用于从金属板材去鳞的浆体喷射设备的制作方法

专利名称：用于从金属板材去鳞的浆体喷射设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从平板或连续形式的平面物质去除不期望的表面物 质的处理。本发明特别涉及一种设备及方法，用于向穿过所述设备的金属板材 的相对各面驱动去鳞介质，特别是液体/颗粒浆体，从而从被处理的金属板材 的表面去鳞。
背景技术：
被处理的金属板材是准备用于制作冷轧金属板以及用于加工一些产品的 金属板材。这种类型的金属板材用于对如农业设备、汽车部件、钢集装箱及床 框等的，要求全部范围钢板厚度的产品的加工中。
在金属板材被制造商用于加工前，通常用热轧处理制备。在热轧处理中，
将碳钢加热到高于1500° F(815° C)的温度。将加热后的钢材传送通过连续 对相对的滚筒，从而减小钢板的厚度。 一旦热轧处理结束后，通过将经过处理 的金属板材或者热轧后的钢通常采用在水、油或者聚合液体中淬火来降低温 度，所有这些均为本领域所公知。然后，将被处理的金属板材进行盘绕以便于 存放并运输到被处理金属板材的最终使用者手中，即，飞机制造商、汽车制造 商或家电制造商等。
在对经热轧后的金属板材进行的冷却处理步骤中，由于金属板材与空气中 的氧气及冷却步骤产生的湿气的相互作用，会导致在金属板材的表面上产生通 常被称为鳞的铁氧化层。金属板材的冷却速率以及从热轧处理的总温度降幅会 影响在冷却处理过程中形成于板材表面的鳞的数量及成分。
在多数情况下，在制造商能够使用金属板材前，必须对金属板材的表面进 行处理，以提供适合于所要加工的产品的表面，从而可以对金属板材进行如喷 涂或镀膜(coating )。在对金属板材表面进行镀膜之前，从经过热轧或热处理 的金属板材的表面去除氧化物的最常用的方法是被称为"酸洗"(pickling)的 处理。在这种去除氧化物的处理中，将经热轧处理后已经被降低到周围温度的金属板材展开，并拉过酸性浴槽，从而以化学方式从金属板材的表面去鳞。在 通过酸浴去鳞后，清洗、烘干金属板材，并立即将其"上油"从而保护金属板 材的表面，使其不会发生氧化或生锈。油提供了对空气的薄膜层屏障，从而阻 止金属板材的棵露金属表面暴露在空气及湿气中。由于棵露的金属表面在暴露 于空气和湿气中时，几乎立即开始发生氧化，因此在酸洗处理后立即对金属氺反 材上油是极其重要的。
"酸洗"处理能够从经过处理的金属板材基本去除所有的氧化层或鳞。然 而，"酸洗"处理存在一些缺点。例如，用于金属板材的酸浴中的酸性物质是
腐蚀性的；其会对设备造成损害，对人们构成危害，并且是会对环境造成危害、 对其进行存储和处理的具有特别限制的化学物质。此外，加工处理的酸浴阶段 需要占用金属板材处理设施的相当大区域。
因此，在工业中需要一种用于对被处理的金属板材进行表面处理的改良的 设备和方法，其能够通过从金属板材的表面去除氧化物或者鳞，而无需现有才支 术中的"酸洗"处理所需的加工地面空间，并无需使用如酸的有害化学物质。

发明内容
本发明通过提供一种用于去鳞的、更为简单的、且无需采用有害化学物品 的处理，克服了用于从被处理的金属板材去鳞的现有设备及方法的有关缺点。 本发明的设备接收先前被处理的"即热轧过的"金属板材，并执行本发明的 方法从而从金属板材的表面全面去鳞。所述"金属板材"表示所有形式的金属 板材，如板状或带状的碳钢或不锈钢材料。
本发明的设备可以采用能够基本上轧平或压平接收自成巻的所述段金属 板材的轧平机。所述轧平机可以是拉伸轧平机或者滚筒轧平机，或者二者全部。
所述段金属板材从轧平机移动到所述设备的去鳞机。去鳞机包括多个离心 叶轮对，这里称为轮子，其布置在一起且隔开在穿过去鳞机的所述段金属板材 上方和下方。为所述旋转轮供给研磨剂去鳞介质，即液体和颗粒浆体。所述旋 转轮向所述段金属板材的平坦表面高速驱动介质，并且在所述段金属板材穿过 去鳞机时，所述浆体对金属板材沖击而从金属板材的表面去鳞。
根据发明人Voges的专利6,814,815，所述设备还可以选择性地包括清刷 机或扫刷部。在大多数情况下，至少还具有一个用于接收来自去鳞机或者扫刷
12部的所述段金属板材的清洗装置。所述扫刷部旋转刷子并喷洒清水冲击金属板 材的相对的表面，并协助去除来自去鳞机的研磨性处理的残留物质。刷子的旋 转对金属板材相对表面的冲击还可以设置用于进一步调整金属板材表面的表 面材质或表面紋理。
随后所述段金属板材穿过用来干燥或者以其它方式从金属板材去除残留 液体的"干燥机"。
经过干燥的所述段金属板材然后可选地立即经过镀膜装置，该装置为干燥 后的金属板材的表面施加油膜或者其他保护层，从而立刻防止表面的重新氧 化，并为后续处理提供润滑，并且防止在板材巻中的两个金属表面的相互接触
^爻金属板材盘绕回去的再缠巻装置时产生的。然后，经过去鳞和上油的板材巻 处于方便储存的状态直到需要用于后续处理。
本发明的设备所执行的全去鳞处理能够补充其他板材处理，例如，美国专
利VogesNo.6,814,815的处理能够受控地移除一部分鳞片，生成适于一些无需 全部鳞片去除的产品的抑制腐蚀的表面，如一些镀锌操作。
所述去鳞设备及其方法提供了 一种从被处理的金属去鳞的新方法，该方法 与现有技术相比具有一些商业上的优势。例如与现有技术的酸洗处理相比，所 述设备及其操作方法操作成本较低，同时无需有害物质，并不会在金属板材上 残留有害的清洗残渣。无需为去除位于金属板材带边缘或者金属板材巻末端位 置的更为稳定的氧化物而改变处理流水线的速度或者其他参数，在所述位置的 空气暴露或者更长时间的升温会促进氧化。
可以用宽松的操作时限独立于金属板材处理流水线速度方式使用去磷设 备，而不会发生通常一直与酸洗处理相关的流水线停止缺点、清洗缺点、或者 金属板材的酸洗过度等相同的缺点。采用新的处理，可以将如碎片(slivers)和 泡沫(seems )等的小表面污点去除。在酸洗处理中，木碌的金属薄片(loose steel flap)通常保持在板材上，覆盖一定区域。在后续的轧平、镀膜或退火操作中 薄片脱落，这对钢处理者带来更大的消费者义务。
本发明的设备及方法还可以用于单面的应用。本发明的设备及其使用方法还可以用于控制被处理的金属板材的表面紋
理(texture)。可以采用本发明的设备，控制表面紋理达到目标表面紋理。紋 理是高附加产品中的关键参数。板材消费者通常会基于加工处理和材料的最终 使用为所购买的板材指定严格范围的Ra和Rpc值。为了对重镀膜重量镀锌线 提高介质之中的镀膜或锌粘附的重量控制，需要在150微英寸范围中的较高 Ra值，例如为了提高拉伸或冲压处理中的润滑，或者在最终喷涂之后产生诱 人的表面，需要具有高峰数的70微英寸的Ra值。
本设备还可以用于在金属板材带的相对表面获得不同的目标紋理。这用于 以下实例，其中部件的内表面主要需要具有用于拉伸厚润滑剂膜和具有厚聚合 物镀膜用于磨耗和抑制腐蚀，而部件的外表面需要提供诱人的光滑涂绘表面。 这种技术已经在过去被用于豪华轿车中的主体面板，但是同样可以用于其他应 用。调整板材表面紋理的能力重要，是因为粗糙的表面紋理一般会提高镀膜的 粘附力，但是需要更多的镀膜。对于紋理的调整使所述设备的用户能够根据所 需的粘附力或是镀膜量哪个更重要来调整表面紋理。
所述设备相对于酸洗处理所获得的金属板材的表面能够提供更为均匀的 表面紋理，由酸洗处理获得的表面倾向于具有混合的表面状况，特别是在被称 为微观粗糙度的紋理范围内。本发明的所述设备能够容易的进行调整，以有效 地适于不同宽度的金属板材带。可以为较窄的材料减小浆体与金属板材的表面 相接触的喷射区域的宽度，但是仍然可以基本采用所述设备的轮子的全部设计 能量，从而使金属板材处理流水线以较快的速度处理较窄的材料。
在浆体中采用不锈钢颗粒可以改进金属板材腐蚀特性。据说这是由于在金 属的表面上的自由铁离子减少，导致表面的钝化。
与干喷射金属板材相比，本发明的设备及方法提供了更为一致的性能，因 为本设备中使用的浆体中的研磨性颗粒不会像干喷射中所使用的相同或等同 的颗粒那样快退化。本设备中使用的浆体中的液体，降低了意外的非目标的研 磨性颗粒之间的冲击引起的损坏，从而使研磨剂颗粒的使用寿命更长。相似的， 液体会降低由于研磨性颗粒与设备部件间的磨损，从而使设备部件的使用寿命
更长。同样与干喷射不同的是，本发明的设备不产生灰尘，从而提供了更为适 宜的工作环境，降低了着火的危险，并在操作中产生较小的噪音。与干喷射处理相比本发明的所述设备还能够提供更为清洁的板材带表面， 干喷射处理会在金属板材表面残留 一 系列的残渣或者将残渣嵌入金属板材表 面。这些干喷射残渣可以包括非常难于去除的金属污点。此外，在干喷射前位 于金属板材上的表面污染物可能被嵌入金属板材的表面。而且，与干喷射不同， 在进入的金属板材带上的湿点不会引起松散鳞片或者在板材带的表面上碎屑 的结块问题，，这些问题会进一步引起板材带上的一系列缺陷。所结成的块可 能会贴覆到金属板材带或者流水线中的处理滚筒上。
干喷射会升高板材带的局部温度从而？ 1起板材带的扭曲和/或板材带的火 花锈蚀的问题不会在本发明的设备中产生。
本发明的设备相对于干喷射能够采用大范围的去鳞介质，例如，较大范围 的颗粒大小。本发明的设备还可以增加金属板材的处理选择。例如，可以以抗 锈剂作为浆体中的液体来用浆体处理金属板材的表面。还可以将清洁剂加入浆 体的液体中，从而为金属板材的表面去油或清洁，以用于由其他处理产生的有 缺陷材料的再处理。
与其他浆体喷射装置相比，本发明的设备能够横跨金属板材的宽度更均匀 地分配研磨剂。在优选实施例中，由所述设备的每个轮子驱动的浆体流覆盖金 属板材的全部宽度。
本发明的设备还易于调节以适应不同宽度的金属板材。所述设备能够对大 范围的金属板材宽度使用其全部能量。
所述设备与注气浆体喷射系统相比，在能量消耗方面更为有效。注气系统 需要多个排放喷嘴以覆盖普通的工业板材带的宽度。对于本发明，在接触金属 板材的独立流的浆体喷射形状的边缘位置以及独立形状的重叠位置或者其开 始和结束的位置均不会出现不连续。
本发明的离心叶轮板材去鳞设备与其他浆体喷射设备相比还具有更少的 部件。与可选的浆体喷射设备相比还降低了所述设备的多数单独部件的复杂 性。此外，对具有相同的浆体总流量和的系统，与其他浆体喷射设备相比，在 本发明的配置中与移动的研磨剂相接触的部件的相对表面区域小得多，从而导 致更低的总体磨损。


在下面本发明的具体说明和附图中，说明本发明的方法及设备的进一步的 特征。
图1示出了根据本发明的对被处理的金属板材去鳞的设备及其工作方法
的侧3见示意图2示出了图1所示的设备的俯视示意图3示出了图1所示的设备的去鳞机的侧视图4示出了从所述去鳞机的上游端观察的去鳞机的端视图5示出了从所述去鳞机的下游端观察的去鳞机的端视图6示出了如图4、 5所示的去鳞机的一部分的示图7示出了如图4、 5所示的去鳞机的又一部分的示图。
具体实施例方式
图1示出了本发明的设备的示意图，该设备用于执行本发明的从被处理的 金属板材表面去鳞的方法。如将要说明的，金属板材沿顺流方向从左向右穿过 如图l所示的设备。在图1中所示的设备的构成部件是本发明的优选实施例。 需要理解的是，可以对所描述的优选实施例进行变化和修改，而不脱离本申请 权利要求所规定的保护范围。
参考图1,将一巻经过先前处理的金属板材(如经热轧的金属板材)12 定位于设备14附近，从而为该设备供给一段金属板材16。可以采用任何能够 以可控方式选择性地将所述段金属板材16从板材巻12中展开的现有设备支撑 金属板材巻12。可选的是，可以以独立板材的方式为设备供给金属板材。
将设备14的轧平机18定位于金属巻12附近，从而接收由滚筒展开的所 述段金属板材16。所述轧平机18由多个具有间隙的滚筒22、 24构成。尽管 在图中仅示出了滚筒轧平机，但是本发明的设备及处理中还可以釆用其它类型 的轧平才几。
从轧平机18，被处理的所述段金属板材16传送入本发明的去鳞机26。在 图1、 2中，去鳞单元对26由两对相匹配的离心叶轮系统构成的，其中一对安 装用于处理板材的两个平面中的每一个平面，如图所示，沿金属板材16的移 动的顺流方向相继排列。由于以相同的方式构造两个去鳞单元26，因此^f又对一个去鳞单元26进行详细描述。去鳞单元的数量取决于所期望的设备的流水 线速度，及保证鳞片的充分去除和后面的表面紋理调整。
图3示出了从图1、2中所示的设备中移除的去鳞机26的放大的水平侧视 图。在图3中，所述段金属板材的移动的顺流方向是自左向右的。所述去鳞机 26主要由中空箱28构成。如图3-5中所示，所述段金属板材16的一部分穿过 去鳞机箱体28。在穿过所述去鳞机箱体28时所述段金属板材16显示为沿大 致水平方向取向。需要理解的是，附图所示的金属板材16的水平方向并不是 本发明的适当操作所必须的。金属板材可以取向为沿垂直方向或其他任何方向 穿过去鳞设备。因此，如"顶部"和"底部"、"上方"和"下方"、"上部" 和"下部"等的术语不应被解释为对设备取向的限制或者适于设备操作的所述 段金属板材的取向的限制。
所述箱体的上游端壁32具有用于接收所述段金属板材16的宽度和厚度的 狭窄的入口开口槽34。所述箱体的相反下游端壁36具有其尺寸能够接收所述 段金属板材16的宽度和厚度的狭窄出口开口 38。图4示出了入口开口34,图 5示出了出口开口 38。所述开口具有设计用于在处理板材时在箱体中保持浆体 的密封装置。去鳞机箱体28还具有顶壁42, —串底壁面板44,及一对侧壁 46、 48,这些部件用于封住箱体的内部体积。为了清晰，箱体28的内部基本 上是空的，除了用于在所述段金属板材从入口开口 34经过箱体内部到达出口 开口 38时支持所述段金属板材16的几对相对的滚筒52、 54。在许多情况下， 会采用收缩支持装置协助板材的末端穿过机器。箱体28的底部设置有具有通 向箱体内部的排放开口的排放槽56。所述排放槽56可以用于从所述段金属板 材16去除的材料的流出及来自箱体28内部的使用过的浆体的收集。
一对受驱动的离心叶轮68被安装于设置在箱体顶壁42上的带衬(lined) 的外壳(casing)、护罩或者防护罩58、 62中。护罩58、 62具有能够通过箱体 顶壁42的开口与箱体内部相通的中空内部。
如图3-5所示，浆体叶轮外壳护罩58、 62并不是并排设置的，而是错开 布置地设置于箱体42的顶壁上。这种设置是为了保证从一个叶轮排放的浆体 不会与一对中的另一个叶轮排放的浆体相干扰。在所述对护罩58、 62上安装 一对电动机64。每个电动机具有延伸穿过与其相连的护罩58、 62的侧壁并进
17入护罩内部的输出轴66。去鳞轮及与其相连的护罩的构造及操作与下述美国 专利中公开的浆体排放头相似，发明人为MacMillan的No.4,449，331 、 No.4,907,379和No.4,723,379;发明人为Carpenter等的No.4，561，220;发明人 为McDade的No.4，751，798;以A^明人为Lehane的Noj,637,029，上述专利 均在本申请中以引用方式并入这里。
以每分钟280英尺的速度范围从叶轮排放浆体。可以在第一去鳞单元中采 用水浆体和#20的适用金属丝切丸，以优化对热轧后的碳钢带的去鳞处理。在 第二去鳞单元中采用一系列较软的不锈钢丸来调整所产生的表面紋理。已证实
采用#30和#10丸的混合物能够达到满意效果。若被处理的板材在处理后不会 被上油，则可以在所述液体中加入如由Oakite Products Inc.持有的"Oakite"商 标下销售的阻蚀剂。具体产品的选择要基于正被处理板材的后续用途及所需的 保护等级。
如果引入的材料的表面有油，可以在浆体的水中加入商用碱或其他清洁或 者去油剂，而不会改变浆体冲击处理的效率。本领域技术人员可以选择采用其 它研磨剂介质。要混合入浆体混合物中的研磨剂材料的平均尺寸、尺寸分布、 形状及材质，是基于正被处理的板材的材料及所期望的表面结果/状况而确定 的。
电动机轴66的转动带动与轴相连的去鳞4仑68的转动。尽管采用电动机 62作为去鳞轮68的优选驱动源，但可以采用其他旋转去鳞轮68的手段。
在去鳞机箱体28的底壁面板44上设有第二对离心浆体叶轮88。所述单 元对的基本功能和尺寸与顶壁上的离心叶轮相同。
沿倾斜于所述段金属板材16穿过去鳞机箱体28的方向，在去鳞机箱体 28上安装第一对叶轮68和第二对叶轮88的轴及其组件。第二对电动机84的 轴98、 102同样倾斜于所述段金属板材16穿过去鳞机单元28的平面。这种角 度的选择是为了保证稳定的浆体流，并减小反弹的颗粒与还未撞击到板材表面 的颗粒之间的相互干扰，以及改善研磨剂的冲刷作用，提高材料去除的效率， 并减小趋向于使需要在后续沖击中去除的材料嵌入板材中的力。
等同方式，去鳞介质104的供给与护罩58、 62中的每一个在去鳞轮68、 84体。图3中示意性地示出了去鳞介质104的供给，以表示为去鳞机箱体28的 内部供给不同类型的研磨剂浆体去除介质的各种已知方法。
上部那对去鳞轮68驱动去鳞介质105向下朝穿过去鳞单元28的所述段金 属板材16移动。采用前面引用专利的设计为浆体的固体和液体成分有效地瞄 准板材上的相同区域，被驱动的去鳞介质105冲击所述段金属板材16的上表 面106，并从上表面去鳞。在优选实施例中，任意一对去鳞轮中的每一个轮子 是按照相反方向转动的。例如，在所述段金属板材16沿顺游方向移动时，若 位于金属板材上表面106左侧的去鳞轮68按逆时针旋转，则在金属板材上表 面106的右侧的去鳞轮68按顺时针方向旋转。这样会使每一个去鳞轮68驱动 去鳞介质105，使其与所述段金属板材16的上表面106相接触，其中由每一 个去鳞轮68驱动的去鳞介质105的接触面延伸到全部横向并稍微超出所述段 金属板材16的宽度。允许喷射稍微超过板材的边缘是为了保障最为均匀的覆 盖。这表示为显示在图6、 7中的去鳞介质105与所述段金属板材16的上表面 的两个几乎是矩形的撞击区域112、 114。由于由去鳞轮所驱动的浆体运动方 向相对于板材宽度方向随沿去鳞轮直径的浆体的排放位置而发生改变，因此对 于离去鳞轮最远的浆体的沖击位置，会产生一些方向性的相应紋理。在本发明 的优选实施例中，这是通过采用一对沿相反方向旋转的轮子抵偿的，使得板材 的每一部分首先经过第 一轮子的浆体喷射，随后第 一次喷射的浆体产生的所有 方向性效果被从第二轮子所喷射的第二喷射浆体的沖击所补偿，笫二次浆体喷 射具有与第 一次浆体喷射相反平衡的跨板材速度分量。
上部那对去鳞轮68的轴向交错位置还轴向地在金属板材的上表面106上 隔开两个沖击区域112、 114。这样能够让去鳞介质105沖击金属板材的全部 宽度，而不会产生自每一个去鳞轮68推进来的介质105之间的干扰接触。此 外，可以调整去鳞轮对68和84的定位，使其远离或者接近穿过去鳞机的金属 板材的上表面106。这能够提供对于不同宽度的金属板材的第二调整。通过移 动电动机64和轮68使其远离金属板材的上表面，则与金属板材的上表面106 的冲击区域112、 114的宽度会增加。通过将电动机64和及其轮68向金属板 材的上表面106移动，与金属板材的上表面106的冲击区域112、 114的宽度
1会减小。这种对电动机64及其去鳞轮68的位置的可调整使所述设备适用于为 不同宽度的金属板材去鳞。对金属板材表面的浆体沖击区域进行宽度调整的另 一种方法是，移动入口喷嘴104相对于叶轮外壳/护罩的角度。在上面引用过 的专利中描述了这种方式。第三种选择是，围绕垂直于叶轮旋转轴的轴116相 对于板材的移动方向旋转叶轮对，使得来自每个轮子的浆体椭圆形冲击区域尽 管保持同样的长度，但是不会与板材的移动方向成直角或横穿板材的移动方 向。所述靠近或远离板材的移动还会改变浆体流的沖击能量。
此外，去鳞轮68的轴78、 82的倾斜取向还引起去鳞介质105的冲击相对 于金属板材16的表面成一定角度。去鳞介质105的冲击与金属板材16的表面 所成的角度的选择用于使去鳞效率最优化的。已经证明的是15°的角度是令 人满意的。
此外，调整去鳞介质104的特性可以用于调整穿过去鳞装置的所述段金属 板材的表面紋理。例如，调整去鳞介质104的浆体中的颗粒的大小的组合、颗 粒的形状或者颗粒的材质，能够在金属板材上产生不同的期望的表面紋理。
如图3、 7所示，下部那对去鳞轮88按照与上部那对去鳞轮68相同的方 式引导去鳞浆体105冲击金属板材16的下表面108。在这种构造中，对所述 段金属板材16的下表面108的去鳞介质的冲击区域105与对于金属板材上表 面的沖击区域112、 114直接相对。这样使板材所承受的来自上部和下部的浆 体流的负载平衡，从而提高线张力的稳定。因此，下部去鳞轮88与上部去鳞 轮68的工作方式相同，对穿过去鳞机26的金属板材16的下表面108去鳞。
在图1、 2所示的设备流水线的实施例中，沿金属板材16穿过流水线的路 径顺序布置两个喷射单元26。在离开两个喷射单元26后，金属板材16将被 进一步处理。
临近喷射单元26设置清刷机(brusher )122，用于从接收来自去鳞机的所 述段金属板材16。所述清刷机122可以是发明人Voges的No.6,814，815的美 国专利中所公开的类型，在此通过引用并入该专利。清刷机122由多个跨金属 板材16宽度布置的旋转刷构成。在金属板材穿过清刷机122时，包含在清刷 机122中的旋转刷与所述段金属板材16的相对的上表面106和下表面108相 接触，并产生一般具有较低粗糙度和具有一定方向性的经过喷射和刷理的独特表面。旋转刷与在清刷机122中喷洒的水共同作用来处理金属板材的相对表 面，从而调整或改变由喷射单元26产生的表面紋理。
临近清刷机122设置干燥机124,用于接收来自清刷才几的所述段金属板材 16,或者在未安装或未;f企测到清刷单元的情况下直接接收来自浆体喷射装置的 所述段金属板材。在金属板材穿过干燥机时，干燥机124干燥所述段金属板材 16的表面液体。所述液体残留自清刷程序。
缠巻机126接收来自干燥机124的所述段金属板材16，并将所述段金属 板材缠绕成巻以用于金属板材的运输或存储。
在可选的流水线布置/实施例中，由所述设备处理过的所述段金属板材可 以进一步由应用于金属板材表面的镀膜进行处理，例如镀锌镀膜或涂料镀膜。
同样可以使所述段金属板材第二次穿过如图1、 2的流水线装置，从而被 进一步处理。
还应当理解的是可采用不同的装置处理所述段金属板材的相对表面，例如 通过为穿过所述装置的所述段金属板材的上部和下部提供不同的去鳞介质。
可以将所述装置的去鳞机布置位于流水线中的不同位置，而不按照图1、 2中所示的方式。例如，可以将去鳞机布置在清刷机之后。
上文所述的去磷机装置14提供了一种实质上从被处理的金属板材(即， 之前经过热轧或其他处理)去除所有鳞的手段，与现有的主要通过酸洗的去鳞 技术相比，其需要较小的加工地面空间和较少的费用。
总结本发明的基本程序，首先将所述段金属板材展平，从而使所述段金属 板材的表面基本平坦。
随后通过至少一个离心泵和通常为水和颗粒浆体的浆体循环系统，使所述 段金属板材的相对的上下表面经过浆体喷射，从而为所述段金属板材去鳞。向 金属板材的表面驱动浆体，从而为所述段金属板材的相对的上下表面去鳞。
然后将残留在所述段金属板材的水从上下表面干燥。然后，可以选择性地 将经过去鳞的金属板材上油，然后再将其盘绕成巻以用于金属板材的存储或运 输。
本发明的方法的另外特征包括，在去鳞处理后清刷相对的上下表面。所述 清刷对所述段金属板材的相对的上下表面进行第二处理，并通过调整产生自去鳞处理的表面紋理以优化表面状况，并提供从同样设备产生两个产品族的可选 方式。
本发明的处理还具有完全环境友好的优点，即无需现有的酸洗处理:忮术所 需的危险化学物质。同样地，与酸洗处理典型所需的500英尺的地面空间相比，
本发明的装置和方法仅需要约100英尺的流水线地面空间。
尽管在本文中通过描述本发明优选实施方式以说明本发明的方法及装置， 应当认为可以对本发明的基本构思做出修改和变化，而不会脱离权利要求所保 护的范围。
2权利要求
1.一种用于从金属板材去鳞的设备，所述设备包括去鳞机，其接收各段金属板材，并在所述段金属板材沿第一方向移动穿过所述去鳞机时从所述段金属板材的至少一个表面去鳞；去鳞介质的供给机构，其与所述去鳞机相连通并向所述去鳞机供应去鳞介质；在所述去鳞机上的一对轮子，将所述轮子定位于穿过所述去鳞机的所述段金属板材的至少一个表面附近，所述一对轮子的第一轮和第二轮分别具有第一和第二旋转轴，将所述第一轮和第二轮定位在所述去鳞机上以便从所述去鳞介质的供给机构接收去鳞介质；以及，操作性地连接到所述第一和第二轮的至少一个动力源，以便旋转所述第一和第二轮，从而所述第一轮的旋转引起由所述第一轮接收的去鳞介质被从所述第一轮向穿过所述去鳞机的所述段金属板材的所述至少一个表面驱动，以及所述第二轮的旋转引起由所述第二轮接收的去鳞介质被从所述第二轮向穿过所述去鳞机的所述段金属板材的所述至少一个表面驱动。
2. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括所述第一轮沿第一方向旋转并且所述第二轮沿第二方向旋转，所述第一方 向与所述第二方向相反。
3. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括 所述去鳞介质为液体及颗粒浆体。
4. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括 所述第二轮沿所述第 一方向与所述第 一轮隔开。
5. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括将所述第 一轮以可调节的方式定位在所述去鳞机上，用于朝向或远离穿过 所述去鳞机的所述段金属板材运动；以及，将所述第二轮以可调节的方式定位在所述去鳞机上，用于朝向或远离穿过 所述去鳞机的所述段金属板材运动。
6. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括所述第 一轮和第二轮离所述段金属板材的距离相等。
7. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括所述第一轮和第二轮被定位于所述段金属板材的相对侧面边缘的附近，其 中所述段金属板材位于所述第 一轮和第二轮中央。
8. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括所述去鳞机作为金属板材处理流水线的一部分，所述流水线包括用于接收 来自所述去鳞机的所述)爻金属板材的清刷机。
9. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括所述去鳞机作为金属板材处理流水线的一部分，所述流水线还包括用于接 收来自所述清刷机的所述段金属板材的干燥机。
10. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括 所述去鳞机为第一去鳞机；以及，沿所述第 一方向从所述第 一去鳞机定位的第二去鳞机上的第二对轮子，将 所述第二对轮子定位于所述段金属板材的所述至少一个表面附近，并使其从所 述去鳞介质的供给机构接收去鳞介质。
11. 一种用于从一段金属板材去鳞的方法，其包括将具有第 一旋转轴的第 一轮定位于所述段金属板材的第 一表面附近； 将具有第二旋转轴的第二轮定位于所述段金属板材的第 一表面附近； 向所述第 一轮和第二轮供给去鳞介质；围绕所述第 一旋转轴旋转所述第 一轮，从而使供应给所述第 一轮的去鳞介 质通过第一轮的旋转向所述段金属板材的第一表面的第一区域驱动；以及围绕所述第二旋转轴旋转所述第二轮，从而使供应给所述第二轮的去鳞介 质通过第二轮的旋转向所述段金属板材的第 一表面的第二区域驱动。
12. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 相对于所述段金属板材定位所述第一和第二轮，其中所述段金属板材的所述第 一表面的第 一 区域与所述段金属板材的所述第 一表面的第二区域不同。
13. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 相对于所述段金属板材定位所述第一和第二轮，其中所述第一区域横跨所述段金属板材的整个宽度延伸，所述第二区域横跨所述段金属板材的整个宽度延伸。
14. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括相对于所述段金属板材定位所述第一和第二轮，其中将所述第一区域沿金 属板材的长度与所述第二区域隔开。
15. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 按相反的方向旋转所述第一轮和第二轮。
16. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括定位所述第 一轮和第二轮，其中所述第 一轮与第二轮轴向相隔。
17. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 以颗粒和液体的浆体作为去鳞介质进行供给。
18. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括沿轴向方向移动所述段金属板材使其通过由所述第 一轮和第二轮驱动的 所述去鳞介质，从而为所述段金属板材去鳞并清洁。
19. 根据权利要求18所述的方法，其进一步包括以可调节的方式将所述第 一轮和第二轮定位成远离或者靠近所述段金属 板材，从而调节所述段金属板材的表面结果。
20. 根据权利要求18所述的方法，其进一步包括 在将所述段金属板材移动穿过所述去鳞介质后，清刷所述段金属板材。
21. 根据权利要求18所述的方法，其进一步包括 在清刷所述段金属板材之后，干燥所述段金属板材。
22. 根据权利要求21所述的方法，其进一步包括 在干燥所述段金属板材之后，将所述段金属板材镀膜。
23. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 将所述第一轮和第二轮与金属板材清刷装置相结合，并仅采用所述第一轮和第二轮对所述段金属板材完全去鳞。
24. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 将所述第一轮和第二轮与金属板材清刷装置相结合，通过仅采用所述第一轮和第二轮以及在所述第 一轮和第二轮中采用不同的浆体，来对所述段金属板 材完全去鳞和调节所述金属板材的表面紋理。
25. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 将所述第一轮和第二轮与金属板材清刷装置相结合，并且釆用所述清刷装置对所述段金属板材完全去鳞并调节所述段金属板材的表面紋理。
26. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括将所述第 一轮和第二轮与金属板材清刷装置相结合，并且通过在所述第一 轮和第二轮中使用不同浆体以及采用所述清刷装置，从而对所述段金属板材完 全去鳞并调节所述段金属板材的表面紋理。
27. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括将所述第 一轮和第二轮与金属板材清刷装置相结合，并且仅采用所述清刷 装置使所述段金属板材去鳞。
28. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 将所述第一轮和第二轮与金属板材清刷装置相结合，通过选择性地采用所述第 一轮和第二轮和所述清刷装置的不同组合来选择性地从所述段金属板材 去除鳞片层并调节所述段金属板材的表面紋理。
29. 根据权利要求28所述的方法，其进一步包括 采用所述清刷装置清刷所述段金属板材的一面，并采用所述第一轮和第二轮向所述段金属板材的相反面驱动浆体。
30. 根据权利要求28所述的方法，其进一步包括采用所述清刷装置仅清刷所述段金属板材的一个面，并采用所述第一轮和 第二轮仅向所述段金属板材的所述一个面驱动浆体。
31. 根据权利要求28所述的方法，其进一步包括采用所述清刷装置仅清刷所述段金属板材的一个面，并采用所述第一轮和 第二轮仅向所述段金属板材的所述一个面的相反面驱动浆体。
32. 根据权利要求28所述的方法，其进一步包括采用所述清刷装置清刷所述段金属板材的相反两面，并采用所述第一轮和 第二轮仅向所述^l金属板材的一个面驱动浆体。
33. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 反转穿过所述设备的所述段金属板材的运动方向，从而提供在所述段金属板材上的一系列表面结果。结合。
34. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 仅采用液体作为用于所述段金属板材的清洁和防锈的浆体。
35. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 将所述第一和第二轮与金属板材清刷装置和至少一个金属板材轧平机相
36. —种用于从金属板材去鳞的设备，其包括用于接收一段金属板材的去鳞机，所述金属板材具有横向于金属板材长度 的宽度，所述去鳞机在所述段金属板材穿过所述去鳞机时，可以操作用于横跨 所述段金属板材的全部宽度从所述段金属板材的至少一个表面去鳞；去鳞液体浆体供给机构，其与所述去鳞机相连通并向所述去鳞机供应液体 浆体，并且将供应给所述去鳞机的液体浆体收回和循环；具有旋转轴的至少一个旋转叶轮，将所述叶轮设置于所述去鳞机上从而接收由所述液体浆体供给机构提供的浆体，并且在所述段金属板材穿过去鳞机 时，离心地向所述段金属板材的至少一个表面中的、完全if争越金属板材的宽度 的冲击区域驱动浆体。
37. 根据权利要求36所述的设备，其进一步包括供的浆体的一对第一和第二旋转轮中的一个，将所述第一和第二轮定位为横跨 所述段金属板材的宽度的对称镜像，从而以横跨金属板材的宽度被驱动的浆体 的对称镜像形状，离心地将所述浆体向所述段金属板材的所述至少一个表面驱 动。
38. 根据权利要求36所述的设备，其进一步包括供的浆体和分别向所述段金属板材的相反的第一和第二表面驱动浆体的一对 第 一和第二旋转轮中的 一个。
39.根据权利要求36所述的设备，其进一步包括所述轮子是定位于在所述段金属板材的相反的两面上的所述去鳞机上、用 于接收由所述液体浆体供给机构提供的浆体的第 一和第二对旋转轮中的 一个， 将所述第一和第二对轮子中的所述轮子定位为在所述段金属板材的每个面上横跨所述段金属板材的宽度的对称镜像，从而以横跨金属板材的宽度被驱动的 浆体的对称镜像形状，离心地将所述浆体向所述段金属板材段的相反面驱动。
40. 根据权利要求36所述的设备，其进一步包括所述至少一个轮子可围绕与所述轮子的旋转轴相垂直的第二轴旋转，用于 横跨于所述段金属板材旋转所述冲击区域。
41. 根据权利要求36所述的设备，其进一步包括所述至少一个轮子可向靠近或远离所述段金属板材的所述至少一个表面 移动，从而调整冲击强度及冲击区域。
42. 根据权利要求38所速的设备，其进一步包括向所述第一轮供给的浆体与向所述第二轮供给的浆体不同，从而同时并独 立地优化鳞片的去除及表面紋理的特征。
43. 根据权利要求39所述的设备，其进一步包括向所述第一和第二对轮子供给的所述浆体不同，从而同时并独立地优化鳞 片的去除及表面紋理的特征。
44. 根据权利要求36所述的设备，其进一步包括 所述浆体包括来自钢丝切丸、钢弹、碳钢、不锈钢组的颗粒。
45. 根据权利要求36所述的设备，其进一步包括所述去鳞机作为金属板材处理流水线的一部分，该流水线包括用于进一步 从所述段金属板材去鳞，从所述段金属板材去除浆体碎屑并调整所述段金属板 材的表面紋理的清刷装置。
46. 根据权利要求36所述的设备，其进一步包括所述去鳞机作为金属板材处理流水线的一部分，该流水线包括金属板材轧 制装置及金属板材镀膜装置。
47. 根据权利要求38所述的设备，其进一步包括所述第 一和第二旋转轮被设置在所述段金属板材的相反两面上，并在所述 段金属板材的对齐的相反表面上产生浆体冲击区域，从而最小化所述段金属板 材的偏转。
48. 根据权利要求39所述的设备，其进一步包括所述第一和第二对旋转轮被设置在所述段金属板材的相反两面上，并在所述段金属板材的对齐的相反表面上产生浆体冲击区域，从而最小化所述段金属 板材的偏转。
49. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括所述去鳞机被设置于所述段金属板材的一个表面附近，清刷机被设置于所 述段金属板材的相反面附近。
50. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 调整所述第一轮和第二轮的旋转，从而改变所述段金属板材的表面粗糙度。
51. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 将在所述段金属板材的 一个面上的第 一轮和第二轮与在所述段金属板材的相反面上的第三轮和第四轮相结合，从而在所述段金属板材的所述一个面上 产生粗糙表面，并在所述段金属板材的所述相反面上产生平滑的表面。
52. 根据权利要求11所述的方法，其进一步包括 将所述第一轮和第二轮与旋转刷子相结合，并通过使用所述刷子减小表面粗糙度并选择性地从所述段金属板去除鳞片层。
53. —种用于浆体轰击金属的设备，包括用于接收金属物体的单元，所述金属物体沿第一线性方向移动穿过所述单元；浆体供给机构，其与所述单元相连通并为所述单元提供浆体； 临近于移动穿过所述单元的金属物体的至少一个面定位的、在所述单元中 的一对轮子，所述一对轮子的第一轮和第二轮分别具有第一和第二旋转轴，将 所述第一轮和第二轮设置于所述单元中从而接收来自所述浆体供给机构的浆体；以及操作性地连接到所述第 一轮和第二轮的至少 一个动力源，用来旋转所述第 一轮和第二轮，由此所述第 一轮和第二轮的旋转将由所述第 一轮和第二轮接收 的浆体从所述第一轮和第二轮向移动穿过所述单元的金属物体的所述至少一 个表面驱动。
54. 根据权利要求53所述的设备，其进一步包括 所述第 一和第二旋转轴相对于所述第 一线性方向成横向。
55. 根据权利要求53所述的设备，其进一步包括 所述第一和第二旋转轴与所述第一线性方向相一致。
56. 根据权利要求53所述的设备，其进一步包括所述第 一轮按第 一旋转方向旋转而所述第二轮按第二旋转方向旋转，并且 所述第一和第二旋转方向相反。
57. 根据权利要求53所述的设备，其进一步包括将所述单元设置于所述金属物体的所述一个表面附近，并将清刷机定位于 所述金属物体的相反表面附近。
58. —种用于浆体轰击金属的方法，包括将具有第 一旋转轴的第 一轮定位于金属物体的第 一表面附近； 将具有第二旋转轴的第二轮定位于金属物体的第 一表面附近； 为所述第一轮和第二轮供给浆体；以及围绕各自的所述第一和第二轴旋转所述第一和第二轮，由此通过旋转第一 和第二轮将供给到第 一和第二轮的浆体分别向所述金属物体的第 一表面的第一区域和第二区域驱动。
59. 根据权利要求58所述的方法，其进一步包括调整所述第一轮和第二轮的旋转，从而改变所述金属物体的第一表面的表 面粗糙度。
60. 根据权利要求58所述的方法，其进一步包括将具有第三旋转轴的第三轮定位于与所述金属物体所述第一表面相反的 所述金属物体第二表面附近；将具有第四旋转轴的第四轮定位于所属金属物体的所述第二表面附近； 为所述第三轮和第四轮供给浆体；以及，分别围绕所述第三和第四旋转轴旋转所述第三轮和第四轮，由此通过旋转 第三轮和第四轮将供给到所述第三和第四轮的浆体分别向所述金属物体的第 二表面的第三和第四区域驱动。
61. 根据权利要求60所述的方法，其进一步包括 通过向所述第一表面驱动的浆体在所述金属物体的第一表面上产生粗糙的表面，并通过向所述第二表面驱动的浆体在所述金属物体的第二表面上产生平滑的表面。
62. 根据权利要求58所述的方法，其进一步包括将第一轮和第二轮与旋转刷子相结合，采用所述刷子减小表面的粗糙度以 及选择性地从金属物体去除鳞片层。
63. 根据权利要求58所述的方法，其进一步包括 将清刷机定位于所述金属物体的与所述第一表面相反的第二表面附近；以及，通过清刷机清刷所述金属物体的所述第二表面。
64. 根据权利要求58所述的方法，其进一步包括 将清刷机定位于所述金属物体的所述第一表面附近；以及， 采用所述清刷机清刷所述第 一表面。
全文摘要
一种从被处理的金属板材16去鳞的方法和设备，采用由定位成接近金属板材表面的反向旋转的轮子对所驱动的去鳞介质104。
文档编号B24C3/14GK101516532SQ200780033529
公开日2009年8月26日 申请日期2007年8月27日 优先权日2006年9月14日
发明者凯文·C.·沃格斯, 斯图尔特·H.·克里其利, 阿兰·R.·米斯 申请人:材料制造有限公司