高压水除磷基本原理

钢坯从加热炉中出炉后, 其表面覆盖的氧化铁皮急速冷却, 炉内生成的氧化铁皮呈现网状裂纹。在高压水的喷射之下, 氧化铁皮表面局部急冷, 产生很大收缩, 从而使氧化铁皮裂纹扩大,并有部分翘曲。经高压水流的冲击, 在裂纹中高压水的动压力变成流体的静压力而打入氧化铁皮底部, 使氧化铁皮从钢坯表面剥落, 达到了清除氧化铁皮之目的。为了提高钢材质量, 在轧线上安装一套高压水除鳞系统是非常重要的。 热轧氧化铁皮的产生:钢坯在高温下, 表面与空气中的氧发生反应, 生成氧化物。在氧化物中, 氧化亚铁具有最低的氧含量, 并且处于氧化物层的最内层, 即最接近铁的一层。当温度低于570 时, 氧化亚铁处于不稳定的状态, 氧化亚铁在氧化铁皮中的含量随着钢坯表面温度的增加而增加, 当钢的温度超过700 时, 氧化亚铁在氧化铁皮中的含量大约有95%。氧化亚铁与氧化铁皮中的其他相比, 熔点较低, 一般在1370 ~ 1425 就可以熔化。氧化亚铁层的熔化往往加速氧化铁皮的生成速率, 增大向晶界的渗透, 从而引起钢材表面的质量问题, 同时增加了能源消耗, 降低了钢的屈服强度。

泵的输出泵流量因钢坯的材质和除磷速度变化而变化，电机的输出功率也随之变化。流量、压力的调整只通过设置压力变送器得设定值，操作简单方便，自动化程度高，节能性好，系统耗水量、耗电量都很低，运行费用少。

外部引入水为净环水，水质达到除鳞泵用水的要求(进口水压在0.25~0.30MPa)，从外部引入水进入高位水箱，再经高压除鳞泵加压后，进入高压水管路系统。由于钢坯的材质、除鳞程度不同，钢坯除鳞所需要的用水量和压力也不一样，为了保证钢坯除鳞效果，采用变频器来调节除鳞水量和压力。

在除鳞系统中，高压水泵产生的高压水进入除鳞喷嘴。在喷嘴的作用下，高压水形成一个具有很大冲击力的扇形水束，喷射到钢坯(或中间坯)表面。在这个高压扇形水射流束的作用下，氧化铁皮经历了被切割，急冷收缩，与基体母材剥离，并被冲刷到离开钢坯(或中间坯)表面的过程，从而将氧化铁皮清除干净。

当高压水通过喷嘴被打到钢坯表面时，会发生下列变化:

a 、水流形成的扇形面像一把锋利的刀片，将致密的铁皮切开，形成裂痕。由此可见，薄的扇面具有更大的打击力;

b、 高压水透过裂缝遇到高温母材急速汽化蒸发，形成类似爆破的效果，将氧化铁皮和母材剥离;

c 、氧化铁皮在受到水的冲击后遇冷收缩，产生横向剪切力，使将氧化铁皮和母材剥离。

d、 带有前倾角的水射流的冲刷作用将业已疏松的铁皮冲刷掉。

钢铁在高温状态下被氧化，在其表面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被轧辊压入到带钢表面，影响其表面质量。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。如带钢需要酸洗时，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。

当HMD检测到钢坯到达时，延长一定时间(根据现场情况调节)，关闭循环阀，高压管路系统压力增加。变频器迅速调整输出频率，使系统的压力、流量维持在设定的工况运行。

钢坯除磷完毕，循环阀开启，系统压力下降，变频器又调整在设定频率工作。除磷完毕到HDM又检测的下一个钢坯到达的时间小于一定值(可调节)时，循环阀不再打开，系统维持在一定的流量、压力下运行。

高压水除磷系统的自动控制主要是除鳞箱处的自动控制和高压泵站的自动控制。