CN102126185A - 一种去除钢带表面氧化皮的喷丸工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种喷丸工艺，特别涉及一种高效去除钢带表面氧化皮的喷丸工艺，属于冶金轧制技术领域。一种去除钢带表面氧化皮的喷丸工艺，包括以下步骤：上表面喷丸、转向辊扭转、下表面喷丸和X射线测量仪测量残余应力。本发明提供的一种去除钢带表面氧化皮的喷丸工艺，节能能源，提升产品质量，操作效率高。

Description

一种去除钢带表面氧化皮的喷丸工艺
技术领域
本发明是一种喷丸工艺，特别涉及一种高效去除钢带表面氧化皮的喷丸工艺，属于冶金轧制技术领域。
背景技术
现有技术中的冷轧钢原料是热轧钢带，钢带表面有硬而脆的氧化铁皮，氧化皮的存在会严重影响冷轧后钢板表面的光滑程度、均匀程度、板形的平整度，更会导致轧辊辊面或清洗水水泵的损坏，对于不锈钢而言，还会导致不锈钢产生应力腐蚀。
冷轧厂对热轧钢带进行冷轧前，都必须进行酸洗，而酸洗液需要用大量的水进行冲洗，再经过碱液中和，浪费水资源之余，往往会造成严重的环境污染。为了有效去除氧化皮，酸洗需要持续较长的时间，造成酸洗工序中钢板铁损失较大，且盐酸和氢氟酸酸洗液具有挥发性而硝酸在酸洗不锈钢时会产生氮氧化合物，严重污染空气，减少车间内设备的使用寿命，甚至会造成操作人员中毒或灼伤。
产生了机械除鳞工艺和机械-化学联合除鳞工艺，具体包括喷砂、水流喷砂、高压水热态除鳞、砂轮磨削、钢丝刷刷洗、辊压、高温气体还原等工艺，上述的各种工艺效果有限，或因为成本原因都无法取代酸洗工艺以去除热轧钢带表面的氧化铁皮。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种冷轧钢带免酸洗除氧化皮工艺，通过上表面和下表面喷丸处理、水洗清刷和X射线测量仪测量残余应力的工艺，来确保冷轧前除氧化皮的效果。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种去除钢带表面氧化皮的喷丸工艺，包括以下步骤：
(1)、上表面喷丸：钢带开卷校平后送入喷丸单元用喷丸工序清除钢带上表面的氧化皮；
(2)、转向辊扭转：钢带上表面喷丸处理后，通过转向辊将钢带扭转180度，使钢带原先的下表面朝上；
(3)、下表面喷丸：转向辊扭转工序后，在喷丸单元通过支承平台支撑钢板，用喷丸工序清除钢带原先下表面上的氧化皮；
(4)、X射线测量仪测量残余应力：氧化皮除净后，通过X射线测量钢带表面残余应力，并将残余应力数据传输给冷轧控制***。
热轧钢带开卷校直，经过切头尾焊接后，通过喷丸设备对钢带上表面进行喷丸以去除氧化皮，并通过高压空气吹走经过喷丸撞击后仍然粘附在钢带表面的氧化皮粉末，然后钢带经过转向辊将钢带扭转180度，过喷丸设备对钢带下表面进行喷丸并用高压空气冲涮氧化皮粉末，之后通过高压水流清涮洗净钢带表面吸附的氧化皮粉末，最后通过X射线测量仪测量钢带表面的残余应力，根据测定的残余应力改变冷轧的轧制力大小。
本发明所述的氧化皮是指热轧钢带表面铁和氧化在高温下发生氧化反应后生成的产物，主要由FeO、Fe3O4、Fe2O3组成，也含有微量的SiO2、S等物质，包括在加热过程中产生的粗大块状一次氧化皮，和轧制过程中形成的细条和颗粒状的二次氧化皮。
喷丸的动力是压缩空气，安全无污染，可以替代严重污染环境和能耗巨大的酸洗工序以去除氧化皮；喷丸能去除氧化皮的同时，还能够对钢带表面形成塑性挤压，强化钢带表面的表面质量；喷丸工艺能够消除钢带表面的部分细微的裂纹、重皮、划伤缺陷，尤其是夹杂缺陷，很容易进一步造成钢带的点蚀，传统的酸洗工艺和冷轧工艺均无法去除夹杂缺陷，只能用喷丸或抛丸工艺去除夹杂；相比酸洗工艺而言，喷丸工艺更简单，效率更高，更容易实现大规模流水线加工；喷丸设备占地面积较小，便于添加隔音罩和除尘装置，避免了酸洗车间内有毒气体难以处理的问题；通过X射线测定抛丸后钢带表面的残余应力，可以根据冷轧工艺的具体需要，通过改变喷丸工艺参数， 在去除氧化皮的同时对不同材质和不同性能的钢带进行精确的预处理，改变钢带表面性能和降低表面粗糙度，方便后续冷轧工艺的顺利实施。如对表面质量要求较高的钢带产品采用高强度陶瓷喷丸和较低的喷瓦压力，以减少钢带表面的塑性变形；对面质量要求较低的钢带产品采用钢制喷丸和较高的喷瓦压力，以进一步提高去氧化皮效果。
作为优选，步骤(4)中的X射线测量仪采用Ψ测角仪。
作为优选，步骤(1)和(3)中先使用高压空气冲涮氧化皮粉末，再用高压水流清涮洗净钢带表面吸附的氧化皮粉末。
因此，本发明提供的一种去除钢带表面氧化皮的喷丸工艺，节能能源，提升产品质量，操作效率高。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1： 热轧钢带开卷校直，经过切头尾焊接后，进入喷丸工序。喷丸工序中，首先对钢带的上表面进行喷丸，使用高强度陶瓷喷丸，以防止因钢制喷丸硬度过高损伤钢带表面。通过钢带底部的支承平台代替原有的传送辊，可以确保喷丸时钢带下表面全部受到底部平台支撑，解决了喷丸破鳞片造成钢带变形的问题，喷丸工序中同时通过压缩空气喷嘴，使用压强为0.45MPa的压缩空气吹掉被喷丸打碎附在钢带表面的氧化皮粉末，再通过3MPa压强的高压水流冲刷洗净钢带表面吸附的氧化皮粉末，提高喷丸的除氧化皮效果，当钢带的上表面喷丸处理后，通过转向辊将钢带扭转180度，使钢板下表面转向上方，同时通过大幅度的塑性变形撕裂钢板下表面的氧化皮，提高后道工序中对钢板下表面喷丸消除氧化皮的效率。
钢带通过转向辊扭转后，支承平台上对钢带的原下表面进行喷丸，同时使用0.45MPa的压缩空气冲刷氧化皮粉末。对钢带下表面喷丸处理后，热轧钢带表面的氧化铁皮因喷丸的碰撞和震动绝大部分已经脱落，但仍有粉末粘附在钢带表面，所以仍然通过3MPa压强的高压水流冲刷钢带以去除残余粉未，在此工位上可对钢带上下两面同时进行高压水流冲刷，防止冷轧时轧辊将氧化皮轧入钢带内造成产品缺陷。
清涮工序后，对钢带进行X射线测量仪测量残余应力，该应力数值说明喷丸对钢带表面强化的程度，冷轧时可根据残余应力数值调整各道次轧制力。当测量到钢带表面残余应力较大时，说明喷丸工序中钢带表面的塑性变形较大，则减少中间冷轧总变形率并相应提高冷轧时前几个道次的变形率，以增加钢带表面塑性变形，修复表面的喷丸撞击印痕。反之，可以增加中间冷轧总变形率，以提高产品的轧制精度。     以四机架冷连轧机为例：     按照前三机架以“等功率裕量”，末道机架以小变形量进行分配，在某型号钢带的轧制中，可将头道轧制到末道轧制工序的下压量分别定为：1.185mm，0.839mm，0.589mm，0.560mm。当检测到喷丸造成的塑性变形较大时，可将各机架的下压量分别定为：1.408mm，0.742mm，0.430mm，0.560mm。
实施例2：
热轧钢带开卷校直、切头尾焊接后，进入喷丸工序。喷丸工序中，首先对钢带的上表面进行喷丸，成品冷轧钢带的表面质量有较高要求，可降低陶瓷喷丸直径至0.2mm并降低驱动喷丸的压缩空气压力至0.25MPa，以减小钢带表面塑性变形。通过钢带底部的支承平台代替原有的传送辊，喷丸工序中在喷丸同时通过压缩空气喷嘴，使用压强为0.6MPa的压缩空气吹掉被喷丸打碎附在钢带表面的氧化皮粉末，再通过4.7MPa压强的高压水流冲刷洗净钢带表面吸附的氧化皮粉末，提高喷丸的除氧化皮效果。此时，提高压缩空气和冲刷水流的压强是为了消除喷丸不充分的影响。当钢带的上表面喷丸处理后，通过转向辊将钢带扭转180度，使钢板下表面转向上方。
钢带通过转向辊扭转后，支承平台上对钢带的原下表面进行喷丸，同时使用0.6MPa压缩空气冲刷氧化皮粉末。通过4.7MPa高压水流清刷钢带以去除残余粉未。通过减小喷丸冲击力，增加压缩空气和高压水流的冲击强度，可以提高喷丸破磷后钢带的表面质量。
清刷工序后，对钢带进行X射线测量仪测量残余应力，该应力数值说明喷丸对钢带表面强化的程度，冷轧时可根据残余应力数值调整各道次轧制力。具体调节方法同实施例1。
实施例3：
430热轧不锈钢钢带开卷校直、切头尾焊接后，进入喷丸工序。喷丸工序中，首先对不锈钢钢带的上表面进行喷丸，由于不锈钢表面氧化皮很薄，可使用0.20MPa压缩空气驱动直径为0.08mm的高强度陶瓷喷丸，通过降低不锈钢钢带传送速度的办法提高弹丸的冲击密度，以尽可能减小钢带表面塑性变形。喷丸工序中在喷丸同时通过压缩空气喷嘴，使用压强为0.5MPa的压缩空气吹掉被喷丸打碎附在钢带表面的氧化皮粉末，再通过3MPa压强的高压水流冲刷洗净钢带表面吸附的氧化皮粉末，提高喷丸的除氧化皮效果，当钢带的上表面喷丸处理后，通过转向辊将钢带扭转180度，使钢板下表面转向上方。
不锈钢钢带通过转向辊扭转后，支承平台上对不锈钢钢带的原下表面进行喷丸，同时使用0.5MPa压缩空气冲刷氧化皮粉末。通过3MPa高压水流清刷不锈钢钢带以去除残余粉未。通过减小喷丸冲击力，增加压缩空气和高压水流的冲击强度，可以提高喷丸破磷后钢带的表面质量。
清刷工序后，对不锈钢钢带进行X射线测量仪测量残余应力，该应力数值说明喷丸对钢带表面强化的程度，冷轧时可根据残余应力数值调整各道次轧制力。参照实施例1，由于不锈钢钢带对表面质量的要求更高，将四机架轧机由首道到末道的轧制力分别设置为1.408mm，0.862mm，0.439mm，0.560mm。当检测到喷丸造成的塑性变形较大时，可将各机架的下压量分别定为：1.634mm，0.875mm，0.386mm，0.560mm。

Claims (4)

1.一种去除钢带表面氧化皮的喷丸工艺，其特征在于包括以下步骤：
      (1)、上表面喷丸：钢带开卷校平后送入喷丸工位用喷丸工序清除钢带上表面的氧化皮；
      (2)、转向辊扭转：钢带上表面喷丸处理后，通过转向辊将钢带扭转180度，使钢带原先的下表面朝上，并通过大幅度的塑性变形撕裂钢带表面的氧化皮；
      (3)、下表面喷丸：转向辊扭转工序后，进入另一个喷丸工位后，用喷丸工序清除钢带原先下表面上的氧化皮；
      (4)、X射线测量仪测量残余应力：氧化皮除净后，通过X射线测量钢带表面残余应力，并将残余应力数据传输给冷轧控制***。
2.根据权利要求1所述的一种去除钢带表面氧化皮的喷丸工艺，其特征在于：步骤(4)中的X射线测量仪采用Ψ测角仪。
3.根据权利要求1或2所述的一种去除钢带表面氧化皮的喷丸工艺，其特征在于：步骤(1)和(3)中喷丸工序是指先使用0.5到0.6MPa压强的高压空气冲涮氧化皮粉末，再用3到5MPa压强的高压水流清涮洗净钢带表面吸附的氧化皮粉末。
4.根据权利要求1所述的一种去除钢带表面氧化皮的喷丸工艺，其特征在于：步骤(1)和步骤（4）中的喷丸工位中，钢带通过支撑平台支撑以防止其发生严重变形。
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