【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到有缺陷的金属工件的热化学表层清理，通常称为火焰表面清理，具体地说，是指一种适合在整个工件上去除表面缺陷或适合于各种不同截面尺寸的无飞边火焰表面清理的喷咀。众所周知，在钢材生产时，通常在钢材加工的中间阶段都要清理钢材的表面。这种清理的目的是为了去除诸如裂纹、接缝和夹渣等缺陷，不然就会在成品中留下缺陷。用热化学方法用适当的机器除去一块，或多块，或一部分表面的面层，能经济地从工件上去除这类缺陷，该机器最好安装在轧辊架之间的传送装置上。这样，钢材工件可以在热态和不中断连续生产的条件下进行清理。在很多情况下，轧钢机不仅生产一种尺寸的工件，而是常常生产多种不同尺寸的工件，在某些轧机上改变工件尺寸是经常的事。过去在去除坯料、铸块、钢锭、钢板等工件表面缺陷时，使用有单个喷咀的火焰表面清理机，这种喷咀喷出一股氧气流，成锐角地射向整个钢材表面，与表面金属产生热化学反应，或者利用成排或成行的许多喷咀喷出的多股氧气流。最近，人们企图采用一种节能、高产的方法，称为热坯法或直接轧制法，半成品钢材从连续铸造或板坯生产过程以热态直接送到加工站。假如裂口、夹渣和其它缺陷在这个阶段没有...
【技术保护点】
为避免沿着火焰表面清理区边界形成飞边而用的一种火焰表面清理金属体缺陷的氧气喷咀。该喷咀的特征在于通过产生火焰表面清理区的尺寸小于该喷咀的宽度或等于该喷咀宽度。该喷咀内有一氧气通路，通到喷咀喷射孔，喷出一股横过待火焰清理的金属体表面的具有均匀强度的片状氧气流，以及一种使气体与通过该喷咀喷射孔喷出的氧混合的装置，至少在该片状气流的一个边缘喷射的混合气体能够减少纯度，使其不足以火焰清理工件，而该喷咀喷射孔喷出的片状氧气流的其余部分足以从工件表面以火焰清理缺陷。
【技术特征摘要】
US 1986-10-22 922,037中谈到的喷射孔一词代表一个矩形平面，它的宽度由火焰表面清理装置的边界“u”(图4)确定，高度是由上予热件12的边20A与下予热件14的边20B确定。喷咀15和孔20的侧面可以封闭或者(最好)开放，如图1至3所示。为了在火焰表面清理时在火焰表面清理喷咀与工件表面之间保持固定的距离，普通的火焰表面清理装置的导向板18支承在工件“W”的表面上。当在工件“W”，例如一块钢板坯与火焰表面清理装置10之间发生相对运动时，这种火焰表面清理反应是通过由喷咀喷射孔20喷出的片状火焰清理氧气流“V”以锐角撞击到工件表面的熔池中而进行的。按照本发明，集流腔型装置17连接着带有控制阀24和24A的气体供应管22和22A。这样的供应管22和22A分别与通路26和26A连接，通过集流腔17，头16和上予热件12以及在上予热件12中的出口28和28A，把一种稀释气体与氧气混合，然后通过连续的缝隙型火焰清理喷咀15。通常在喷射孔20喷射气流以前，在予先选定的位置，稀释氧气流沿着氧气流的一个边缘或者两个相对的边缘喷出。当一般小于喷咀缝隙型孔15(图4中的喷咀边界“u”)宽度的氧气流要用于这种火焰表面清理反应时，在两根供应管22之间的气体供应管22A与通道26A和出口28A连通，用于按照本发明供应稀释气体与沿着缩减宽度的氧气流边缘的氧气混合。图4示出了在图1，2和3中的火焰表面清理装置的上予热件12的底面透视图和其出口28和28A的位置。该上予热件12的宽度通常用“u”表示，出口28和28A横跨通过喷咀孔15的氧气流方向排列。出口28至上予热12的前缘20A的距离为“S”，至上予热件12侧面边缘的距离为“T”。出口28A位于这两个出口28之间，通常沿着上予热件12的中心线，至前缘20A距离为“S”。然而按照本发明，在上予热件20的下表面11上的出口28和28A的位置是可以改变的，即28和28A中的每一个的距离“S”可以是不同的或者是相同的，出口28的每一个的距离“T”也可以相同或者不同;通常出口28A位于两个出口28的中间。附图示出了气体供应管22和22A在三处连接到通道26和26A上，以便将稀释气体供应到上予热件12内，其它在气体由喷射孔20喷出以前向在火焰清理喷咀缝隙15边缘处的氧气提供混合气体的装置也适用。例如，仅仅使用两个供应管22;或者如在图5A中示出的那样，通道26和26A可以通过下予热件14;或者如图5B示出的那样，通道26和26A可以通过上予热件12然后通向许多排列成行的出口28和28A;或者如在图5C中示出的那样，供应管22和22A可以直接连通上予热件12中的通道26和26A。更常见的是，供给稀释气体的装置可以这样设置，使选定的或可变的数量的气体在火焰清理喷咀狭缝15的边界内与位于片状氧气流的边缘的氧气混合，在喷咀狭缝15中混合的位置可因要求的无飞边火焰表面清理区的宽度而改变。如在图1，3和5A至5C示出的那样，喷射到位于喷咀狭缝15的边界内的片状氧气流中的稀释气体喷射角度用“G”表示(图3)。角度“G”为60°(图3)，虽然该角度可以在大约5°至大约170°的范围内变化，通常用角度“G”的最佳范围是大约30°至大约80°。这种喷咀通道15为不变横断面的狭缝形状，能在横跨相当于喷咀15宽度“u”的(图4)的工件表面上喷射均匀强度的片状氧气流。按照本发明，喷射的氧气流在喷咀孔20的相对边缘处与一种气体混合，气体的量能降低氧气纯度，使其不足以在火焰表面清理区边界以外维持火焰表面清理反应。这种火焰表面清理区的边界宽度通常相当于孔20的宽度，或者小于孔20的宽度。在喷咀孔20的侧面边缘处喷射的混合气强度或速率最好与从喷咀孔20喷出的纯氧(或称切割氧)的片状气流的速率相同，尽管在气流边缘处强度可能略有增加。无论如何，混合氧气的速率通过提供去除渣和未氧化铁的冲量而为获得无飞边的结果做出了重要的贡献。在图6中是一种将火焰表面清理装置10并排安装的方案。在火焰表面清理装置的边缘之间流量不受限制，这样，在横过整排火焰表面清理装置的许多喷咀喷射孔20的宽度上，喷射氧气流的强度基本上是相同的。当与不稀释气体混合的氧气通过该火焰表面清理装置时，可产生一个与多喷咀装置宽度相同的基本上全深度剥除的火焰表面清理区，同时增大了一次行程可能清理的金属表面宽度，包括对整个工件剥层。然而，当采用一排装置进行点状火焰表面清理时，为了保证最大的柔性，即为了能在一次行程在整个工件表面上对宽度变化的缺陷进行局部的点状火焰表面清理，每一个单个的喷咀比应配备本发明的稀释气体供给装置。这样，这些喷咀就可以按照待清理的缺陷的宽度作为单个的火焰表面清理喷咀，或成排的装置使用。按照本发明，依据工件的最大宽度和单个火焰表面清理装置的名义宽度，可将两个或多个，甚至多达11个火焰表面清理装置并排安装。图1-3的一种结构，可使火焰表面清理装置10产生基本上与喷咀一样宽的无飞边火焰表面清理区，或者产生局部点状无飞边火焰表面清理区，当火焰表面清理装置与工件“W”接触，并达到包含待去除缺陷的区域的前缘时，该装置启动，最好用快速启动方法，如在3，985和3，966，503号美国专利所公开的那样，并将通过喷咀孔20的氧气流量调节到火焰表面清理所需的强度。通过上予热件12的稀释气体流量应调节到足以将片状气流至少一边的氧气纯度降低到可以得到无飞边的火焰表面清理区的程度。按照本发明，适用于与氧气混合以降低从喷咀孔中喷出的氧的纯度的稀释气体或流体可以是除氧以外的任何一种流体或气体，这种流体或气体在正常的火焰表面清理反应中必须不能进行化学反应而产生氧化铁，如空气、氮、水、燃气或它们的混合物。这些稀释气体或流体喷射到氧气流的至少一个边缘内，最好是沿着该氧气流相对边缘的一个或多个点喷射，而与在喷咀狭缝15中的氧气流进行物理的混合。对于内行的人来说是很明显的，将稀释气体通到氧气中可以通过任何一种其它已知的物理方法，例如吸入法等。此外，在喷咀内或在火焰表面清理装置的氧气通道内可最终导致喷咀缝隙15喷出片状氧气流的任何其它区段上将稀释气体混合入氧气流都是可能的。在火焰表面清理过程的开始阶段，一个熔池在工件表面上形成，一个控制通过喷咀孔20的氧气流量的阀门装置(未示出)...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德埃尔默弗尔霍普，雷蒙德约翰马卡拉，
申请(专利权)人：依赛彼阿克蒂博拉格公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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