CN111376175B - 一种湿抛丸的砂液循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种湿抛丸的砂液循环系统，其包括：将砂和液体混合在一起或者分开地抛向带钢的抛丸器单元；设置在抛丸器单元下方的砂液收集箱；将砂液收集箱底部沉积的砂输送到抛丸器单元的输送机单元；和将来自于砂液收集箱的含有氧化铁粉及一部分砂的含砂废液进行过滤分离的过滤器单元，经过过滤器单元过滤得到的滤后液体通过管道输送到抛丸器单元。通过本发明的砂液循环系统，不再使用高压液体作为输送砂的载体，而是可以直接将砂输送到抛丸器单元甚至是其喷射口，提高了除鳞效果。

Description

一种湿抛丸的砂液循环系统

技术领域

本发明属于带钢的除鳞领域，涉及一种湿式抛丸的砂液循环系统。

背景技术

在带钢在生产过程中，特别是在热轧阶段，在带钢的表面产生一层氧化铁皮，在带钢的后续生产、使用过程中，必须将氧化铁皮去除，即除掉带钢的鳞皮。

目前，能够大批量规模化的去除带钢鳞皮的技术，主要有两种方法，一种是采取强酸清洗带钢的方法，这种方法尽管去除带钢氧化铁皮速度快，但是因无法避免大量废酸液的产生，导致环境被污染；另外一种方法是采用砂和液体抛射的技术，即将砂和液体混合成浆料或者独立地通过抛丸器将它们抛射击打在带钢表面，通过砂的击打摩擦作用去除氧化铁皮，液体的作用在于输送砂、润滑、防止扬尘。

相对于酸洗去除氧化铁皮的方式，后者属于一种绿色环保的除鳞方法，因而越来越受生产厂家的欢迎。在这种方法中，砂通过高压液体的混合搅拌，由高压液体作为载体来输送砂，将砂输送到抛丸机的喷射口，一般由于空间的原因，高压液体输送砂的距离较远，就会造成液体中砂的含量较少，影响除鳞效果。

发明内容

为了克服上述方法的缺陷，本发明提供一种砂和液体的循环系统，更高效的输送砂。

基于本发明的一种湿抛丸的砂液循环系统包括：将砂和液体混合在一起或者分开地抛向带钢的抛丸器单元；设置在抛丸器单元下方的砂液收集箱；将砂液收集箱底部沉积的砂输送到抛丸器单元的输送机单元；和将来自于砂液收集箱的含有氧化铁粉及一部分砂的含砂废液进行过滤分离的过滤器单元，经过过滤器单元过滤得到的滤后液体通过管道输送到抛丸器单元。

在如上所述的砂液循环系统中，优选所述过滤器单元包括：对所述废液进行螺旋分离的初级过滤器；和将通过初级过滤器的螺旋分离得到的废液再次进行过滤的平床过滤器，平床过滤器过滤后的滤后液体通过管道输送到所述抛丸器单元。

在如上所述的砂液循环系统中，优选在所述砂液收集箱与所述过滤器单元之间设置有沉淀箱，所述沉淀箱上部的沉淀箱入口与所述砂液收集箱上部的含砂废液出口相连通，在所述沉淀箱的底部设置沉淀箱出口，所述含砂废液通过液体泵从所述沉淀箱出口输出到所述过滤器单元。

在如上所述的砂液循环系统中，优选所述初级过滤器的侧面设置有初级过滤器入口，通过液体泵输送来的含砂废液从该初级过滤器入口进入初级过滤器的内部，含砂废液在所述初级过滤器内部旋转，一部分含砂废液从初级过滤器的内部芯轴输送到所述平床过滤器，一部分含砂废液在重力作用下旋转在过滤器的底部，在液体的推动下输送到所述砂液收集箱内。

在如上所述的砂液循环系统中，优选平床过滤器包括过滤箱以及液体平布置于过滤箱内的过滤床，进入平床过滤器的含砂废液中的砂被过滤床过滤出来，通过过滤床的滤后液体进入过滤箱的下部，通过管道和液体泵输送到所述抛丸器单元。

在如上所述的砂液循环系统中，优选所述砂液收集箱的纵截面为三角形，砂液收集箱的底面从一端到另一端向下倾斜设置，在所述一端设置有含砂废液输出口，在重力作用下下沉的砂沉积在所述另一端。

在如上所述的砂液循环系统中，优选所述输送机单元包括：机械式输砂装置和砂收集箱，一端设置于所述砂液收集箱内的机械式输砂装置将沉积在砂液收集箱底部的砂输送到位于所述抛丸器单元上方的砂收集箱内，所述砂收集箱内的砂在重力作用下进入所述抛丸器单元内。

在如上所述的砂液循环系统中，优选在所述机械式输砂装置与所述砂收集箱之间设置有烘干装置，把所述机械式输砂装置上输送的砂加以烘干。

在如上所述的砂液循环系统中，优选在所述烘干装置与所述砂收集箱之间设置有砂筛分装置，将适用于循环利用的大颗粒砂输送到砂收集箱，将不再适用于循环利用的小颗粒砂和氧化铁皮粉末输送到细砂收集装置。

在如上所述的砂液循环系统中，优选在所述砂收集箱与所述砂筛分装置之间进一步设置有砂汇集箱，将通过砂补充口输送来的砂与来自于所述砂筛分装置的砂进行汇集后输送到所述砂收集箱。

在如上所述的砂液循环系统中，优选所述抛丸器单元设置有砂液混合器，来自于所述输送机单元的砂和来自于过滤器单元的滤后液体在此加以混合，形成砂液混合物。

在如上所述的砂液循环系统中，优选所述抛丸器单元还包括向带钢表面喷射砂和液体的叶轮，所述叶轮内设置有液固分离机构，来自于所述砂液混合器的砂液混合物在流通经过液固分离机构后分离为砂和液体后通过各自的喷出口喷向带钢表面。

在如上所述的砂液循环系统中，优选在所述砂收集箱内设置有砂疏松器。

技术效果

由于本发明采用将湿抛丸后的砂和液体分开输送到抛丸器再次循环利用的方式，尤其是砂单独输送到抛丸机的喷射口，因此提高了砂的利用效率，避免了液体砂一起输送过程中，因砂容易沉积而导致输送难度增加，也使得容易控制砂的使用量。

由于砂单独输送而且设置有烘干装置，所以防止了砂粘结在一起的可能，使得砂从砂收集箱下落到抛丸器单元时堵塞输送通道的可能性进一步降低。

由于砂单独输送而且设置有砂筛分装置，确保了循环利用的砂尺寸，进而确保了湿抛丸的除鳞效果。

由于砂单独输送而且设置有砂汇集箱，确保了循环利用的砂尺寸和砂用量，进而使得砂和液体的比例能够根据需要完全得到保证，最终确保了湿抛丸的除鳞效果。

通过本发明的砂液循环系统，不再使用高压液体作为输送砂的载体，而是可以直接将砂输送到抛丸器单元甚至是其喷射口，提高了除鳞效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明的砂和液体的循环利用原理结构示意图；

图2为本发明的抛丸器单元的砂和液体分别喷出的除鳞结构示意图。

图3为初级过滤器的结构示意图。

图4为本发明的砂和液体的循环利用原理结构示意图(带有砂疏松器)；

附图标记：

01-水泵， 02-平床过滤器， 03-初级过滤器， 04-粗砂回流管，

05-泵， 06-沉淀箱， 07-溢流管， 08-砂液收集箱，

09-机械式输砂装置， 10-砂烘干装置， 11-砂筛分装置，

12-细砂收集装置， 13-砂汇集箱， 14-砂收集箱，

15-抛丸器单元， 16-钢板， 17-净液体输送管道，

18-含氧化铁皮及细砂液体输送管道， 19-砂疏松器

101-含砂及氧化铁皮液体入口， 102-含氧化铁皮及细沙液体出口，

103-含粗砂液体出口， 104-隔板。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明提供一种砂和液体的循环系统，目的在于更高效的输送砂。

基于本发明的砂和液体的循环系统工作原理大体如下：抛向带钢的砂和液体会收集在抛丸器单元底部的砂液收集箱，砂箱底部沉积的砂通过机械式输送机单元，输送到抛丸器单元；

含有氧化铁粉及一部分砂的废液进入到过滤器单元内，经过过滤器单元的过滤作用，颗粒较大的砂重新回到抛丸器单元下部的砂液收集箱内，经过过滤的液体再被输送到抛丸器单元。

作为本发明的一个优选实施方式，优选通过机械式输送机单元将砂从砂液收集箱输送到位于抛丸器单元上方的砂收集箱，然后从砂收集箱按照与输送到抛丸器单元的滤后液体成一定比例的方式使砂在疏松器的作用下沿着管道落入到抛丸器单元内，在发动机的作用下，抛丸器单元将砂和液体喷向带钢表面。

作为将砂和液体向着带钢喷出的方式之一，可以是砂和液体在抛丸器单元的砂液混合容器内按照一定比例混合好后，一同输送到抛丸器单元的叶轮中，利用叶轮上设置有的砂液混合物抛出口，在电机的带动作用下通过喷向带钢表面，以将带钢表面的氧化铁皮去除，从而高效地完成除鳞。

作为将砂和液体向着带钢喷出的方式之二，还可以如图2所示，砂和液体按照一定的比例关系各自通过单独的管道系统输送到抛丸器单元的叶轮中所设置的砂喷口和液体喷口，在电机的带动作用下从各自的喷口喷向带钢表面，以将带钢表面的氧化铁皮去除，从而高效地完成除鳞。

作为将砂和液体向着带钢喷出的方式之三，可以是砂和液体在抛丸器单元的砂液混合容器内按照一定比例混合后，将混合后的砂液混合物一同输送到抛丸器单元的叶轮中，在叶轮中设置有液固分离结构，利用液固分离结构，将砂液混合物分离为单独的砂和液体，再将分离后的砂和液体分别输送到叶轮上设置有的砂喷口和液体喷口，在电机的带动作用下通过各自的喷口喷向带钢表面，以将带钢表面的氧化铁皮去除，从而高效地完成除鳞。

下面结合附图1来详细介绍一下本发明的砂和液体的循环系统的最优选机械结构。

首先，带钢穿过抛丸器单元15上设置有的带钢入口和带钢出口，抛丸器单元内的叶轮与上述砂液混合容器通过管道加以连接，叶轮在电机的带动下向将进入到叶轮内部的砂和液体混合在一起通过同一个喷出口或者将二者通过液固分离机构分开后通过不同的喷出口，向着穿过抛丸器单元的带钢16表面喷射，起到除鳞脱锈的作用，然后砂在液体流以及重力和/或刷辊的作用下，落入到抛丸器单元下方设置有的砂液收集箱08内。

作为砂液收集箱08，为了避免砂液体对带钢表面除鳞时导致被剥离的氧化铁皮粉末到处乱飞，污染工厂环境，因此，优选砂液收集箱以及抛丸器单元之间密闭连接，抛丸器单元也是除了必要的带钢出入口以及辅助设备的安装口外，要密闭，以保证工人的作业环境清洁，无飞扬的氧化铁皮粉末。

为了充分利用砂的重力作用，使得砂液收集箱内的砂自动进入到机械式输送单元上，优选将砂液收集箱设置成图1所示的形状，即截面近似三角形，由此使得砂液体尽量依靠重力分离开来。

砂和液体从带钢表面落下到砂液收集箱08内后，由于砂的重量较大，而砂液收集箱的底面又是从左到右向下倾斜设置，因此砂在重力作用下会向着砂液收集箱的右下部滑落。

在砂液收集箱的倾斜底面的左上部，设置有含砂废液出口，待砂液收集箱内的废液累积到一定高度，到达含砂废液出口高度时，氧化铁皮粉末以及部分砂就会随着废液从该出口流出，通过连接在沉淀箱和废液输出口之间的溢流管07进入到沉淀箱06内，一部分氧化铁皮和大部分砂在沉淀箱内沉淀到箱底。

尽管在上述论述中，将砂液收集箱设置成了近似三角形的图1所示形状，但是也可以采用图4所示的近似于方形的形状，还可以是满足收集砂液的其他形状。

位于沉淀箱06内的废液，在设置于沉淀箱06和初级过滤器03之间的泵05的作用下，从设置于沉淀箱06底部的出口被输送到初级过滤器03内，含有氧化铁粉及一部分砂的废液进入到初级过滤器03内，经过初级过滤器03过滤，颗粒较大的砂重新回到单元下部的收集砂箱内，含有氧化铁粉的液体被输送到平床过滤器02，经平床过滤器02过滤得到的滤后液体再被输送到抛丸机单元15进行抛射。

上述初级过滤器的工作原理是：初级过滤器是一空心的圆柱形状，泵05将沉淀箱06内的砂液混合物抽出，砂液混合物在泵的作用下从初级过滤器的侧面沿着初级过滤器的内壁切线方向通过含砂及氧化铁皮液体入口101进入到初级过滤器03的内部，砂液混合物在初级过滤器内部进行旋流，大部分密度较小的氧化铁皮粉和较细的砂在离心力的作用下，在初级过滤器的中部旋转，通过内部套筒即内部芯轴上设置有的通孔向上走，从初级过滤器上部设置的含氧化铁皮及细沙液体出口102通过含氧化铁皮及细砂液体输送管道18被输送到平床过滤器02，密度较大的砂粒旋转到外侧，即沿着初级过滤器的内壁进行旋流，通过控制泵的合理进液压力，较大颗粒的砂粒又在重力的作用下，会下沉到初级过滤器的底部，在初级过滤器的底部通过含粗砂液体出口103排出，并在液体的推动下经过粗砂回流管04回到砂液收集箱08的底部。

此外，优选在初级过滤器的底部设置半个隔板104，隔板104的作用是尽量的避免隔板下较大颗粒的砂粒再翻滚上来，这样隔板下较大颗粒的砂会在泵压作用下，又返回到除鳞单元下面的砂液收集箱内。

初级过滤器中液体螺旋旋转的动力就是将含砂废液输入到初级过滤器的泵，初步过滤器本身是一个圆筒状，液体从圆筒的切向进入到圆筒内部，在圆筒内旋转，一部分液体和质量较轻的砂从内部芯轴向上走，一部分液体和质量较大的砂向初级过滤器的下部旋转沉积，初步过滤器的上下出口都有液体输出。

作为上述平床过滤器02的一种结构，包括过滤箱以及液体平布置于过滤箱内的过滤床，进入平床过滤器的含砂废液中的砂(即来自于初级过滤器的质量较轻的细砂)被过滤床过滤出来，通过过滤床的滤后液体则进入过滤箱的下部，通过净液体输送管道17和设置于其上的液体泵01输送到抛丸器单元15，过滤床上过滤出来的细砂和一部分氧化铁皮粉末每隔一定的时间被从过滤床上加以清除。尽管平床过滤器的结构进行了如上示例，但并不限于此一种结构，只要能满足分离出细砂和/或氧化铁皮粉末的任何现有技术结构，都可以用于此技术。

作为将砂液收集箱08底部的砂输送到抛丸器单元15循环利用的输送机单元，可以是本领域技术人员可以利用的各种现有技术的输送设备，比如常见的机械式输砂装置09，机械式输砂装置09的一端设置于砂液收集箱08内，优选其设置于砂液收集箱08右下角的底部，从另一端把砂输送给抛丸器单元15。

优选在机械式输砂装置09与抛丸器单元15之间设置有砂收集箱14，进一步优选砂收集箱14位于抛丸器单元15的上方，一端设置于砂液收集箱08底部的机械式输砂装置09将因重力沉积在砂液收集箱08底部的砂输送到砂收集箱14内后，砂收集箱14内的砂在重力作用下进入抛丸器单元15内。

为了砂的输送与分拣，优选在机械式输砂装置09与砂收集箱14之间设置有砂烘干装置10，利用砂烘干装置10把在机械式输砂装置09上正在输送的砂加以烘干。作为砂烘干装置的具体实施方式，可以是现有技术中的各种可行的烘干方式，比如向机械式输砂装置上正在输送的砂吹送热风的方式，也可以是在某一段输砂装置上设置加热器的方式。

由于砂在被抛向带钢与带钢撞击的过程中，部分砂会有破碎现象，因此沉积在砂液收集箱08内的部分砂已经变得细小，不再适合继续用来抛丸除鳞，因此优选在烘干装置10与砂收集箱14之间设置有砂筛分装置11，对输砂装置上的砂进行筛分，将筛分后的适用于循环利用的大颗粒砂继续通过输砂装置输送到砂收集箱14，将筛分出的不再适用于循环利用的小颗粒砂和氧化铁皮粉末输送到细砂收集装置12，另行处理。

考虑到砂在循环利用过程中，不可避免地因为与带钢的碰撞而破碎，破碎的砂因为质量轻、尺寸小而被平床过滤器或者砂筛分装置选出收集于细砂收集装置内，导致能够循环利用的砂会越来越少，如果对砂不予补充，循环利用的砂会越来越少而无法满足砂液体之间的规定比例。

为了解决砂的上述损耗，优选在砂收集箱与砂筛分装置之间进一步设置有砂汇集箱13，砂汇集箱13上设置有至少一个砂补充口，通过该砂补充口将符合抛丸要求的砂输送入砂汇集箱，在其中与来自于砂筛分装置11的砂进行汇集后再一起输送到砂收集箱14，以确保砂的用量。

另外，为了防止砂结块，便于砂下落和控制砂的量，可以如图4所示那样在砂收集箱14内增加砂疏松器19，作为该砂疏松器，可以为类似螺旋状的机械疏松器，也可以是采用高压气体或高压液体的喷嘴疏松。

我们知道，在现有技术中，由高压液体作为载体来远距离输送砂到抛丸机的喷射口，而液体中砂在输送过程中因沉淀而逐渐变少，由此导致不容易控制喷射口的喷砂量，进而导致除鳞效果受到不良影响。但是通过本发明采用砂和液体分开输送来循环利用的方式，能够容易控制除鳞用砂和液体的使用比例，确保了除鳞效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种湿抛丸的砂液循环系统，其特征在于，该系统包括：

将砂和液体混合在一起或者分开地抛向带钢的抛丸器单元；

设置在抛丸器单元下方的砂液收集箱；

将砂液收集箱底部沉积的砂输送到抛丸器单元的输送机单元；和

将来自于砂液收集箱的含有氧化铁粉及一部分砂的含砂废液进行过滤分离的过滤器单元，

经过过滤器单元过滤得到的滤后液体通过管道输送到抛丸器单元；

其中，所述抛丸器单元设置有砂液混合器，来自于所述输送机单元的砂和来自于过滤器单元的滤后液体在此加以混合，形成砂液混合物；所述抛丸器单元还包括向带钢表面喷射砂和液体的叶轮，所述叶轮内设置有液固分离机构，来自于所述砂液混合器的砂液混合物在流通经过液固分离机构后分离为砂和液体后通过各自的喷出口喷向带钢表面。

2.如权利要求1所述的砂液循环系统中，其特征在于，

所述过滤器单元包括：

对所述废液进行螺旋分离的初级过滤器；和

将通过初级过滤器的螺旋分离得到的废液再次进行过滤的平床过滤器，平床过滤器过滤后的滤后液体通过管道输送到所述抛丸器单元。

3.如权利要求1所述的砂液循环系统中，其特征在于，

在所述砂液收集箱与所述过滤器单元之间设置有沉淀箱，所述沉淀箱上部的沉淀箱入口与所述砂液收集箱上部的含砂废液出口相连通，在所述沉淀箱的底部设置沉淀箱出口，所述含砂废液通过水泵从所述沉淀箱出口输出到所述过滤器单元。

4.如权利要求2所述的砂液循环系统中，其特征在于，

所述初级过滤器的侧面设置有初级过滤器入口，通过水泵输送来的含砂废液从该初级过滤器入口进入初级过滤器的内部，含砂废液在所述初级过滤器内部旋转，一部分含砂废液从初级过滤器的内部芯轴输送到所述平床过滤器，一部分含砂废液在重力作用下旋转在过滤器的底部，在液体的推动下输送到所述砂液收集箱内。

5.如权利要求2所述的砂液循环系统中，其特征在于，

平床过滤器包括过滤箱以及液体平布置于过滤箱内的过滤床，进入平床过滤器的含砂废液中的砂被过滤床过滤出来，通过过滤床的滤后液体进入过滤箱的下部，通过管道和液体泵输送到所述抛丸器单元。

6.如权利要求1所述的砂液循环系统中，其特征在于，

所述砂液收集箱的纵截面为三角形，砂液收集箱的底面从一端到另一端向下倾斜设置，在所述一端设置有含砂废液输出口，在重力作用下下沉的砂沉积在所述另一端。

7.如权利要求1所述的砂液循环系统中，其特征在于，

所述输送机单元包括：机械式输砂装置和砂收集箱，

一端设置于所述砂液收集箱内的机械式输砂装置将沉积在砂液收集箱底部的砂输送到位于所述抛丸器单元上方的砂收集箱内，所述砂收集箱内的砂在重力作用下进入所述抛丸器单元内。

8.如权利要求7所述的砂液循环系统中，其特征在于，

在所述机械式输砂装置与所述砂收集箱之间设置有烘干装置，把所述机械式输砂装置上输送的砂加以烘干。

9.如权利要求8所述的砂液循环系统中，其特征在于，

在所述烘干装置与所述砂收集箱之间设置有砂筛分装置，将适用于循环利用的大颗粒砂输送到砂收集箱，将不再适用于循环利用的小颗粒砂和氧化铁皮粉末输送到细砂收集装置。

10.如权利要求9所述的砂液循环系统中，其特征在于，

在所述砂收集箱与所述砂筛分装置之间进一步设置有砂汇集箱，将通过砂补充口输送来的砂与来自于所述砂筛分装置的砂进行汇集后输送到所述砂收集箱。

11.如权利要求7所述的砂液循环系统中，其特征在于，

在所述砂收集箱内设置有砂疏松器。

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