CN105643470A - 湿式钢带无酸除鳞工艺及其装备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种湿式钢带无酸除鳞工艺，采用湿式浆料抛射器对运动中的钢带的表面喷射浆料，浆料包括1份水和1-3份固体颗粒，湿式浆料抛射器的喷射方向与钢带的运动方向夹角为105°-110°，浆料喷射速度为45m/s-85m/s，浆料喷射量为350kg/min-850kg/min。本发明还公开了湿式钢带无酸除鳞装备，包括提升机、供砂斗、分配阀、抛射器、抛射室、钢带输送装置、螺旋水砂分离装置、两级沉淀池、底阀、高压喷射泵和旋流器。采用机械方式，通过向钢热轧卷板的表面喷射液体和颗粒的混合浆料去鳞介质，从而达到被处理的板卷表面去鳞，在水的缓冲作用下可减少钢带抛丸处理后的表面硬化、擦伤、拉伤，适用于冷轧、热镀锌、涂层板工艺前处理，同时由于水的存在解决了粉尘对环境的污染。

Description

湿式钢带无酸除鳞工艺及其装备
技术领域
本发明涉及一种钢带除鳞工艺及装备，特别涉及一种湿式钢带无酸除鳞工艺及其装备。
背景技术
热轧钢材表面氧化铁皮一般由三层结构组成，最上层为红色三氧化二铁Fe2O3，即铁锈层，约占2％，中间层为磁性四氧化三铁Fe3O4，约占18％和最下层的维氏体(主要是氧化亚铁FeO)约占80％。热轧钢材氧化铁皮厚度一般为7.5-15μm，氧化铁皮以下为钢材基体层。在冷轧、热镀锌或涂层等工艺中，过去一直采用酸洗对所用钢热轧卷板表面的前道工艺进行除鳞处理。但采用酸洗处理工艺的酸性物质是有腐蚀性的，在操作过程中对人员和设备会造成一定的损害，并造成严重的环境污染，造成综合运行维护成本较高。
中国专利文献CN201659497U公开的钢板表面抛丸处理机，属于干法抛丸工艺，干法抛丸工艺常用于零件的清砂、去除毛刺、提高强度；结构件的表面清理和除锈；钢平板的表面清理和除锈等场合，是一种粗放形的表面处理工艺。其缺点是：表面擦伤、拉伤多、表面强度有所增加；表面处理后应立即进行表面防腐蚀处理；在处理过程中粉尘对环境污染严重。
中国专利文献CN103878189A公开的钢材表面无酸除鳞的工艺方法及除鳞装置，采用的是破碎除鳞，钢刷机以及抛光机和砂磨机进行表面处理，其缺点也是容易产生钢带表面擦伤或者拉伤。
而热轧卷板表面除鳞处理后必须要满足后道工艺要求(如冷轧、镀锌、涂层等工艺)，除鳞处理后的钢带表面不得有加工硬化、擦伤、拉伤等现象，并需要其能适应连续高速(45m/min)的流水运行作业制度。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种湿式钢带无酸除鳞工艺，解决干法抛丸工艺易产生表面擦伤、拉伤多，表面强度有所增加无法适应后续冷轧工艺要求的问题。本发明还提供了湿式钢带无酸除鳞装备，以满足湿式钢带无酸除鳞工艺的生产要求。
本发明技术方案如下：一种湿式钢带无酸除鳞工艺，采用湿式浆料抛射器对运动中的钢带的表面喷射浆料，所述浆料包括1重量份水和1-3重量份固体颗粒，所述湿式浆料抛射器的喷射方向与所述钢带的运动方向夹角为105°-110°，所述浆料喷射速度为45m/s-85m/s，浆料喷射量为350kg/min-850kg/min。
优选的，所述湿式浆料抛射器以对称方式对钢带的两个相对表面喷射浆料。
优选的，所述固体颗粒为钢砂、玻璃微珠或氧化亚铁等。
优选的，所述固体颗粒的粒径为0.3mm-0.8mm。
优选的，所述钢带的运动方式为水平直线运动或立式直线运动，所述钢带的运动方向是钢带的长度方向。
一种湿式钢带无酸除鳞装备，包括提升机、供砂斗、分配阀、抛射器、抛射室、钢带输送装置、螺旋水砂分离装置、两级沉淀池、底阀、高压喷射泵和旋流器，所述提升机出口与供砂斗连接，所述供砂斗用于固液混合形成浆料，所述分配阀设置于所述供砂斗底部并连接至抛射器，所述抛射器成对设置于所述钢带输送装置的相对两侧并在所述抛射室包围的空间内对钢带喷射浆料，所述抛射室的底部设置排料口并连接至所述螺旋水砂分离装置，所述螺旋水砂分离装置的固体出料口连接至所述提升机，所述螺旋水砂分离装置的液体出料口连接至所述两级沉淀池，所述底阀和高压喷射泵设置在两级沉淀池的底部，所述高压喷射泵连接至所述旋流器，所述旋流器的底部出口连接至所述供砂斗，所述旋流器的顶部出口连接至所述两级沉淀池。
优选的，所述抛射器的浆料喷射方向与所述钢带输送装置的输送方向夹角为105°-110°。
进一步的，所述两级沉淀池包括并列设置的第一级沉淀池和第二级沉淀池，所述第一级沉淀池和第二级沉淀池之间设置溢流挡板，所述螺旋水砂分离装置的液体出料口连接至所述第一级沉淀池，所述底阀和高压喷射泵设置在所述第一级沉淀池的底部，所述旋流器的顶部出口连接至所述第二级沉淀池。
进一步的，所述第二级沉淀池设有除油装置，所述除油装置为除油盘或除油带。
本发明所提供的技术方案的优点在于，采用机械方式，通过向钢热轧卷板的表面喷射液体和颗粒的混合浆料去鳞介质，从而达到被处理的板卷表面去鳞，在整个生产过程中，该技术无需使用如酸性的有害化学物质，占地面积小，绿色环保，低成本。在水的缓冲作用下可减少钢带抛丸处理后的表面硬化、擦伤、拉伤，适用于冷轧工艺前处理，同时由于水的存在解决了粉尘对环境的污染。该工艺不仅可替代酸洗工艺，保护环境，节约生产成本，并可满足各种如高档次结构件、型钢、有色黑色铸件等的表面处理要求。
附图说明
图1为本发明工艺示意图。
图2为抛射器喷射方向与钢带运动方向夹角示意图。
图3为本发明装置结构示意图。
图4为本发明装置主视示意图。
图5为本发明装置侧视示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
请参见图3至图5，本实施例所公开的湿式钢带无酸除鳞装备，包括支架平台12以及依靠支架平台12进行组建的提升机1、供砂斗2、分配阀3、抛射器4、抛射室5、钢带输送装置6、螺旋水砂分离装置7、两级沉淀池8、底阀9、高压喷射泵10和旋流器11。供砂斗2安装在支架平台12的顶部，用于混合水和固体颗粒成抛丸浆料。固体颗粒选用粒径为0.3mm-0.8mm的钢砂、玻璃微珠或氧化亚铁，水与固体颗粒按重量比计为1︰1-3。在供砂斗2底部安装分配阀3，在支架平台12的中部设置封闭的抛射室5，抛射室5的顶壁和底面成倾斜布置，两个抛射器4固定设置在抛射室5的顶壁和底面，抛射器4的喷射方向朝向抛射室5的内部，分配阀3出口连接至抛射器4用于控制抛丸浆料注入抛射器4的速度。钢带输送装置6以水平方式布置并从抛射室5的内部穿过，为了达到理想的抛丸效果，两台抛射器4以对称方式布置于钢带输送装置6的上下两侧，即使得两台抛射器4到由钢带输送装置6输送的钢带13上下表面距离一致，且抛射器4的喷射方向与钢带13运动方向夹角也一致，该夹角α为105°-110°。抛射室5的底部设置排料口并连接至螺旋水砂分离装置7，螺旋水砂分离装置7的固体出料口连接至提升机1，提升机1出口与供砂斗2连接。螺旋水砂分离装置7的液体出料口连接至两级沉淀池8的第一级沉淀池81，与第一级沉淀池81并排设有第二级沉淀池82，第一级沉淀池81和第二级沉淀池82之间设置溢流挡板83。第一级沉淀池81的底部设置底阀9和高压喷射泵10，高压喷射泵10通过管道连接至设置在供砂斗2上方的旋流器11，旋流器11的底部出口连接至供砂斗2，旋流器11的顶部出口连接至第二级沉淀池82，第二级沉淀池82中的混合液通过污水泵送入过虑***进行过虑后再循环回用。
上述实施例中，钢带是以水平直线运动方式输送的。钢带输送装置6也可以以立式方式布置，相应的，抛射室5的两个侧壁与钢带输送装置6的输送方向呈夹角布置，两个抛射器4固定设置在抛射室5的两个侧壁以对称方式布置于钢带输送装置6的左右两侧，此时钢带是以立式直线运动输送。
该装备的运作工程是这样的，在湿式无酸除磷过程中，水和固体颗粒按比例进入供砂斗2进行混合处理形成抛丸浆料，然后进入分配阀3并注入到各个预定的抛射器4。固体颗粒根据所处理工件材质不同可选用钢砂(丸)、玻璃微珠、氧化亚铁等。固体粿粒的粒径可采用0.3mm-0.8mm，粒径选用可根据所需要的成品表面质量而选定。在同一生产线可以并列布置多套湿式钢带无酸除鳞装备进行多级抛丸处理，在初级喷抛时可采用较大粒径，后级可采用较小粒径以提高表面质量。
抛射器4在可控制变速电机的带动下高速旋转，抛丸浆料通过气动管夹阀(控制浆液流量)送至到进丸管从而进入抛丸子轮中心，在一定喷射动力的作用下通过定向喷口(控制浆料抛射方向)喷出进入叶片，由高速旋转的叶片不断被加速直至离开，抛丸浆料成预定角度，即抛射器4的喷射方向与钢带13运动方向夹角α为105°-110°，以高速扇形束射向由钢带输送装置6输送的钢带13的上下表面，见图1和图2，浆料喷射速度为45m/s-85m/s，浆料喷射量为350kg/min-850kg/min，起到清除钢带13表面的氧化磷层、油污及各种杂质的作用。喷射后的浆料、氧化磷层、油污及各种杂质的混合物通过抛射室5底部进入螺旋水砂分离装置7，90％左右的固体粿粒被分离进入提升机1底部，从而被提升排出至供砂斗2，如此往复循环。水砂分离后包括金属氧化物、细小的砂粒及各种杂物的污液混合物经溢流口流入两级沉淀池8进行处理回用。
在两级沉淀池8中，污液混合物首先进入第一级沉淀池81利用密度差进行沉淀，当水位达到一定高时液体越过溢流挡板83溢流进入第二级沉淀池82，此时混合液中所含杂质都为废物。在第二级沉淀池82中，油污漂浮在液体表面、部分比重大的粿粒沉淀在箱底、细小氧化物悬浮在液体中。漂浮在第二级沉淀池82的液体表面的油脂，可运用不同的除油装置将浮油去除。基于浮油的总量，如油量较少可以使用除油盘，油量较多可采用除油带。如采用立式旋转除油盘，该将旋转盘部分浸入液体之中。浮油会被转盘吸引，然后被送到刮板，用刮板将油脂去除，并直接投入废物箱。除油带的工作原理与除油盘的工作原理相似，油脂被吸附在油带表面上，然后随着带子的运动被送走。刮板把油带上的油脂去除，直接投入废物箱。去油后的混合污液通过污水泵抽入压滤机或进入全自动反冲式过滤***进行过滤，过滤后的清液进入清水箱循环使用，其他固体物直接投入废物箱。
对于第一级沉淀池81中的沉淀，可先打开第一级沉淀池81的底阀9，起动高压喷射泵10，开启供水阀，高压水进入高压喷射泵10。在水动力的带动下，第一级沉淀池81底部的沉淀固体粿粒物在高压喷射泵10中混合被输送到旋流器11进行旋流分离。混合液体经过旋流后可用固体粿粒从旋流器11的底部进入供砂斗2，氧化物、不可用细砂粒及大部分液体从旋流器11的顶部溢出进入第二级沉淀池82由污水泵送入过滤***进行过滤处理。

Claims (9)

1.一种湿式钢带无酸除鳞工艺，其特征在于：采用湿式浆料抛射器对运动中的钢带的表面喷射浆料，所述浆料包括1重量份水和1-3重量份固体颗粒，所述湿式浆料抛射器的喷射方向与所述钢带的运动方向夹角为105°-110°，所述浆料喷射速度为45m/s-85m/s，浆料喷射量为350kg/min-850kg/min。
2.根据权利要求1所述的湿式钢带无酸除鳞工艺，其特征在于：所述湿式浆料抛射器以对称方式对钢带的两个相对表面喷射浆料。
3.根据权利要求1所述的湿式钢带无酸除鳞工艺，其特征在于：所述固体颗粒为钢砂、玻璃微珠或氧化亚铁。
4.根据权利要求1所述的湿式钢带无酸除鳞工艺，其特征在于：所述固体颗粒的粒径为0.3mm-0.8mm。
5.根据权利要求1所述的湿式钢带无酸除鳞工艺，其特征在于：所述钢带的运动方式为水平直线运动或立式直线运动，所述钢带的运动方向是钢带的长度方向。
6.一种湿式钢带无酸除鳞装备，其特征在于：包括提升机(1)、供砂斗(2)、分配阀(3)、抛射器(4)、抛射室(5)、钢带输送装置(6)、螺旋水砂分离装置(7)、两级沉淀池(8)、底阀(9)、高压喷射泵(10)和旋流器(11)，所述提升机(1)出口与供砂斗(2)连接，所述供砂斗(2)用于固液混合形成浆料，所述分配阀(3)设置于所述供砂斗(2)底部并连接至抛射器(4)，所述抛射器(4)成对设置于所述钢带输送装置(6)的相对两侧并在所述抛射室(7)包围的空间内对钢带(13)喷射浆料，所述抛射室(5)的底部设置排料口并连接至所述螺旋水砂分离装置(7)，所述螺旋水砂分离装置(7)的固体出料口连接至所述提升机(1)，所述螺旋水砂分离装置(7)的液体出料口连接至所述两级沉淀池(8)，所述底阀(9)和高压喷射泵(10)设置在两级沉淀池(8)的底部，所述高压喷射泵(10)连接至所述旋流器(11)，所述旋流器(11)的底部出口连接至所述供砂斗，所述旋流器的顶部(11)出口连接至所述两级沉淀池(8)。
7.根据权利要求6所述的湿式钢带无酸除鳞装备，其特征在于：所述抛射器(4)的浆料喷射方向与所述钢带输送装置(6)的输送方向夹角为105°-110°。
8.根据权利要求6所述的湿式钢带无酸除鳞装备，其特征在于：所述两级沉淀池(8)包括并列设置的第一级沉淀池(81)和第二级沉淀池(82)，所述第一级沉淀池(81)和第二级沉淀池(82)之间设置溢流挡板(83)，所述螺旋水砂分离装置(7)的液体出料口连接至所述第一级沉淀池(81)，所述底阀(9)和高压喷射泵(10)设置在所述第一级沉淀池(81)的底部，所述旋流器(11)的顶部出口连接至所述第二级沉淀池(82)。
9.根据权利要求8所述的湿式钢带无酸除鳞装备，其特征在于：所述第二级沉淀池(82)设有除油装置，所述除油装置为除油盘或除油带。
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