熱軋鋼板在加熱過(guò)程中會(huì)形成氧化鐵皮，這些鐵皮如不清除掉，軋入鋼板表面就會(huì)形成麻點(diǎn)缺陷，造成廢次品，同時(shí)會(huì)加快軋輥的磨損。因此，熱軋前和熱軋中應(yīng)及時(shí)清除氧化鐵皮，這已成為生產(chǎn)高質(zhì)量中厚板所必不可少的重要工序。目前，去除氧化皮的最常用的方法是以高速的、呈某種形狀射流噴射的高壓水除鱗。其原理是以高壓水的沖擊力先把原料表面氧化鐵皮一部分吹成孔洞，接著高壓水通過(guò)這些孔洞吹入原料基體與氧化鐵皮層之間空隙。因噴射出水線平滑，如同一把窄而薄的，非常尖銳的水刀刃一樣，立即把原料上下表面全部氧化鐵皮剝除掉，并隨著水力給沖走。為了改進(jìn)除鱗效果，人們?cè)噲D盡量提高水壓，到上世紀(jì)末，水壓已提高到20MPa以上，但對(duì)某些合金鋼除鱗效果仍感到不理想。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)在給定流量和壓力下獲得最大打擊力，噴嘴本身也必須盡可能地實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

根據(jù)文獻(xiàn)，噴嘴的改進(jìn)主要著眼于以下幾個(gè)方面：

首先過(guò)濾器和穩(wěn)流器不再是加工成型，而是完全以金屬注射成型，使過(guò)濾器和穩(wěn)流器成為一體，通體采用不銹鋼，使抗水錘的機(jī)械強(qiáng)度更高。由于取消了黃銅部件，在除鱗水pH值較低時(shí)也不會(huì)發(fā)生噴頭和過(guò)濾器的接觸性腐蝕。由于過(guò)濾狹槽端部不使用切削成型，而是在內(nèi)部沿水流方向采用圓滑半徑過(guò)渡成型，消除了舊式設(shè)計(jì)在此處因銳角邊緣所導(dǎo)致的紊流，為水流提供了近乎無(wú)干擾的自由通道。噴頭外殼材質(zhì)采用預(yù)退火耐高溫不銹鋼，具有更高的機(jī)械強(qiáng)度。國(guó)內(nèi)也有用硬質(zhì)合金制作噴嘴頭，并提高噴頭的加工精度，結(jié)果提高了工作壓力(可達(dá)25MPa)，并延長(zhǎng)了使用壽命。

其次，對(duì)噴嘴內(nèi)部的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，盡量減少噴嘴內(nèi)部的壓力損失。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，由于水流速很高，在穩(wěn)流器的狹槽處會(huì)發(fā)生水壓損失；穩(wěn)流器后的中心部位流速更高，該區(qū)域壓力損失情況更為嚴(yán)重。因此，需要運(yùn)用流體力學(xué)的計(jì)算來(lái)制作和改進(jìn)精確的噴嘴內(nèi)部的幾何形狀。研究還發(fā)現(xiàn)，在過(guò)濾器前面和焊座內(nèi)過(guò)濾器周圍區(qū)域的水流相當(dāng)平穩(wěn)，但一旦水流進(jìn)入過(guò)濾器的狹槽，尤其在由于圓鋸切割而留下尖銳邊緣的部位，會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的紊流。紊流在通過(guò)下部穩(wěn)流器芯時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大，一直延伸到穩(wěn)流器葉片處而不減弱。國(guó)內(nèi)有研究在噴嘴結(jié)構(gòu)上增設(shè)一微型過(guò)濾器，使得水流在通過(guò)噴嘴時(shí)由紊流到整流，結(jié)果明顯增大了水沖擊力，達(dá)到原噴嘴打擊力的1.5到2倍，增強(qiáng)了除鱗效果。

總之，噴嘴的結(jié)構(gòu)型式和幾何尺寸對(duì)噴射水流的參數(shù)及除鱗效果都有顯著的影響，并且直接關(guān)系到水泵站的建設(shè)投資，所以，噴嘴的選擇、改進(jìn)和制作在高壓水除鱗系統(tǒng)的建設(shè)中占有十分重要的地位。