專(zhuān)利名稱(chēng)：除氧化皮噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從熱軋制出的軋鋼表面上去除氧化皮的除氧化皮噴嘴，以及可用于這種噴嘴的硬質(zhì)合金噴嘴頭。
背景技術(shù)：
熱軋鋼是通過(guò)在加熱爐中于氧化氣氛下將鋼板加熱到約1100到1400℃并通過(guò)軋鋼機(jī)對(duì)加熱鋼板進(jìn)行熱軋來(lái)制出的。由于在上述加熱爐中的加熱，在鋼板表面上就形成了包括氧化鐵的氧化皮，如果不除去這種氧化皮就進(jìn)行熱軋的話，就會(huì)在軋鋼表面上形成氧化皮裂紋，這便降低了產(chǎn)品的價(jià)值。已經(jīng)提出了除氧化皮噴嘴，其用于通過(guò)高壓水流來(lái)去除這種氧化皮。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.24937/1996(JP-8-24937A)公開(kāi)了一種鋼板的表面清洗方法，其中將鋼板的表面溫度加熱到不低于850℃，并且用產(chǎn)生于來(lái)自噴嘴的排放液流的液滴流動(dòng)區(qū)域中的液滴來(lái)沖擊鋼板的表面以進(jìn)行清洗。該文獻(xiàn)還公開(kāi)了采用噴嘴排出的液體來(lái)沖擊含有不少于0.5％重量的硅的鋼板的表面。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.334335/2000(JP-2000-334335A)公開(kāi)了一種高壓射流噴嘴，其包括形成為排出流動(dòng)路徑入口的橢圓形開(kāi)口，以及朝向該橢圓形開(kāi)口收窄的供給流動(dòng)路徑，其中只有排出流動(dòng)路徑在橢圓長(zhǎng)軸方向上的側(cè)壁才在流動(dòng)方向上擴(kuò)大，而橢圓短軸方向上的側(cè)壁基本上平行于供給流動(dòng)路徑軸線延伸。
然而，根據(jù)這些噴嘴，水將在高壓下被噴出，很難在低壓或低流率下有效地去除氧化皮。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.263124/2000(JP-2000-263124A)公開(kāi)了一種除氧化皮噴嘴，其可通過(guò)將水從噴嘴中在不低于40兆帕的排放壓力下噴出以及使水在排放孔與鋼板之間的距離不超過(guò)150毫米的情況下沖擊在鋼板表面上來(lái)去除氧化皮，其中排放流體的排放方向在垂直于噴嘴中心軸線的平面內(nèi)的寬度方向上擴(kuò)展，排放流體在垂直于寬度方向的厚度方向上具有處于1.5到2.5°范圍內(nèi)的沖刷厚度角。該文獻(xiàn)還公開(kāi)了用于去除氧化皮的扇形霧錐噴嘴，其中在排放孔的上游側(cè)設(shè)置了擴(kuò)大的通道，該擴(kuò)大通道的內(nèi)徑是排放孔內(nèi)徑的7到10倍，該擴(kuò)大通道的長(zhǎng)度不小于100毫米。另外，該文獻(xiàn)公開(kāi)了一種在高硅含量鋼的熱軋工藝中去除鋼板表面上的氧化皮的方法，其中將水從噴嘴中在不低于40兆帕的排放壓力下排出，并且在排放孔與鋼板之間保持75到150毫米的距離。
然而，在上述除氧化皮噴嘴和除氧化皮方法中，需要使水在高壓和高流率下排出，以便使沖刷量比較大。此外，由于該擴(kuò)大通道的內(nèi)徑比排放孔更大，因此噴嘴的尺寸也變大。
日本專(zhuān)利出版物No.73697/1994(JP-6-73697B)公開(kāi)了一種除氧化皮噴嘴，包括校正流動(dòng)路徑，在其中設(shè)有校正器，并且該路徑在整個(gè)長(zhǎng)度上具有基本上相同的直徑；形成于校正流動(dòng)路徑的下游側(cè)處的收窄流動(dòng)路徑，其直徑在朝向下游側(cè)的方向上逐漸變??；以及形成于收窄流動(dòng)路徑的下游側(cè)處并延伸到射流開(kāi)口的射流通道，該射流開(kāi)口開(kāi)在形成于噴嘴前端面處的溝槽底部處。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.94486/1997(JP-9-94486A)公開(kāi)了一種除氧化皮噴嘴，其包括直徑在朝向下游側(cè)的方向上逐漸變小的流動(dòng)路徑，以及與流動(dòng)路徑相通且延伸到前端中的縫隙式開(kāi)孔，流動(dòng)路徑和開(kāi)孔形成在由硬質(zhì)合金制成的噴嘴主體中。該噴嘴具有形成于噴嘴主體的前端處的下凹表面并具有朝向上游側(cè)收窄的傾斜側(cè)壁，以及開(kāi)在下凹表面的底部處且延伸到開(kāi)孔中的射流開(kāi)口。該文獻(xiàn)公開(kāi)了下凹表面可具有周向壁，其從傾斜壁的上游端沿軸向方向延伸。
這些文獻(xiàn)所介紹的噴嘴在提高開(kāi)孔承受超高水壓的耐磨性方面是很有用的。然而，必須在高壓和高流率下噴出水以實(shí)現(xiàn)較高的除氧化皮效率。
德國(guó)專(zhuān)利No.92U17671的說(shuō)明書(shū)公開(kāi)了一種噴嘴，其包括形成于噴嘴前端處的排放孔、從該排放孔中朝向上游側(cè)以約50°的角度擴(kuò)展出去的第一錐形流動(dòng)路徑、從第一錐形流動(dòng)路徑的上游端中沿上游方向延伸且內(nèi)徑約為排放孔內(nèi)徑的兩倍的第一圓柱形流動(dòng)路徑、從第一圓柱形流動(dòng)路徑的上游端中沿上游方向以約70到80°的角度擴(kuò)展出去的第二錐形流動(dòng)路徑、從第二錐形流動(dòng)路徑的上游端中沿上游方向延伸且內(nèi)徑約為排放孔內(nèi)徑的四倍的第二圓柱形流動(dòng)路徑，以及從該圓柱形流動(dòng)路徑的上游端中沿上游方向逐漸擴(kuò)展和延伸的傾斜流動(dòng)路徑(見(jiàn)德國(guó)專(zhuān)利No.92U17671的說(shuō)明書(shū)之圖1)。
然而，即使在這種噴嘴中，也應(yīng)當(dāng)在高壓和高流率下噴出水以實(shí)現(xiàn)較高的除氧化皮效率。另外，由于形成了兩個(gè)錐形流動(dòng)路徑，因此噴嘴本質(zhì)上具有比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。此外，很難采用硬質(zhì)合金來(lái)制造具有兩個(gè)錐形流動(dòng)路徑的噴嘴頭。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種除氧化皮噴嘴和硬質(zhì)合金噴嘴頭，其即使在較低的壓力和/或較低的流率下也能實(shí)現(xiàn)有效的氧化皮去除。
本發(fā)明的另一目的是提供一種除氧化皮噴嘴和硬質(zhì)合金噴嘴頭，其能夠提高除氧化皮性能(或效率)且能抑制鋼板的冷卻。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種除氧化皮噴嘴和硬質(zhì)合金噴嘴頭，其結(jié)構(gòu)緊湊且除氧化皮性能(或效率)高。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種可用于在熱軋工藝中去除鋼材的氧化皮的除氧化皮噴嘴和硬質(zhì)合金噴嘴頭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了大量的研究以實(shí)現(xiàn)上述目的，最終發(fā)現(xiàn)，通過(guò)形成以特定的錐形漸縮的方式從開(kāi)在前端下凹表面處的排放孔中延伸出來(lái)的噴嘴孔，即使在較低的壓力和/或較低的流率下也能顯著地提高除氧化皮效率。本發(fā)明已經(jīng)基于上述發(fā)現(xiàn)得到了實(shí)現(xiàn)。
也就是說(shuō)，本發(fā)明的除氧化皮噴嘴是一種用于通過(guò)從噴嘴中噴出水來(lái)從鋼板表面上除氧化皮的除氧化皮噴嘴，該噴嘴具有噴嘴孔，其包括開(kāi)在前端的下凹表面或下凹區(qū)域處的排放孔，從排放孔中延伸出來(lái)的漸縮區(qū)段(錐形或紡錘形的漸縮區(qū)段等)，以及與漸縮區(qū)段延續(xù)相連的大直徑區(qū)段(圓柱形的擴(kuò)大直徑部分等)。在該噴嘴中，漸縮區(qū)段的錐角θ并沒(méi)有特別的限制，其可形成為約30到80°(例如約40到70°)。此外，大直徑區(qū)段的內(nèi)徑D1與排放孔的小直徑D2之比(D1/D2)可以是不小于3，或者是不小于3但小于7。為了將噴嘴制成為比較緊湊，大直徑區(qū)段的內(nèi)徑D1與排放孔的小直徑D2之比(D1/D2)例如可以是約3到6(例如約4到6)。排放孔的形狀(或結(jié)構(gòu))可以是橢圓形。此外，通常在噴嘴中，來(lái)自噴嘴的排放流體在垂直于噴嘴中心軸線的平面內(nèi)沿單一方向(寬度方向)擴(kuò)展。此外，噴嘴可具有在與排放流體的寬度方向垂直的方向(厚度方向)上為1.5到3°的沖刷厚度角。
更具體地說(shuō)，噴嘴的流動(dòng)路徑可包括開(kāi)在前端的下凹表面或下凹區(qū)域處的橢圓形結(jié)構(gòu)(或形狀)的排放孔、從排放孔中朝向上游側(cè)延伸并以40到60°的錐角θ擴(kuò)展的漸縮流動(dòng)路徑，以及從漸縮流動(dòng)路徑的上游端中延伸出來(lái)且內(nèi)徑基本上相同的圓柱形流動(dòng)路徑。另外，在橢圓形的排放孔中，大直徑與小直徑之比為約1.2到2.5，錐形流動(dòng)路徑的內(nèi)徑D1與排放孔的小直徑D2之比(D1/D2)可以是約4到6。
在噴嘴中，噴嘴頭(由硬質(zhì)合金形成的噴嘴頭)通常連接或安裝在噴嘴的前端上。本發(fā)明還包括連接在上述噴嘴的前端上的噴嘴頭。該噴嘴頭由硬質(zhì)合金形成，其上游端的內(nèi)徑D1與排放孔的小直徑D2之比(D1/D2)不小于3。噴嘴頭可包括開(kāi)在形成于前端處的下凹表面或下凹區(qū)域中的排放孔，以及從該排放孔中以預(yù)定的錐角θ朝向上游側(cè)擴(kuò)展的錐形流動(dòng)路徑。另外，下凹表面或下凹區(qū)域可包括傾斜的側(cè)壁，其從前端中朝向上游側(cè)沿著徑向方向向內(nèi)傾斜。
上述噴嘴可用作通過(guò)在較低的壓力(例如5到30兆帕的壓力)和/或較低的排放流率(例如40到200升/分鐘的排放流率)下從噴嘴中噴出水來(lái)從鋼板上去除氧化皮的除氧化皮噴嘴。它還可用作通過(guò)在排放孔和鋼板之間的距離不超過(guò)600毫米(例如不超過(guò)200毫米)的情況下從噴嘴中噴出水來(lái)從鋼板(例如低硅含量的鋼板或普通鋼板)的表面上去除氧化皮的除氧化皮噴嘴。
根據(jù)這種噴嘴，由于噴嘴孔包括開(kāi)在前端的下凹表面處的排放孔、延伸到排放孔中的漸縮區(qū)段(或部位)以及大直徑區(qū)段(或圓柱形空心部位)，因此即使在較低的排放壓力或較低的排放流率下也都可以提高沖擊力，因而提高了除氧化皮效率。由于還可在較低流率的情況下提高沖刷效率，因此可以顯著地抑制鋼板的溫度下降(或降低)。
在本說(shuō)明書(shū)中，用語(yǔ)“大直徑區(qū)段”指在上游方向上與延續(xù)連接在排放孔上的漸縮區(qū)段延續(xù)相連的流動(dòng)路徑，并且指從漸縮區(qū)段的上游端中以?xún)?nèi)徑D1基本上相同的方式而延伸的流動(dòng)路徑。因此，用語(yǔ)“大直徑區(qū)段”在使用中與用語(yǔ)“圓柱形流動(dòng)路徑”同義。從漸縮區(qū)段的上游端中“內(nèi)徑基本上相同”指以0到3°(尤其是0到2°)的傾角延伸的流動(dòng)路徑的平均內(nèi)徑。超過(guò)3°的傾角定義為錐角。用語(yǔ)“以?xún)?nèi)徑基本上相同的方式延伸的流動(dòng)路徑”指這樣一種流動(dòng)路徑，其流動(dòng)路徑的長(zhǎng)度L與流動(dòng)路徑的內(nèi)徑D1之比(L/D1)不小于1。另外，即使一部分流動(dòng)路徑具有基本上相同的內(nèi)徑，如果流動(dòng)路徑的長(zhǎng)度L與流動(dòng)路徑的內(nèi)徑D1之比(L/D1)小于1(L/D1＜1)，那么這一部分也應(yīng)被視為漸縮區(qū)段的一部分。因此，在具有以?xún)?nèi)徑基本上相同的方式從排放孔中沿上游方向延伸的圓柱形流動(dòng)路徑以及以漸縮的方式從圓柱形流動(dòng)路徑中沿上游方向延伸的錐形流動(dòng)路徑的噴嘴或噴嘴頭中，或者在具有以漸縮的方式從排放孔中沿上游方向延伸的錐形流動(dòng)路徑以及以?xún)?nèi)徑基本上相同的方式從錐形流動(dòng)路徑中沿上游方向延伸的圓柱形流動(dòng)路徑的噴嘴或噴嘴頭中，如果流動(dòng)路徑的長(zhǎng)度L與圓柱形流動(dòng)路徑的內(nèi)徑D1之比(L/D1)小于1(L/D1＜1)，那么該圓柱形流動(dòng)路徑就形成為漸縮流動(dòng)路徑。此外，用語(yǔ)“大直徑區(qū)段的內(nèi)徑與排放孔的小直徑之比”指的是“大直徑區(qū)段的下游端(或漸縮區(qū)段的上游端)的內(nèi)徑與排放孔的小直徑之比”。


圖1是顯示了本發(fā)明的除氧化皮噴嘴的一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖。
圖2是沿圖1中線II-II的示意性截面圖。
圖3是圖1所示噴嘴的前端的示意性正視圖。
圖4是顯示了本發(fā)明的噴嘴前端的另一實(shí)施例的示意性局部透視圖。
圖5是顯示了圖4所示噴嘴前端的示意性截面圖。
圖6是顯示了漸縮區(qū)段的另一實(shí)施例的示意性截面圖。
圖7是顯示了外殼的上游端的另一實(shí)施例的示意性視圖。
圖8是顯示了用于比較示例中的噴嘴的示意性縱向截面圖。
圖9是顯示了示例3中的排放流體在寬度方向上的沖擊力分布的圖。
圖10是顯示了示例2中的排放流體在寬度方向上的沖擊力分布的圖。
圖11是顯示了示例1中的排放流體在寬度方向上的沖擊力分布的圖。
圖12是顯示了比較示例3中的排放流體在寬度方向上的沖擊力分布的圖。
圖13是顯示了比較示例2中的排放流體在寬度方向上的沖擊力分布的圖。
圖14是顯示了比較示例1中的排放流體在寬度方向上的沖擊力分布的圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述下面將通過(guò)在必要時(shí)參考附圖來(lái)詳細(xì)地介紹本發(fā)明。
圖1是顯示了本發(fā)明的除氧化皮噴嘴的一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖，圖2是沿圖1中線II-II的示意性截面圖，而圖3是圖1所示噴嘴的前端的示意性正視圖。
如圖1到3所示，除氧化皮噴嘴1包括圓柱形外殼2，水將從上游側(cè)流入其中，它還具有圓柱形的流動(dòng)路徑(空心的圓柱形通道或噴嘴孔)；其中將安裝外殼的圓柱形噴嘴罩11；以及硬質(zhì)合金的噴嘴頭12，其安裝在噴嘴罩的前端上并用于經(jīng)由流動(dòng)路徑(或噴嘴孔)來(lái)從其前端中排出流體。噴嘴孔或流動(dòng)路徑形成于這些零件的中心軸線的軸向方向上。在該實(shí)施例中，圓柱形外殼2包括可被擰入到噴嘴罩11中的第一外殼2a，以及將安裝在該外殼2a上的第二外殼2b，第一外殼2a和第二外殼2b通過(guò)螺紋連接或其它方式相連。
在第二外殼2b的上游端的周向面和端面(平面)處以預(yù)定的間隔在周向上形成了多個(gè)縫隙(或流入口)3，從而形成了過(guò)濾器，這些縫隙在軸向方向上延伸，用于允許水流入但可防止異物流入。另外，為了將水引導(dǎo)成從過(guò)濾器流向噴嘴孔，在第二外殼2b內(nèi)的流動(dòng)路徑中設(shè)置或安裝了校正單元(或校正器或穩(wěn)流器)4，該校正單元4設(shè)有多個(gè)從芯體中沿徑向方向延伸的校正板(校正葉片)5，以及尖銳的錐形部分(分別在上游側(cè)和下游側(cè)處收窄到一點(diǎn)上的錐形部分6)6a和6b，這些錐形部分在芯體的上游側(cè)和下游側(cè)處同軸地形成，并具有分別指向上游和下游方向的尖銳端部。形成了過(guò)濾器且裝有校正單元的第二外殼2b可稱(chēng)為過(guò)濾單元或校正外殼。校正單元4的校正板5與外殼的內(nèi)壁相接觸，校正單元4通過(guò)固定手段(接合、安裝、焊接、粘結(jié)等)被限制為只能進(jìn)行朝向下游側(cè)的運(yùn)動(dòng)。
圓柱形外殼2的流動(dòng)路徑包括圓柱形流動(dòng)路徑P1，其從第二外殼2b的上游端(流入進(jìn)口)延伸到校正單元4的下游端，并具有基本上相同的內(nèi)徑；傾斜流動(dòng)路徑(環(huán)形的傾斜流動(dòng)路徑)P2，其從上述校正單元4的下游端沿下游方向延伸到第一外殼2a的中部，并通過(guò)逐漸或逐步的斜面以漸縮的方式收窄；以及圓柱形流動(dòng)路徑P3，其從傾斜流動(dòng)路徑的下游端中沿下游方向延伸，并且其內(nèi)徑基本上相同。在該實(shí)施例中，形成為傾斜流動(dòng)路徑(環(huán)形的傾斜流動(dòng)路徑)P2的傾斜壁(漸縮區(qū)段)的錐角例如形成為約5到10°。
在噴嘴罩11中，從前端朝向上游方向順序地安裝了硬質(zhì)合金的噴嘴頭12和襯套(或環(huán)形側(cè)壁)17，該襯套17具有內(nèi)徑與第一外殼2a下游端的內(nèi)徑基本上相同的流動(dòng)路徑，并且通過(guò)接合臺(tái)肩13來(lái)防止噴嘴頭12沿前端方向脫落。在噴嘴頭12的前端面處沿徑向方向形成了截面為U形結(jié)構(gòu)的曲形溝槽14，并且在曲形溝槽14的曲形下凹表面處開(kāi)有橢圓形的排放孔15。截面為U形結(jié)構(gòu)的曲形溝槽14的底面可以是具有處于最低區(qū)域處的排放孔15的曲形底面，并且在朝向底面延伸的方向(或徑向方向)的兩端處升高。
噴嘴1的在軸向方向上延伸的噴嘴孔包括排放孔(或噴射開(kāi)口)15，其開(kāi)在上述曲形下凹表面14中并呈橢圓形狀(或結(jié)構(gòu))；形成于噴嘴頭12中的錐形流動(dòng)路徑P5，其由從排放孔15中沿軸線朝向上游方向以直徑直線式擴(kuò)大的方式延伸的漸縮區(qū)段(或錐形傾斜壁)16形成；以及由襯套17形成的圓柱形流動(dòng)路徑P4，其從漸縮區(qū)段16的上游端中沿軸向方向以?xún)?nèi)徑基本上相同的方式在上游方向上延續(xù)。也就是說(shuō)，噴嘴1的流動(dòng)路徑(噴嘴孔)包括橢圓形的排放孔15，其開(kāi)在前端的曲形下凹表面14處；漸縮流動(dòng)路徑(或錐形流動(dòng)路徑)P5，其從排放孔中朝向上游側(cè)延伸并因漸縮側(cè)壁(錐形側(cè)壁)16的緣故而以預(yù)定的錐角θ擴(kuò)展或延伸；以及大直徑的圓柱形流動(dòng)路徑(從漸縮流動(dòng)路徑P5的上游端延伸到校正單元4的上游端的流動(dòng)路徑)P4到P1，該大直徑圓柱形流動(dòng)路徑從漸縮流動(dòng)路徑的上游端中延伸出來(lái)，并且因襯套17的環(huán)形側(cè)壁的緣故而使內(nèi)徑基本上相同。從漸縮區(qū)段16的上游端中以?xún)?nèi)徑基本上相同的方式延伸的流動(dòng)路徑(在該實(shí)施例中為從大直徑區(qū)段的上游延伸到逐漸傾斜的流動(dòng)路徑P2的下游端中的圓柱形流動(dòng)路徑P3和P4)可設(shè)置為大直徑區(qū)段18。
此外，橢圓形的排放孔15可形成為使其大直徑與小直徑之比為約1.5到1.8，關(guān)于橢圓形排放孔15與大直徑區(qū)段18之間的關(guān)系，大直徑區(qū)段18(圓柱形流動(dòng)路徑P3和P4，或者是傾斜流動(dòng)路徑P2的從校正單元朝向下游方向延伸的下游端)的內(nèi)徑D1與排放孔15的小直徑D2之比(D1/D2)設(shè)定為約4.5到6.9，以便將噴嘴制成為比較緊湊。此外，為了即便在較低的壓力和/或較低的流率下也提高沖擊力，漸縮區(qū)段16的角度(錐角)θ形成為約45到55°。
在噴嘴罩11或圓柱形外殼2(在該實(shí)施例中為噴嘴罩)的適當(dāng)位置或部位處可形成有軸環(huán)單元(或凸緣)19或其它連接部分，其用于通過(guò)使用接頭(未示出)來(lái)將噴嘴1與管道(未示出)相連。另外，在噴嘴罩11上可形成有用于相對(duì)于管道來(lái)定位的突起20，以便提高定位的精確性，并且使得能夠沿著預(yù)定的方向噴出扇形的或條狀的排放流體。
當(dāng)使用這種噴嘴1時(shí)，由于漸縮區(qū)段16從噴嘴孔的大直徑區(qū)段18中直線式地傾斜到排放孔15中，因此可以實(shí)現(xiàn)陡峭的沖擊力分布，并且可在較低的壓力和較低的流率下有效地去除氧化皮，即便在緊湊的設(shè)置中時(shí)也是如此。另外，由于去除氧化皮可在較低的壓力和較低的流率下進(jìn)行，因此可以提高除氧化皮效率并且抑制鋼板的冷卻。此外，通過(guò)使噴嘴1接近鋼板，便可進(jìn)一步增大沖擊力以提高除氧化皮性能。因此，上述噴嘴1可用作除氧化皮噴嘴(或扇形霧錐除氧化皮噴嘴)，以通過(guò)噴水來(lái)從由熱軋等工藝生產(chǎn)出來(lái)的鋼板表面上去除氧化皮。
在本發(fā)明的噴嘴中，只要噴嘴具有從大直徑區(qū)段經(jīng)預(yù)定的漸縮區(qū)段延伸到排放孔中的噴嘴孔，并且能夠設(shè)置扇形霧錐噴嘴，那么包括有排放孔的噴嘴孔的形狀就不應(yīng)受到特別的限制，可以使用各種噴嘴孔。例如，噴嘴前端處的下凹表面不應(yīng)限制為上述截面為U形結(jié)構(gòu)(曲形截面)的溝槽，并且可以是曲形的下凹表面(開(kāi)口或前端較寬而上游或底端較窄的曲面，例如，曲形的下凹表面如球形下凹表面、橢圓形下凹表面、碗狀下凹表面或鐘形下凹表面)。此外，噴嘴前端處的下凹表面可由具有以彎曲的或直線的方式傾斜的側(cè)壁的下凹部分(或部位)來(lái)形成。
圖4是顯示了本發(fā)明的噴嘴前端的另一實(shí)施例的示意性局部透視圖，而圖5是顯示了圖4所示噴嘴前端的示意性截面圖。在該實(shí)施例中，在安裝或固定于噴嘴罩21上的硬質(zhì)合金噴嘴頭22的前端處形成了橢圓形下凹區(qū)域24(或環(huán)形下凹區(qū)域)，該下凹區(qū)域24包括傾斜側(cè)壁24a和周向壁24b，傾斜側(cè)壁24a從噴嘴前端中沿徑向方向朝向上游側(cè)以直線或彎曲的方式向內(nèi)傾斜(或收窄)，而周向壁24b從傾斜側(cè)壁的上游端中沿軸向方向延伸。在這種下凹區(qū)域24的中心部位或部分處開(kāi)有橢圓形排放孔25，其具有與上述橢圓形下凹區(qū)域24的長(zhǎng)軸相同的軸線。如同上述實(shí)施例一樣，從該排放孔(或上述周向壁的上游端)25中沿上游方向形成了漸縮流動(dòng)路徑(或錐形流動(dòng)路徑)P5和流動(dòng)路徑(大直徑流動(dòng)路徑或大直徑區(qū)段)P4(或P4到P1)，漸縮流動(dòng)路徑P5因漸縮環(huán)形側(cè)壁(或漸縮側(cè)壁)26的緣故而以預(yù)定的錐角θ擴(kuò)展或延伸，而流動(dòng)路徑P4因襯套或環(huán)形側(cè)壁27的緣故而以?xún)?nèi)徑基本上相同的方式延伸。
即使在這種噴嘴中，由于水可經(jīng)由大直徑區(qū)段和漸縮區(qū)段而從排放孔中噴出，因此即使在較低的壓力和/或較低的流率下也可提高除氧化皮效率。此外，由于通過(guò)周向壁可保證在排放孔的整個(gè)圓周上具有預(yù)定的厚度，并且可增大漸縮區(qū)段(或漸縮側(cè)壁)與傾斜側(cè)壁之間的角度來(lái)使壁變厚，因此可提高包括排放孔在內(nèi)的噴嘴孔的耐磨性。此外，由于傾斜側(cè)壁形成在排放孔的整個(gè)圓周上，并且排放孔位于較深的部位或區(qū)域處，因此即使從噴嘴中流出的排放流體從鋼板等上濺射回來(lái)，也不必?fù)?dān)心回濺水對(duì)排放孔及其周邊區(qū)域的沖擊。因此可以提高噴嘴的耐用性。
由于排放孔的整個(gè)圓周增厚以便在即使未形成下凹表面或下凹區(qū)域的周向壁的情況下也能提高噴嘴的耐磨性，因此并不是特別需要有上述下凹表面或下凹區(qū)域的周向壁，排放孔可開(kāi)在上述傾斜側(cè)壁處。另外，周向壁的壁面不必是在軸向方向上延伸的平表面，它可以是圓形的或曲形的表面。上述傾斜側(cè)壁可與排出的水相接觸，從提高排放部位的耐磨性以及維持或保持來(lái)自排放孔的射流模式的方面來(lái)說(shuō)，所噴出的水優(yōu)選不與傾斜側(cè)壁接觸。因此，傾斜側(cè)壁的傾角可調(diào)整為不與所排出的水相接觸的角度，也就是說(shuō)，例如為約45到80°，尤其為約50到70°。
噴嘴孔通常可包括開(kāi)在前端的下凹表面或下凹區(qū)域處的排放孔、從排放孔中延伸出來(lái)的漸縮區(qū)段，以及與漸縮區(qū)段延續(xù)相連的大直徑區(qū)段，并且通常在排放孔和噴嘴頭的端面之間形成了傾斜壁。
排放孔的形狀并不限于上述特定的橢圓形狀，可以采用其它形狀如扁平形狀的排放孔，但一般采用橢圓形狀。例如，對(duì)于橢圓形排放孔來(lái)說(shuō)，大直徑與小直徑之比設(shè)定成使得大直徑/小直徑例如為約1.2到3，優(yōu)選為約1.2到2.5，最好為約1.4到2。
漸縮區(qū)段可以預(yù)定的角度直線式地(或線性地)傾斜，也可以多個(gè)不同的角度傾斜，或者曲形式地傾斜。圖6是顯示了漸縮區(qū)段的另一實(shí)施例的示意性截面圖。
在該實(shí)施例中，在安裝或連接在噴嘴罩31上的噴嘴頭32上形成了從排放孔中沿上游方向延伸的漸縮區(qū)段(漸縮側(cè)壁)36，該漸縮區(qū)段包括兩個(gè)漸縮區(qū)段，例如，具有較大錐角(傾角)θ1的第一漸縮區(qū)段(錐形側(cè)壁)36a和從第一漸縮區(qū)段的上游端中延續(xù)伸出的第二漸縮區(qū)段(截頭錐形側(cè)壁)36b，其具有比第一漸縮區(qū)段36a更小的錐角(傾角)θ2。第一漸縮區(qū)段36a可具有約50到90°(如約50到80°)的錐角θ1，而第二漸縮區(qū)段36b可具有約20到55°(如約30到50°)的錐角θ2。另外，由襯套或環(huán)形壁37所形成的圓柱形流動(dòng)路徑從第二漸縮區(qū)段36b的上游端處連續(xù)地延伸出。
上述漸縮區(qū)段可以是包括有多個(gè)漸縮區(qū)段的多階式(或多段式)漸縮區(qū)段(例如不少于三個(gè)漸縮區(qū)段)，各區(qū)段具有不同的角度。所述多個(gè)漸縮區(qū)段可形成為使得它們的錐角朝向上游方向連續(xù)地增大或連續(xù)地減小。雖然這些多個(gè)漸縮區(qū)段可形成為從前端處的漸縮區(qū)段中在上游方向上是分開(kāi)的，然而這些多個(gè)漸縮區(qū)段通常形成為與前端處的漸縮區(qū)段相鄰或相連續(xù)。此外，只要形成了內(nèi)徑從排放孔中朝向軸向方向的上游側(cè)連續(xù)增大的漸縮區(qū)段，就可以通過(guò)紡錘形的曲面(曲形漸縮表面)來(lái)形成漸縮表面。
上述漸縮區(qū)段的角度(錐角)θ并不受到特別的限制，并且可從約20到80°的范圍內(nèi)選擇，并且通?？蓮睦缂s30到80°的范圍內(nèi)、優(yōu)選從約35到75°(如約35到60°)的范圍內(nèi)，更理想從約40到70°的范圍內(nèi)、最好從約40到60°的范圍內(nèi)選擇。在漸縮區(qū)段包括有多個(gè)漸縮部分或曲形部分的情況下，上述錐角θ指由將位于排放側(cè)(下游側(cè))的最小孔部位(排放孔)與位于上游側(cè)的大直徑區(qū)段的起始端相連的直線所形成的角度。
順便提及，大直徑區(qū)段的內(nèi)徑D1與排放孔的小直徑D2之比(D1/D2)并不受到特別的限制，它可以是約2到10。為了將噴嘴制成為比較緊湊，比(D1/D2)應(yīng)當(dāng)不小于3(尤其是不小于3但小于7)，例如可以是約3到6.9(例如約3到6)，優(yōu)選是約3.5到6.9(例如約3.5到6)，更理想是約4到6.5(例如約4到6)，最好是約4.5到6(例如約4.5到5.5)。順便提及，大直徑區(qū)段的內(nèi)徑D1可以是約8到20毫米(例如約8到15毫米，優(yōu)選為約9到15毫米)。
雖然大直徑區(qū)段在許多情況下通常形成為內(nèi)徑基本上相同，然而只要除氧化皮效率不下降，就可將上述傾斜區(qū)段設(shè)置成內(nèi)徑以0到3°的角度朝向上游方向稍稍增大的傾斜部分。上述圓柱形外殼的傾斜流動(dòng)路徑或通道(環(huán)形傾斜流動(dòng)路徑)P2可形成為具有大于3°到小于25°(優(yōu)選約5到15°)的錐角。大直徑區(qū)段(圓柱形大直徑區(qū)段或大直徑流動(dòng)路徑部位)的總長(zhǎng)并未被特別地限制為一個(gè)特定值，它例如可以是約30到300毫米(例如約50到200毫米)，優(yōu)選為約50到150毫米(例如約75到150毫米)。從漸縮區(qū)段的上游端中以?xún)?nèi)徑基本上相同的方式延伸的大直徑區(qū)段的長(zhǎng)度(例如在如圖2所示的實(shí)施例中為延伸到第一外殼的中部處的流動(dòng)路徑的長(zhǎng)度)例如可以是約25到200毫米(例如約30到150毫米)，優(yōu)選為約35到150毫米(例如約40到125毫米)。
本發(fā)明的噴嘴包括從排放孔中沿上游方向延伸的漸縮區(qū)段以及從漸縮區(qū)段中以?xún)?nèi)徑基本上相同的方式延伸的大直徑區(qū)段就足夠了，上述圓柱形外殼并不是必需的。此外，圓柱形外殼并不必通過(guò)第一外殼和第二外殼來(lái)設(shè)置，它也可設(shè)置為僅具有一個(gè)外殼。
此外，校正單元不必設(shè)置在噴嘴的上游側(cè)處，通常會(huì)設(shè)置一個(gè)校正裝置如上述穩(wěn)流器(或校正單元)。另外，穩(wěn)流器可設(shè)置在大直徑區(qū)段(或大直徑流動(dòng)路徑)的上游側(cè)。此外，如上所述，穩(wěn)流器可設(shè)置在外殼內(nèi)的傾斜區(qū)段(或傾斜流動(dòng)路徑)的上游側(cè)處，該傾斜區(qū)段形成于內(nèi)徑基本上相同以及內(nèi)徑逐漸且連續(xù)增大的大直徑區(qū)段或圓柱形區(qū)段的上游側(cè)。另外，穩(wěn)流器可通過(guò)將其固定或連接到具有基本上相同直徑的大直徑區(qū)段的上游側(cè)處的預(yù)定位置中來(lái)設(shè)置。穩(wěn)流器的結(jié)構(gòu)并不特定地限制為特定的結(jié)構(gòu)，其可由多個(gè)徑向延伸的葉片(校正板或片)或格子狀或蜂窩狀的流動(dòng)路徑組成，或者如上所述，由多個(gè)從軸向件或芯體中在周向上以預(yù)定間隔徑向地延伸的葉片組成，其中該軸向件或芯體與噴嘴同軸地延伸。此外，錐形部分并不必設(shè)置在穩(wěn)流器的上游側(cè)和/或下游側(cè)，在實(shí)踐中可安裝或設(shè)置用于引導(dǎo)水的校正導(dǎo)向件(例如上述錐形部分或錐形或鼻形的導(dǎo)向件)。另外，校正板的數(shù)量并不受到特別的限制，它例如可以是約4到16個(gè)。
圓柱形外殼的上游端并不限于上述平端面，它可以形成為曲形的端面或凸起的端面。圖7是顯示了圓柱形外殼的上游端的另一實(shí)施例的示意圖。
在該實(shí)施例中，圓柱形外殼42的上游側(cè)處的端部形成為鼻形的或頭形的曲形端部，在圓柱形外殼42的端部的周向面和曲形面上，沿周向在預(yù)定的間隔處形成了多個(gè)在軸向方向上延伸的縫隙43。水的注入可以流暢地進(jìn)行，以從排放孔中以較高的沖擊力分布均勻地射出或噴出排放流體，即使在外殼中存在有縫隙時(shí)也是如此。
構(gòu)成上述過(guò)濾器的流入進(jìn)口并不限于軸向延伸的縫隙，也可以是在周向上延伸的縫隙、在隨機(jī)方向上延伸的縫隙，或者是多個(gè)孔(或開(kāi)口)。另外，流入進(jìn)口并不限于設(shè)于周向面和端面處，而是可形成在圓柱形外殼的周向面上或形成在上游端面上。此外，還可在圓柱形外殼的設(shè)有開(kāi)口的上游端內(nèi)設(shè)置校正單元，以代替形成構(gòu)成了圓柱形外殼上的過(guò)濾器的流入進(jìn)口。
從上文中可以清楚，本說(shuō)明書(shū)還公開(kāi)了噴嘴頭，其用于形成與具有幾乎相同內(nèi)徑的圓柱形大直徑區(qū)段(大直徑流動(dòng)路徑)相連續(xù)的噴嘴孔。噴嘴頭包括開(kāi)在前端的下凹表面或下凹區(qū)域處的排放孔，以及形成為從排放孔中朝向上游方向具有預(yù)定錐角θ的漸縮區(qū)段(或錐形壁區(qū)段)。這種噴嘴頭具有(1)噴嘴頭，其具有由漸縮區(qū)段所形成的錐形流動(dòng)路徑，該漸縮區(qū)段從排放孔中沿上游方向以30到80°的錐角θ延伸到上游端，或(2)噴嘴頭，其具有從排放孔中沿上游方向以?xún)?nèi)徑基本上相同的方式延伸并且長(zhǎng)度L與內(nèi)徑D1之比(L/D1)小于1(L/D1＜1)的流動(dòng)路徑，以及由以30到80°的錐角θ從流動(dòng)路徑中沿上游方向延伸的漸縮區(qū)段所形成的錐形流動(dòng)路徑。噴嘴頭還可具有(3)由以30到80°的錐角θ從排放孔中沿上游方向延伸的漸縮區(qū)段所形成的錐形流動(dòng)路徑，以及以?xún)?nèi)徑基本上相同的方式從錐形流動(dòng)路徑中沿上游方向延伸的流動(dòng)路徑。在噴嘴頭(3)中，從錐形流動(dòng)路徑中沿上游方向延伸的流動(dòng)路徑可設(shè)置成使得流動(dòng)路徑的長(zhǎng)度L與內(nèi)徑D1之比(L/D1)小于1(L/D1＜1)或不小于1。
噴嘴頭可包括形成在前端處的下凹表面或下凹區(qū)域、形成在下凹表面或下凹區(qū)域的中心處的排放孔，以及以預(yù)定的錐角θ從排放孔中沿上游方向延伸的錐形流動(dòng)路徑。另外，形成于噴嘴頭端部處的下凹區(qū)域可包括傾斜側(cè)壁，其從噴嘴前端中朝向上游方向在徑向方向上向內(nèi)傾斜。
本說(shuō)明書(shū)還公開(kāi)了一種具有裝配或連接(或安裝)在前端上的上述噴嘴頭的噴嘴罩，尤其是包括有裝配(或連接或安裝)在前端處的上述噴嘴頭和襯套的噴嘴罩，該襯套設(shè)于噴嘴頭的漸縮區(qū)段的上游端處，并形成了內(nèi)徑與源于漸縮區(qū)段上游端的上述大直徑區(qū)段基本上相同的流動(dòng)路徑。
上述噴嘴還可用于在高壓和/或高流率下從鋼板(例如硅含量不小于0.5％重量、尤其是硅含量不小于1％重量的高硅含量的鋼板)上去除氧化皮。在這種方法中，水可在超過(guò)30兆帕(例如約35到80兆帕，優(yōu)選是約37到60兆帕，最好是約40到50兆帕)的壓力下排出或射出。另外，水可從排放孔中以較大的排放流率射出，例如流率不小于80升/分鐘(例如約80到300升/分鐘，優(yōu)選是約80到250升/分鐘，最好是約80到150升/分鐘)。
本發(fā)明的噴嘴即使在較低的壓力和/或較低的流率下也能顯著地提高除氧化皮效率。因此，通過(guò)該優(yōu)選的除氧化皮方法，就可通過(guò)在較低的壓力下從噴嘴中噴出水來(lái)從鋼板上去除氧化皮，例如，排放壓力或射流壓力例如為約5到30兆帕(優(yōu)選為約8到25兆帕，最理想是約10到20兆帕，最好是約12到18兆帕)。此外，即使水的流率較低，也可通過(guò)從噴嘴中噴出水來(lái)從鋼板上去除氧化皮。因此就可以抑制或阻止除氧化皮工藝中的鋼板冷卻，并且可以順利地進(jìn)行熱軋。水的排放流率或射流流率例如可從約40到200升/分鐘的范圍內(nèi)選擇，通?？梢允羌s45到150升/分鐘，優(yōu)選為約50到100升/分鐘。根據(jù)本發(fā)明的噴嘴和方法，即使在較低如約40到100升/分鐘(如約50到80升/分鐘)的排放流率下，也能得到較高的除氧化皮效率。
根據(jù)本發(fā)明的方法，相對(duì)于待處理基材(鋼板)的排放距離(噴射距離)例如可從不超過(guò)600毫米(例如約50到500毫米)的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡x擇，只要不會(huì)對(duì)除氧化皮效率帶來(lái)不利影響即可。為了有效地去除氧化皮，噴嘴在置于離鋼板較近時(shí)使用。排放距離可以是大約不超過(guò)200毫米(優(yōu)選約50到200毫米，更理想是約50到180毫米，最好為約75到170毫米)。排放距離通常為約50到150毫米(如約75到150毫米)。
來(lái)自噴嘴的排放流體通常在垂直于噴嘴中心軸線的平面內(nèi)沿單一方向(平面方向或?qū)挾确较?擴(kuò)展。這種噴嘴(扇形霧錐噴嘴)通常在與寬度方向垂直的方向(厚度方向)上具有預(yù)定的沖刷厚度角Ф，并且水以預(yù)定的沖刷厚度角Ф來(lái)排放(噴出)或噴射。只要不會(huì)降低除氧化皮效率，那么沖刷厚度角可以不被特別地限于一個(gè)特定的角度，其例如可為約1.5到3°(優(yōu)選約2到2.5°)。沖刷厚度角Ф可由下式來(lái)計(jì)算Ф＝2tan-1[(t-d)/2H]其中t(mm)為沖刷厚度，d(mm)為噴嘴排放孔的小直徑，而H(mm)為噴射距離或射流距離。
根據(jù)這種噴嘴，可以實(shí)現(xiàn)陡峭但均勻的沖擊力分布。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的噴嘴和方法，排放流體的沖擊力分布不僅顯示出在寬度方向上的兩側(cè)具有陡峭的升高，而且在寬度方向上顯示出整體上大致均勻的沖擊力。另外，通過(guò)使用本發(fā)明的噴嘴和方法，可在沖擊力分布中的排放流體寬度方向上的很廣范圍內(nèi)得到均勻且較高的沖擊力。至于沖擊力分布，本發(fā)明的噴嘴與具有山形沖擊力分布的現(xiàn)有技術(shù)噴嘴的顯著不同在于，其沖擊力在寬度方向上的中心區(qū)域處較強(qiáng)，而沖擊力朝向兩側(cè)區(qū)域減小。
因此，通過(guò)本發(fā)明的噴嘴和方法，即使在較低的壓力和/或較低的流率下也能達(dá)到較大的鋁沖刷量。例如，對(duì)于JIS-5050(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))的鋁來(lái)說(shuō)，在15兆帕的壓力和66升/分鐘的排放流率的條件下噴水時(shí)，鋁的沖刷量在離噴嘴的射流或噴射距離(排放孔和鋼板之間的距離)為150毫米時(shí)為約0.01到0.015克，在射流距離為130毫米時(shí)為約0.02到0.025克，在射流距離為100毫米時(shí)為約0.028到0.033克。
根據(jù)本發(fā)明，由于噴嘴孔設(shè)有漸縮區(qū)段和從開(kāi)在下凹表面處的排放孔中延伸出來(lái)的大直徑區(qū)段，因此即使在較低的壓力和/或較低的流率下也能夠有效地去除氧化皮。另外，由于去除氧化皮可在較低的排放流率下有效地進(jìn)行，因而可提高除氧化皮效率且抑制鋼板的冷卻。此外，即使在緊湊的結(jié)構(gòu)下也能夠提高除氧化皮性能。因此，本發(fā)明可用于在熱軋工藝中去除低硅含量的鋼板上的氧化皮。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明可用于去除各種鋼板的表面上的氧化皮(在熱軋工藝中對(duì)鋼板表面去除氧化皮)，鋼板的類(lèi)型并不限定為特定的板。例如，鋼板可以是具有高硅含量的高硅鋼板，本發(fā)明也可用于對(duì)具有低硅含量的低硅鋼(例如硅含量不超過(guò)0.5％重量(約0.2到0.5％重量)的普通鋼等)有效地去除氧化皮。
示例雖然下面將基于示例來(lái)介紹本發(fā)明，然而本發(fā)明并不限于這些示例。
示例1到3采用如圖2所示的噴嘴來(lái)進(jìn)行噴射。該噴嘴具有處于噴嘴頭中的排放孔(具有大直徑為3.78毫米、小直徑為2.31毫米且大直徑與小直徑之比為1.6的橢圓形狀)；錐角θ為50°的漸縮區(qū)段；內(nèi)徑為Ф11毫米、長(zhǎng)度為43.4毫米且延伸到噴嘴罩和第一外殼的中部上的圓柱形流動(dòng)路徑(大直徑區(qū)段)；從圓柱形流動(dòng)路徑(大直徑區(qū)段)的上游端中以7.5°的錐角延伸出去的傾斜區(qū)段(傾斜流動(dòng)路徑)(長(zhǎng)度為36.1毫米)；從傾斜流動(dòng)路徑的上游端中延伸出來(lái)的內(nèi)徑為Ф16毫米的圓柱形流動(dòng)路徑，其具有安裝于其中的穩(wěn)流器(葉片的軸向長(zhǎng)度為16毫米；采用了8個(gè)從軸線部分中徑向延伸出來(lái)的葉片)；以及多個(gè)形成于第二外殼的上游端處的縫隙。延伸到第一外殼中部處的圓柱形流動(dòng)路徑(大直徑區(qū)段)的內(nèi)徑D1與排放孔的小直徑D2之比(D1/D2)為4.8。上述穩(wěn)流器在其上游側(cè)和下游側(cè)安裝有其前端分別朝向上游側(cè)和下游側(cè)的錐形件。
將噴射的射流壓力(水壓)設(shè)定為15兆帕，排放流率設(shè)定為66升/分鐘，在噴射距離為150毫米且鋁沖刷時(shí)間為900秒(示例1)、噴射距離為130毫米且鋁沖刷時(shí)間為900秒(示例2)以及噴射距離為100毫米且鋁沖刷時(shí)間為600秒(示例3)的條件下，針對(duì)JIS-5050型鋁來(lái)研究鋁(Al)沖刷量(30秒內(nèi)的變化量)和沖擊力分布。
比較示例1到3采用如圖8所示的噴嘴。該噴嘴具有開(kāi)在噴嘴頭中的具有U形截面的溝槽的下凹表面處的排放孔(具有大直徑為3.78毫米、小直徑為2.31毫米且大直徑與小直徑之比為1.6的橢圓形狀)55；從排放孔中朝向上游方向延伸且內(nèi)徑為Ф5毫米的流動(dòng)路徑(長(zhǎng)度為10毫米)P15；從流動(dòng)路徑的上游端中以預(yù)定的錐角朝向上游方向平緩延伸的傾斜流動(dòng)路徑(長(zhǎng)度為22毫米)P14，其在上游端處的內(nèi)徑為Ф7.6毫米；從傾斜流動(dòng)路徑的上游端中以θ＝7.5°的錐角朝向上游方向平緩延伸的收窄流動(dòng)路徑(長(zhǎng)度為54毫米)P13，其在上游端處的內(nèi)徑為Ф13毫米；以及具有與收窄流動(dòng)路徑的上游端相同的內(nèi)徑的圓柱形流動(dòng)路徑P12，其中安裝了與上述示例相同的穩(wěn)流器54，并且在上游端處與流入進(jìn)口53延續(xù)相接。
采用上述噴嘴并以與示例中相同的方式來(lái)研究鋁(Al)沖刷量(30秒內(nèi)的變化量)和沖擊力分布。
結(jié)果如表1所示，示例1到3中的排放流體在寬度方向上的沖擊力分布如圖9到11所示，比較示例1到3中的排放流體在寬度方向上的沖擊力分布如圖12到14所示。
表1

從表和圖中可以清楚，與比較示例相比，通過(guò)示例可以得到較高的除氧化皮性能。
比較示例4通過(guò)采用下述噴嘴來(lái)代替示例1的噴嘴但以與示例1相同的方式來(lái)研究鋁(Al)的沖刷量(30秒內(nèi)的變化量)，鋁(Al)的沖刷量為0.004克。該噴嘴具有開(kāi)在噴嘴頭中的具有U形截面的溝槽的下凹表面處的排放孔(具有大直徑為3.78毫米、小直徑為2.31毫米且大直徑與小直徑之比為1.6的橢圓形狀)；從排放孔中朝向上游方向以50°的錐角延伸的傾斜流動(dòng)路徑，其在上游端處的內(nèi)徑為Ф6毫米；從傾斜流動(dòng)路徑的上游端中以約5°的錐角朝向上游方向平緩延伸的傾斜流動(dòng)路徑(長(zhǎng)度為11毫米)，其在上游端處的內(nèi)徑為Ф11毫米；從傾斜流動(dòng)路徑的上游端中以θ＝7.5°的錐角朝向上游方向平緩延伸的收窄流動(dòng)路徑(長(zhǎng)度為54毫米)，其在上游端處的內(nèi)徑為Ф13毫米；以及具有與收窄流動(dòng)路徑的上游端相同的內(nèi)徑的圓柱形流動(dòng)路徑，其中安裝了與上述示例相同類(lèi)型的穩(wěn)流器，并且在上游端處與流入進(jìn)口延續(xù)相接。
比較示例5通過(guò)采用下述噴嘴(對(duì)應(yīng)于德國(guó)專(zhuān)利No.92U17671的說(shuō)明書(shū)中所公開(kāi)的噴嘴)來(lái)代替示例1的噴嘴但以與示例1相同的方式來(lái)研究鋁(Al)的沖刷量(30秒內(nèi)的變化量)，鋁(Al)的沖刷量為0.007克。該噴嘴具有開(kāi)在噴嘴頭中的具有U形截面的溝槽的下凹表面處的排放孔(具有大直徑為3.78毫米、小直徑為2.31毫米且大直徑與小直徑之比為1.6的橢圓形狀)；從排放孔中朝向上游方向以50°的錐角延伸的第一傾斜流動(dòng)路徑，其在上游端處的內(nèi)徑為Ф6毫米；從傾斜流動(dòng)路徑的上游端中朝向上游方向以Ф6毫米的內(nèi)徑延伸的圓柱形流動(dòng)路徑(長(zhǎng)度為9毫米)；從圓柱形流動(dòng)路徑的上游端中以80°的錐角朝向上游方向延伸的第二傾斜流動(dòng)路徑；從第二傾斜流動(dòng)路徑的上游端中以Ф11毫米的內(nèi)徑朝向上游方向延伸的圓柱形流動(dòng)路徑(長(zhǎng)度為43毫米)；從圓柱形流動(dòng)路徑的上游端中以θ＝7.5°的錐角朝向上游方向平緩延伸的收窄流動(dòng)路徑(長(zhǎng)度為54毫米)，其在上游端處的內(nèi)徑為Ф13毫米；以及具有與收窄流動(dòng)路徑的上游端相同的內(nèi)徑的圓柱形流動(dòng)路徑，其中安裝了與上述示例相同類(lèi)型的穩(wěn)流器，并且在上游端處與流入進(jìn)口延續(xù)相接。
權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)從噴嘴中噴出水來(lái)從鋼板表面上去除氧化皮的除氧化皮噴嘴，所述噴嘴具有噴嘴孔，其包括開(kāi)在前端的下凹表面或下凹區(qū)域處的排放孔，從所述排放孔中以30到80°的錐角朝向上游側(cè)延伸的漸縮區(qū)段，和與所述漸縮區(qū)段延續(xù)相連的大直徑區(qū)段；以及所述大直徑區(qū)段的內(nèi)徑D1與所述排放孔的小直徑D2之比(D1/D2)不小于3。
2.一種用于通過(guò)從噴嘴中噴出水來(lái)從鋼板表面上去除氧化皮的除氧化皮噴嘴，所述噴嘴設(shè)有噴嘴孔，其包括開(kāi)在前端的下凹表面或下凹區(qū)域處的排放孔、從所述排放孔中延伸出來(lái)的漸縮區(qū)段，以及與所述漸縮區(qū)段延續(xù)相連的大直徑區(qū)段，所述大直徑區(qū)段的內(nèi)徑D1與所述排放孔的小直徑D2之比(D1/D2)不小于3但小于7。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的除氧化皮噴嘴，其特征在于，所述漸縮區(qū)段的錐角為30到80°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的除氧化皮噴嘴，其特征在于，所述排放孔具有橢圓形的形狀，所述大直徑區(qū)段的內(nèi)徑D1與所述排放孔的小直徑D2之比(D1/D2)為3到6。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除氧化皮噴嘴，其特征在于，通過(guò)在5到30兆帕的壓力和40到200升/分鐘的排放流率下從所述噴嘴中噴出水來(lái)從鋼板上去除氧化皮，其中所述錐形漸縮區(qū)段的錐角θ為40到70°，所述大直徑區(qū)段的內(nèi)徑D1與所述排放孔的小直徑D2之比(D1/D2)為4到6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的除氧化皮噴嘴，其特征在于，來(lái)自所述噴嘴的排放流體在垂直于所述噴嘴的中心軸線的平面內(nèi)的單一方向(寬度方向)上擴(kuò)展，所述噴嘴在垂直于所述寬度方向的方向(厚度方向)上具有1.5到3°的沖刷厚度角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的除氧化皮噴嘴，其特征在于，所述噴嘴的流動(dòng)路徑包括開(kāi)在所述前端的下凹表面或下凹區(qū)域處的橢圓形結(jié)構(gòu)的排放孔、以40到60°的錐角θ擴(kuò)展并從所述排放孔中朝向上游側(cè)延伸的漸縮流動(dòng)路徑，以及以?xún)?nèi)徑基本上相同的方式從所述漸縮流動(dòng)路徑的上游端中延伸出來(lái)的圓柱形流動(dòng)路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的除氧化皮噴嘴，其特征在于，在所述橢圓形排放孔中，所述大直徑與小直徑之比為1.2到2.5，所述錐形流動(dòng)路徑的內(nèi)徑D1與所述排放孔的小直徑D2之比(D1/D2)為4到6。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的除氧化皮噴嘴，其特征在于，所述噴嘴具有安裝在前端上的噴嘴頭，所述噴嘴頭包括形成于前端處的下凹表面或下凹區(qū)域、開(kāi)在所述下凹表面或下凹區(qū)域處的排放孔，以及以預(yù)定的錐角θ從所述排放孔中朝向上游側(cè)擴(kuò)展的錐形流動(dòng)路徑，所述下凹表面或下凹區(qū)域包括傾斜側(cè)壁，其從所述前端中朝向上游側(cè)沿徑向方向向內(nèi)傾斜。
10.一種連接在根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴嘴的前端上的硬質(zhì)合金噴嘴頭，其由燒結(jié)硬質(zhì)合金制成，其中所述上游端的內(nèi)徑D1與所述噴嘴頭的排放孔的小直徑D2之比(D1/D2)不小于3。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的硬質(zhì)合金噴嘴頭，其特征在于，所述噴嘴頭包括開(kāi)在形成于前端的下凹表面或下凹區(qū)域處的排放孔，以及以預(yù)定的錐角θ從所述排放孔中朝向上游側(cè)延伸的錐形流動(dòng)路徑。
全文摘要
一種噴嘴(1)的噴嘴孔，包括從橢圓形排放孔(15)中延伸出來(lái)并具有30到80°的錐角θ的漸縮區(qū)段(16)，以及與該漸縮區(qū)段延續(xù)相連的大直徑區(qū)段18，可通過(guò)在排放孔(15)與鋼板之間的距離不超過(guò)600毫米、壓力為5到30兆帕且排放流率為40到200升/分鐘的情況下來(lái)從噴嘴中噴出水來(lái)，從而去除鋼板上的氧化皮。大直徑區(qū)段(18)的內(nèi)徑與排放孔(15)的小直徑之比不小于3但小于7。另外，來(lái)自噴嘴的排放流體在垂直于噴嘴中心軸線的平面內(nèi)的單一方向(寬度方向)上擴(kuò)展，并在垂直于寬度方向的方向(厚度方向)上具有1.5到3°的沖刷厚度角。這種除氧化皮噴嘴能夠在較低的壓力和/或較低的流率下有效地去除氧化皮，同時(shí)抑制鋼板的冷卻。
文檔編號(hào)B05B15/00GK1691992SQ20038010033
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2003年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者谷垣明彥, 西山貴史, 苅部建太, 安達(dá)一成 申請(qǐng)人:株式會(huì)社共立合金制作所, 杰富意鋼鐵株式會(huì)社