一种实验室用除鳞实验平台及其实验方法技术

本发明专利技术公开了一种实验室用除鳞实验平台及其实验方法，属于金属轧制领域。该平台包括加热装置、喷淋装置和数据采集系统；所述加热装置用于加热钢板；所述喷淋装置用于对加热后的钢板进行除鳞工作，其包括喷嘴、控制喷嘴移动的驱动单元和通过管道连接喷嘴的水箱；所述数据采集系统包括氧化铁皮监测装置，所述氧化铁皮监测装置用于收集除鳞时钢板的表面变化情况。其能够在实验室内对不同参数下的高压水除鳞效果进行实验，并通过对比找到最佳的除鳞工艺参数。该方法包括加热、除鳞、采集数据和分析数据等步骤，采用上述平台进行实验，能够找到最佳的除鳞工艺参数，操作方便且成本较低。

A laboratory scale removal experimental platform and its experimental method

【技术实现步骤摘要】
一种实验室用除鳞实验平台及其实验方法
本专利技术属于金属轧制
，更具体地说，涉及一种除鳞实验平台及其实验方法。
技术介绍
在对钢坯进行轧制工作前，需要对钢坯进行加热，提高钢的塑性、降低变形抗力、消除组织缺陷等，从而使钢坯的后续轧制过程顺利。但是，钢坯在加热时，会在高温状态下被氧化，使表面形成一层致密的氧化铁皮(鳞皮)。如果在轧制前不能将这层氧化铁皮除去的话，氧化铁皮就会在轧制过程中被轧辊压入到钢板的表层，对钢的组织性能尤其是表面质量造成影响，且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，因此需要在轧制前对钢板进行除鳞工作。作为一种传统的除磷手段，高压水除磷被广泛用于窄带钢粗/精轧过程，其除鳞效果直接关系到热轧成品的质量好坏。通常情况下，影响除鳞效果的因素包括除鳞水的喷射高度、角度、水温以及喷嘴的移速等，且不同钢种在除鳞时，产生最佳除鳞效果的各个因素(除鳞高度、角度、水温、水压、喷嘴移速等)并不相同，需要进行反复试验总结。但是，由于工业生产中的除鳞系统有着与轧制过程联系紧密、喷嘴排布多、产线不可分割、除鳞设备体量大等等原因，导致这一过程往往只存在于工业厂房中，无法在实验内进行各个因素的研究，而通过厂房设备进行实验总结的话，一方面操作繁琐，且检测困难，另一方面需要设备停止生产进行实验，所需的实验时间和实验成本过高。中国专利申请号为：CN201810311005.4，公开日为：2018年8月21日的专利文献，公开了一种应用在型材轧制
中的型钢除鳞装置，主要由环式集管、导卫盒、轧件、连接架组成。该专利技术主要通过在型材轧制生产线安装有使轧件可以通过其内部环形孔的环式集管，环式集管在轧制过程中可以通过其上部的环形喷射口斜向喷出高压水至轧件上表面上，使轧件在圆周360度方向的表面的氧化铁无死角的被高压水打击清理干净。该专利技术结构简单、易于安装制造，可以按实际轧制生产需要安装在轧制生产线的不同位置。中国专利申请号为：CN201820432355.1，公开日为：2018年11月27日的专利文献，公开了一种除鳞装置，包括入口除鳞保护罩、除鳞箱体，入口除鳞保护罩与除鳞箱体设置在辊道上，除鳞箱体的传动侧与操作侧之间设有两组集管，还包括连杆、高度调整机构，高度调整机构设置在除鳞箱体的传动侧和操作侧，高度调整机构包括液压缸、连杆、同步支架、底座，底座固定在辊道基础座上，液压缸固定在底座上，液压缸的活塞杆与同步支架固定连接，同步支架两端支撑固定有集管；连杆一端与底座活动铰接，另一端与同步支架端部铰接。优点是：通过高度调整机构可同时调整两组集管的高度，保证除鳞效果，提高了产品质量，实现了产品品种、规格拓展，进而实现钢厂竞争力提高。连杆的设置可减少除鳞过程中集管的晃动。上述两种方案均用于对加热后的坯料进行除鳞工作，且二者都通过对除鳞装置的结构进行改善从而提高了除鳞效果。但是，二者均是用于实际生产时的除鳞工艺，而对于不同钢种的除鳞，最佳的除鳞工艺参数是有所区别的，利用实际生产设备很难检测出最佳的除鳞工艺参数，且检测操作繁琐，成本过高。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有的高压水除鳞无法在实验室内进行研究，使得找到其最佳除鳞效果的除鳞参数较为困难的问题，本专利技术提供一种实验室用除鳞实验平台，其能够在实验室内对不同参数下的高压水除鳞效果进行实验，并通过对比找到最佳的除鳞工艺参数，提高实际生产的除鳞效果。本专利技术还提供一种实验室用除鳞实验方法，采用上述一种实验室用除鳞实验平台在实验室内进行高压水除鳞效果的多次反复实验，找到最佳的除鳞工艺参数，操作方便且成本较低。2、技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种实验室用除鳞实验平台，包括加热装置、喷淋装置和数据采集系统；所述加热装置用于加热钢板；所述喷淋装置用于对加热后的钢板进行除鳞工作，其包括喷嘴、控制喷嘴移动的驱动单元和通过管道连接喷嘴的水箱；所述数据采集系统包括氧化铁皮监测装置，所述氧化铁皮监测装置用于收集钢板表面的变化情况。作为技术方案的进一步改进，所述氧化铁皮监测装置包括相机和测厚仪，所述相机和测厚仪均电连接计算机。作为技术方案的进一步改进，所述数据采集系统还包括温度监测装置；所述温度监测装置包括设置在钢板上的温度传感器以及与温度传感器电连接的数据记录仪。作为技术方案的进一步改进，还包括支架；所述驱动单元设置在支架上，其包括电机控制器、电机驱动器、电机、丝杆螺母机构和调节机构；所述电机控制器、电机驱动器和电机依次连接；所述丝杆螺母机构的丝杆与电机的输出轴连接，所述喷嘴安装在丝杆螺母机构的螺母上；所述调节机构用于调节喷嘴的高度和喷射角度。作为技术方案的进一步改进，所述调节机构包括角度调节块和高度调节块；所述角度调节块固定在所述螺母上，所述高度调节块固定在角度调节块的一侧，所述喷嘴安装在高度调节块的下端。作为技术方案的进一步改进，还包括支撑台；所述支撑台设置在支架的上端面上，所述驱动单元设置在支撑台上。作为技术方案的进一步改进，所述水箱与喷嘴连接的管道上装有水泵和流量计。作为技术方案的进一步改进，所述水箱与喷嘴连接的管道上装有调压阀和压力表。一种实验室用除鳞实验方法，采用上述一种实验室用除鳞实验平台进行除鳞实验，包括以下步骤：一、加热：将钢板放入加热装置中，加热至设定的温度并保温；二、除鳞：取出钢板，将钢板置于喷嘴下方，按照设定的除鳞工艺参数对钢板表面进行除鳞工作；三、采集数据：除鳞过程中，拍摄钢板表面的除鳞区域的图片；除鳞完成后，测出钢板表面的除鳞区域残留的氧化铁皮厚度并计算氧化铁皮残留率；四、分析数据：设定多组不同的喷淋工艺参数，重复步骤二和步骤三，通过对比每组数据的氧化铁皮残留率找出最佳除鳞工艺参数。作为技术方案的进一步改进，所述氧化铁皮残留率的计算公式为：其中，S1、S2、Sn分别为不同的除鳞区域所占的面积；h1、h2、hn分别为对应除鳞区域的残留氧化铁皮厚度；SSUM为有效除磷区域面积；hmax为除鳞之前的氧化铁皮理论厚度；PRS为氧化铁皮残留率。作为技术方案的进一步改进，还包括以下步骤：实验开始前，在钢板上设置测温点并安装温度传感器，温度传感器检测测温点温度并将其转换成电信号传递至数据记录仪；加热时，当测温点温度达到设定的温度时，停止加热；除鳞时，温度记录仪记录测温点的温度变化。作为技术方案的进一步改进，所述钢板上设置至少5个测温点，每个测温点均安装一个温度传感器。3、有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术一种实验室用除鳞实验平台，在保证除鳞原理和设备能力基本相同的情况下，将除鳞系统进行了简化，能够在实验室内方便地进行多组除鳞实验并收集实验数据，通过对比各组除鳞实验的钢板表面变化情况来找出最佳的除鳞工艺参数，从而为实际生产提供参照参数，提高生产效率；(2)本专利技术一种实验室用除鳞实验平台，采用相机拍摄除鳞时钢板表面的变化，能够掌握本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实验室用除鳞实验平台，其特征在于：所述实验平台包括加热装置(1)、喷淋装置(2)和数据采集系统(3)；所述加热装置(1)用于加热钢板；所述喷淋装置(2)用于对加热后的钢板进行除鳞工作，其包括喷嘴(21)、控制喷嘴(21)移动的驱动单元(22)和通过管道连接喷嘴(21)的水箱(23)；所述数据采集系统(3)包括氧化铁皮监测装置，所述氧化铁皮监测装置用于收集钢板表面的变化情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种实验室用除鳞实验平台，其特征在于：所述实验平台包括加热装置(1)、喷淋装置(2)和数据采集系统(3)；所述加热装置(1)用于加热钢板；所述喷淋装置(2)用于对加热后的钢板进行除鳞工作，其包括喷嘴(21)、控制喷嘴(21)移动的驱动单元(22)和通过管道连接喷嘴(21)的水箱(23)；所述数据采集系统(3)包括氧化铁皮监测装置，所述氧化铁皮监测装置用于收集钢板表面的变化情况。


2.根据权利要求1所述的一种实验室用除鳞实验平台，其特征在于：所述氧化铁皮监测装置包括相机和测厚仪，所述相机和测厚仪均电连接计算机。


3.根据权利要求2所述的一种实验室用除鳞实验平台，其特征在于：所述数据采集系统还包括温度监测装置；所述温度监测装置包括设置在钢板上的温度传感器以及与温度传感器电连接的数据记录仪。


4.根据权利要求1所述的一种实验室用除鳞实验平台，其特征在于：还包括支架(4)；所述驱动单元(22)设置在支架(4)上，其包括电机控制器(221)、电机驱动器(222)、电机(223)、丝杆螺母机构(224)和调节机构；所述电机控制器(221)、电机驱动器(222)和电机(223)依次连接；所述丝杆螺母机构(224)的丝杆与电机(223)的输出轴连接，所述喷嘴(21)安装在丝杆螺母机构(224)的螺母上；所述调节机构用于调节喷嘴(21)的高度和喷射角度。


5.根据权利要求4所述的一种实验室用除鳞实验平台，其特征在于：所述调节机构包括角度调节块(225)和高度调节块(226)；所述角度调节块(225)固定在所述螺母上，所述高度调节块(226)固定在角度调节块(225)的一侧，所述喷嘴(21)安装在高度调节块(225)的下端。

【专利技术属性】
技术研发人员：侯清宇，马啸宇，黄贞益，郭爱民，伍厚玲，光剑锋，马玉康，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34