[发明专利]一种去除金属表面鳞皮的装置

说明书

技术领域

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。

发明内容