[發明專利]一種濕法離心拋射研磨料的金屬板帶表面處理方法

在審

• 申請號: 201410209220.5
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN105081984A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 段明南
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B24C3/08
• 分類號: B24C3/08;B24C11/00;B24C5/06
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明屬于冷態金屬板帶(帶鋼)表面處理的技術領域，主要通過一種離心拋射頭旋轉軸與金屬板帶寬度方向(或金屬板帶運行方向)呈一定夾角角度的混合射流拋射方式，實現以混合有磨料顆粒的高速混合漿料流體對冷態金屬板帶表面進行均勻、全板寬的連續擊打、磨削，從而實現對冷態金屬板帶的上下寬面—即全板面進行連續、均勻的表面處理工藝，同時實現射流處理后的金屬板帶的正反面無雜物殘留、表面粗糙度滿足后工序要求。

背景技術

金屬材料在熱態軋制或熱處理過程中會在其表面形成一層由金屬氧化物組成的致密覆蓋物，俗稱“鱗皮”，該鱗皮的存在對進一步加工處理會造成影響:一方面使材料的表面裂縫不易被提前發現,從而使加工出的成品存在質量問題；另一方面，易將鱗皮壓入金屬表面,造成表面質量問題；此外,堅硬的氧化物的存在,會加速軋輥或拉拔機的磨損。因此必須對進入冷軋機前的鋼板表面進行除鱗等表面處理工序，這是冷軋產線上必備的工藝裝備之一。

針對金屬板帶表面鱗皮的影響，以往，國內外生產企業均采用化學濕法進行清洗的加工方式來清除板帶表面的附著鱗皮。通常，對于鋼板來說，常采用硫酸、鹽酸及氫氟酸等強酸性溶液的化學濕法酸洗工藝。這種化學濕法酸洗工藝的生產環境非常惡劣，且因產生大量殘酸而須進行循環再生處理，另外，目前所述酸再生工藝也必然產生對應的廢氣排放。所述酸再生工藝產生的對應的排放廢氣中含有大量的酸性、腐蝕性成分，如HCL、SO2等，這又直接導致對大氣的污染。

基于此，為解決化學方法清洗所帶來的嚴重環境污染問題,科研工作者進行了大量的研究,并研制開發了多種技術方法和設備,以替代這種化學方法去除金屬表面的鱗皮。所述方法及設備包括，如電解除鱗、電解研削除鱗、放電除鱗、電子束除鱗、激光除鱗、研磨除鱗、拋丸除鱗、反復彎曲除鱗以及上述不同方法組合的除鱗方法。在近年來的發展過程中，其中高壓射流除鱗技術發展最快，其工業化進程也越發明顯。

為保證高壓射流除鱗的射流方式除鱗后的金屬板帶能順利地進入下一步處理工藝環節，同時又不影響下一步工藝處理的效果，許多研發單位提出了一系列具有針對性的解決措施。具體如下：

1)湖南有色金屬重型機械有限公司就曾利用混合射流方法清除合金棒的表面鱗皮，根據該方法，除鱗后的棒材表面采用高壓空氣的吹掃方式來進行表面清除。然而，這種方法存在的主要缺陷是，無法吹掃那種嵌入棒材表面的沙粒，造成表面有硬物顆粒殘留，從而造成棒材在下一步軋制工序中，容易產生因為硬物顆粒壓入形成的表面缺陷。

2)德國Airmatic公司同樣也利用混合射流方法清洗金屬平面。其后處理方式為：利用抽真空的原理，對處理后的表面堆積物進行快速抽吸，實現板面凈化處理。然而，這種方式同樣存在以上的問題：即，不僅不能有效去除硬物顆粒的嵌入問題，同時因抽吸所需的板帶平直度要求較高，在板帶板形較差、張力不穩定等工況下，其處理效果會出現穩定性差的缺陷，容易造成某些表面無法清除干凈的現象。

3)美國TMW(TheMaterialWorks)公司提出這樣一種技術方案(見該申請人中國公開號為“CN101516532A”的中國專利及美國公開號為“US7601226B2”的美國專利)：利用離心拋甩的方式——拋丸機的拋射原理，在其磨料中利用水介質代替傳統拋丸機的空氣，形成水與磨料顆粒的二項混合漿料，而后將漿料通過某種裝置以一定的壓力與流量注入高速旋轉的離心拋甩頭內，通過離心拋甩(拋射)的高速離心力作用實現混合漿料高速、持續的擊打金屬板帶表面，以此來實現金屬板帶表面的濕法除鱗，該技術也稱為EPS技術。

然而，上述EPS技術存在板面擊打強度均勻性差、射流利用率較低、板寬橫向的粗糙度值顯著差異、板寬方向的除鱗能力分布不均勻等缺陷，由于這些缺陷的存在，直接限制了除鱗后的板面質量、除鱗能效與板帶除鱗速度(參見圖8-圖10)。

通過查閱相關專利，也發現國外尤其是日本、德國等冶金技術發達國家，提出過諸多的連續射流、磨刷除鱗技術。如日本JP06108277A公開了一種在連續冷軋線上采用噴酸與刷輥組合使用的除鱗工藝，日本JP55034688A公開了一種聯合PV軋制破鱗—混合磨料高壓射流除鱗方式。此外，還有日本JP57142710A、JP57068217A、JP59097711A、JP05092231A、JP09085329A、JP2002102915及美國US5388602等專利。

然而，如同前述，以往技術尚未能提供這樣一種板面擊打強度均勻、射流利用率高、板寬橫向粗糙度一致性良好、板寬方向除鱗能力分布均勻的高壓射流除鱗的技術方案。