CN111715710B - 一种热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法 - Google Patents

Abstract

一种热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其方法采用至少用一个有表面纹理突起结构的清理辊通过加压对热轧钢板进行滚压，清理辊在压力下表面纹理突起嵌入热轧钢板表面并造成热轧钢板上氧化皮层的破裂、脱落及松弛，然后通过刷辊高速的旋转将热轧钢板上经过压力破碎的氧化皮层刷落，热轧钢板的输送可以通过传输方法或由清理辊的旋转带动。经本发明清理及毛化方法，热轧钢板表面可以同时达到剥离氧化皮层和毛化的效果。

Description

一种热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法

技术领域

本发明属于热轧钢板表面处理技术领域，具体涉及一种热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法。

背景技术

热轧钢板的生产过程经常会在热轧钢板表面形成一层氧化层(俗称氧化皮)，由于氧化层具有脆性并且具有裂纹，直接进行涂覆涂料后会由于裂缝中的空气及水分造成涂层失效，因此这一氧化层在进行涂覆或很多其他后期工艺前必须清除掉。

热轧钢板的氧化皮清理是行业内多年来一个难题。目前的方法主要为两类：机械法或化学法。

机械法是通过打磨或砂粒冲击去除氧化皮层，而化学酸洗则是化学法的主要手段。

机械法中，由于氧化皮层比较坚硬，清除的手段均比较耗能。抛丸及喷砂可以有效地清除氧化皮层且同时毛化热轧钢板表面，但设备投资高，后续耗材砂料的使用，回收及环境成本也均比较高。有的方法通过小半径弯曲热轧钢板造成脆性氧化皮层的皲裂和脱落，然后通过机械力，如铁砂的冲击力或高速水流的冲击力将氧化皮清除，但过量的弯曲会影响热轧钢板的强度，另外仍然要通过打砂或喷砂方法进行表面毛化。

另外也有方法通过使用刮板将氧化皮刮离的办法。通过打磨去除氧化皮层则时非常耗时耗工的过程，钢丝刷则由于氧化皮层的硬度非常高而效率极差。总的来说热轧钢板上这些清除氧化皮层的办法耗能，清除效率不高，有时则无法将氧化皮完全清除。

化学法的酸洗会产生大量废水，造成环境污染，因此尽管清洗效果不错，这个方法越来越不受欢迎。因此许多行业和应用均希望有一个更去除氧化皮的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，实现热轧钢板表面氧化皮层的清理高效率，低能耗，且没有环境污染。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其包括如下步骤：

a)使用至少一个具有表面纹理突起的清理辊在压力下对热轧钢板表面进行滚压，使热轧钢板表面产生局部变形而碎裂及松弛的热轧钢板表面氧化皮层；清理辊表面纹理突起设计为条状、点状、格纹状或网状，对热轧钢板进行滚压时，表面纹理突起在热轧钢板表面通过蠕变所产生的形变区与周边形变区互相连接或重叠交叉，使经清理辊滚压后的热轧钢板表面的氧化皮层均发生碎裂和松弛；同时，对热轧钢板表面进行毛化；

b)清除上述热轧钢板表面碎裂及松弛的氧化皮层。

优选的，沿热轧钢板运行方向布置至少两个具有在热轧钢板上可滚压的清理辊。

优选的，所述清理辊于热轧钢板上下表面对称布置或沿热轧钢板运行方向前后错开布置。

优选的，所述清理辊的表面纹理突起排列为有序方式排列的表面纹理突起，或者为无序方式排列的表面纹理突起，或者为直线条纹突起，其中直线条纹与辊旋转中心线相互平行，或者为围绕清理辊旋转中心线的螺旋条纹突起，或者为以清理辊旋转中心线为中心的同心条纹突起。

优选的，沿热轧钢板运行方向布置至少两个具有在热轧钢板上可滚压出直纹变形的清理辊，所述二个清理辊滚压时产生的直纹形变互相不平行。

优选的，所述清理辊中至少包括一个平整辊，该平整辊通过二次形变将所述蠕变造成的局部形变压平，在破坏热轧钢板附着的氧化皮层同时，按需要提供表面相对光洁的热轧钢板表面。

优选的，所述清理辊表面的表面纹理突起尺寸被控制在清理氧化皮层后的热轧钢板厚度没有变化的范围内。

优选的，沿热轧钢板运行方向布置至少两个表面纹理突起结构不同的清理辊。

优选的，所述沿热轧钢板上下成对布置的清理辊的表面纹理突起结构不同。

进一步，步骤b)采用至少一个旋转的刷辊清除碎裂及松弛热轧钢板的氧化皮层。

优选的，步骤b)采用至少一个固定刷辊清除碎裂及松弛的氧化皮层。

又，步骤b)中，还设一个将清除的氧化皮屑收集处理的除尘系统。

更进一步，如权利要求1所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，步骤a)清理辊在滚压过程中设至少一转向辊，所述清理辊相对设置于该转向辊一侧，即热轧钢板的弯曲处。

优选的，所述转向辊为清理辊，并设置一个与该转向辊相对的支撑辊。

在本发明方法中，清理辊通过加压对热轧钢板进行滚压，热轧钢板的输送可以通过其他传输方法或由清理辊的旋转带动。清理辊在压力下将表面纹理转移到热轧钢板表面上并同时造成热轧钢板上氧化皮层的碎裂，松弛和脱落。

清理辊滚压时被滚压的热轧钢板可以坐落在一个平面上，也可以将热轧钢板坐落在另一个辊筒上进行对辊。这个结构可以实现热轧钢板双面花纹滚压处理的目的。在对辊的情况下反面的辊筒也可以是一个清理辊，达到双面滚压的结果。但双面处理时也可以不采用对辊模式，这时热轧钢板两个面可以在热轧钢板输送过程中不同的位置上进行清理辊滚压处理。在滚压中，当需要时，可以使用多个清理辊，这样加工速度可以加快，且保证热轧钢板表面绝大多数位置可以被滚压并造成氧化皮层破坏。在使用多个清理辊时，各个清理辊的纹理突起可以相同或不同，其目的是确保热轧钢板表面氧化皮层破坏的最大化，并加速氧化皮的清除并增加板材表面对后续涂层的附着力。本发明的清除热轧钢板表层氧化皮层并同时毛化热轧钢板表面的方法具有快速，设备成本低，没有耗材，环保，及适合卷材或平板热轧钢板表面处理的优点。

本发明清理辊上的表面纹理突起可以按需要进行选择。表面纹理可以是各种颗粒状，或具有尖角锥形结构，或具有条状或格纹状结构，或为无序的表面纹理突起。密集的表面纹理突起可以使绝大部分的热轧钢板表面经受滚压。在使用多级清理辊时，可以对热轧钢板表面进行反复滚压，以最大程度破坏热轧钢板表面的氧化层结构。最终的目标是使表面由滚压蠕变造成的形变区各自与周边的形变区连接，交叉或重叠，这样表面纹理突起产生的形变和凹陷的形成过程中热轧钢板表面的脆性氧化皮层即被碎裂，松弛或发生脱落。

在热轧钢板传输过程中使用多级清理辊进行滚压时，各个清理辊上的纹理可以相同或不同。其目的就是使相邻形变区能相连接及交叉重叠。这个滚压的方法可以同时实施于热轧钢板的正反两面，使得整个热轧钢板正反两面均得到同时清除氧化皮层及毛化的处理，也可以清除氧化皮层后通过平整辊恢复光洁度，在有恢复光洁度的要求时，清理辊上突起结构可以特别设计，使蠕变产生的形变更容易恢复平整。对辊是热轧钢板输送常用的结构，在这种情况下可以使用相对的两个清理辊进行热轧钢板传输和滚压，使得热轧钢板两个表面均达到毛化及氧化皮层清除的目的。滚压过程表面纹理碎裂热轧钢板表面氧化皮层并同时毛化表面的方法是十分有效的。由于氧化皮层展性差，通过弯曲产生张力时容易造成皲裂，因此清理辊的滚压可在热轧钢板弯曲的情况下进行，比如通过热轧钢板传输中的转向辊进行弯曲并同时进行滚压。很明显的，以上方法可以方便地用于普通板材或开卷的卷材热轧钢板处理。

当热轧钢板为卷料时，滚压在所述热轧钢板可在开卷传输过程中进行。在需要的情况下还可以通过增大纹理尺寸，形成具有所预定的花纹板材。换言之，在薄板的操作中既可以形成微小结构的纹理，造成毛化表面而不改变薄板的整体平整度取得的类似于打砂或喷砂的表面结构，或者取得类似于花纹热轧钢板的表面较大的纹理结构。

如优选的，清理辊上的纹路为预先设定尺寸的表面纹理突起，如按照需求，设定尺寸大小的是颗粒状、条状、格纹状或网状的表面纹理突起的清理辊；本发明方法所用的多种工艺成熟，价格合适。所提供的清理辊表面纹理突起结构细密，完全可满足破碎氧化皮层的要求。

优选的，清理辊的表面为不易磨损的合金类材料。并且可通过激光对清理辊表面进行淬火处理，增加清理辊硬度和使用寿命。

本发明的特点是：

本发明通过在热轧钢板表面进行清理辊压纹，能够有效地通过形变碎裂，松弛或剥落热轧钢板表面氧化皮，在需要时，可以在刷除氧化皮层同时达到表面毛化的效果，也可以在刷除氧化皮层后恢复平整度。相比同时可以获得这两个效果的喷砂及抛丸方法，本发明提供的方法无耗材，成本低，低能耗，没有环境污染。相比较其他传统的机械去氧化皮方法，本发明提供的方法清除除氧化皮效率更高，可为后续涂料提供了所需要的表面附着力。相比较传统的酸洗去氧化皮设备，本发明提供的方法在清除氧化皮时不造成污染，且可顺带对热轧钢板表面进行毛化。

附图说明

图1为本发明清理及毛化方法的示意图。

图2为本发明清理辊滚压热轧钢板表面造成的碎松弛及脱落的氧化皮层示意图。

图3为本发明清理辊滚压热轧钢板表面造成的热轧钢板表面局部产生的蠕变和变形的示意图。

图4为本发明清理及毛化方法实施例一的结构示意图。

图5为本发明清理及毛化方法实施例二的结构示意图。

图6为本发明清理及毛化方法实施例三的结构示意图。

图7为本发明清理及毛化方法实施例中清理辊表面的纹理示意图1。

图8为本发明清理及毛化方法实施例中清理辊表面的纹理示意图2。

图9为本发明清理及毛化方法实施例中清理辊表面的纹理示意图3。

图10为本发明清理及毛化方法实施例中清理辊表面的纹理示意图4。

图11为本发明清理及毛化方法实施例中清理辊表面的纹理示意图5。

图12为本发明清理及毛化方法实施例中清理辊表面的纹理示意图6。

图13～图15为本发明清理及毛化方法实施例中清理辊的清理过程示意图。

图16为本发明清理及毛化方法实施例中清理辊滚压时热轧钢板背面为平面的示意图。

图17为本发明清理及毛化方法实施例中清理辊滚压时热轧钢板背面为非平面的示意图。

图18为本发明清理及毛化方法实施例滚压时采用两个清理辊对辊布置的示意图。

图19为本发明实施例四的结构示意图。

图20为本发明实施例五的结构示意图。

图21为本发明实施例六的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例的结构示意图，使用至少一个具有预定表面纹理突起21的清理辊2在压力下对热轧钢板1表面进行滚压，利用清理辊2的表面纹理突起21产生热轧钢板1表面局部形变而碎裂及松弛热轧钢板表面氧化皮层，并设置刷辊3清除以上步骤所碎裂及松弛的氧化皮层，在清除氧化皮层同时顺带毛化热轧钢板表面，也可选定突起纹理，在清除氧化皮层后通过平整辊最大程度地恢复光洁度。

如图2所示，清理辊2表面纹理突起21滚压后在热轧钢板1表面产生凹陷14后，由于局部形变所产生碎裂11、松弛13及脱落12的氧化皮层。

图3表明在清理辊2纹理突起21滚压过程中，热轧钢板1表面局部产生的蠕变15和变形。脆性的氧化皮层(未显示)因此产生破裂，剥落或松弛。

参见图4，沿热轧钢板1行走方向设置多个清理辊2滚压热轧钢板表面，清理辊2压纹以保证热轧钢板1表面绝大部分位置上的氧化皮层均被破碎，并且可以有效的提升加工速度。

参见图5，在热轧钢板1的上下两个面上同时使用多个清理辊2，清理辊2压纹碎裂及松弛氧化皮层，以保证热轧钢板1双面均达到破碎氧化皮层及毛化的目的。

参见图6，设置至少一个旋转的刷辊3将碎裂、松弛及脱落的氧化皮层从热轧钢板表面刷落，其中刷辊3的转动方向是任意安排的。

如图6所示，本发明还设置一个除尘系统4，将热轧钢板1上掉落的氧化皮屑收集处理。

参见图7～图12，其所示为清理辊2上的纹路为预先设定形态和尺寸的纹理，图7～图12中显示了多种表面纹理突起的可能，如颗粒表面纹理突起，网状表面纹理突起，或无序表面纹理突起，其中，图7所示为规则的点状纹理突起，图8为凸形网格状纹理突起，图9、图10分别为无序的平头点状和圆头点状纹理突起，图11为凹形网格状纹理突起，图12为波纹直条形纹理突起。

本发明可以采用多种成熟工艺，价格合适及纹理细密的清理辊满足破碎氧化皮同时毛化热轧钢板表面的要求。

图13～图15所示为清理热轧钢板氧化皮层后可以通过平整辊恢复热轧钢板表明光洁度的示例。通过选择表面纹理突起的设计，具有一定表面纹理突起21的清理辊2首先进行对热轧钢板1滚压，通过局部蠕变及变形破坏氧化皮层，破坏的氧化皮层101然后可很容易通过清除手段104进行清除，在氧化皮层清除后的热轧钢板1表面102再通过平整辊5进行表明光洁度的恢复形成新恢复光洁度的表面103。如前所述，此过程可以在热轧钢板运动过程中在正反二面同时实施。

清理辊2滚压的方式包括滚压时热轧钢板1背面为平面，如图16所示；或非平面，即热轧钢板1下设支撑辊6，如图17所示；也可以采取两个清理辊2成对辊布置的结构，如图18所示。

图19是本发明实施例四的结构示意图，在本实施例中，热轧钢板1经过转向辊7及清理辊2(也是转向辊)配合下转向，使热轧钢板1在弯曲的状态下清理辊2对热轧钢板1进行滚压。热轧钢板1氧化皮层由于张力的存在碎裂的方式会和非弯曲时有所不同。对应设置于清理辊2所加压部分热轧钢板1反面的转向辊7可以主动或被动转动，在热轧钢板1弯曲处对氧化皮层产生应力。

热轧钢板1弯曲形式如图19、图20所示，形成内弯或外弯结构，也可以多种弯曲结构组合同时使用，满足高速去氧化皮层同时达到进行热轧钢板表面毛化的效果。

参见图21，其所示为本发明实施例六的结构示意图。在本实施例中，包括：

一对呈上下布置的传送辊8，以此夹送热轧钢板1前行；

沿热轧钢板1运行方向布置多个具有表面纹理突起、在热轧钢板上下表面可滚压的清理辊2，所述清理辊2沿热轧钢板1运行方向前后错开布置；

多个清除碎裂及松弛的氧化皮层的刷辊3，设置于所述清理辊2的出口侧；

一个将清除的氧化皮屑收集处理的除尘系统4，该除尘系统4罩设于所述清理辊2和所述刷辊3；

激光器9，其设置于所述刷辊3的出口侧。

在实际操作中，热轧钢板1表面在清洗后会很快在空气中再次形成氧化层，因此在刷辊3清理后热轧钢板1表面可以立刻喷上或用其他方式涂覆涂料进行保护。

在要求高的情况下，在热轧钢板1表面刷辊3辊刷进行清理后还可以增加一道激光清洗工序。由于热轧钢板1表面需要清理的氧化层非常薄，激光清洗工序需要去除量极少，因此可以满足进行高速激光清洗的条件。

本发明的工作流程如下：

通过至少一个清理辊对热轧钢板进行滚压，清理辊上的表面纹理突起在压力下在热轧钢板表面上造成大量微小凹陷并同时造成热轧钢板上氧化皮层的碎裂，松弛和脱落，然后通过至少一个刷辊将热轧钢板上经过压力破碎的氧化层刷落，再吹气和抽气的除尘系统，清除收集氧化皮层碎屑，去除粉尘，达到高速毛化热轧钢板表面并清除氧化皮层的目的，增加板材表面对后续涂料层的附着力。本发明所阐述的清除热轧钢板表层氧化皮层并同时毛化热轧钢板表面的方法具有快速，设备成本低，没有耗材，环保，及适合卷材或平板热轧钢板表面处理的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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内。

Claims (13)

1.一种热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，包括如下步骤：

a)使用至少一个具有表面纹理突起的清理辊在压力下对热轧钢板表面进行滚压，使热轧钢板表面产生局部变形而碎裂及松弛的热轧钢板表面氧化皮层；所述清理辊表面纹理突起设计为条状、点状、格纹状或网状，对热轧钢板进行滚压时，表面纹理突起在热轧钢板表面通过蠕变所产生的形变区与周边形变区互相连接或重叠交叉，使经清理辊滚压后的热轧钢板表面的氧化皮层均发生碎裂和松弛；同时，对热轧钢板表面进行毛化；

b)清除上述热轧钢板表面碎裂及松弛的氧化皮层。

2.如权利要求1所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，沿热轧钢板运行方向布置至少两个具有在热轧钢板上可滚压的清理辊。

3.如权利要求1或2所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，所述清理辊于热轧钢板上下表面对称布置或沿热轧钢板运行方向前后错开布置。

4.如权利要求1所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，所述清理辊的表面纹理突起排列为有序方式排列的表面纹理突起，或者为无序方式排列的表面纹理突起，或者为直线条纹突起，其中直线条纹与清理辊旋转中心线相互平行，或者为围绕清理辊旋转中心线的螺旋条纹突起，或者为以清理辊旋转中心线为中心的同心条纹突起。

5.如权利要求1所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，沿热轧钢板运行方向布置至少两个具有在热轧钢板上可滚压出直纹变形的清理辊，所述至少二个清理辊滚压时产生的直纹形变互相不平行。

6.如权利要求1所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，所述清理辊中至少包括一个平整辊，平整清理辊通过二次形变将所述蠕变造成的局部形变压平，在破坏热轧钢板附着的氧化皮层同时，按需要提供表面相对光洁的热轧钢板表面。

7.如权利要求2所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，沿热轧钢板运行方向布置至少两个表面纹理突起结构不同的清理辊。

8.如权利要求3所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，所述沿热轧钢板上下成对布置的清理辊的表面纹理突起结构不同。

9.如权利要求1或2或7或8所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，所述清理辊表面的表面纹理突起尺寸被控制在清理氧化皮层后的热轧钢板厚度没有变化的范围内。

10.如权利要求1所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，步骤b)采用至少一个旋转的刷辊或固定刷辊清除碎裂及松弛热轧钢板的氧化皮层。

11.如权利要求1所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，步骤b)中，还设一个将清除的氧化皮屑收集处理的除尘系统。

12.如权利要求1所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，步骤a)在滚压过程中设至少一转向辊，所述清理辊相对设置于该转向辊一侧，即热轧钢板的弯曲处。

13.如权利要求12所述的热轧钢板表面氧化皮层的清理及毛化方法，其特征是，所述转向辊替换为清理辊，并设置一个与该清理辊相对的支撑辊。

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