CN109877092B - 喷砂清理后金属带材的表面清理系统及表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷砂清理后金属带材的表面清理系统及表面处理方法，该清理系统包括：脱膜处理装置；冲刷装置；挤干处理装置、防锈处理装置和干燥处理装置；这些装置依次通过金属带材的传送系统串联形成整体。本发明的表面处理方法包括以下步骤：先将经过高压水射流喷砂清理后的金属带材输送至脱膜处理装置进行脱膜处理；然后通过冲刷装置对脱膜处理后的金属带材表面进行冲刷处理；冲刷处理后的金属带材表面输送到挤干处理装置进行挤干处理；再依次进行防锈处理和干燥处理，完成对金属带材的表面处理。本发明具有自动化程度较高、工艺效率高、表面处理效果好且成本节省等优点。

Description

喷砂清理后金属带材的表面清理系统及表面处理方法

技术领域

本发明涉及高压水射流喷砂清理领域，具体涉及一种用于提高金属材料表面质量的处理工艺。

背景技术

现有的利用高压水射流喷砂清理后的金属带材(例如钢带或钢板等)，其表面充满了无数密集分布的由钢丸或砂打击而成的凹坑，由于采用的钢丸直径非常细小，因而利用钢丸打击的凹坑尺寸也很小。而利用高压水射流喷砂清理工艺从金属钢带(板)表面除掉的氧化皮大都以微小的颗粒物的形式存在，众所周知，随着物体颗粒变得越小，比表面积越大，颗粒之间的接触面积或者颗粒与其他表面接触面积也越加增大，致使它们之间的附着性增强；反映到宏观上，颗粒越细小，它们之间的粘性就越大，从而经喷砂清理后的钢带表面形成的凹坑中仍会附着大量已剥离的氧化皮等黑灰色物质。另外在经喷砂清理后钢带表面凹坑与凹坑之间的棱角上也会存在少量未被剥离的氧化皮。正是因为凹坑中附着的氧化皮和凹坑与凹坑之间棱角上的未被剥离的氧化皮的存在，使得经高压水射流喷砂处理后的钢带表面质量与经酸洗处理后的表面存在一定的差别，冷轧过程中钢带经过数道次轧制后其表面出现大量氧化皮等黑灰物质，加快了轧辊磨损速度，也加大了乳化液需要过滤或更换的量，这不仅影响冷轧后的钢带表面质量，而且影响后续退火、镀锌等一系列工艺过程。

针对以上技术问题，我们有采用相关工艺措施对钢砂清理后的钢材进行后处理，一般是利用钢丝刷刷洗钢材表面，再用水冲洗钢带表面，然后将钢带进行防锈处理，最后将钢带进行干燥。然而，我们目前采用的工艺措施并不能完全去除钢带表面凹坑中的氧化皮，且需要人工较多，效率较低，成本高，效果不甚理想。

发明内容

本发明目的在于克服以上背景技术存在的不足，提供一种自动化程度较高、工艺效率高、表面处理效果好且成本节省的喷砂清理后金属带材(尤其是钢带或钢板材)的表面清理系统及表面处理方法。

为此，本发明提出的技术方案为一种喷砂清理后金属带材的表面清理系统，包括：

与金属带材喷砂清理系统输出口对接、且用于剥离金属带材表面残余氧化皮的脱膜处理装置；

对脱膜处理后的金属带材进行冲刷的冲刷装置；

对冲刷后的金属带材表面液体进行挤干的挤干处理装置；

以及防锈处理装置和干燥处理装置；

所述脱膜处理装置、冲刷装置、挤干处理装置、防锈处理装置和干燥处理装置依次通过金属带材的传送系统串联形成整体。

上述的表面清理系统中，优选的，所述脱膜处理装置包括喷淋泵、与待清理金属带材呈一角度布置的喷淋部件和装有脱膜剂的脱膜槽，所述喷淋部件对准所述传送系统上的金属带材以将脱膜剂喷射至金属带材表面。该优选的方案可以将脱膜剂全部覆盖金属带材表面并不会将多余的脱膜剂带入下一道工序。

上述的表面清理系统中，优选的，所述冲刷装置包括至少一组辊刷和与待清理金属带材呈一角度布置的冲洗装置，且冲洗装置布置在辊刷的下游，所述冲洗装置与一冲刷泵相连通，所述冲洗装置与所述传送系统上的金属带材呈一定角度布置，以便将金属带材表面凹坑中残余杂质冲洗干净，同时又不将多余的脱膜剂带入下一道工序。所述辊刷下方布置有盛装脱膜剂的辊刷斗，且辊刷斗通过连接管道与所述脱膜槽连通。更优选的，所述辊刷斗中设有将辊刷斗前、后分隔开且方便溶液沉淀的溢流挡板，所述冲刷泵设置在溢流挡板分隔后的辊刷斗后段。

上述的表面清理系统中，优选的，所述挤干处理装置包括由所述传送系统依次串联的挤干处理机、冲洗处理装置和挤干处理机。更优选的，所述冲洗处理装置包括高压冲洗箱、与待清理金属带材呈一角度布置的高压水冲洗喷头以及独立配备的过滤系统。所述高压水冲洗喷头与传送系统上的金属带材呈一定角度布置，以便将金属带材表面凹坑中残余杂质彻底冲洗干净，同时又不将过多的水带入下一道工序。所述独立配备的过滤系统包括A、B两个轮换沉淀用的水箱和一套过滤装置，所述冲洗处理装置根据冲洗所用水的洁净程度，适时轮换使用A、B两个水箱来对冲洗所用水进行自然沉淀。

上述的表面清理系统中，更优选的，所述干燥处理装置为风刀或挤干处理机，所述挤干处理机包括升降装置、挤干斗和与金属带材接触的挤干辊，所述挤干辊连接在升降装置的底部，所述挤干斗设于挤干辊的下方。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种喷砂清理后金属带材的表面处理方法，包括以下步骤：

(1)将经过高压水射流喷砂清理后的金属带材输送至一脱膜处理装置，通过对金属带材喷淋脱膜剂进行脱膜处理；

(2)通过一冲刷装置对脱膜处理后的金属带材表面进行冲刷处理；所述冲刷处理是指先通过一辊刷进行刷洗，刷洗后再进行水冲刷处理；

(3)将上述冲刷处理后的金属带材表面输送到挤干处理装置进行挤干处理；

(4)对挤干处理后的金属带材再依次进行防锈处理和干燥处理，完成对金属带材的表面处理。

上述的表面处理方法，优选的：所述挤干处理依次包括以下步骤：

(3.1)采用挤干处理机对冲刷处理后的金属带材表面进行第一挤干处理；

(3.2)通过冲洗处理装置对第一挤干处理后的金属带材表面进行高压冲洗处理；

(3.3)采用挤干处理机对上述高压冲洗处理后的金属带材表面进行第二次挤干处理。

上述的表面处理方法，更优选的：所述脱膜处理装置包括喷淋部件、喷淋泵和装有脱膜剂的脱膜槽，所述喷淋部件对准所述传送系统上的金属带材的上下表面以将脱膜剂喷射至金属带材表面。所述脱膜剂优选为中性除锈剂。

上述的表面处理方法，更优选的：所述冲刷装置包括至少一组辊刷和冲洗装置，且冲洗装置布置在辊刷的下游，所述冲洗装置与一冲刷泵相连通。所述辊刷下方布置有盛装脱膜剂的辊刷斗，且辊刷斗通过连接管道与所述脱膜槽连通。

上述的表面处理方法，更优选的：所述挤干处理装置包括由所述传送系统依次串联的挤干处理机、冲洗处理装置和挤干处理机。

上述的表面处理方法，更优选的：所述冲洗处理装置包括高压水冲洗喷头、高压冲洗箱以及独立配备的过滤系统。所述独立配备的过滤系统包括A、B两个轮换沉淀用的水箱和一套过滤装置。

上述的表面处理方法，更优选的：所述干燥处理用的干燥处理装置为风刀或挤干处理机，所述挤干处理机包括升降装置、挤干斗和与金属带材接触的挤干辊，所述挤干辊连接在升降装置的底部，所述挤干斗设于挤干辊的下方。风刀吹干效果好，金属带材表面水渍去除更加干净，钢带防锈期更长；但挤干处理机的结构更加简单，操作更方便。

上述的表面处理方法，更优选的：所述脱膜槽的后段、辊刷斗的后段以及高压冲洗箱的后段均设置为溶液沉淀段。在使用同一相同溶液的工艺段后面设置沉淀段，可使溶液中的大量氧化皮沉淀后再进行回收利用。进行高压水冲洗时均使用同一洁净水循环利用，故进行高压冲洗也可设置沉淀段，并设置A、B两个轮换沉淀用的水箱和一套过滤装置，从而方便高压泵采用沉淀后的水过滤后使用。

上述本发明的技术方案中，通过先采用脱膜处理可以减少经过高压水射流喷砂清理后的金属带材表面凹坑与凹坑之间棱角上未被剥离的氧化皮附着力，使其从金属带材基体上剥离。在脱膜处理基础上采用辊刷对金属带材表面进行刷洗处理，可以将凹坑与凹坑之间棱角上即将剥离的氧化皮和凹坑中已经剥离的氧化皮从金属带材表面刷洗出来，加上水冲洗从而更好地将金属带材表面的氧化皮从金属带材表面去除，提高金属带材的表面质量。

我们优选的建议是，相邻工艺操作段分别采用不同种类的溶液处理时，则该工艺段与下一相邻工艺段之间均应设置挤干处理操作。例如作为本发明优选的方案，在进行刷洗和水冲刷处理之后可以采用配备挤干辊的挤干处理机进行第一次挤干处理，把金属带材表面残留的脱膜剂、清洗剂溶液等去除，防止污染下一道工艺操作；在第一次挤干处理后再进行高压水冲洗处理，可以彻底地将残留在金属带材表面的氧化皮冲洗干净，从而进一步提高金属带材表面质量；在高压冲洗处理后再进行第二次挤干处理，可把金属带材表面残留的水渍去除，避免污染后续的工艺段。

在挤干处理后通过再进行防锈处理和干燥处理，可以延长金属带材在冷轧前的存放时间。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的表面清理系统及表面清理方法可彻底清除金属带材(尤其是钢带或钢板材)表面的残留氧化皮，提高高压水射流喷砂清理后钢带(板)表面质量，同时工艺简单，能耗低，无污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明喷砂清理后金属带材的表面清理系统的结构示意图。

图例说明

1.钢带；2.脱膜处理装置；21.喷淋部件；22.喷淋泵；23.脱膜槽；24.接水盘；3.冲刷装置；31.辊刷；32.冲洗装置；33.冲刷泵；34.辊刷斗；35.连接管道；36.溢流挡板；4.挤干处理机；41.升降装置；42.挤干辊；43.挤干斗；5.过滤系统；51.A水箱51；52.B水箱；53.过滤装置；6.高压水冲洗喷头；7.高压冲洗箱；8.防锈处理装置；9.干燥处理装置；10.传送系统。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例：

如图1所示，一种本发明的喷砂清理后钢带的表面清理系统，包括：与钢带喷砂清理系统输出口对接、且用于剥离钢带1表面残余氧化皮的脱膜处理装置2；对脱膜处理后的钢带1进行冲刷的冲刷装置3；对冲刷后的钢带1表面液体进行挤干的挤干处理装置；以及防锈处理装置8和干燥处理装置9。

本实施例的脱膜处理装置2、冲刷装置3、挤干处理装置、防锈处理装置8和干燥处理装置9依次通过钢带1的传送系统10串联形成整体。

本实施例的表面清理系统中，脱膜处理装置2包括喷淋部件21、喷淋泵和22装有脱膜剂的脱膜槽23，喷淋部件21对准传送系统10上的钢带1并与钢带1呈一角度倾斜布置(优选30°-45°)，以将脱膜剂喷射至钢带1表面。脱膜处理装置2的上方还设有一接水盘24。接水盘24是为了将钢带1从脱膜槽23中带出的脱膜剂回收到脱膜槽23中，防止脱膜剂流失污染。

本实施例的表面清理系统中，冲刷装置3包括至少一组辊刷31和冲洗装置32，且冲洗装置32布置在辊刷31的下游，冲洗装置32与一冲刷泵33相连通。冲洗装置32的喷头与钢带1呈一角度倾斜布置(优选30°-45°)。辊刷31下方布置有盛装脱膜剂的辊刷斗34，且辊刷斗34通过连接管道35与脱膜槽23连通。辊刷斗34中设有将辊刷斗前、后分隔开且方便溶液沉淀的溢流挡板36，冲刷泵33设置在溢流挡板36分隔后的辊刷斗后段。

本实施例的表面清理系统中，挤干处理装置包括由传送系统10依次串联的第一台挤干处理机4、冲洗处理装置和第二台挤干处理机4。冲洗处理装置包括高压水冲洗喷头6、高压冲洗箱7以及独立配备的过滤系统5。高压水冲洗喷头6与钢带1呈一角度倾斜布置(优选30°-45°)，独立配备的过滤系统5包括两个分别轮换沉淀用的A水箱51、B水箱52和过滤装置53。

本实施例的表面清理系统中，干燥处理装置为一台挤干处理机4。

本实施例中的挤干处理机4包括升降装置41、挤干斗43以及与钢带1接触的挤干辊42，挤干辊42连接在升降装置41的底部，挤干斗43设于挤干辊42的下方。

一种利用本实施例的表面清理系统对喷砂清理后钢带进行表面处理的方法，包括以下步骤：

(1)将经过高压水射流喷砂清理后的钢带1输送至表面清理系统的脱膜处理装置2中，从盛有清洗剂(例如中性除锈剂)溶液的脱膜槽23上拉过，再利用喷淋泵22抽取脱膜槽23中的清洗剂溶液经喷淋部件21上、下喷淋到钢带的上下两个表面，并在钢带宽度方向上全覆盖；我们选择的清洗剂不仅可以对钢带1表面凹坑与凹坑之间棱角上的未被剥离的氧化皮进一步剥离，而且又不会类似酸洗一般污染环境；

(2)通过表面清理系统的传送系统10将经过步骤(1)处理后的钢带1继续拉过安装有辊刷31的辊刷斗上方，利用辊刷31将钢带1上、下表面进行刷洗，刷洗后用冲刷泵33抽取辊刷斗34中的清洗剂溶液再对钢带1上、下表面的氧化皮粉末进行冲洗；辊刷31可将钢带1表面经脱膜后即将剥离的氧化皮或已经剥离的氧化皮粉末从凹坑中刷洗至钢带1表面；为防止脱膜槽23与辊刷斗34中清洗剂溶液之间相互污染，二者均使用同一清洗剂溶液，且脱膜槽23与辊刷斗34之间通过连接管道35连通；

(3)通过传送系统10将步骤(2)处理后的钢带1继续拉向挤干处理装置以对冲刷后的钢带1表面液体进行挤干，钢带1将拉过安装有挤干辊42的挤干斗43的上方，用挤干辊42挤干钢带1表面残留的清洗剂溶液；完成第一次挤干处理；钢带1经过挤干辊42将表面残留的清洗剂溶液挤干后，既可以防止清洗剂溶液流失，又可降低清洗剂溶液对下一步处理的污染；

(4)通过传送系统10继续将步骤(3)处理后的钢带1拉入高压冲洗箱7，用带有独立过滤系统5的高压水冲洗喷头6对钢带1表面进行彻底的高压冲洗；经带有独立过滤系统的高压水冲洗后，可彻底将钢带1表面的氧化铁粉去除，同时可将残留在钢带1表面的清洗剂溶液冲洗干净；

(5)通过传送系统10继续将步骤(4)处理后的钢带1拉向挤干处理装置，钢带1将通过安装有挤干辊42的挤干斗43的上方，再次用挤干辊42挤干钢带1表面残留的水渍；

(6)通过传送系统10继续将步骤(5)处理后的钢带1拉过防锈处理装置8的防锈剂槽，使钢带1能在防锈剂溶液中完全浸泡，覆盖钢带1所有表面；

(7)通过传送系统10继续将步骤(6)处理后的钢带1继续拉向干燥处理装置9，钢带1将通过安装有挤干辊42的挤干斗43的上方，用挤干辊42挤干钢带1表面残留的防锈剂溶液；高压冲洗后的钢带1经防锈剂溶液浸泡后并挤干，实现对钢带1表面进行防锈，可大大延长钢带1在冷轧之前的时间。

上述脱膜槽23的后段、辊刷斗34的后段以及高压冲洗箱7的后段均设置为溶液沉淀段。在使用同一相同溶液的工艺段后面设置沉淀段，可使溶液中的大量氧化皮沉淀后再进行回收利用，同时对经过自然沉淀的溶液进行净化后再次循环利用。

应当补充说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，依然可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种喷砂清理后金属带材的表面清理系统，其特征在于，包括：

与金属带材喷砂清理系统输出口对接、且用于剥离金属带材表面残余氧化皮的脱膜处理装置；

对脱膜处理后的金属带材进行冲刷的冲刷装置；

对冲刷后的金属带材表面液体进行挤干的挤干处理装置；以及

防锈处理装置和干燥处理装置；

所述脱膜处理装置、冲刷装置、挤干处理装置、防锈处理装置和干燥处理装置依次通过金属带材的传送系统串联形成整体；所述脱膜处理装置包括喷淋泵、与待清理金属带材呈一角度布置的喷淋部件和装有脱膜剂的脱膜槽，所述喷淋部件对准所述传送系统上的金属带材以将脱膜剂喷射至金属带材表面；所述冲刷装置包括至少一组辊刷和与待清理金属带材呈一角度布置的冲洗装置，且冲洗装置布置在辊刷的下游，所述冲洗装置与一冲刷泵相连通；所述辊刷下方布置有盛装脱膜剂的辊刷斗，且辊刷斗通过连接管道与所述脱膜槽连通；所述挤干处理装置包括由所述传送系统依次串联的挤干处理机、冲洗处理装置和挤干处理机；所述冲洗处理装置包括高压冲洗箱、与待清理金属带材呈一角度布置的高压水冲洗喷头、以及独立配备的过滤系统；所述独立配备的过滤系统包括两个分别轮换沉淀用的水箱和一套过滤装置；所述干燥处理装置为风刀或挤干处理机，所述挤干处理机包括升降装置、挤干斗和与金属带材接触的挤干辊，所述挤干辊连接在升降装置的底部，所述挤干斗设于挤干辊的下方。

2.根据权利要求1所述的表面清理系统，其特征在于，所述辊刷斗中设有将辊刷斗前、后分隔开且方便溶液沉淀的溢流挡板，所述冲刷泵设置在溢流挡板分隔后的辊刷斗后段。

3.一种喷砂清理后金属带材的表面处理方法，其特征在于，适用于权利要求1或2中所述的一种喷砂清理后金属带材的表面清理系统，包括以下步骤：

（1）将经过高压水射流喷砂清理后的金属带材输送至一脱膜处理装置，通过对金属带材喷淋脱膜剂进行脱膜处理；

（2）通过一冲刷装置对脱膜处理后的金属带材表面进行冲刷处理；所述冲刷处理是指先通过一辊刷进行刷洗，刷洗后再进行水冲刷处理；

（3）将上述冲刷处理后的金属带材表面输送到挤干处理装置进行挤干处理；

（4）对挤干处理后的金属带材再依次进行防锈处理和干燥处理，完成对金属带材的表面处理。

4.根据权利要求3所述的表面处理方法，其特征在于：所述挤干处理依次包括以下步骤：

（3.1）采用挤干处理机对冲刷处理后的金属带材表面进行第一次挤干处理；

（3.2）通过冲洗处理装置对第一次挤干处理后的金属带材表面进行高压冲洗处理；

（3.3）采用挤干处理机对上述高压冲洗处理后的金属带材表面进行第二次挤干处理。

5.根据权利要求4所述的表面处理方法，其特征在于：

所述脱膜处理装置包括喷淋部件、喷淋泵和装有脱膜剂的脱膜槽，所述喷淋部件对准所述传送系统上的金属带材的上下表面以将脱膜剂喷射至金属带材表面；所述脱膜剂为中性除锈剂；

所述冲刷装置包括至少一组辊刷和冲洗装置，且冲洗装置布置在辊刷的下游，所述冲洗装置与一冲刷泵相连通；所述辊刷下方布置有盛装脱膜剂的辊刷斗，且辊刷斗通过连接管道与所述脱膜槽连通；

所述挤干处理装置包括由所述传送系统依次串联的挤干处理机、冲洗处理装置和挤干处理机；

所述冲洗处理装置包括高压水冲洗喷头、高压冲洗箱以及独立配备的过滤系统；

所述干燥处理用的干燥处理装置为风刀或挤干处理机，所述挤干处理机包括升降装置、挤干斗和与金属带材接触的挤干辊，所述挤干辊连接在升降装置的底部，所述挤干斗设于挤干辊的下方。

6.根据权利要求5所述的表面处理方法，其特征在于：所述脱膜槽的后段、辊刷斗的后段以及高压冲洗箱的后段均设置为溶液沉淀段。