一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法_4

文档序号:9362128阅读:来源:国知局
>[0120] 其射流强度的叠加效果如图5B所示,其叠加后的总强度在金属板带5宽度方向上 的分布具有显著的均匀特征,在整个分布曲线中,存在"两端显著减低、中间总体均匀、局部 存在凸起"的特征,均匀的强度分布特性直接带来对板带5板面处理效果的均匀,其处理后 的板面微观形貌以图12A为主。
[0121] 更高的处理能效,更低的处理成本:
[0122] 根据本发明,基于板宽方向上的射流均匀特征,从而在实现板带速度提升、降低无 效射流区域方面具有特殊的便捷性,相对于传统离心抛丸机对板带除鳞方式,本发明因为 均匀性一致性好,可实现在同等功率损耗下的处理速度提升,同时在板带边部的无效射流 可有效减少,如此可显著提升射流的有效利用率,降低电机能耗。
[0123] TMff-EPS公开的射流分布参见图10所示,基于板带5的表面处理最低要求原则,叠 加后的射流强度分布曲线(参见图9B所示)上存在三个不同的峰值,分别为边部峰值、中 心峰值以及近边峰值,三个峰值之间均存在典型的强度差异,其差值分别为Λ P2与Λ P3, 为实现板带5的表面处理质量满足工艺要求,必须以板带5宽度方位上的强度分布最低峰 值作为板带5运行速度的基准,即在最低峰值处,板带5能运行的最高速度作为最终稳定处 理的工艺速度。
[0124] 在本发明具有多个抛甩头,例如,四个抛甩头2&、213、2(3、2(1的场合,本发明公开的 射流损耗率可通过图3与图6解释,基于本发明公开的抛甩头2a、2b、2c、2d叠加后的射流 强度分布,其叠加后的射流强度分布曲线中(参见图6),局部峰值与均匀平直线之间的强 度差异较小,为Λ P1,此时板带5运行速度必须以均匀平直线的强度来设定工艺速度。
[0125] 由以上可知,在同等工耗的基础上,本发明公开的方案可以获得更高的表面处理 速度。
[0126] (1)本发明公开的射流利用率更高:
[0127] TMff-EPS公开的射流分布参见图10所示,基于板带5的表面处理最低要求原则,叠 加后的射流强度分布曲线(参见图9Β所示)上存在三个不同的峰值,分别为边部峰值、中 心峰值以及近边峰值,三个峰值之间均存在典型的强度差异,其差值分别为Λ Ρ2与Λ Ρ3, 为实现板带5的表面处理质量满足工艺要求,必须以板带5宽度方位上的强度分布最低峰 值作为板带5运行速度的基准,即在最低峰值处,板带5能运行的最高速度作为最终稳定 处理的工艺速度,而边部峰值之外的射流,如图9Β所示的13a与13c区域,均为无效射流, 而该无效射流同样损耗系统电耗与机械损耗,该无效射流区域13a+13b占用整个射流区域 13a+13b+13c的比值,为射流强度损耗率;同时,板宽方向上高于最低峰值处的射流区域, 表面处于"强度过剩"状态,这同样直接造成"射流损耗"。且在实际生产时,单个机组必须 能兼容各种不同宽度规格的板料,则TMff-EPS的双头抛甩方案在进行极宽规格生产时,其 射流强度不均匀所体现的射流损耗量进一步恶化,具体参见图IOB所示。
[0128] 由以上可知,TMff公开的EPS技术中的射流损耗率较高。
[0129] 在本发明具有多个抛甩头,例如,四个抛甩头2&、213、2(3、2(1的场合,本发明公开的 射流损耗率可通过图3与图6解释,基于本发明公开的抛甩头2a、2b、2c、2d叠加后的射流 强度分布,其叠加后的射流强度分布曲线中(参见图6),局部峰值与均匀平直线之间的强 度差异较小,为Λ P1,此时板带5运行速度必须以均匀平直线的强度来设定工艺速度,而此 时在板带5宽度范围之外的无效区域12a、12c范围较小,占总射流强度区域12a+12b+12c 的比值(即射流强度损耗率)较之EPS技术显著降低,同时"强度过剩"区域也显著减小, 基于此,本发明方案可有效节约了系统电耗与机械损耗,直接提高了系统能效;如果连带辅 助系统的功率降低,本发明公开的除鳞工艺能效比之TMff-EPS工艺提升10%以上。由此,在 保持质量均匀、稳定性更优的前提下,能效的提升直接降低了单位产品的处理成本。
[0130] (2)美国TMff公司的EPS产品其受抛丸装置的安装方式决定:除鳞后的板面粗糙 度值在板宽方向的分布呈现典型的"两边大,中间低"的缺陷,通过测量,带钢两边区域的Ra 值(粗糙度的关键测量指标,此处测量为RalMax)比之宽度中间区域的Ra值(测量值为 Ralmin)高出Ium以上,对用户的使用影响很大,尤其是成材率与质量稳定性的影响。
[0131] 参见图14A所示:
[0132] Λ Ra I = RalMax_RalMin
[0133] Ral为板宽方向上粗糙度值的平均值;
[0135] 这种粗糙度的不均匀指标是影响用户成材率的关键。
[0136] 造成这种粗糙度的特殊分布规律(参见图14A)的主要原因为:抛甩头的旋转轴与 板宽方向垂直时,射流在板宽方向的分布规律如图13A所示,此时,单个抛甩头的射流在板 宽方向的打击速度(即磨料的飞行速度值)一致性较强,但板宽方向不同区域的磨料飞行 角度差异很大,如图13A所示,抛射头IOA产生的射流在板宽边部区域的打击角度"近似垂 直",其同等速度的磨料打击产生的"凹坑"深度最深;而在板宽方向距离该抛射头IOA最远 的区域,同等速度的磨料打击的"凹坑"深度要浅很多,因为其飞行方向近似平行于钢板平 面,这种较浅的"凹坑"相对于最深的"凹坑",在用户使用的时候,通常难以达到用户所需的 "板面粗糙度在宽度方向必须严格一致"的工艺要求。
[0137] 本发明公开方案的粗糙度分布:本发明公开的抛射头2a的旋转轴与板宽方向呈 一定的夹角,该夹角的最小值为"〇",即抛射头2a的旋转轴与板宽方向完全平行(参见图 13B)。此时,本发明公开的单个抛射头依托其更宽的离心叶片产生了一种特殊的射流分布 规律--"中间平直-两侧衰减"(参见图5),且这种射流虽然产生了多个不同角度的同 等飞行速度的磨料,这些磨料的飞行角度虽然相差较大,但都是沿着板带长度方向(即板 长方向)分布,而在板宽方向上,每个区域所承担的射流数量值、飞行速度以及角度(属于 多种不同角度的综合作用结果,即"浅凹坑"与"深凹坑"的组合作用)等都是一致的(参 见图13B与14B)。这也就直接确保了钢板在板宽方向上的"凹坑"分布具有较好的一致性, 如此即保证了:板宽方向上的粗糙度值Ra的一致性:
[0138] 参见图14B所示:
[0139] Δ Ra 2 - Ra2Max_Ra2Min
[0140] Ra2为板宽方向上粗糙度值的平均值;
[0142] 这种粗糙度不均匀指标能很好的满足用户对板面粗糙度的工艺要求,因此保证了 用户的成材率,从而直接保证了成本的控制。
【附图说明】
[0143] 图1为本发明公开的单抛甩头的布置方案的侧视图;
[0144] 图2为本发明公开的单抛甩头的布置方案的俯视图;
[0145] 图3A,图3B分别为本发明公开的单抛甩头的射流强度分布示意图;
[0146] 图4为本发明公开的多抛甩头的布置方案的俯视图;
[0147] 图5A为本发明单个抛甩头的强度分布示意图;
[0148] 图5B为本发明四个抛甩头的强度分布与叠加示意图;
[0149] 图6为本发明公开的四个抛甩头的叠加后强度中有效强度与衰减强度分割示意 图;
[0150] 图7A、图7B以及图7C分别为本发明四个抛甩头叠加后,针对鳞皮厚度分布典型不 均匀钢板表面的不同除鳞工况的分布示意图;
[0151] 图7A-用于清除板宽方向鳞皮均匀,但都比较薄的板带;
[0152] 图7B-用于清除板宽的两端鳞皮厚,板宽中间区域鳞皮薄的区域;
[0153] 图7C-用于清除板带的头尾段:即鳞皮较为均匀,但是都很厚的区域;
[0154] 图8A,图8B分别为典型抛丸机抛射处理的俯视图与侧视图;
[0155] 图9A为典型单个抛甩头的强度分布示意图;
[0156] 图9B为典型双头抛丸机抛射后的射流强度与叠加后强度分布图;
[0157] 图10A,B显示所述典型双头抛丸机抛射后的射流强度在不同规格金属板带宽度 上的分布中有效强度与衰减强度的分割示意图;
[0158] 图IOA为典型双头抛丸机抛射后对一定宽度板带的射流强度分布图;
[0159] 图IOB为典型双头抛丸机抛射后对更宽板带的射流强度分布图;
[0160] 图11为DISA公开的一抛丸机丸粒在板宽上的强度分布曲线图;
[0161] 图12A为射流强度适当的表面微观形貌图;
[0162] 图12B为射流强度过量的表面微观形貌图;
[0163] 图13A为TMff-EPS抛射时在板宽方向上不同角度飞行磨料的分布图;
[0164] 图13B为本发明公开的单个抛头在板带运行方向上的不同角度飞行磨料的分布 图;
[0165] 图14A为TMff-EPS抛射除鳞后板带宽度方向上的粗糙度指标Ra值的典型分布图;
[0166] 图14B为本发明公开的抛射除鳞后板带宽度方向上的粗糙度指标Ra值的典型分 布图。
[0167] 图中,1离心叶片,2抛甩头,2&、213、2(:、2(1为设置于金属板带上方的四个抛甩头, 3a、3b分别为对应于2a、2b等的给料管,4混合有磨料颗粒的浆料射流,5、5a、5b均为金属板 带,6,6 &,613分别为冲洗横梁,7低压冲洗射流,8&、813、8(3、8(1分别为对应于2 &、213、2(3、2(1等 抛甩头旋转的中心轴线、9板带运行方向上的宽度中心线。
[0168] IOaUOb :为设置于金属板带一侧的二个一组的抛甩头,lla、llb :为设置于金属 板带一侧的二个一组的抛甩头的射流。
[0169] 12a、12c分别为射流强度衰减区域,12b为有效射流强度区域,12a+12b+12c :总射 流强度区域。
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