一种去除金属表面鳞皮的装置的制作方法

文档序号:13401211阅读:313来源:国知局

本发明涉及金属表面清洗技术领域,特别涉及一种去除金属表面鳞皮的装置。



背景技术:

钢材、合金等金属材料在热态轧制或热处理过程中,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”,该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。因此进入冷轧机前的金属板带表面鳞皮去除工序,称为冷轧产线上必备的工艺装备之一。

为了消除氧化物对金属板带冷轧质量的影响,国内外金属板带冷轧产线均采用酸洗槽的加工方式来清洗金属板带表面,如目前普遍采用硫酸、盐酸及氢氟酸的酸洗溶液,通过酸槽内部的化学反应溶解金属表面的氧化物(俗称“除鳞”)及其他附作物,因此目前最为主流的冷轧产线都带有酸洗工艺环节,因此连续冷轧产线也称为酸轧线。酸轧线中的酸洗除鳞工艺段产生的酸雾对周边环境产生严重的污染,这对生产设施防腐要求高;同时其排放的酸液处理成本较高,酸再生过程中会产生大量的污水,直接对环境造成严重污染;另外,采用酸洗除鳞容易造成除鳞不均匀,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,但是所有这些新方法或工艺都无法替代现有冷轧产线上的连续酸洗槽。

基于此,国内针对这种除鳞的新工艺布局方面还没有可以参阅的发明创造,主要还停留在对国外化学湿法表面清洗装置的局部更新、改造等。

在国外,尤其是日本、德国等技术发达国家对表面清洗技术的创新始终引领全球。其中日本专利jp06108277a公开了在连续冷轧线上采用喷酸与刷辊组合使用的除鳞工艺,利用这种组合方式代替现有的酸洗槽工艺。因为该方式仍然要大量的使用酸液,同时对喷酸的喷嘴等要求十分严格,因此并没有从根本上解决冷轧产线的污染问题;另外日本jp55034688a公开了一种联合pv轧制破鳞-混合磨料高压射流除鳞方式,混合磨料高压射流除鳞单元布置有4个,为串联,实现对冷态带钢的无酸除鳞,这种方式必须采用大量的细小磨料,而磨料的补充、检测以及与鳞皮混合物的分离等技术难度都非常之高,实现的现实意义较小;同时日本专利jp57142710a公开了一种采用先滚压后,再利用刷辊-高压水喷射的方式对高温热轧板进行除鳞,其除鳞率达80%,而后继续采用传统的酸洗方式最终除鳞;另外日本专利jp57068217a公开了一种针对冷轧入口的冷态热轧金属板带机械碾压,采用大压下率4%~40%,实现破鳞、松鳞,后续紧跟高压射流处理(0~150kg/cm2),如此处理后的金属板带可以进行卷曲发货或直接进入冷轧机进行冷轧;同时,日本jp59097711a公开了一种采用高压的压缩空气+磨料进行混合喷射除鳞,清除率高达“65~95%”。

同时,美国的材料制造工作(简称tmw公司)自2001年以后公开了一系列的针对金属板带表面清洗技术,例如美国专利us20080108281(a1)、us20080182486(a1)以及us20090227184(a1)等,均公开了一种利用磨料与水混合后的泥浆进行喷射清洗,这种方式同样遇到了磨料与鳞皮的分、磨料磨损检测技术以及自动补充技术等技术瓶颈,因此难以实现;另外,西欧danieli公司申请的美国专利us5388602高压水射流清洗装置,主要针对各种不同的连铸坯进行除鳞,无法满足冷轧的要求;日本专利jp05092231a、jp09085329a以及jp2002102915等,其采用高压水射流除鳞的运用场合仅为热态钢坯或锻造期间的锻造坯。

另外,国内外通常为解决金属板带表面附着物,采用刷辊的方式进行清除。如国外的3m公司设计有一种带刷毛的刷辊,每根刷毛表面都粘附有多个硬质颗粒物,如sic颗粒、棕刚玉等,用于实现刷辊与金属板带表面滚动刷洗时的清除效果,然而刷毛表面粘附的硬质颗粒物容易脱落,直接影响刷辊的使用效果稳定性;同时中国安徽潜山刷辊厂加工有多种针对金属板带表面鳞皮进行刷除的硬质刷辊,其刷毛通常为耐磨损的刚性材质等,这种形式的刷辊因为直接用钢丝进行刷除,其刷洗后板面的粗糙度大,且清除的均匀性难以得到保证。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种去除金属表面鳞皮的装置,能连续快速、高效对金属板带表面进行滚动刷洗。该方法充分利用刷辊的旋转刷洗作用与研磨泥浆的研磨作用,通过刷辊紧密排布的刷毛带动研磨泥浆实现对金属板带表面附着物清除与研磨的作用,从而达到清除后板面具有良好的平整度与光洁度,满足金属板带下一步工艺处理的表面质量需求。

为达到上述目的,本发明的技术方案是:

一种去除金属表面鳞皮的装置,在充满研磨泥浆的泥浆池中,上下交错排布的若干个刷辊,刷辊完全浸润在研磨泥浆中,刷辊表面带有刷毛;将金属板带在上下交错排布的刷辊中穿插而过,利用前后张力辊组的张紧作用,金属板带与所有刷辊之间产生一定的张紧作用,即产生一定的接触压力;金属板带在前后张力辊组的拉动作用下运动,刷辊沿反方向旋转,以实现刷辊表面与金属板带表面产生相对运动,刷毛中带有大量的研磨泥浆,在刷毛与金属板带表面相对滑动的同时,泥浆也随之与金属板面相对滑动研磨,实现表面刷除。

进一步,所述刷辊表面刷毛为金属丝状毛或非金属丝类。

又,所述研磨泥浆为固体颗粒物与液体的混合物。

所述固体颗粒物为金属颗粒物与非金属颗粒物。所述金属颗粒物为钢丸、或钢丝切丸;非金属颗粒物为石榴石、石英砂、或棕刚玉。

本发明相对现有技术的优点在于:

1、本发明充分利用刷辊刷毛的搅拌驱动作用与研磨泥浆的中介研磨作用,与金属板带表面反向旋转的刷辊,其辊面的刷毛带动研磨泥浆池中的大量研磨泥浆与金属板带表面之间相对滑动,从而实现刷洗与研磨双重作用,如此不但提高了金属板面附着物的刷除效率,同时显著降低了刷洗后金属板面的粗糙度,提高金属板面质量,这样能替代现有的湿法化学酸洗工艺,实现无酸式的表面清洗功能,改善环境与污染控制能力。

2、本发明主要用于对冷态金属板带表面进行表面清洗,因为属于纯物理方式,其不涉及任何的化学、粉尘以及噪声等污染,具有良好的环保改善能力。

具体实施方式

本发明的一种去除金属表面鳞皮的装置,在充满研磨泥浆的泥浆池1中,上下交错排布的若干个刷辊2,刷辊2完全浸润在研磨泥浆3中,刷辊2表面带有刷毛21;将金属板带4在上下交错排布的刷辊2中穿插而过,利用前后张力辊组5的张紧作用,金属板带4与所有刷辊2之间产生一定的张紧作用,即产生一定的接触压力;金属板带在前后张力辊组的拉动作用下运动,刷辊沿反方向旋转,以实现刷辊表面与金属板带表面产生相对运动,刷毛中带有大量的研磨泥浆,在刷毛与金属板带表面相对滑动的同时,泥浆也随之与金属板面相对滑动研磨,实现表面刷除。出泥浆池1的金属板带4由冲洗装置6清洗金属板带4泥浆。

进一步,所述刷辊表面刷毛为金属丝状毛或非金属丝类。

所述研磨泥浆为固体颗粒物与液体的混合物。所述固体颗粒物为金属颗粒物与非金属颗粒物。所述金属颗粒物为钢丸、或钢丝切丸;非金属颗粒物为石榴石、石英砂、或棕刚玉。

带有刷毛的刷辊2与金属板带4表面具有一定的接触压力,此时刷辊2在驱动系统的作用下发生一定速度的旋转,其旋转方向与金属板带4的运行方向相反,以确保更大的相对移动速度值,实现刷辊2表面的刷毛21能在金属板面进行刷除动作;带有刷毛21的刷辊2完全浸润在混合泥浆3中,刷毛21之间充满了混合泥浆3,以刷毛21为载体,在旋转驱动作用下混合泥浆中的固体颗粒物与金属板带4表面进行均匀的研磨,完成对金属板带4表面的进一步清洗处理,降低清洗后板面粗糙度。

本发明方法综合利用刷辊表面刷毛的刷洗作用,同时利用刷毛的驱动作用带动研磨泥浆与金属板带表面进行相对运动的滑动摩擦,形成对金属表面的刷洗作用。

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