CN102756002A - 一种射流连续除鳞的方法 - Google Patents

Abstract

一种射流连续除鳞的方法，包括如下步骤：1)高压混合射流除鳞；2)高压纯水清洗；3)压缩空气吹扫。对射流除鳞后的金属板面先采用高压纯水射流进行高压清洗，清除金属板带表面的硬物颗粒与浮动的鳞皮残留，然后利用大流量的压缩空气进行干燥吹扫，用于对金属板带上所有浮动的物质，包括液态水进行有效吹扫，实现最终的金属板面干燥、洁净。本发明清扫方式能有效提高射流除鳞后的表面洁净程度，确保金属板带能顺利进入下一步工艺环节而不影响下一步的工艺处理质量。

Description

一种射流连续除鳞的方法

技术领域

本发明涉及金属板带表面处理技术，特别涉及一种射流连续除鳞的方法，主要用于实现对冷态金属板带的正反面进行连续性射流除鳞，同时保证射流除鳞后的金属板带的正反面不仅完全无鳞皮残留，同时确保正反面能始终干燥、洁净。

背景技术

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钢板表面鳞皮去除工序，称为冷轧产线上必备的工艺装备之一。

针对于表面鳞皮的影响，国内外生产企业均采用化学湿法进行清洗的加工方式来清除板带表面的附着鳞皮，对于钢板来说，其通常采用硫酸、盐酸及氢氟酸的强酸性溶液。这种化学湿法酸洗工艺的生产环境非常恶劣，且因为生产而产生的大量残酸必须进行循环再生处理，目前酸再生工艺也必然产生对应的废气排放，其排放的废气中含有大量的酸性、腐蚀性成分，如HCL、SO₂等，直接污染大气。

基于此，为解决化学方法清洗所带来的严重环境污染问题，科研工作者进行了大量的研究，研制了多种技术和设备，以替代这种化学方法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、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。这些方法在这些年的发展过程中，其中高压射流除鳞技术发展最快，其工业化进程也越发明显，然而这种射流方法因为特有的除鳞方式，造成此法除鳞后的鳞皮表面还存在如下主要问题：

1、表面有大量的液体残留，如水；2、表面可能有硬物颗粒残留，如混合射流的磨料嵌入表面等。

为保证射流方式除鳞后的金属板带能顺利的进入下一步处理工艺环节，同时又不影响下一步工艺处理的效果，现有技术中一般采取如下措施：

1、利用混合射流清除合金棒的表面鳞皮，除鳞后的棒材表面其采用高压空气的吹扫方式来进行表面清除。这种方式的主要缺陷是无法吹扫那种嵌入棒材表面的沙粒，造成表面有硬物颗粒残留，从而造成棒材在下一步轧制工序中，容易产生因为硬物颗粒压入的表面缺陷。

2、利用混合射流清洗金属平面，其后处理方式为：利用抽真空的原理，对表面处理后的表面进行净化处理。然而这种方式同样存在以上的问题，不仅不能有效去除硬物颗粒的嵌入问题，同时处理的稳定不高，容易造成某些表面没有清除干净的现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种射流连续除鳞的方法，能实现对射流除鳞后的金属板带的两面实现完全清扫处理，而且实现无污染的绿色方式进行鳞皮清除；并且通过喷嘴的排布和射流参数调整，实现灵活除鳞。

本发明可以替代现有的金属板带冷态连续除鳞酸洗机组，以满足现代连续式冷太金属板带高速、连续性特征，不影响产线的原有产能。。

本发明的技术方案是：对射流除鳞后的金属板面先采用高压纯水射流进行高压清洗，其目的是清除金属板带表面的硬物颗粒与浮动的鳞皮残留，然后利用大流量的压缩空气进行干燥吹扫，用于对金属板带上所有浮动的物质，包括液态水进行有效吹扫，实现最终的金属板面干燥、洁净。这种清扫处理工艺布置方式能有效提高射流除鳞后的表面洁净程度，确保金属板带能顺利进入下一步工艺环节而不影响下一步的工艺处理质量。

具体地，本发明的一种射流连续除鳞的方法，包括如下步骤：

1)高压混合射流除鳞

金属板带通过辊道运行至射流除鳞单元，射流除鳞单元内设置射流喷嘴，通过喷嘴的错位排布，对金属板带表面实现鳞皮的均匀剥离、松脱；射流喷嘴喷射的射流中为两种介质的混合，一种介质为水，另外一种介质为砂状硬物颗粒，硬物颗粒占总介质的重量百分比为0.5～50％；射流压力2MPa～100MPa；

2)高压纯水清洗

经除鳞的金属板带再经高压纯水喷嘴进行高压纯水喷射，高压纯水喷嘴与金属板带具有一个倾斜角度，喷射压力范围0.1MPa～30MPa，扫除金属板带表面的鳞皮残留、嵌入表面的硬物砂粒，实现表面颗粒物的清除；

3)压缩空气吹扫

清洗后的金属板带进入成对设置的挤干辊挤干，然后压缩空气喷嘴喷射，压缩空气温度80℃以上，压力范围空气压力范围在0.01MPa～10MPa，确保金属板带的上下板面不残留任何显著的水渍。

进一步，所述的射流喷嘴、高压纯水喷嘴轴线处于一个平行于金属板带走带方向且垂直于金属板带的平面中；且，该喷嘴轴线与金属板带的垂直线之间具有一夹角β，其取值范围为0＜β＜50°。

又，射流喷嘴、高压纯水喷嘴的射流发散角度α为：0＜α＜45°。

所述两种介质中，水为工业用净循环水，温度在100℃以下、PH值在6.5～9、颗粒物含量低于5mg/L、颗粒物的最大粒度为120目。

所述砂状硬物颗粒包括天然的刚玉类磨料、碳化物磨料、钢丸、或钢丝切丸。

所述刚玉类磨料如棕刚玉、白刚玉、或单晶刚玉；碳化物磨料如黑碳化硅、绿碳化硅、或碳化硼。

所述射流中硬物颗粒占总介质的重量百分比为0.5～50％。

本发明的有益效果

本发明采用新型除鳞工艺布置方式，特点如下：本发明不采用酸等化学物质，实现无污染的绿色方式进行鳞皮清除；通过喷嘴的排布和射流参数调整，实现灵活除鳞；而且，除鳞后板面干燥、洁净，便于后工艺处理。

本发明可以替代现有的金属板带冷态连续除鳞酸洗机组，以满足现代连续式冷太金属板带高速、连续性特征，不影响产线的原有产能。

附图说明

图1为本发明一实施例的示意图。

图2为本发明另一实施例示意图。

图3为本发明实施例中喷嘴与金属板带间的示意图。

具体实施方式

参见图1，钢坯经过热轧机分卷轧制后卷取，然后再进入冷轧机之前需要进行连续除鳞，此时钢卷在产线前置设备的作用下实现了头尾焊接的连续化处理，即钢板在进入射流除鳞段H1之前变为一个无限长度的连续化钢板1(金属板带)，其温度不高于200℃，在产线前后机组张力的作用下沿着辊道运行至射流除鳞单元H1处，此时射流除鳞单元H1单元内的射流喷嘴2开始喷射压力为50MPa、含有质量比为15％的80目石榴石的混合射流，射流喷嘴2通过相互错位排布，实现对钢板1喷射强度的均匀分布，如此钢板1的表面实现了鳞皮的均匀剥离、松脱。

钢板1从高压射流除鳞段H1出来后，立刻进入高压水清洗段H2，高压水清洗段H2利用其内部按照钢板宽度方向上均匀排布的高压纯水喷嘴3进行高压纯水喷射，此时喷嘴3与钢板1板面具有一个显著的倾斜角度，该角度值为15°(即喷嘴的轴心方向与钢板的板面垂直线方向的夹角为15°)，其目的是对钢板表面进行具有显著方向性的吹扫已完全去除表面的鳞皮残留、嵌入表面的石榴石颗粒等，实现表面颗粒物的清除；

如此，钢板1由高压水清洗段H2进入压缩空气吹扫段H3，利用其内部布置的成对装配的挤干辊4对运行的钢板1表面水渍进行快速挤干，同时挤干后的钢板1表面仍然会滞留大量的水迹，再由压缩空气喷嘴5喷射，钢板1表面残留的水迹快速去除，从而确保钢板1上下板面在通过压缩空气吹扫段H3之后不残留任何显著的水渍，实现干燥、吹扫的目的。

如此即实现了对冷态钢板表面鳞皮的连续清除的同时，还进行了连续的清扫处理，使得钢板表面始终干净、清洁，确保其进入下一个工艺段时不影响下一个工艺段的处理效果，如轧制、涂镀等。

参见图2，其为本发明的另一实施例。在本实施例中，钢板1在进入高压射流除鳞段H1前，先由压缩空气喷嘴5’对钢板1进行上下板面喷吹，这样对后续的高压射流除鳞段H1的作业创造更加好的钢板1表面工况条件。

参见图3，所述的射流喷嘴2(以射流喷嘴2为例，其他相同)的轴线为AB线，射流方向为：由A至B；射流方向AB处于平行于钢板1(金属板带)走带方向且垂直于钢板1的平面ACEF中；同时该喷嘴2轴线(AB线)与钢板1的垂直线AC之间具有一夹角β，其取值范围为0＜β＜50°。

本发明充分利用高压射流除鳞与高压纯水、压缩空气的吹扫作用，实现了对冷态金属板面鳞皮的一次完全、连续、高效的除鳞处理。因此，本发明在冷轧生产领域具有广阔的应用前景。

Claims (7)

1.一种射流连续除鳞的方法，包括如下步骤：

1)高压混合射流除鳞

金属板带通过辊道运行至射流除鳞单元，射流除鳞单元内设置射流喷嘴，通过喷嘴的错位排布，对金属板带表面实现鳞皮的均匀剥离、松脱；射流喷嘴喷射的射流中为两种介质的混合，一种介质为水，另外一种介质为砂状硬物颗粒，硬物颗粒占总介质的重量百分比为0.5～50％；射流压力2MPa～100MPa；

2)高压纯水清洗

经除鳞的金属板带再经高压纯水喷嘴进行高压纯水喷射，高压纯水喷嘴与金属板带具有一个倾斜角度，喷射压力范围0.1MPa～30MPa，扫除金属板带表面的鳞皮残留、嵌入表面的硬物砂粒，实现表面颗粒物的清除；

3)压缩空气吹扫

清洗后的金属板带进入成对设置的挤干辊挤干，然后压缩空气喷嘴喷射，压缩空气温度80℃以上，压力范围空气压力范围在0.01MPa～10MPa，确保金属板带的上下板面不残留显著的水渍。

2.如权利要求1所述的射流连续除鳞的方法，其特征是，所述的射流喷嘴、高压纯水喷嘴轴线处于一个平行于金属板带走带方向且垂直于金属板带的平面中；且，该喷嘴轴线与金属板带的垂直线之间具有一夹角β，其取值范围为0＜β＜50°。

3.如权利要求1或2所述的射流连续除鳞的方法，其特征是，所述的射流喷嘴、高压纯水喷嘴的射流发散角度α为：0＜α＜45°。

4.如权利要求1所述的射流连续除鳞的方法，其特征是，所述射流中硬物颗粒占总介质的重量百分比为0.5～50％。

5.如权利要求1所述的射流连续除鳞的方法，其特征是，所述两种介质中，水为工业用净循环水，温度在100℃以下、PH值在6.5～9、颗粒物含量低于5mg/L、颗粒物的最大粒度为120目。

6.如权利要求1或4所述的射流连续除鳞的方法，其特征是，所述砂状硬物颗粒包括天然的刚玉类磨料、碳化物磨料、钢丸、或钢丝切丸。

7.如权利要求6所述的射流连续除鳞的方法，其特征是，所述刚玉类磨料如棕刚玉、白刚玉、或单晶刚玉；碳化物磨料如黑碳化硅、绿碳化硅、或碳化硼。

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