专利名称：快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统及方法
技术领域：
本发明涉及冷轧领域，尤其涉及一种去除热轧钢板冷态下表面杂物的设备及方法。
背景技术：
钢材、合金等金属材料在轧制处理过程中，会在表面形成一层由金属氧化物组成的致密覆盖物(俗称“鳞皮”)。鳞皮的存在对进一步加工处理会造成影响一方面使材料的表面裂缝不易被提前发现，从而使加工出的成品存在质量问题；另一方面易将鳞皮压入金属表面，造成表面质量问题；此外，坚硬的氧化物的存在，会加速轧辊或拉拔机的磨损。为了消除氧化物对金属制品质量的影响，国内外普遍采用硫酸、盐酸及氢氟酸的溶液，通过化学反应溶解金属表面的氧化物(俗称“除鳞”)，酸洗除鳞产生的酸雾对周边环境产生污染，对生产设施防腐要求高；排放的酸液处理成本高，还会污染周边环境；采用酸洗除鳞容易造成除鳞不均勻，且金属损失大。为了解决酸洗引起的环境污染问题，科研工作者进行了大量的研究，研制了多种技术和设备，以替代酸洗去除金属表面的鳞皮，如电解除鳞、电解研削除鳞、放电除鳞、电子束除鳞、激光除鳞、研磨除鳞、液体喷丸除鳞(又称高压水喷砂除鳞)、抛丸除鳞、反复弯曲除鳞以及上述不同方法组合的除鳞方法。基于此，中国专利CN1781667A设计了一种针对钢材的高压水喷丸除鳞装置，该装置通过高压水与磨料进行混合后，以一个额定高压对钢材表面进行高速喷射，利用磨料的冲刷力实现钢板表面的除鳞效果。然而，这种方式在棒材、板坯以及热轧等生产线上使用较为理想，但在冷轧生产线上想使用就难以满足要求，因为冷轧速度高、连续性极强，需要在线进行大量磨料混合，该技术在实际使用中还不成熟，因此也就难以运用在冷轧连续生产线上；另外，中国专利CN2036455U设计的高压射流除鳞系统，也仅针对钢帘线进行除鳞，无法满足带钢的大宽度、高速、连续的除鳞要求；同时，中国专利CN101134208A设计了一种带钢酸洗后的高压清洗装置，虽然采用了一定压力的纯水，但其受排布结构、水压、喷射方式等限制，仅能用于清洗残酸。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统及方法，该系统和方法利用高压水流冲刷弯曲后的冷态带钢表面，快速的清除了冷态带钢表面氧化铁皮，减小了酸液用量，提高了工作效率。本发明是这样实现的一种快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统，包括组合喷嘴矩阵和转向辊，带钢通过转向辊转向，所述转向辊共有两个上下布置，分别对带钢的两个工作表面进行弯曲，带钢与两个转向辊共同组成“S”型，每个转向辊外都配有一套组合喷嘴矩阵，所述组合喷嘴矩阵的喷射位置与带钢通过的转向辊的表面对应。所述的组合喷嘴矩阵中喷嘴的喷射方向和转向辊辊面的切线的夹角为15° 50°。
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所述的组合喷嘴矩阵中喷嘴共有3行。所述转向辊还布置有收集池，所述收集池和组合喷嘴矩阵之间用水处理循环系统连通。所述水处理循环系统包括用管道顺次连接的收集池、进水管路、第一节流阀、一次过滤器、蓄水池、第二节流阀、二次过滤器、纯水箱、高压泵、第三节流阀和出水管路，所述纯水箱上还连通有纯水补充管道，所述的收集池共有两个分别布置在两个转向辊的下方，所述进水管路共有两条并联连通两个收集池，所述出水管路共有两个并联连通两个组合喷嘴矩阵。所述的一次过滤器中过滤网孔径为40目 150目。所述的二次过滤器中过滤网孔径为10目 40目。一种快速去除冷态带钢表面氧化铁皮的方法，包括以下步骤1)弯曲冷态带钢，利用转向辊使冷态带钢做大于90度小于180度的弯曲；2)用射流喷射冷态带钢表面去除氧化铁皮，用组合喷嘴矩阵对冷态带钢的弯曲部喷射高压纯水，喷射方向与冷态带钢运行方向的反向切线方向夹角为15° 50°，纯水射流的压力40Mpa 80Mpa，流量8m3/h 20m3/h ；3)循环用水，把喷射出的含有氧化铁皮的水回收过滤后送还到组合喷嘴矩阵循环利用。本发明充分利用高压纯水的射流，实现对冷态带钢表面的在线除鳞；通过转向辊弯曲冷态带钢使带钢表面的氧化铁皮杂质产生细微裂纹，然后把喷嘴调节到最合适的角度，使得带钢表面的杂质很容易被冲刷；喷嘴的喷射位置与带钢通过的转向辊表面对应，这样带钢的受力位置有转向辊做支撑垫，即使带钢很薄时也不会被高压纯水的射流冲坏，可靠性高；更加重要的是使用本发明的系统和方法清除冷态带钢表面的氧化铁皮时不需要用酸液，非常环保，清除效率也比酸洗高，工人的生产条件、产房建设要求等等得到了极大改善；在冷轧生产领域具有广阔的应用前景。
图1为含有纯水回收再利用系统的本发明快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统的流程示意图；图2为本发明的局部立体示意图。图中1组合喷嘴矩阵、2转向辊、3带钢、4收集池、51第一节流阀、52第二节流阀、 53第三节流阀、6 —次过滤器、7 二次过滤器、8高压泵、91进水管路、92出水管路、10纯水补充管道、11蓄水池、12纯水箱。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。如图1所示，一种快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统，包括组合喷嘴矩阵1和转
4向辊2，所述的组合喷嘴矩阵1由1 4行喷嘴构成，每行喷嘴的数量与带钢3的宽度相配合，在本实施例中选用的3行喷嘴构成的组合喷嘴矩阵1，组合喷嘴矩阵1的喷射位置与带钢3通过的转向辊2的表面对应；工作时带钢3通过转向辊2转向，转向辊2共有两个上下布置，依带钢3的运行方向，分别对带钢3的两个工作表面进行角度为β的弯曲，使得带钢 3与两个转向辊2共同组成“S”型，弯曲时在本实施例中弯曲角度β为135度，带钢3通过第一个转向辊时顺时针弯曲135度，通过第二个转向辊时逆时针弯曲135度。需要特别说明的是，本发明中所述收集池4和组合喷嘴矩阵1之间用水处理循环系统连通。所述水处理循环系统可进一步描述为包括用管道顺次连接的收集池4、进水管路91、第一节流阀51、一次过滤器6、蓄水池11、第二节流阀52、二次过滤器7、纯水箱12、高压泵8、第三节流阀53和出水管路92，所述纯水箱12上还连通有纯水补充管道10，所述的收集池4共有两个分别布置在两个转向辊2的下方，所述进水管路共有两条并联连通两个收集池4，所述出水管路共有两个并联连通两个组合喷嘴矩阵1 ；本实施例中，所述的一次
过滤器6中过滤网孔径为40目 150目，所述的二次过滤器7中过滤网孔径为10目 40目。在本实施例中，所述的组合喷嘴矩阵1中喷嘴的喷射方向和转向辊辊面的切线的夹角α为15° 50°，作为优选，选择30°的喷射方向。一种快速去除冷态带钢表面氧化铁皮的方法，包括以下步骤1)弯曲冷态带钢，利用转向辊使冷态带钢做大于90度小于180度的弯曲；受辊面的弯曲弧度与拉伸力的作用下，带钢3表面的腐蚀层、附作物迅速产生一系列的细微裂纹；2)用射流喷射冷态带钢表面去除氧化铁皮，用组合喷嘴矩阵对冷态带钢的弯曲部喷射高压纯水，喷射方向与冷态带钢运行方向的反向切线方向夹角为15° 50°，纯水射流的压力40Mpa 80Mpa，流量8m3/h 20m3/h，本实施例中优选喷射方向与冷态带钢运行方向的反向切线方向夹角30°，纯水射流压力60Mpa，流量10m3/h，组合喷嘴矩阵射出的高速射流多层次的呈倾斜角度的喷射、冲刷，实现了对带钢表面的快速清除；3)循环用水，把喷射出的含有氧化铁皮的水回收过滤后送还到组合喷嘴矩阵循环利用，本发明的喷射介质采用工业纯水，为节约水资源，采用回收再利用技术进行循环使用。在组合喷嘴矩阵将高压纯水喷射至带钢3表面后，纯水在重力作用下飞溅、下落至收集池4中，收集池4中含有大量的铁屑、杂质等，需要进行过滤。因此，收集池4中的含杂质水由进水管路91经第一节流阀51后流入一次过滤器6，其目的是清除较大杂质，一次过滤器 6中安装的过滤网孔径为40目 150目，本实施例中优选40目，其目的是过滤40目以上的大型杂质，此时一次过滤后的水进入蓄水池11。此时蓄水池11中的水仍然还有大量的小颗粒轧制，无法直接进入高压泵8，因此将蓄水池11中杂质水通往二次过滤器7，二次过滤器7 中安装的网孔为10目 40目，本实施例中优选10目，其目的是彻底清除水中的杂质，确保输出为干净的纯水，将干净的纯水输入到纯水池12中。此时高压泵8直接将纯水池12的水引入出水管路92中送入组合喷嘴矩阵1，实现纯水的回收再利用。因为纯水在喷射冲刷、 回收过滤过程中，总是会存在一定层度的损耗，因此在纯水池12中还必须安装一个纯水补充管道10，其目的是确保纯水池12的蓄水量始终保持在安全水平。
权利要求
1.一种快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统，其特征是包括组合喷嘴矩阵(1)和转向辊(2)，带钢(3)通过转向辊(2)转向，所述转向辊(2)共有两个上下布置，分别对带钢 ⑶的两个工作表面进行弯曲，带钢⑶与两个转向辊⑵共同组成“S”型，每个转向辊⑵ 外都配有一套组合喷嘴矩阵(1)，所述组合喷嘴矩阵(1)的喷射位置与带钢(3)通过的转向辊⑵的表面对应。
2.如权利要求1所述的快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统，其特征是所述的组合喷嘴矩阵(1)中喷嘴的喷射方向和转向辊辊面的切线的夹角为15° 50°。
3.如权利要求2所述的快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统，其特征是所述的组合喷嘴矩阵(1)中喷嘴共有3行。
4.如权利要求1所述的快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统，其特征是所述转向辊 (2)还布置有收集池(4)，所述收集池(4)和组合喷嘴矩阵(1)之间用水处理循环系统连ο
5.如权利要求4所述的快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统，其特征是所述水处理循环系统包括用管道顺次连接的收集池(4)、进水管路(91)、第一节流阀(51)、一次过滤器 (6)、蓄水池(11)、第二节流阀(52)、二次过滤器(7)、纯水箱(12)、高压泵(8)、第三节流阀 (53)和出水管路(92)，所述纯水箱(12)上还连通有纯水补充管道(10)，所述的收集池(4) 共有两个分别布置在两个转向辊(2)的下方，所述进水管路共有两条并联连通两个收集池 (4)，所述出水管路共有两个并联连通两个组合喷嘴矩阵(1)。
6.如权利要求5所述的快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统，其特征是所述的一次过滤器(6)中过滤网孔径为40目 150目。
7.如权利要求5所述的快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统，其特征是所述的二次过滤器(7)中过滤网孔径为10目 40目。
8.一种快速去除冷态带钢表面氧化铁皮的方法，其特征是包括以下步骤1)弯曲冷态带钢，利用转向辊使冷态带钢做两次大小相等，方向相反的弯曲，弯曲角度大于90度小于180度；2)用射流喷射冷态带钢表面去除氧化铁皮，用组合喷嘴矩阵对冷态带钢的弯曲部喷射高压纯水，喷射方向与冷态带钢运行方向的反向切线方向夹角为15° 50°，纯水射流的压力 40Mpa 80Mpa，流量 8m3/h 20m3/h ；3)循环用水，把喷射出的含有氧化铁皮的水回收过滤后送还到组合喷嘴矩阵循环利用。
全文摘要
本发明涉及冷轧领域，尤其涉及一种去除热轧钢板冷态下面杂物的设备及方法。一种快速去除冷态带钢表面氧化铁皮系统，包括组合喷嘴矩阵和转向辊，带钢通过转向辊转向，所述转向辊共有两个上下布置，分别对带钢的两个工作表面进行弯曲，带钢与两个转向辊共同组成“S”型，每个转向辊外都配有一套组合喷嘴矩阵，所述组合喷嘴矩阵的喷射位置与带钢通过的转向辊的表面对应。一种快速去除冷态带钢表面氧化铁皮的方法，包括以下步骤首先弯曲冷态带钢，然后用射流喷射冷态带钢表面去除氧化铁皮，最后循环用水。本发明充分利用高压纯水的射流，实现对冷态带钢表面的在线除鳞；不需要用酸液，非常环保，清除效率也比酸洗高，工人的生产条件、产房建设要求等等得到了极大改善；在冷轧生产领域具有广阔的应用前景。
文档编号B21B45/04GK102189135SQ201010125119
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者姜正连, 李山青, 段明南, 羌菊兴 申请人:宝山钢铁股份有限公司