CN102985193B - 除锈装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于有效去除形成在热轧钢带（钢板）表面上形成的锈的除锈装置。本发明的除锈装置的一个实施方案例如可包括：装置外壳，其配置于热轧钢带的移动路径中；高压流体供应单元，其设置为向所述装置外壳供应高压流体；研磨剂投入单元，其设置为向所述装置外壳投入研磨剂；以及研磨剂浆料喷射单元，其设置在所述外壳中，以将在所述装置外壳的内部混合的高压流体和研磨剂的研磨剂浆料喷射在所述钢带上。根据本发明，可实现借助于物理（机械）方法的除锈，并且能够简化除锈过程。此外，通过适当地保持热轧钢带的表面粗糙度，能够实现高效和环境友好式的除锈，具体地，可获得适于高速移动的钢带的改进效率。

Description

除锈装置

技术领域

本发明涉及一种除锈装置，其用于去除在热轧钢带（钢板）的表面上形成的锈或其他残留异物。

更具体地，本发明涉及一种环境友好型的除锈装置，其通过排除现有化学处理的环境友好型物理（机械）方法，实现去除在热轧钢带（钢板）表面上形成的锈或其他残留异物，此外，该除锈装置可以通过简化设备结构和除锈工艺，并适当地维护和调整钢带在除锈后的平均表面粗糙度，能够实现高效的除锈。

背景技术

高温下，在热轧钢板（钢带）——例如热轧的碳钢、高强度钢、用于电动机的加硅钢、或不锈钢——的表面上常常形成厚度约为5μm到15μm的锈层。

例如，图1示出了一种去除在热轧钢板的表面上形成的锈的已知设备。

即，如图1中示出的，已知的去除现有的锈的酸洗设备通过如下方法进行除锈：使用破锈器（scalebeaker）230在锈中形成裂缝（crack），然后将钢板逐步地经过酸洗槽240和洗涤槽250的同时去除锈。

上述酸洗槽240通常由四个酸洗槽单元242、244、246和248组成，且酸洗槽主要使用高温强酸（例如盐酸或硫酸）对穿过其的热轧钢板表面上的锈进行化学去除。

此时，在图1中，未说明的附图标记210、220和260分别表示拆卷机、焊接机和张力卷取机，且尽管未特别示出，清洗罐250可分为刷洗和冲洗操作。

然而，对图1中示出的前述通常的锈处理方法而言，存在如下各种问题，例如由于使用多个酸洗槽和洗涤槽而造成设备长度增大，由于酸蒸汽的产生而破坏工作环境，由于废弃酸的处理而产生危害环境的废品，由于酸回收以及需要耐酸设备等而导致辅助设备的增加，根据钢的种类进行除锈时存在差异，以及在生产线停止的情况下，在钢板留在酸溶液罐和洗涤槽中的情形下发生质量故障。

例如，尽管在图1中示意性示出，但由于在通过前述通常的酸洗处理的除锈方法中实际的酸洗槽240和洗涤槽250的长度约为100米，因此当生产线停止时留在酸洗槽和洗涤槽中的热轧钢板由于过度的酸处理而使其表面质量降低。

同时，作为另一个去除锈的方法，已经开发出通过使用物理方法从钢板表面去除锈的技术，其中将金属钢砂（Shotball）或砂粒（Grit）与钢板表面接触，或者通过使用离心力将混合水和金属钢砂或砂粒的浆料（Slurry）与钢板的表面接触，所述方法用于解决通常的通过使用在图1中示出的前述酸溶液，借助于化学酸洗去除锈的方法中的限制。

然而，这种使用钢砂或砂粒的物理除锈方法与已知的酸洗工艺并行进行，其中已知的酸洗工艺主要用作酸洗预处理工艺，以提高在常规难于酸洗的钢种的特殊钢（例如不锈钢或电工钢）中的酸洗效率。例如，使用钢砂或砂粒的物理除锈方法不适用于普通碳素钢

同时，已开发另一种用于去除锈的物理方法，其中将混合水和不锈钢（STSbead）珠（代替通常的钢砂或砂粒）的浆料通过离心力与钢板的表面接触而去除锈。

然而，对于使用金属钢砂或砂粒与钢板的表面接触、或者将混合水和不锈钢珠的浆料通过离心力与钢板的表面接触的除锈方法而言，因为由嵌入钢板中的现象而导致钢板在除锈后的平均表面粗糙度（Ra）在2.3μm到3.5μm的范围，因此经除锈的钢板表面粗糙度整体上不均匀。此外，存在不锈钢珠的单价高的问题。

同时，已经开发出其他除锈技术，例如通过喷射高压水去除锈的方法、或者喷射冰颗粒的方法，但是这些方法的除锈效果不明显，且其实用性上也存在问题。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种除锈装置，通过在除锈之后使钢带（钢板）的平均表面粗糙度均匀，该除锈装置提供了一个适于高速经过的钢带以及更环境友好的高效除锈环境，同时不需要现有的化学处理而实现了采用物理（机械）方法来去除锈或其他残留异物。

本发明的另一方面提供一种除锈装置，其通过形成负压将研磨剂投入于装置来实现装置结构的简化，并通过有效的除锈能够实现简化工艺或设备。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种除锈装置，包括：

装置外壳，其配置于热轧钢带的移动路径中；

高压流体供应单元，其设置为向所述装置外壳的内部供应高压流体；

研磨剂投入单元，其设置为向所述装置外壳投入研磨剂；以及

研磨剂浆料喷射单元，其设置在所述装置外壳中，以将在所述装置外壳内部混合的高压流体和研磨剂的研磨剂浆料喷射在所述钢带上。

优选地，设置在所述装置外壳中的所述高压流体供应单元设置为在所述装置外壳的内部喷射并供应高压流体，且构造为能够通过利用所述高压流体的喷射压力将所述研磨剂平稳地投入至所述装置外壳的内部。

更优选地，所述研磨剂的比重可小于金属的比重。

此时，所述研磨剂可由粒径范围在10μm到400μm的氧化硅、碳化硅、氧化铝、玻璃以及陶瓷中的一种构成。

所述装置外壳可包括：

第一连接部，其与所述高压流体供应单元相连接；

第二连接部，其与所述研磨剂投入单元相连接；以及

喷射单元组件部，其组装有所述研磨剂浆料喷射单元。

更优选地，所述高压流体供应单元可包括：

高压流体供应口，其设置在配置于所述装置外壳中的所述第一连接部的内部，并供应高压流体；以及

高压流体喷嘴，其设置在所述高压流体供应口处，并形成有向所述装置外壳内部喷射高压流体的喷嘴孔。

此时，所述高压流体喷嘴下端的水平线的位置可被调整，使得其与设置在所述装置外壳的倾斜的第二连接部的出口的中心点相交。

此外，所述高压流体可由高压水构成，该高压水以100bar到500bar的压力范围通过所述高压流体喷嘴喷射，且设置在所述装置外壳中的所述研磨剂浆料喷射单元和所述钢带之间的间隔在100mm到350mm的范围中。

优选地，所述研磨剂投入单元可包括研磨剂投入软管，该研磨剂投入软管与设置在所述装置外壳的所述第二连接部相连接，且在所述装置外壳的内部形成有借助于所述高压流体的喷射压力能够将研磨剂吸入并投至所述装置外壳的负压空间。

更有选地，所述研磨剂浆料喷射单元可包括：

喷射单元主体，其配置在设置于所述装置外壳的所述喷射单元组件部内；

凹陷部，其形成于所述喷射单元主体的上部；以及

研磨剂浆料喷射开口，其从所述凹陷部穿过所述主体而形成。

优选地，所述喷射单元主体上的所述凹陷部从所述喷射单元主体的上端至所述喷射单元主体的内侧以圆锥形状凹入地形成，且所述喷射开口形成为狭缝，该狭缝通过从圆锥形的凹陷部的中心整体贯通至所述主体下端而形成。

此时，在所述喷射单元主体下端的两侧进一步形成具有预定角度的切割部，该切割部与所述喷射开口连通。

所述除锈装置还可包括混合单元，该混合单元设置在所述装置外壳内部，使高压流体和研磨剂平稳地混合。

所述混合单元可被设置为固定型混合单元，该固定型混合单元由设置在所述高压流体供应单元和所述研磨剂浆料喷射单元之间的一个以上格栅单元、以及设置在所述格栅单元之间或者独立地设置在所述装置外壳的一个以上圆锥形盘管的其中之一构成，或者所述混合单元被设置为所述格栅单元和所述圆锥形盘管的组合。

优选地，所述混合单元可被设置为转动型混合单元，该转动型混合单元设置在设置于所述高压流体供应单元和所述装置外壳的所述喷射单元之间的转动轴上，且可包括杆通过高压流体的碰撞而转动的转动叶片或转动杆。

有益效果

根据本发明的除锈装置，由于可连续地去除热轧钢带（钢板）的锈，特别是即使在高速处理的情况下也可保证除锈效率，并可减小装置的尺寸，因此可降低成本并提高生产力。

具体地，通过消除由通常的酸洗处理中而产生的酸蒸汽、由废弃酸的处理和酸回收而造成的环境危害，能够在装置中进行更环境友好的操作。

此外，由于通过消除在使用通常的金属钢砂、砂粒或珠（bead）时造成的表面粗糙度的不均匀性而能够最终可提高钢板的表面质量，因此可在后续工艺（例如钢板的电镀）中提高质量。

具体地，本发明适用于热轧钢带（例如低碳钢、超低碳钢、高强度碳钢、高碳钢、电工钢板或不锈钢）表面上的除锈。

附图说明

图1是示出使用现有的化学酸洗的除锈工艺的示意工序图；

图2是示出包括本发明除锈装置的热轧钢板的表面处理工艺的示意工序图；

图3是示出本发明除锈装置的整体结构图；

图4是示出图3中的本发明除锈装置的分解图；

图5是示出与本发明除锈装置连接的周围（周边）设备的整体结构图；

图6到图8是示出设置在本发明除锈装置中的混合设备的不同实施例的结构图。

具体实施方式

下文将参考附图更详细地描述本发明。

图2到5示出了本发明除锈装置1以及在本发明的工艺中除锈装置1的使用状态。

即，如图2中示出的，将热轧卷板穿过前文描述的破锈器150，同时在拆卷机130和张力卷取机180之间以高速进行解绕和卷绕，在借助于输送辊122穿过腔室120的同时去除锈，在腔室120中，本发明的除锈装置1适当地布置在移动的钢带（下文中称作钢板）2的上侧和下侧。

之后，钢板穿过洗涤槽160以及干燥槽（热空气槽）170，该洗涤槽160由刷洗槽162和冲洗槽164而组成。

因此，与图1比较，可理解：在使用本发明的除锈装置的情况下，通常的酸洗槽240的设备尺寸明显减小。即使在简化的设备中，本发明的除锈装置1可在钢板2进行高速移动的状态下实现充分的除锈，且尤其是可使在除锈之后的钢板（钢带）表面的平均表面粗糙度（Ra）均匀地形成在1μm到1.5μm的范围内。

即，由于本发明的除锈装置1可保证除锈效率，且还可控制钢板的表面粗糙度以及在除锈之后提供合适的钢板的表面粗糙度，因此本发明的除锈装置1可容易地应对使用者要求的工艺特性或者在后续工艺（例如，冷轧和电镀）中要求的表面粗糙度的不同条件。

这里，图2中未说明的附图标记140表示为了连续加工而焊接在从拆卷机130解绕的首尾钢板的焊接机。

图3到5更详细地示出了本发明的除锈装置1。在附图中，示出了研磨剂6的放大视图。在下文中将高压流体作为实施例对高压水4进行描述。

即，如图3和4中示出的，本发明的除锈装置1大体上包括一个以上的装置外壳10以及高压水供应单元30，该装置外壳10布置在（高速）移动的热轧钢板2的移动路径上，该高压水供应单元30以向装置外壳10供应高压水4的方式设置在装置外壳10中。

具体地，本发明的装置不是简单地向单个装置外壳10内部提供高压水，而是采用在装置外壳10内部喷射高压水的双重喷射方法。如下文详细描述的，对内部喷射而言，通过在设备内部喷射的高压水的喷射压力且无需利用外部压力，能将研磨剂平稳地投入至装置外壳，而且使研磨剂（例如玻璃珠或陶瓷珠等）与水（高压水）的平稳地混合。

即，本发明的装置可进一步包括研磨剂投入单元50和设置在装置外壳中的研磨剂浆料喷射单元70，该研磨剂投入单元50能够借助于高压水4的喷射压力而无需利用外部压力，将研磨剂6通过平稳地吸入而投入至装置外壳10，该研磨剂浆料喷射单元70将在装置外壳内部混合高压水4和研磨剂6的研磨剂浆料8通过喷射方法直接喷射在钢板上。

因此，在本发明中，当高压水4从装置外壳10的内部喷射进装置外壳10时，在装置外壳内部形成负压空间T，如图3示出的，且由此可通过吸入来平稳地投入研磨剂6，而无需利用外部压力。

接下来，高压水4和研磨剂6可在本发明的装置外壳10的内部混合，并通过研磨剂浆料喷射单元70向在腔室120中移动的钢板2的表面喷射，如图5中示出的，并因此可使去除钢板表面上的锈（见图3和5中的2′）的效果最大化。

最后，如图3和5示出的，当本发明的除锈装置1简单地将研磨剂6投入至装置壳体10而无需单独利用外部压力时，通过由高压水4而形成的内部负压空间T，研磨剂6可相对均匀地吸入至装置外壳中。由于可以不需要外部加压设备，因此可简化装置结构。

这里，对于研磨剂浆料8的生成所需要的、通过在与高压水混合的同时与钢板表面接触而去除锈或其他残留异物的本发明的研磨剂6而言，优选使用比重小于金属的研磨剂。例如，可使用氧化硅、碳化硅、氧化铝、玻璃（glass）或陶瓷（ceramic）等。

例如，具有均匀粒径的玻璃珠或陶瓷珠可用作研磨剂，且仅仅将玻璃珠或陶瓷珠以粉末状（实际上，由于其粒径非常小，因此珠看上去像粉末状）引入至装置外壳中，或者提供提前与水混合的玻璃珠或陶瓷珠的浆料（具有粘性的溶液态）。

尽管在图3和5中未放大，但是作为玻璃珠或陶瓷珠提供的研磨剂6的粒径优选在10μm到400μm的范围内，且更优选在80μm到200μm的范围内。

这里，在粘结剂的粒径（直径）是10μm以下的情况下，由于粘结剂的粒径过小，钢板表面的除锈2′效果是不明显的。相反，在粘结剂的粒径是400μm以上的情况下，可以提高除锈效率效果，但是在除锈之后钢板2的表面粗糙度的偏差可能变高。因此，钢板的表面质量不能保证，且需要后续工艺，例如单独的碾磨（MILL）工艺等。

同时，通常的研磨剂，例如金属钢砂、砂粒颗粒、或不锈钢珠、以及本发明的玻璃珠的比较在下表1中列出。

[表1]

因此，如表1中示出的，本发明的研磨剂可采用比重小于金属的玻璃或陶瓷，其可控制钢板的平均表面粗糙度并使在除锈之后的钢板的平均表面粗糙度形成适当的范围，并且玻璃或陶瓷可具有珠的形状。即，本发明可消除在使用现有的金属钢砂、砂粒颗粒和不锈钢珠时产生的问题。

接下来，基于研磨剂6（前述粒径（直径）为10μm到400μm的玻璃珠），本发明高压水4的合适的喷射压力可以在100bar到500bar的范围，使得恰当地形成负压（空间），从而将研磨剂6（例如玻璃珠等）平稳地吸入至装置外壳10，并稳定地保持钢板表面的除锈。

这里，在高压水的压力是100bar以下的情况下，最终从装置喷射的研磨剂浆料的喷射压力低，因此钢板表面的除锈效率不显著。相反，在高压水的压力是500bar以上的情况下，研磨剂在钢板表面上的碰撞压力过高，因此钢板的表面粗糙度Ra的偏差相对高，且设备运行成本（例如由在操作期间装备过载而导致的电力成本）可能增加。

接下来，将在下文详细描述满足前述高压水的压力和研磨剂条件的本发明的除锈装置1。首先，如图3和4描述的，在本发明装置中，装置外壳10可包括：与在下文详细描述的高压水供应单元30相连接的第一连接部12、与研磨剂投入单元50相连接的第二连接部14、以及组装有研磨剂浆料喷射单元70的喷射单元组件部16。

为了内部组装，本发明的装置外壳10例如制造成铸造形式，由此可分解和组装，且在装置外壳10的上侧的第一连接部12和在装置外壳10的中央部的倾斜状态下的第二连接部14以单一件形成。

此外，在本发明装置外壳10的下端部形成有楔形形状的开口部18，使得研磨剂浆料8可以在喷射时扩散。

优选地，尽管在单独的图中未具体示出，但是实际上本发明的多个装置外壳10以适当的间距布置在装备头部单元（未示出）中。具体地，液压缸等可连接至所述头部单元，以调整钢板和装置外壳的下端之间的间隔，如图3示出的，还可通过驱动齿轮等调整装置外壳10，使其倾斜度在45度范围内朝向移动的钢板倾斜布置。

优选地，例如，如图3和5示出的，连接至本发明的单元除锈装置的装置外壳10的头部单元需根据移动的热轧钢板2的宽度调整其研磨剂浆料的喷射宽度，具体地，喷射在钢板上的研磨剂浆料8可以相同的喷射模式喷射在热轧钢板2的上部和下部。

具体地，调整从单元设备中喷射的研磨剂浆料流（stream），以使其两个端部（交界部）可具有相互重叠的模式。

此外，优选地，可根据钢板的移动速度或钢板的厚度，考虑锈的生成厚度，来调整研磨剂浆料的喷射压力或喷射角度以及装备下端与钢板之间的间隔。

例如，如图3和5示出的，在本发明的装置外壳10的下端的喷射单元70的出口与钢板2之间的距离可优选调整为100mm到350mm的范围。这种喷射单元的出口和钢板之间的距离可直接影响除锈性能或者除锈宽度，例如，在所述间隔为100mm以下的情况下，除锈宽度过于窄，且因此装置外壳的设置数目不必要地增加。相反，在间隔为350mm以上的情况下，除锈性能不显著。

此外，优选地，与装置外壳10的研磨剂投入单元50相连接的第二连接部14也可倾斜形成在装置外壳10。例如，当考虑到研磨剂6是具有微米单位粒径的细珠且在没有外部压力的情况下喷射至装置外壳时，第二连接部14优选以45度左右倾斜。

接下来，如图3和5中示出的，本发明的除锈装置1的高压水供应单元30设置在装置外壳的内部同时设置在装置外壳10的第一连接部12中，并可包括：高压水供应口32，其与高压水供应管40相连接；高压水喷嘴36，其设置在高压水供应口32中并形成有喷嘴孔34。

即，如图3和4中示出的，高压水供应口32穿过装配在装置外壳10的第一连接部12上部的锁定帽38，由挂在其上端部的止挡件凸起部支撑，且通过形成于装置外壳10的第一连接部12的内圆周上的螺纹部S与形成于高压水供应口32的外圆周上的螺纹部S螺纹连接而装配。

高压供应软管40连接至锁定帽38，由此供应高压水4，且供应的高压水通过供应口32的内部孔提供。

同时，如图4中示出的，形成于高压水喷嘴36的上部的外圆周上的螺纹部S可以简单地装配在形成于高压水供应口32的下端喷射喷嘴组件部32a的内圆周上的螺纹部S中。

因此，供应的高压水通过喷嘴孔34被喷射至装置外壳10的内部，该喷嘴孔34穿过高压水喷嘴36的中心而形成。

同时，如图3和4中示出的，形成于高压水喷嘴36中的喷嘴孔34优选形成为椭圆形状，使得高压水以在装置外壳10的内部扩散的形式喷射。

具体地，如图3中示出的，以扩散的形式喷射的高压水4可以以对应狭缝形式的喷射开口76的薄且宽的形状喷射，该狭缝形式的喷射开口76形成在研磨剂浆料喷射单元70的主体72中，如下文将描述的。

即，在本发明的装置中，设置在高压水喷嘴36中的喷射孔34优选在对应于研磨剂浆料喷射单元70的狭缝形式的喷射开口76的方向上形成为长度较长的椭圆形状。

接下来，如图3-5中示出的，本发明的除锈装置1的研磨剂投入单元50包括：与第二连接部14相连接的研磨剂输入软管52，该第二连接部14在装置外壳10的中心部中倾斜形成。

为了保持刚度，研磨剂输入软管52使用厚度较厚的软管，且可通过管线L2供应研磨剂（即玻璃珠或陶瓷珠研磨剂6），该管线L2与研磨剂供应漏斗54相连接，将参考图5描述。

因此，在如图3中示出的本发明的装置中，由于高压水供应单元30的高压水喷嘴36装配在设置于伸长且进入装置外壳10中的高压水供应口32的下部的同时以适当的压力喷射高压水，且装置外壳10被封闭，因此可在高压水喷射喷嘴36的下部中形成压力迅速减小的负压空间T。

最后，在将研磨剂通过邻接位于高压水喷射喷嘴36的、装置外壳10的第二连接部14——该第二连接部14与研磨剂供应软管52相连接——的内部出口（参见图6中的C″）引入至装置外壳10的时刻，研磨剂被平稳地引入负压空间，而不需应用外部压力，且高压水4和研磨剂6混合形成最终喷射在钢板表面上的研磨剂浆料8。

即，由于本发明提供了如下一种配置，其中通过在装置外壳中形成负压空间而将研磨剂吸入装置外壳中而无需使用分立的外部压力设备，因此装置的整体结构可以简化，且因此通过简化整体装置结构而降低成本是可能的，更具体地，可防止出现取决于外部压力应用的装置的运行成本的增加。

同时，如图3和6中示出的，在本发明的装置中，高压水供应单元30的高压水喷嘴36下端的水平线C′可被允许与用于投入研磨剂的装置外壳10的第二连接部14的内部中心P（图6中第二连接部的内部中心线C的中心）相交。

在该情形中，可以均匀地实现喷射的高压水4与投入的研磨剂6的混合。

例如，高压水供应单元的高压水喷射喷嘴以及穿过第二连接部的研磨剂投入空间的适当布置在下表2中呈现。

[表2]

因此，如表2中示出的，可理解：考虑到除锈效率，调整高压水供应单元30的喷射喷嘴下端的水平线位置，使其处于第二连接部14的内部中心线和连接部出口的中心。

同时，如图3中示出的，在本发明的除锈装置1的装置外壳的内部进一步形成有：喷射至负压空间T下侧的高压水4和投入的研磨剂6（例如玻璃珠）进行混合的混合空间MX。

在下面图6-8中详细描述的混合单元可以配置于本发明的混合空间MX中。

例如，高压水和研磨剂的混合性在本发明的装置中是重要的，重要的原因是：只有在均匀地混合高压水和研磨剂时，才可以将均匀地混合高压水和研磨剂的研磨剂浆料8喷射在钢板的表面上，因此不仅可提高除锈效率，且还可降低除锈后的钢板平均表面粗糙度的偏差。在下文的图6-8将详细描述混合单元。

接下来，图3-5示出了除锈装置1的研磨剂浆料喷射单元70，该研磨剂浆料喷射单元70适当地喷射研磨剂浆料8并由此使钢板的平均表面粗糙度控制在合适的范围内，同时能够除锈。

即，本发明的研磨剂浆料喷射单元70可包括：圆柱形喷射单元主体72，其在装置外壳内的负压空间T的下侧装配在喷射单元组件部16中，该喷射单元组件部16具备形成在装置外壳10下端部的凹形切割部18；凹陷部74；其在喷射单元主体的上侧引导研磨剂浆料8的层流，由此使研磨剂浆料以更均匀的状态喷射；以及，研磨剂浆料喷射开口76，其使研磨剂浆料从研磨剂浆料喷射开口76垂直贯通喷射单元主体并向钢板喷射。

同时，如图3和4中示出的，凹陷部74可在喷射单元主体72的上部以凹进的方式形成为圆锥形凹陷部。

此外，如图4中示出的，插入和设置在固定凹槽20——该固定凹槽20形成于装置外壳10的喷射单元组件部16的一侧——中的固定环82设置在喷射单元的圆柱形主体72的外圆周中，且具有锁定销22的固定孔80形成在装置外壳的外圆周上，锁定销以螺钉形式从装置外壳的外侧被紧固，固定穿过固定孔80。

因此，在本发明的装置中，研磨剂浆料喷射单元70的圆柱形主体72可以被牢固地装配并固定在装置外壳的喷射单元组件部16。

同时，在本发明的研磨剂浆料喷射单元70中，研磨剂浆料喷射开口76可以以从圆锥形凹陷部74的中心部整体贯通至主体下端的狭缝形式设置。

因此，如图3-5中示出的，由于从装置外壳内部喷射的高压水4形成负压空间T，由此形成研磨剂的吸入力，而不需要应用外部压力，此时投入的玻璃珠形式的研磨剂6在高压水供应单元的高压水喷嘴36下侧的混合空间MX中均与地混合，接着该研磨剂6朝着圆锥形凹陷部74——圆锥形凹陷部74在喷射单元70的主体的上部中凹形形成——的中心以层流形式被引导，并通过喷射单元70中心的狭缝形式的喷射开口76喷射，因此与表2中的仅仅形成喷嘴开口的情形相比，更能将最终喷射在钢板表面上的研磨剂浆料8均匀地喷射。

具体地，由于通过喷射单元70的凹形圆锥形凹陷部74和狭缝形式的喷射开口76而喷射的研磨剂浆料流（如图3中示出的）以具有预定厚度和宽度的状态喷射，因此更能集中地去除钢板表面的锈。

因此，由于圆锥形凹陷部74喷射开口76的入口形成为“V”形，喷射口的出口（尽管未使用单独的参考标记进行示出）形成为矩形平坦的开口。

此时，如图3和4中示出的，穿过喷射开口、具有预定角度（图4中的θ）的切割部78还可在狭缝形式的喷射开口76的下端部的两侧上、在喷射单元主体的两侧上形成，喷射开口76贯通喷射单元70的主体72的中心而形成。

因此，切割部78使喷射的研磨剂浆料流在喷射单元的下端部恰当地扩散，由此可更均匀地、更平稳地去除钢板上的锈。

此时，与喷射单元的主体下端部的两侧的喷射开口76的出口相连接的切割部78，其优选形成为15度到30度的角度（Θ），且在该情形中，可以适当地增加恰当喷射的研磨剂浆料8与钢板表面的接触面积。

最后，对本发明的研磨剂浆料喷射单元70而言，高压水4和研磨剂6以混合的状态引导至凹形凹陷部74的中心，并通过狭缝形式的喷射开口76进行喷射，因此除锈效率高，以及即使在钢板的作业线速度增大的情况下也保证充分的除锈性能。由于良好地均匀混合水和研磨剂，因此通过在除锈过程中与钢板表面实际接触的研磨剂的均匀分布，从而可以使除锈后的钢板平均表面粗糙度维持在1μm到1.5μm的范围内。

即，由于表面粗糙度的偏差低，可以均匀地去除整体钢板表面上的锈，因此，可以较好地保持钢板表面的质量。

接下来，如上文描述的，图6-8示出了设置在图3中本发明的混合空间MX中并平稳地混合高压水和研磨剂的混合单元的不同类型。

即，如图6-8中示出的，本发明的混合单元可以具体分为位置固定型混合单元和转动型混合单元110。

例如，位置固定型混合单元在图6和7中示出，并可设置为如图6中示出的，在装置外壳10中的高压水供应单元30的下侧可以包括：设置在装置外壳10的负压空间T下部中央侧的混合空间MX中的一个以上栅格单元90；或者如图7中所示的，在栅格单元之间设置或独立设置的圆锥形盘管100。

此时，如图3和6中示出的，本发明的格栅单元90可例如包括上侧第一格栅单元90a和下侧第二格栅单元90b。

即，如图4和6中示出的，格栅单元90具有如下状态：根据上部和下部的位置以相互垂直的方向布置的研磨剂浆料碰撞杆94和94′固定在固定环92的内侧，该固定环92设置在形成于装置外壳10的下端部内侧的固定凹槽（无附图标记）中。

因此，混合有高压水和研磨剂的研磨剂浆料8穿过上侧第一格栅单元和下侧第二格栅单元，同时从顶部到底部穿过具有相反方向的碰撞杆94和94′，并由此平稳地混合高压水和研磨剂。

例如，由于第一格栅单元和第二格栅单元的碰撞杆是以互相垂直的方式布置的，因此在研磨剂浆料8与实际的杆碰撞的情况下，水和研磨剂的混合可以在碰撞杆彼此以不同方向转动的同时更平稳地进行。

接下来，如图7中示出的，其他类型的位置固定型混合单元可设置圆锥形盘管（盘簧）100，该圆锥形盘管配置于如图3中示出的装置外壳内部的混合空间MX中。

对作为位置固定型混合单元的圆锥形盘管100而言，由于其上端或下端具有小直径，且越朝向与上端或下端相反的方向盘管直径越增大，因此当混合有高压水和研磨剂的研磨剂浆料8穿过圆锥形盘管时，可以更均匀地进行高压水和研磨剂的混合。

同时，这种圆锥形盘管100的位置固定型混合单元可以设置于前文描述的第一格栅单元90a和第二格栅单元90b之间，或者设置于上侧第一格栅单元的下部，并可以具有圆锥形盘管的下端部稳定地放置在形成于研磨剂浆料喷射单元70的圆锥形主体72的上部中的圆锥形凹陷部74中的构造。

在任何情形下，通过喷射的高压水压力来穿过圆锥形盘管的研磨剂浆料逐步地从直径小的空间碰撞到直径大的空间，同时均匀地进行高压水和研磨剂的混合。

接下来，本发明装置中的转动混合单元110在图8中示出。图6和7中的混合单元以位置固定的状态（例如格栅或圆锥形盘管）设置，而本发明的转动型混合单元110的特征在于：可以在研磨剂浆料穿过混合单元的同时碰撞而空转，并进一步提高高压水与研磨剂的混合程度。

例如，如图8中的放大部分示出的，本发明的其他类型的转动型混合单元可设置与转动轴112相连接的一个以上转动叶片114或者与所述转动轴112相连接的具有倾斜形状的碰撞杆118，该转动轴112配置于装置外壳内部的负压空间T的下侧。

此时，如图8中示出的，转动轴112可设置在轴承116b中，该轴承116b固定连接杆116a的中心，该连接杆116a与设置在装置外壳内部的固定环116相连接。

因此，转动轴112借助于所述轴承进行转动，具体地，设置在转动轴上的转动叶片114以上部和下部被扭曲的形状倾斜，且转动叶片114海具备研磨剂碰撞杆114a。

最终，当高压水以高压喷射至装置外壳内部时，随着竖直方向喷射的高压水与转动叶片碰撞，转动叶片借助于转动轴被强制转动，因此更能有效地进行高压水和研磨剂的混合。

同时，如图8中示出的，设置沿着转动轴112在竖直方向上倾斜的研磨剂碰撞杆118来替代转动叶片，随着水和研磨剂与碰撞杆碰撞，水和研磨剂可充分混合。

此时，如果将碰撞杆118也倾斜设置在转动轴上，则转动轴112通过穿过其中的高压水的碰撞压力而在轴承之间转动。

最终，包括在本发明的转动型混合单元110的转动轴112中的转动叶片114或碰撞杆118在最大限度地均匀混合水和研磨剂之后，通过喷射单元70来喷射在钢板的表面上。

即，本发明的混合单元90、100和110使从装置喷射的研磨剂浆料8的水和研磨剂的混合状态均匀，使得在研磨剂浆料与钢板表面碰撞时，能够有效、均匀地去除钢板整个表面上的锈，具体地，能够减小除锈后的钢板平均表面粗糙度的偏差，由此可保持前述合适的表面粗糙度的范围，从而通过平稳地进行钢板表面的后处理工艺可提高质量。

接下来，图5示出了上文描述的本发明的除锈装置1和辅助设备，该辅助设备实质性进行向装置供应和喷射高压水和研磨剂后去除的锈2′和损坏的玻璃珠研磨剂6′的处理，尤其可以进行研磨剂的循环使用。

首先，如图2和5中示出的，合适数量的本发明除锈装置1配置于钢板的上方和下方，在设置有本发明除锈装置1的区域中，为了防止喷射的研磨剂浆料8飞溅，配置围绕装置和移动的钢板的腔室120，且在该腔室的内侧可以配置用于移动钢板的钢板输送辊122。

尽管在图中示意性示出，但用于收集喷射的研磨剂浆料8的水4和研磨剂6的收集漏斗124设置在腔室120的下侧，且喷射的研磨剂浆料8通过泵pp和阀V来收集至旋流器126中，接着研磨剂浆料8被投入至设置在旋流器126下方的分离槽128，该分离槽128对收集的锈2′与损坏的研磨剂6′进行分离。

因此，水通过分离槽128的内部筛（无附图标记）收集至下方的水供应槽132，且研磨剂6被提供至与管线L2相连接的研磨剂供应漏斗54和与装置外壳的第二连接部相连接的研磨剂投入单元50的输入软管52。

此时，如图5中示出的，新的研磨剂6a可通过供给单元来周期性地供应至供应漏斗54，且用于排放的螺钉54a被安装在供应漏斗54的下侧。

同时，水收集槽132中的水可以通过泵送设备PP和管线L1被提供至高压水供应单元30的供应软管40。

此时，在分离槽128中可产生溢流，由此漂浮在水上的被去除的锈2′和破碎的研磨剂6′被投入至处理槽130，且穿过处理槽的锈2′和破碎的玻璃珠研磨剂6′可分别通过磁力分离器134分离，从而最终被处理。

最后，如图5中示出的，本发明的除锈装置1与辅助设备相连接，并通过收集被去除的锈2′和研磨剂6，最终可实现研磨剂的循环利用。

同时，在图5中，通过使用干燥器（无附图标记，以虚线标记），在研磨剂分离槽收集的研磨剂可以以干燥的状态被提供至研磨剂供应漏斗54。

此外，在图5中，将收集的水和研磨剂通过泵送设备提供至管线L2，由此其以混合有水和研磨剂的浆料的形式供应至研磨剂投入单元50的软管52。

接下来，下文将总结利用前述本发明的除锈装置进行的除锈操作。

首先，如图3-5中示出的，在本发明的除锈过程中，借助于负压空间T，无需应用外部压力，比重小于金属的研磨剂6投入至装置，该负压空间T通过喷射至除锈装置1的内部的高压水4形成。

接下来，高压水4和研磨剂6在混合空间MX中混合的研磨剂浆料8被喷射在钢板的表面上，由此去除锈或钢板表面上的其他杂质异物。

此时，优选地，如上文描述的，可以将高压水的压力调整在100bar到500bar的范围内，为了将除锈后的钢板平均表面粗糙度保持在1μm到1.5μm的范围内，比重小于金属的研磨剂6具有10μm到400μm的范围内粒径的玻璃珠（细球）或陶瓷珠。

同时，下文将详细描述前述本发明的除锈装置的实施例。

（实施例1）

当钢板在下表3的条件下持续通过时，基于图2中描述的过程，在作业线速度为50mpm的低碳热轧钢板（厚2.0mm×宽1200mm）上执行除锈处理。结果，残留的锈的水平小于1%，类似于通过现有的酸洗处理的热轧钢板的残留锈的水平，钢板的平均表面粗糙度是1.2μm，钢板表面的光泽度也是极佳的。

[表3]

（实施例2）

在下表4的条件下，基于图2中描述的过程，在作业线速度为50mpm的高强度热轧钢板（厚4.0mm×宽1200mm）上执行除锈处理，该热轧高强度钢板包含0.1%的碳、1.2%的硅和1.2%的锰。结果，残留的锈的水平小于2%，类似于通过现有的酸洗处理的热轧钢板的残留锈的水平，钢板的平均表面粗糙度是1.5μm，钢板表面的光泽度是极佳的，且减少了由红色锈而引起的表面缺陷。

[表4]

（实施例3）

当钢板在下表5的条件下持续通过时，基于图2中描述的过程，在作业线速度为50mpm的低碳热轧钢板（厚2.3mm×宽1000mm）上执行除锈处理。结果，残留的锈的水平小于1%，类似于通过现有的酸洗处理的热轧钢板的残留锈的水平，钢板的平均表面粗糙度是1.5μm，钢板表面的光泽度是极佳的。

[表5]

（实施例4）

当钢板在下表6的条件下持续通过时，基于图2中描述的过程，在作业线速度为50mpm的低碳热轧钢板（厚2.3mm×宽1000mm）上执行除锈处理。结果，残留的锈的水平小于1%，类似于通过现有的酸洗处理的热轧钢板的残留锈的水平，钢板的平均表面粗糙度是1.5μm，钢板表面的光泽度是极佳的。

[表6]

工业实用性

根据本发明，可实现排除现有的化学处理而借助于物理（机械）方法的除锈，且能够简化装置结构和除锈过程。此外，可适当地保持除锈之后的钢带平均表面粗糙度，且可控制平均表面粗糙度，因此最终可提供高效的除锈和环境友好型的装置。

虽然已经就示例性实施方案示出和描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说明显的是，在不偏离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可做出改型和变化。

Claims (33)

1.一种除锈装置，包括：

装置外壳，其配置于热轧钢带的移动路径中；

高压流体供应单元，其设置为向所述装置外壳供应高压流体；

研磨剂投入单元，其设置为向所述装置外壳投入研磨剂；

研磨剂浆料喷射单元，其设置在所述装置外壳中，以将在所述装置外壳的内部混合的高压流体和研磨剂的研磨剂浆料喷射在所述钢带上；以及

混合单元，该混合单元设置在所述装置外壳的内部，使高压流体和研磨剂平稳地混合，

其中，设置在所述装置外壳内的所述高压流体供应单元通过将高压流体喷射到所述装置外壳中来供应高压流体，且构造为能够通过高压流体的喷射压力将所述研磨剂平稳地投入至所述装置外壳的内部，

在所述装置外壳的内部形成有借助于所述高压流体的喷射压力能够将所述研磨剂吸入并投至所述装置外壳的负压空间，

其中所述装置外壳包括：

第一连接部，其与所述高压流体供应单元相连接；以及

第二连接部，其与所述研磨剂投入单元相连接，

其中所述高压流体供应单元包括：

高压流体供应口，其设置在所述第一连接部的内部，并供应高压流体；以及

高压流体喷嘴，其设置在所述高压流体供应口处，并形成有向所述装置外壳内部喷射高压流体的喷嘴孔，

所述高压流体喷嘴的下端的水平线的位置被调整，使得其与倾斜的所述第二连接部的出口的中心点相交。

2.根据权利要求1所述的除锈装置，其特征在于，

所述研磨剂的比重小于金属的比重。

3.根据权利要求2所述的除锈装置，其特征在于，

所述研磨剂由粒径范围在10μm到400μm的氧化硅、碳化硅、氧化铝、玻璃以及陶瓷中的一种构成。

4.根据权利要求1所述的除锈装置，其特征在于，

所述装置外壳还包括：喷射单元组件部，其组装有所述研磨剂浆料喷射单元。

5.根据权利要求1所述的除锈装置，其特征在于，

所述高压流体由高压水构成，该高压水以100bar到500bar的压力范围通过所述高压流体喷嘴喷射，且设置在所述装置外壳中的所述研磨剂浆料喷射单元和所述钢带之间的间隔在100mm到350mm的范围中。

6.根据权利要求1所述的除锈装置，其特征在于，

所述研磨剂投入单元包括研磨剂投入软管，该研磨剂投入软管与设置在所述装置外壳的所述第二连接部相连接。

7.根据权利要求1所述的除锈装置，其特征在于，

所述研磨剂浆料喷射单元包括：

喷射单元主体，其配置在设置于所述装置外壳的喷射单元组件部内；

凹陷部，其形成于所述喷射单元主体的上部；以及

研磨剂浆料喷射开口，其从所述凹陷部穿过所述喷射单元主体而形成。

8.根据权利要求7所述的除锈装置，其特征在于，

所述喷射单元主体上的所述凹陷部从所述喷射单元主体的上端至所述喷射单元主体的内侧以圆锥形状凹入地形成，且所述研磨剂浆料喷射开口形成为狭缝，该狭缝从圆锥形的凹陷部的中心整体贯通至所述喷射单元主体的下端。

9.根据权利要求8所述的除锈装置，其特征在于，

在所述喷射单元主体的下端的两侧进一步形成具有预定角度的切割部，该切割部与所述研磨剂浆料喷射开口连通。

10.根据权利要求1所述的除锈装置，其特征在于，

所述混合单元被设置为固定型混合单元，该固定型混合单元由设置在所述高压流体供应单元和所述研磨剂浆料喷射单元之间的一个以上格栅单元、以及一个以上圆锥形盘管的其中之一构成，所述圆锥形盘管在所述一个以上格栅单元包括两个以上格栅单元时设置在所述格栅单元之间，或者独立地设置于所述装置外壳。

11.根据权利要求1所述的除锈装置，其特征在于，

所述混合单元被设置为转动型混合单元，该转动型混合单元设置在设置于所述高压流体供应单元和所述装置外壳中的所述研磨剂浆料喷射单元之间的转动轴上，且包括通过高压流体的碰撞而转动的转动叶片或转动杆。

12.一种除锈装置，包括：

装置外壳，其配置于热轧钢带的移动路径中；

高压流体供应单元，其设置为向所述装置外壳供应高压流体；

研磨剂投入单元，其设置为向所述装置外壳投入研磨剂；

研磨剂浆料喷射单元，其设置在所述装置外壳中，以将在所述装置外壳的内部混合的高压流体和研磨剂的研磨剂浆料喷射在所述钢带上；以及

混合单元，该混合单元设置在所述装置外壳的内部，使高压流体和研磨剂平稳地混合，

其中，设置在所述装置外壳内的所述高压流体供应单元通过将高压流体喷射到所述装置外壳中来供应高压流体，且构造为能够通过高压流体的喷射压力将所述研磨剂平稳地投入至所述装置外壳的内部，

在所述装置外壳的内部形成有借助于所述高压流体的喷射压力能够将所述研磨剂吸入并投至所述装置外壳的负压空间，

其中所述混合单元被设置为固定型混合单元，该固定型混合单元由设置在所述高压流体供应单元和所述研磨剂浆料喷射单元之间的一个以上格栅单元、以及一个以上圆锥形盘管的其中之一构成，所述圆锥形盘管在所述一个以上格栅单元包括两个以上格栅单元时设置在所述格栅单元之间，或者独立地设置于所述装置外壳。

13.根据权利要求12所述的除锈装置，其特征在于，

所述研磨剂的比重小于金属的比重。

14.根据权利要求13所述的除锈装置，其特征在于，

所述研磨剂由粒径范围在10μm到400μm的氧化硅、碳化硅、氧化铝、玻璃以及陶瓷中的一种构成。

15.根据权利要求12所述的除锈装置，其特征在于，

所述装置外壳包括：

第一连接部，其与所述高压流体供应单元相连接；

第二连接部，其与所述研磨剂投入单元相连接；以及

喷射单元组件部，其组装有所述研磨剂浆料喷射单元。

16.根据权利要求15所述的除锈装置，其特征在于，

所述高压流体供应单元包括：

高压流体供应口，其设置在配置于所述装置外壳的所述第一连接部的内部，并供应高压流体；以及

高压流体喷嘴，其设置在所述高压流体供应口处，并形成有向所述装置外壳内部喷射高压流体的喷嘴孔。

17.根据权利要求16所述的除锈装置，其特征在于，

所述高压流体喷嘴的下端的水平线的位置被调整，使得其与倾斜的所述第二连接部的出口的中心点相交。

18.根据权利要求16所述的除锈装置，其特征在于，

所述高压流体由高压水构成，该高压水以100bar到500bar的压力范围通过所述高压流体喷嘴喷射，且设置在所述装置外壳中的所述研磨剂浆料喷射单元和所述钢带之间的间隔在100mm到350mm的范围中。

19.根据权利要求15所述的除锈装置，其特征在于，

所述研磨剂投入单元包括研磨剂投入软管，该研磨剂投入软管与设置在所述装置外壳的所述第二连接部相连接。

20.根据权利要求12所述的除锈装置，其特征在于，

所述研磨剂浆料喷射单元包括：

喷射单元主体，其配置在设置于所述装置外壳的所述喷射单元组件部内；

凹陷部，其形成于所述喷射单元主体的上部；以及

研磨剂浆料喷射开口，其从所述凹陷部穿过所述喷射单元主体而形成。

21.根据权利要求20所述的除锈装置，其特征在于，

所述喷射单元主体上的所述凹陷部从所述喷射单元主体的上端至所述喷射单元主体的内侧以圆锥形状凹入地形成，且所述研磨剂浆料喷射开口形成为狭缝，该狭缝从圆锥形的凹陷部的中心整体贯通至所述喷射单元主体的下端。

22.根据权利要求21所述的除锈装置，其特征在于，

在所述喷射单元主体的下端的两侧进一步形成具有预定角度的切割部，该切割部与所述研磨剂浆料喷射开口连通。

23.一种除锈装置，包括：

装置外壳，其配置于热轧钢带的移动路径中；

高压流体供应单元，其设置为向所述装置外壳供应高压流体；

研磨剂投入单元，其设置为向所述装置外壳投入研磨剂；

研磨剂浆料喷射单元，其设置在所述装置外壳中，以将在所述装置外壳的内部混合的高压流体和研磨剂的研磨剂浆料喷射在所述钢带上；以及

混合单元，该混合单元设置在所述装置外壳的内部，使高压流体和研磨剂平稳地混合，

其中，设置在所述装置外壳内的所述高压流体供应单元通过将高压流体喷射到所述装置外壳中来供应高压流体，且构造为能够通过高压流体的喷射压力将所述研磨剂平稳地投入至所述装置外壳的内部，

在所述装置外壳的内部形成有借助于所述高压流体的喷射压力能够将所述研磨剂吸入并投至所述装置外壳的负压空间，

其中所述混合单元被设置为转动型混合单元，该转动型混合单元设置在设置于所述高压流体供应单元和所述装置外壳中的所述研磨剂浆料喷射单元之间的转动轴上，且包括通过高压流体的碰撞而转动的转动叶片或转动杆。

24.根据权利要求23所述的除锈装置，其特征在于，

所述研磨剂的比重小于金属的比重。

25.根据权利要求24所述的除锈装置，其特征在于，

所述研磨剂由粒径范围在10μm到400μm的氧化硅、碳化硅、氧化铝、玻璃以及陶瓷中的一种构成。

26.根据权利要求23所述的除锈装置，其特征在于，

所述装置外壳包括：

第一连接部，其与所述高压流体供应单元相连接；

第二连接部，其与所述研磨剂投入单元相连接；以及

喷射单元组件部，其组装有所述研磨剂浆料喷射单元。

27.根据权利要求26所述的除锈装置，其特征在于，

所述高压流体供应单元包括：

高压流体供应口，其设置在配置于所述装置外壳的所述第一连接部的内部，并供应高压流体；以及

高压流体喷嘴，其设置在所述高压流体供应口处，并形成有向所述装置外壳内部喷射高压流体的喷嘴孔。

28.根据权利要求27所述的除锈装置，其特征在于，

所述高压流体喷嘴的下端的水平线的位置被调整，使得其与倾斜的所述第二连接部的出口的中心点相交。

29.根据权利要求27所述的除锈装置，其特征在于，

所述高压流体由高压水构成，该高压水以100bar到500bar的压力范围通过所述高压流体喷嘴喷射，且设置在所述装置外壳中的所述研磨剂浆料喷射单元和所述钢带之间的间隔在100mm到350mm的范围中。

30.根据权利要求26所述的除锈装置，其特征在于，

所述研磨剂投入单元包括研磨剂投入软管，该研磨剂投入软管与设置在所述装置外壳的所述第二连接部相连接。

31.根据权利要求23所述的除锈装置，其特征在于，

所述研磨剂浆料喷射单元包括：

喷射单元主体，其配置在设置于所述装置外壳的所述喷射单元组件部内；

凹陷部，其形成于所述喷射单元主体的上部；以及

研磨剂浆料喷射开口，其从所述凹陷部穿过所述喷射单元主体而形成。

32.根据权利要求31所述的除锈装置，其特征在于，

所述喷射单元主体上的所述凹陷部从所述喷射单元主体的上端至所述喷射单元主体的内侧以圆锥形状凹入地形成，且所述研磨剂浆料喷射开口形成为狭缝，该狭缝从圆锥形的凹陷部的中心整体贯通至所述喷射单元主体的下端。

33.根据权利要求32所述的除锈装置，其特征在于，

在所述喷射单元主体的下端的两侧进一步形成具有预定角度的切割部，该切割部与所述研磨剂浆料喷射开口连通。