CN102699049B - 未脱脂带钢清洁平整装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及未脱脂带钢清洁平整装置，主要包括：在平整机组入口侧机架前配置的退火残留碳清除装置，以及在平整机出口侧机架后配置的主动气流场控制式板面清洁装置，通过平整液喷射以及刷辊刷洗的方式清除来料带钢表面在退火过程中产生的碳粉，并在带钢表面形成一层液态膜；主动气流场控制式板面清洁装置设置于出口带钢的上方，主要包括吹扫装置、动态密封装置、负压抽吸装置；通过吹、吸方式控制平整机出口的气流走向，以清除平整过程中产生的金属粉尘。由于采用了上述装置，辊印以及点锈缺陷明显消失，产品表面质量大幅提高，对未经脱脂处理的带钢进行平整生产提供了一条便捷的解决方案。

Description

未脱脂带钢清洁平整装置

技术领域

本发明属于冷轧平整技术领域，具体涉及一种清除未脱脂带钢表面碳粉、铁粉，提升平整带钢表面质量的平整生产装置，应用于各类冷轧平整机组。

背景技术

冷轧后带钢经过退火工序然后进行平整，退火过程中，带钢表面残留油脂被烧成碳粉，退火后碳粉黏附在带钢表面。在平整过程中，这层黏附在带钢表面的碳粉以及平整过程中产生的金属粉尘，从带钢表面飞出，带来成品带钢表面的质量缺陷。

传统平整机组在平整过程中，对来料带钢是否经过脱脂处理不加区分，均采用传统的干平整或湿平整工艺进行平整。这样，在平整未经脱脂处理的平整产品时，辊印以及点锈缺陷明显增多，产品表面质量大幅降低。鉴于上述情况，现代钢铁生产厂不得不将越来越多的带钢进行脱脂处理，充分去除带钢表面油脂后再进行退火，使得生产成本进一步提升。因此传统平整机组在未经脱脂处理的带钢的平整工艺方面存在技术缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对平整过程中抽吸方式无法解决的技术难题，提供一种针对未经脱脂处理的带钢进行平整生产的未脱脂带钢清洁平整装置，可以大幅减少平整过程中的粉尘处理量，降低平整过程表面质量控制的难度，取消部分冷轧带钢的脱脂工序，充分降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

未脱脂带钢清洁平整装置，其特征在于主要包括：在平整机组入口侧机架前配置的退火残留碳清除装置，以及在平整机出口侧机架后配置的主动气流场平整粉尘清除装置；退火残留碳清除装置主要包括位于封闭箱体内的入口喷射梁、残留碳清洗槽、刷辊和出口喷射梁；入口喷射梁、出口喷射梁和刷辊均设置于带钢上下方且成对配置，刷辊位于出入口喷射梁之间，装置的底部设置用于收集平整液的残留碳清洗槽；主动气流场平整粉尘清除装置设置于出口带钢的上方，主要包括吹扫装置、轧辊动态密封件、负压抽吸装置、粉尘收集装置；吹扫装置气流吹扫方向正对辊缝方向；轧辊动态密封件与轧辊动态接触密封且与粉尘收集装置对接；粉尘收集装置安装在负压抽吸装置上且能与负压抽吸装置同步进退，粉尘收集装置为倾斜向上设置的组合式可调型通道，通道的一端对准辊缝方向且与轧辊动态密封件对接，另一端与负压抽吸装置的负压腔开口侧相对接；组合式可调型通道的四个侧面与轧辊动态密封件、带钢、工作辊之间始终形成一个粉尘收集空间。

按上述技术方案，退火残留碳清除装置还设置有对平整液进行过滤、脱碳、脱铁处理的平整液收集处理装置，平整液收集处理装置的一端与入、出口喷射梁分别连通，另一端通过平整液回流管道与残留碳清洗槽连通。

按上述技术方案，粉尘收集装置主要包括顶板、两侧的侧板以及与顶板相对的伸缩式导流板；顶板一端与轧辊动态密封件接触，另一端与负压腔的顶板接触；两侧的侧板安装有侧板驱动装置且能在该装置的作用下沿带钢宽度方向分离或合拢；伸缩式导流板设置在负压腔的底面上且能在底面上滑动伸出或回退；伸缩式导流板的伸出端与吹扫装置的相对位置不变且不影响吹扫气流的方向；侧板、顶板、轧辊动态密封件、伸缩式导流板与带钢、工作辊之间始终形成一个粉尘收集空间。

按上述技术方案，吹扫装置主要由吹扫梁、喷嘴、调节阀、管路组成，多条管路以分支的形式垂直设置在吹扫梁，各管路上设置有调节阀，喷嘴成一条直线地均匀间隔设置在吹扫梁上。

按上述技术方案，喷嘴开启的数量可以根据带钢的宽度任意选择，各喷嘴的流量和压力通过调节阀进行调节。

按上述技术方案，负压抽吸装置包括负压腔和设置在负压管路上且与负压腔相连通的负压调节阀，负压腔为扁平式立方体，负压腔内沿带钢宽度方向两侧对称设置有与粉尘收集装置相对接的栅格。

按上述技术方案，负压抽吸装置上设置有与负压腔的倾斜方向相一致的液压缸，侧板、顶板、轧辊动态密封件、伸缩式导流板均安装在负压腔上，且能够在液压缸的作用下随着轧辊直径的变化而前进或后退。

按上述技术方案，伸缩式导流板伸出的长度可手动调节。

按上述技术方案，轧辊动态密封件为橡胶垫。

按上述技术方案，侧板驱动装置包括带有减速箱的电机、以及与电机相连的丝杆螺母。

使用时，带钢进入入口侧的残留碳清除装置后，入口喷射梁向带钢表面喷射平整液，冲洗并润湿带钢表面的残留碳，刷辊通过机械作用将带钢表面的碳粉清除，出口喷射梁再次向带钢表面喷射平整液冲洗带钢，以保证板面清洁，并在带钢表面形成一层液态膜，在平整加工后防止金属粉尘吸附在成品带钢表面；采用残留碳清除装置可以大幅减少平整过程中的粉尘处理量，降低平整过程表面质量控制的难度。

然后带钢进入平整机组，依次通过平整机组的入口测张辊、入口轧制线辊、入口防皱辊、上下工作辊到达出口处的主动气流场平整粉尘清除装置处。带钢经过平整机平整加工后，在平整机出口侧会产生金属粉尘。在下工作辊与带钢下表面之间的金属粉尘，在下工作辊旋转产生的气流场以及重力场共同作用下离开带钢表面，不会对成品带钢的表面质量造成影响。在上工作辊与带钢上表面之间的金属粉尘是影响带钢表面质量的关键因素，也是主动气流场平整粉尘清除装置需要处理的区域。

在主动气流场平整粉尘清除装置工作区域，主要是利用气流场的原理，为吹扫气流制造环路的同时利用负压轴系装置把轧制过程中产生的金属粉尘抽走：首先，通过平整粉尘收集装置、轧辊动态密封件、吹扫装置、带钢以及上工作辊共同构造一个相对密闭的区域限制金属粉尘的扩散，提升除尘效果；其次，在紧贴出口带钢上表面，并且与平整机出口带钢运行方向平行的方向上，通过吹扫装置作为气流发生源进行压缩空气吹扫，在平整机出口的成品带钢表面形成一稳定的气垫，避免飘落在成品带钢上，同时将平整过程中产生的杂质吹起，便于负压抽吸装置将抽走；此过程中，负压抽吸装置的内腔为负压状态，为吹扫气流制造环路，避免吹扫气流场在反射气流的影响下形成紊流，影响除尘效果。此外；负压抽吸装置回路上设置有负压调节阀，该负压调节阀可与压缩空气吹扫回路的调节阀配合使用，根据出口带钢的表面质量实时调节抽吸回路的压力以及吹扫装置的气量，这样可减少压缩空气的耗量，降低生产成本，同时也可降低噪声；负压抽吸装置还可以通过控制负压强度，粉尘收集装置还可以通过调整伸缩式导流板的位置调整气流方向，进而控制平整机出口带钢上表面区域的气流走向，消除机架出口处由于吹扫形成的压缩空气紊流现象，避免金属粉尘飘落在带钢的表面，同时借助气流的定向流动将平整机出口带钢上表面的金属粉尘彻底清除。

本装置采用清除退火过程的残留碳和清除平整过程的残留金属粉尘的分步处理法处理未经脱脂处理的退火产品；利用带钢表面的液态平整液膜进行平整，避免大量的平整液残留；利用平整液态膜的作用防止平整粉尘吸附在带钢表面；利用主动气流场控制方式、采用抽吸结合清除平整残留物。

由于采用了上述装置，辊印以及点锈缺陷明显消失，产品表面质量大幅提高，对未经脱脂处理的带钢进行平整生产提供了一条便捷的解决方案。

附图说明:

图1：本发明的未脱脂带钢清洁平整装置结构示意图。

图2：残留碳清除装置结构示意图。

图3：主动气流场平整粉尘清除装置结构示意图(侧视图)。

图4：主动气流场平整粉尘清除装置中的吹扫装置结构示意图。

图5：图3的正视图；

图6：图3的A向局部(粉尘收集装置部位)放大视图。

各图中标记说明：残留碳清除装置1；入口喷射梁1-1；残留碳清洗槽1-2；刷辊1-3；平整液收集处理装置1-4；平整液回流管道1-5；出口喷射梁1-6；平整液供给管路1-7；入口测张辊2；入口轧制线辊3；入口防皱辊4；上工作辊5；主动气流场平整粉尘清除装置6；出口防颤辊7；出口轧制线辊8；出口测张辊9；带钢10；下工作辊11；粉尘收集装置12；轧辊动态密封件12-1；侧板12-2；顶板12-3；伸缩式导流板12-4；吹扫装置13；吹扫梁13-1；喷嘴13-2；调节阀13-3；管路13-4；负压抽吸装置14；负压腔14-1；负压调节阀14-2；负压管路14-3；丝杆螺母15；减速箱16；电机17；液压缸18。

具体实施方式：

以下结合实施实例及附图1-6对本发明作进一步说明，但不限定本发明。

未脱脂带钢清洁平整装置如图1所示，在平整机组入口侧机架前配置的退火残留碳清除装置1，通过出入口的平整液喷射以及刷辊1-3刷洗的方式清除来料带钢表面在退火过程中产生的碳粉，并在带钢表面形成一层液态膜；这层液态膜经过入口测张辊2、入口轧制线辊3、以及入口防皱辊4的碾压作用后，在平整机入口带钢10表面形成一层分布均匀的液态膜，使带钢以清洁、润湿的板面状态进入平整机，并防止平整后的金属粉尘由于静电作用吸附在成品带钢表面；在平整机出口侧机架后带钢上方配置主动气流场平整粉尘清除装置6，通过吹、吸方式控制平整机出口的气流走向，以清除平整过程中产生的金属粉尘。

平整机入口残留碳清除装置1的结构示意图如图2所示，该装置主要包括：入口喷射梁1-1、残留碳清洗槽1-2、刷辊1-3、出口喷射梁1-6；入口喷射梁1-1设置于装置的入口端带钢10上下方，出口喷射梁1-6设置于装置的出口端带钢10上下方，多组刷辊1-3设置在箱体中间且分别位于带钢10的上下方，装置的底部设置用于收集平整液的残留碳清洗槽1-2；带钢10进入清洗装置后，入口喷射梁1-1向带钢表面喷射平整液，冲洗并润湿带钢10表面的残留碳，刷辊1-3通过机械作用将带钢表面的碳粉清除，出口喷射梁1-6再次向带钢10表面喷射平整液冲洗带钢，以保证板面清洁，并在带钢10表面形成一层液态膜，在平整加工后防止金属粉尘吸附在成品带钢表面。

为了节约平整液，还可以设置平整液收集处理装置1-4将平整液回收循环利用。冲洗带钢的平整液被残留碳清洗槽1-2收集，通过平整液回流管道1-5输送到平整液收集处理装置1-4中进行过滤、脱碳、脱铁处理，经过处理的平整液通过平整液供给管路1-7供给两个喷射梁(入口喷射梁1-1和出口喷射梁1-6)重复使用。

主动气流场平整粉尘清除装置如图3-6所示，主要包括吹扫装置13、轧辊动态密封件12-1、负压抽吸装置14和粉尘收集装置12；吹扫装置13气流吹扫方向正对辊缝方向；轧辊动态密封件12-1与轧辊动态接触密封；粉尘收集装置12安装在负压抽吸装置14上且能与负压抽吸装置同步进退，粉尘收集装置12为倾斜向上设置的组合式可调型通道，通道的一端对准辊缝方向并与轧辊动态密封件12-1对接，另一端与负压抽吸装置14的负压腔开口侧相对接；组合式可调型通道的四个侧面与轧辊动态密封件12-1、带钢10、上工作辊5之间始终形成一个粉尘收集空间。

吹扫装置13的结构示意图如图4所示。位于平整机出口带刚上方的吹扫装置13作为气流发生源以正对辊缝方向，向平整机入口侧喷射压缩空气。该装置主要由吹扫梁13-1、喷嘴13-2、调节阀13-3、管路13-4组成，多条管路13-4以分支的形式垂直设置在吹扫梁13-1，各管路13-4上设置有调节阀13-3，喷嘴13-2成一条直线地均匀间隔设置在吹扫梁9-1上。喷嘴13-2开启的数量可以根据带钢的宽度任意选择，各喷嘴13-2的流量和压力也可通过调节阀13-3进行调节，始终做到当机组的速度、产品规格发生变化时既能在平整机出口的成品带钢10表面形成一稳定的气垫，避免飘落在成品带钢上，又能将平整过程中产生的杂质吹起，便于负压抽吸装置7将抽走。

轧辊动态密封件12-1、负压抽吸装置14和粉尘收集装置12的结构示意图如图3、5、6所示。

轧辊动态密封件12-1设置在粉尘收集装置12与轧辊之间，且分别与上工作辊5和与粉尘收集装置12对接。轧辊动态密封件10-1耐高温耐磨；优选为橡胶垫。

粉尘收集装置12包括倾斜向上设置的顶板12-3、顶板两侧的侧板12-2、以及与顶板12-3相对的伸缩式导流板12-4；侧板12-2、顶板12-3、轧辊动态密封件12-1及伸缩式导流板12-4均安装在负压腔14-1上；沿带钢宽度方向与两侧侧板12-2相对应的位置，负压抽吸装置14上设置有与负压腔14-1的倾斜方向相一致的液压缸18，负压腔14-1上的侧板12-2、顶板12-3、轧辊动态密封件12-1、伸缩式导流板12-4能够在液压缸18的作用下随着轧辊直径的变化而前进或后退。

如图5，侧板12-2的驱动装置包括带有减速箱16的电机17、以及与电机13相连的丝杆螺母15，在平整过程中带钢的宽度是变化的，侧板12-2在驱动装置的作用下随带钢宽度的变化而侧移，同时，安装在负压腔14-1上的侧板12-2、顶板12-3、轧辊动态密封件12-1、伸缩式导流板12-4在液压缸18的作用下随着轧辊直径的变化而前进或后退，保证轧辊动态密封件12-1与上工作辊5贴近，使得侧板12-2、顶板12-3、轧辊动态密封件12-1、伸缩式导流板12-4始终与带钢10、工作辊5之间形成一个相对密闭的粉尘收集空间。

当负压抽吸装置14前进或后退后，可手动调节伸缩式导流板12-4伸出的长度使其始终保持与吹扫梁13-1之间的相对位置不变而不影响吹扫梁气流的方向。该粉尘收集空间还可以通过负压抽吸装置14中的负压调节阀14-2调节负压腔14-1内负压强度，使其具有足够的能力抽吸干平整过程中产生的从而达到清洁带钢的目的；还可以利用伸缩式导流板12-4调整气流方向，实现密闭区域气流走向控制，避免由于反射气流杂乱而造成的平整液、金属粉尘残留缺陷，从而达到清洁带钢表面的目的。

负压抽吸装置14包括负压腔14-1和设置在负压管路14-3上且与负压腔14-1相连通的负压调节阀14-2，负压腔14-1为扁平式立方体，朝向辊缝的一侧面开口，负压腔14-1内沿带钢宽度方向两侧对称设置有栅格(图3中虚线表示)，以便在侧板14-2随带钢宽度的变化而侧移时，粉尘收集装置12与负压腔14-1的开口侧始终对接，保持粉尘收集空间为密闭区域。

本装置的使用过程如图1所示：带钢10进入入口侧的残留碳清除装置1后，入口喷射梁1-1向带钢10表面喷射平整液，冲洗并润湿带钢10表面的残留碳，刷辊1-3通过机械作用将带钢10表面的碳粉清除，出口喷射梁1-6再次向带钢10表面喷射平整液冲洗带钢，以保证板面清洁，并在带钢10表面形成一层液态膜；这层液态膜经过入口测张辊2、入口轧线辊3、以及入口防皱辊4的碾压作用后，在平整机入口带钢10表面形成一层分布均匀的液态膜，使带钢以清洁、润湿的板面状态进入平整机，并防止平整后的金属粉尘由于静电作用吸附在成品带钢表面；然后带钢10经上下工作5和11辊到达出口处的主动气流场平整粉尘清除装置6处，吹扫装置13沿带钢10表面进行吹扫，在平整机出口的成品带钢10表面形成一稳定的气垫，避免飘落在成品带钢上，同时将平整过程中产生的杂质吹起，便于负压抽吸装置14抽走；为了防止平整粉尘飞散，安装在负压抽吸装置14上的轧辊动态密封件12-1、粉尘收集装置12与上工作辊1、带钢2形成一相对密闭的空间，提升除尘效果，同时负压抽吸装置14的内腔为负压状态，为吹扫气流制造环路，避免吹扫气流场在反射气流的影响下形成紊流，影响除尘效果。此外，上述过程中，负压抽吸装置还可以通过控制负压强度，粉尘收集装置还可以调整伸缩式导流板的位置调整气流方向，进而控制平整机出口带钢10上表面区域的气流走向，借助气流的定向流动将平整机出口带钢上表面的金属粉尘彻底清除。

本装置采用清除退火过程的残留碳和清除平整过程的残留金属粉尘的分步处理法处理未经脱脂处理的退火产品；利用带钢表面的液态平整液膜进行平整，避免大量的平整液残留；利用平整液态膜的作用防止平整粉尘吸附在带钢表面；利用主动气流场控制方式、采用抽吸结合清除平整残留物。辊印以及点锈缺陷明显消失，产品表面质量大幅提高，对未经脱脂处理的带钢进行平整生产提供了一条便捷的解决方案。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.未脱脂带钢清洁平整装置，其特征在于主要包括：在平整机组入口侧机架前配置的退火残留碳清除装置，以及在平整机出口侧机架后配置的主动气流场平整粉尘清除装置；退火残留碳清除装置主要包括位于封闭箱体内的入口喷射梁、残留碳清洗槽、刷辊和出口喷射梁；入口喷射梁、出口喷射梁和刷辊均设置于带钢上下方且成对配置，刷辊位于出入口喷射梁之间，装置的底部设置用于收集平整液的残留碳清洗槽； 主动气流场平整粉尘清除装置设置于出口带钢的上方，主要包括吹扫装置、轧辊动态密封件、负压抽吸装置、粉尘收集装置；吹扫装置气流吹扫方向正对辊缝方向；轧辊动态密封件与轧辊动态接触密封且与粉尘收集装置对接；粉尘收集装置安装在负压抽吸装置上且能与负压抽吸装置同步进退，粉尘收集装置为倾斜向上设置的组合式可调型通道，通道的一端对准辊缝方向且与轧辊动态密封件对接，另一端与负压抽吸装置的负压腔开口侧相对接；组合式可调型通道的四个侧面与轧辊动态密封件、带钢、工作辊之间始终形成一个粉尘收集空间。

2.根据权利要求1所述的清洁平整装置，其特征在于：退火残留碳清除装置还设置有对平整液进行过滤、脱碳、脱铁处理的平整液收集处理装置，平整液收集处理装置的一端与入、出口喷射梁分别连通，另一端通过平整液回流管道与残留碳清洗槽连通。

3.根据权利要求2所述的清洁平整装置，其特征在于：粉尘收集装置主要包括顶板、两侧的侧板以及与顶板相对的伸缩式导流板；顶板一端与轧辊动态密封件接触，另一端与负压腔的顶板接触；两侧的侧板安装有侧板驱动装置且能在该装置的作用下沿带钢宽度方向分离或合拢；伸缩式导流板设置在负压腔的底面上且能在底面上滑动伸出或回退；伸缩式导流板的伸出端与吹扫装置的相对位置不变且不影响吹扫气流的方向；侧板、顶板、轧辊动态密封件、伸缩式导流板与带钢、工作辊之间始终形成一个粉尘收集空间。

4.根据权利要求3所述的清洁平整装置，其特征在于：吹扫装置主要由吹扫梁、喷嘴、调节阀、管路组成，多条管路以分支的形式垂直设置在吹扫梁，各管路上设置有调节阀，喷嘴成一条直线地均匀间隔设置在吹扫梁上。

5.根据权利要求4所述的清洁平整装置，其特征在于：喷嘴开启的数量可以根据带钢的宽度任意选择，各喷嘴的流量和压力通过调节阀进行调节。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的清洁平整装置，其特征在于：负压抽吸装置包括负压腔和设置在负压管路上且与负压腔相连通的负压调节阀，负压腔为扁平式立方体，负压腔内沿带钢宽度方向两侧对称设置有与粉尘收集装置相对接的栅格。

7.根据权利要求6所述的清洁平整装置，其特征在于：负压抽吸装置上设置有与负压腔的倾斜方向相一致的液压缸，侧板、顶板、轧辊动态密封件、伸缩式导流板均安装在负压腔上，且能够在液压缸的作用下随着轧辊直径的变化而前进或后退。

8.根据权利要求 4或5所述的清洁平整装置，其特征在于：伸缩式导流板伸出的长度可手动调节。

9.根据权利要求8所述的清洁平整装置，其特征在于：轧辊动态密封件为橡胶垫。

10.根据权利要求4或5所述的清洁平整装置，其特征在于：侧板驱动装置包括带有减速箱的电机、以及与电机相连的丝杆螺母。