表示 ： wDA wDC+WDB (3) 式中 ： - 流量损失系数， 。
7、0.85-0.95 权 利 要 求 书 CN 102189126 A CN 102189127 A1/5 页 3 一种用于均匀润滑轧机辊缝的喷射装置及喷射方法 技术领域 0001 本发明涉及一种喷射装置， 具体来说是一种用于均匀润滑轧机辊缝的喷射装置， 特别是涉及带钢轧机中利用水油乳化液直喷方式进行辊缝润滑的喷射装置。 本发明还涉及 一种用于均匀润滑轧机辊缝的喷射方法。 背景技术 0002 对于冷轧而言， 良好的工艺润滑是确保轧制稳定性的基础， 在这个基础上， 为了确 保良好的表面质量， 要求轧制过程中具有均匀油膜。 为了进一步提高产品表面质量， 在产品 厚度规格薄、 表面质量要求高的冷轧板带。
8、中， 直喷乳化液被广泛应用。常规而言， 直喷乳化 液系统直接喷淋到带钢表面， 乳化液在带钢表面形成均匀油膜后进入轧机辊缝， 同时这给 乳化液油水分离的时间， 带钢表面会形成均匀油膜， 以确保轧制带钢表面质量均匀， 一般情 况下， 对于表面要求高的产品， 乳化液不会直接喷淋到辊缝。尤其是二次冷轧领域， 不仅生 产产品规格薄， 而且其生产的产品作为基板直接进行表面涂镀处理， 对于表面质量要求高 于普通冷轧产品。直喷系统乳化液通过喷淋架， 喷涂到带钢表面或轧辊表面， 形成均匀、 厚 度适中的油膜， 是冷轧带钢生产的关键。 0003 在以往的技术中， 一般轧制机架入口在带钢上下表面各布置 1 个直喷乳。
9、化液喷淋 架， 如图 1 所示， 设上表面喷淋架为 101， 下表面喷淋架 102， 然后在一个混和箱中以可调的 水量和油量制成均匀的乳化液交付给不同的喷淋架喷射到带钢或轧辊 105 表面实现对辊 缝的润滑， 这样的方式应用非常普遍。采用该技术的一个重要缺陷是带钢 104 下表面的润 滑油膜厚度无法保证， 导致带钢上下表面附着的润滑油膜不均匀或说不一致影响产品表面 质量， 如图 2 左图画面， 不满足高表面镀铬产品的需要。 0004 乳化液整体组成是基础油和脱盐水。一般是按 2.0 4.0的基础配兑 95以上 的脱盐水， 外加适量的表面活性剂(润滑剂或弥散剂)形成的半稳态润滑冷却剂， 呈油水 。
10、两相平衡体系。水是连续相， 油是分散相。乳化液的一个重要特性是离水展着性。如图 3 所示， 从喷嘴中告诉喷射出的乳化液撞击到钢板和轧辊表面以， 发生了油水分离， 油滴附着 在接触表面上， 形成油膜需要一定时间， 在机组运行速度已知的情况下， 这段时间通过距离 来保证。 带钢下表面当乳化液喷淋到带钢表面时， 由于重力作用一部分乳化液滴落损失， 导 致带钢下表面油量不足， 通过喷淋架位置来补偿又很难保证油水分离时间， 导致表面油膜 不均。在设备建成以后， 现场生产时， 通过增加乳化液流量的方法避免下表面油膜不足， 就 会导致图 2 左图所示带钢表面不均匀现象。 0005 在以往的辊缝润滑中， 乳化。
11、液喷淋的控制往往只考虑到乳化液流量总量控制的问 题， 而没有考虑到带钢表面附着油膜的均匀性问题。 发明内容 0006 本发明要解决的技术问题是 ： 提供一种用于均匀润滑轧机辊缝的喷射装置， 该装 置既解决了乳化液流量过大时容易滴落与飞溅的问题， 又能保证下辊缝有充足的润滑与足 说 明 书 CN 102189126 A CN 102189127 A2/5 页 4 够油膜厚度。 0007 本发明要解决的另外一个技术问题是 ： 提供一种用于均匀润滑轧机辊缝的喷射方 法， 该方法可以实现上下辊缝润滑油膜厚度的均匀。 0008 为了解决上述技术问题， 本发明提供一种用于均匀润滑轧机辊缝的喷射装置， 该 。
12、喷射装置包括布置在轧制机架入口在带钢上表面的直喷乳化液喷淋架和布置在轧制机架 入口带钢下表面的直喷乳化液喷淋架， 该喷射装置还包括布置在轧制机架入口带钢下表面 的直喷乳化液喷淋架103。 通过喷淋架将这部分乳化液直接喷淋于转动中的工作辊的表面， 通过工作辊的转动将这部分乳化液带入下辊缝与喷淋架直接喷在带钢表面的乳化液相汇 合， 形成一定的润滑油膜厚度。这样就巧妙的解决了下喷淋架乳化液流量过小时润滑不足 油膜厚度偏小、 乳化液流量过大时容易滴落与飞溅的问题。 0009 本发明还提供一种喷射装置的喷射方法， 该喷射装置包括布置在轧制机架入口、 带钢上表面的直喷乳化液喷淋架 101、 布置在轧制机架。
13、入口带钢下表面的直喷乳化液喷淋 架 102， 该喷射方法在所述喷射装置的轧制机架入口带钢下表面还设置了一个直喷乳化液 的喷淋架 103， 该喷淋架 103 将乳化液直接喷淋于转动中的工作辊表面。 0010 所述喷淋架 (103) 设置包括以下步骤第一步， 确定喷淋架中喷嘴与轧辊中心线及 轧制中心线之间距离， 具体可采用一下步骤， 设喷淋架中喷嘴与轧辊中心线及轧制中心线 之间距离为L1、 L2， 当喷淋架中喷嘴垂直面角度位于基态， 即max-最大 喷嘴角度 ； min- 最小喷嘴角度， 则最优喷嘴位置 L1与 L2的为 ： 0011 0012 0013 式中 ： min- 喷嘴压力最小时喷嘴的喷。
14、射角度 ( 如图 6 中所示角 BAC) ； 0014 max- 喷嘴压力最大时喷嘴的喷射角度 ( 如图 6 中所示角 B AC ) ； 0015 Dw- 工作辊的直径。 0016 其中， 公式 (1)、 (2) 的具体计算方法为 ： 0017 如图 5 所示， 第二喷淋装置 103 中喷嘴与轧辊中心线及轧制中心线之间距离 L1、 L2 选择的原则是 ： 当第二喷淋架 103 中喷嘴角度位于基态 ( 即max- 最 大喷嘴角度 ； min- 最小喷嘴角度 )、 流量最小时乳化液的下喷射射线， 能够喷洒在工作辊 与中间辊的接触处， 即图 5 中的 202， 而当流量最大时， 乳化液的流量上喷射线。
15、 AB 刚好能够 喷洒到工作辊与带钢接触处， 即图 5 中的 201。其计算方法如下 ： 0018 根据生产实践及流体力学知识， 乳化液在一定压力(流量)下从喷嘴中喷出时， 其 喷射形状如图 8 所示。 0019 显然， 对于第二喷淋架 103 而言， 根据几何关系可以知道， 乳化液的上下喷射射线 AB、 AC 的位置主要取决于喷嘴角度 、 喷射形状参数 1和 2以及喷嘴与轧辊中心线 L1、 喷嘴与轧制中心线之间距离 L2。 说 明 书 CN 102189126 A CN 102189127 A3/5 页 5 0020 利用边界条件， 当 0、 p pmin时， 乳化液的下喷射射线 AC 能够。
16、喷洒在工作 辊与中间辊的接触处， 即 AC AE， 有 ： 0021 0022 根据喷嘴结构， AA的距离很短， 因此在计算分析过程中， 可以近似将点 A、 A看 成一点， 这样图 8 就变成如图 9 所示， 这样， KAC +2。这样， 在极限状态下， 根据几 何关系可得 ： 0023 0024 其中， Dw为工作辊的直径。 0025 利用边界条件， 当 0、 p pmax时， 乳化液的上喷射射线 AB 能够喷洒到工作 辊与带钢接触处， 近似图 10 所示， 即 AB AF， 0026 这样， KAB2- 0027 根据几何关系可得 ： 0028 0029 这样， 联立以上四式可得 ： 00。
17、30 0031 0032 式中 ： min- 喷嘴压力最小时喷嘴的喷射角度 ； 0033 max- 喷嘴压力最大时喷嘴的喷射角度 ； 0034 Dw- 工作辊的直径。 0035 第二步， 确定喷嘴与水平面的夹角， 设为 ， 一般 在 10 至 20 度之间 ； 0036 第三步， 确定喷淋架 (101)、 (102) 和 (103) 的喷射流量， 设所述喷淋架 (101)、 (102)、 (103) 的喷射流量分别为 wDA、 wDB、 wDC， 则喷淋架 (101)、 (102)、 (103) 的喷射流量关 系可以用下式来表示 ： 0037 wDA wDC+WDB (3) 0038 式中 ：。
18、 - 流量损失系数， 0.85-0.95。 0039 本发明所述技术方案通过将直喷系统下表面的流量分流成两个部分， 分别通过带 钢与工作辊传递至辊缝汇合， 既解决了乳化液流量过大时容易滴落与飞溅的问题又保证了 下辊缝有充足的润滑与足够油膜厚度， 同时通过合理的设定主要工艺参数可以实现上下辊 缝润滑油膜厚度的均匀。不但可以充分发挥了乳化液的润滑性能， 而且可以提高成品的表 面质量， 从而为企业带来较大的经济效。 附图说明 说 明 书 CN 102189126 A CN 102189127 A4/5 页 6 0040 图 1 为现有用于均匀润滑轧机辊缝的喷射装置系统示意图 ； 0041 图 2 为。
19、带钢产品表面不均匀对比示意图 ； 0042 图 3 为带钢上表面部分离水展着性示意图 ； 0043 图 4 为本发明所述用于均匀润滑轧机辊缝的喷射装置系统示意图 ； 0044 图 5 为图 4 所述喷射装置中新增喷淋装置位置示意图 ； 0045 图 6 为图 5 所示新增喷淋装置的喷嘴喷射乳化液示意图 ； 0046 图 7 为图 5 所示新增喷淋装置的喷淋架设计构造示意图 ； 0047 图 8 为图 5 所示新增喷淋装置的喷射形状示意图 ； 0048 图 9 为图 8 所述示意图的简化图 ； 0049 图 10 为图 9 所述示意图的进一步简化图。 具体实施方式 0050 以下， 用实施例结合。
20、附图对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明 最佳实施方式的描述， 并不对本发明的范围有任何限制。 0051 实施例 0052 如图 4 所示， 在带钢 104 下表面配置第二喷淋装置 103， 通过喷淋架 103 将这部分 乳化液直接喷淋于转动中的工作辊的表面， 通过工作辊的转动将这部分乳化液带入下辊缝 与喷淋架 102 直接喷在带钢表面的乳化液相汇合， 形成一定的润滑油膜厚度。这样就巧妙 的解决了下喷淋架 102 乳化液流量过小时润滑不足油膜厚度偏小、 乳化液流量过大时容易 滴落与飞溅的问题。 0053 本发明所述喷射装置的喷射方法具体为 ： 0054 第一步， 设备改造， 在带钢。
21、下表面配置第二喷喷淋架 103， 该喷淋架 103 将乳化液 直接喷淋于转动中的工作辊 105 的表面上。 0055 第二步， 新配置的喷淋架 103 的具体设置， 包括以下步骤 ： 0056 a、 喷淋架 103 中喷嘴与轧辊中心线及轧制中心线之间距离的选择 0057 对于特定机组而言， 垂直面内最大喷嘴角度 max 47、 最小喷嘴角度 min 26，轧辊直径 Dw 435mm ； min 43 ； max 86。将其代入 到最优喷嘴位置 L1与 L2的计算模型， 得到 ： 0058 0059 0060 0061 0062 0063 说 明 书 CN 102189126 A CN 1021。
22、89127 A5/5 页 7 0064 0065 0066 b， 确定喷嘴与水平面的夹角。新增架 103 喷淋架数量的选择主要考虑二次冷轧产 品带钢中最宽带钢 104 的宽度， 本机组最宽为 1050mm， 喷淋架设计构造示意图如图 7 所示， 喷嘴与水平面的夹角 取 15 度。 0067 c， 确定喷淋架 101、 102 和 103 的喷射流量， 设所述喷淋架 101、 102、 103 的喷射流 量分别为 wDA、 wDB、 wDC， 则 wDA 5.8l/min、 wDB 2l/min、 wDC 4l/min 0068 wDA wDC+WDB 4+20.9 5.8 (3) 0069 从。
23、上述技术方案可知， 本发明所述的喷射装置和喷射方法， 既解决了乳化液流量 过大时容易滴落与飞溅的问题又保证了下辊缝有充足的润滑与足够油膜厚度， 同时通过合 理的设定主要工艺参数可以实现上下辊缝润滑油膜厚度的均匀。 不但可以充分发挥了乳化 液的润滑性能， 而且可以提高成品的表面质量， 从而为企业带来较大的经济效。 说 明 书 CN 102189126 A CN 102189127 A1/5 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102189126 A CN 102189127 A2/5 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102189126 A CN 102189127 A3/5 页 10 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102189126 A CN 102189127 A4/5 页 11 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 102189126 A CN 102189127 A5/5 页 12 图 9 图 10 说 明 书 附 图 CN 102189126 A 。