在热轧带钢过程中，除鳞系统相邻喷嘴重叠区的存在很可能导致带钢表面某些区域的氧化铁皮不能被清除，因此，在带钢酸洗后，其上表面会出现沿着轧制方向的带状条纹形缺陷，日本JFE认为残鳞的主要原因30%是由于除鳞不充分造成的。对带钢表面质量要求高的客户来说，这些缺陷是可以检测到的。
在本文研究中，为了检查喷嘴角度对带钢表面的影响,尝试用两个相邻除鳞喷嘴在铝板上进行腐蚀试验，结果证明与带钢表面所成的喷嘴角度越接近垂直，带钢表面质量则越好；另一方面，如果喷嘴的喷射角度与带钢表面接近垂直时，除鳞水有可能反射并且损坏喷嘴或喷头。因此为了找到最优角度，绘制了除鳞喷雾及周围结构的三维模型，所开发的最优喷嘴角度不仅增加了30%的冲击力，也不会损坏喷嘴或喷头。
1、带状缺陷
由于除鳞不充分，部分残鳞将沿轧制方向出现在带钢表面。对酸洗之前的带钢表面缺陷进行观察和元素分析，如图1所示，条纹间隔在宽度方向上非常均匀，几乎等于喷嘴距离。而且元素分析结果认为板带表面上的铁素体为红色，间隔部分呈黑色，中间部分是残留的氧化铁皮，厚度为10μm。
2、除鳞系统的结构
如图2所示为除鳞系统的结构。影响除鳞效率的设计参数有水流、喷嘴高度、喷嘴间距、喷射角度、带钢表面喷涂宽度和厚度、对带钢表面的喷嘴角度、喷射重叠区等。经过研究这些参数对除鳞效率的影响并不是独立的，比如带钢表面喷射宽度和厚度越小，除鳞效率越高，原因是当喷雾喷向不同厚度的板带时，喷嘴距离板带表面的高度将会改变，进而喷射宽度也会随之变化。因此对于厚板带，当喷射宽度越小时，从板带宽度方向分析，喷雾不能完全覆盖板带表面。为了解决这个问题，一般是将喷雾向轴头方向扭转一个角度，这样在宽度方向上就会形成一个重叠区。因此，即使喷射宽度会随着板带厚度的不同而变化，喷雾也能完全覆盖板带宽面。
3、重叠区冲击压力减小的机理
相邻喷雾的相互干扰导致重叠区的除鳞效率降低，冲击压力减小导致带状缺陷形成。为了验证这个假设，进行了两相邻喷嘴喷铝板腐蚀试验，如图3所示，喷雾A的边缘部分未被腐蚀，即对应重叠区域；在未腐蚀区域，喷雾B也不能完全覆盖板宽。这是因为由于除鳞的不充分，这部分的鳞未被清除进而导致轧后成为带状缺陷。
研究了重叠区冲击压力减小的机理，沿研究横截面，由于反冲喷雾的干扰，表面除锈后的水流向上反冲引起冲击压力的减小。换句话说，由于除鳞后的喷雾B有一部分反冲到除鳞前的喷雾A中，使这部分位于重叠区上的喷雾的动能减小。
4、优化喷嘴角度
基于以上机理，通过减小除鳞后水流的反向冲击，进而保证重叠区的冲击压力是非常重要的，因此进行了与带钢表面形成的喷嘴角度（喷嘴导程角）研究。结果表明当喷嘴导程角垂直时，除鳞后将有50%的水流反向冲击，其余50%的水流向下冲走；当喷嘴导程角越大时，向下的水流增大，同时冲击压力可能下降。反之如果喷嘴导程角越小至接近垂直，则向上的水流增大，冲击压力升高，而且反弹到喷嘴或轴头的喷雾冲击将会增多，也就是说，在保证重叠区的冲击压力与保护周围设备两者之间存在一种平衡关系。在本文研究中，进行了喷嘴导程角和重叠区除鳞效率的试验，而且用三维模型模拟预测喷雾反弹的方向趋势，可根据模拟结果尝试优化喷嘴导程角来保证重叠区的冲击压力。
用两组喷雾进行了铝板腐蚀试验，进而可以调查喷嘴导程角对重叠区冲击压力减小的影响。试验装备如图4所示，测试板安装在卡盘上，轴头上安装两个喷嘴，且保证喷嘴位于平板正上方。表1是试验条件，喷嘴导程角的变化范围是0°-15°，高压水从轴头边部开始流入，然后侵蚀测试板。
当喷嘴导程角为15°时，用表面测量仪扫描测试板宽度方向上的表面轮廓，且在轧制方向上每隔1mm进行重复测量。标出在轧制方向上表面轮廓最深的点。发现普通区域即未重叠区的腐蚀深度大约为0.45mm，而重叠区的腐蚀深度大约为0.1mm，因此重叠区的腐蚀速率，也就是除鳞效率约为重叠区的22%。
研究了喷嘴导程角对腐蚀速率的影响。如图5所示，随着喷嘴导程角的增大，未重叠区的腐蚀速率变化不大，但是重叠区的腐蚀速率则逐渐减小，即喷嘴导程角越小，重叠区的除鳞效率越接近于未重叠区的除鳞效率。还发现随喷嘴导程角的增大，腐蚀速率的对数呈线性规律减小，因此这个结果也证实了上述重叠区冲击压力减小的假设。
5、反弹喷雾的仿真模拟
绘出喷雾和其周围设备的三维模型，然后模拟除鳞喷雾及反弹喷雾从周围设备喷出的情况。当处于以下条件时，本文分析了喷雾与周围设备的几何关系：
◆喷雾的入射角等于反射角时，且喷雾会冲击周围设备；
◆除鳞喷雾只能反弹两次；
◆如果一束喷雾与另一束喷雾相遇时，它们一起消失。
模拟结果（未采用实例）表明，从上轴头喷嘴喷出的喷雾与下喷嘴喷出的喷雾相遇时，90%的上喷嘴喷出的喷雾会消失。对于其他10%的喷雾，3%将会从下边设备反弹到上面的喷嘴上，1%从下边设备上反弹到下面轴头，剩余的6%冲击到周围设备上，损坏时这些设备也可替换为另一组。在这种情况下，由于喷雾会冲击重要的设备如喷嘴和轴头，因此这种喷嘴导程角不能被采用。
基于观察周围设备的损坏情况考虑是否可以接受传统的设计，需要优化喷嘴布局设计，进而实现低于传统的损伤程度的目标，而且考虑到要保护重要的设备，研究人员开发了最优的喷嘴导程角。
6、优化喷嘴导程角的效果
图6示出了优化喷嘴导程角的效果，与传统喷嘴导程角的设计相比，优化后在重叠区的冲击压力增加了30%。
7、结论
本研究用两相邻除鳞喷嘴进行了铝板腐蚀试验，得出结论如下：
由于除鳞后喷雾反弹形成的水流会影响其相邻喷雾，因此重叠区的除鳞效率降低。
随着喷嘴导程角的增大，腐蚀速率的对数呈线性下降规律。
本研究用三维模型模拟了喷雾反弹方向的趋势，得出结论如下：与传统喷嘴导程角的设计相比，优化后在重叠区的冲击压力增加了30%。