CN113145670B - 金属板带磨削除鳞系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属板带磨削除鳞系统，涉及工件除鳞技术领域，包括除鳞装置与板带输送装置，除鳞装置包括除鳞箱，除鳞箱内设有上挤压板与下挤压板，除鳞箱上设有驱动上挤压板与下挤压板相向或者背向移动的驱动机构；上挤压板与下挤压板的相对侧上均设有凹槽；还包括金属纤维网体，金属纤维网体部分容纳于凹槽中，金属纤维网体内填充有磨料颗粒。本发明解决了现有技术中除鳞系统成本高，效果差的问题，本发明实现了对金属板带表面鳞皮的连续化磨削清除，本发明制造成本低，除鳞效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及工件除鳞技术领域，特别涉及一种金属板带磨削除鳞系统。
背景技术
金属板带在热轧加工及随后的冷却过程中，会在其表面形成一层致密的金属氧化物，俗称“鳞皮”。鳞皮的存在会对金属板带的后续加工（如冷轧、冲压、涂装等）造成不利影响，因此必须将其除去。
传统的除鳞方法主要有酸洗和干抛丸。酸洗工艺是目前应用最为普遍的除鳞技术，但是酸洗存在污染排放（废酸、含酸废水、酸雾）的问题，日益收紧的环保法规政策进一步限制了其应用；而干抛丸也存在粉尘排放导致的污染问题以及安全生产问题，并且干抛丸难以实现彻底除鳞，往往是作为预处理工艺被配置到酸洗槽前，进行预破鳞。上述传统除鳞技术已经无法满足当下冶金行业的绿色、环保生产的要求。混合射流除鳞工艺仅采用水与磨料颗粒这两种介质，通过混合、能量传递并最终通过喷头向外高速喷射后，直接击打金属表面，实现对表面附着物的磨削、冲刷，最终实现除鳞的工艺目标，满足当下冶金行业的绿色、环保生产的要求。该方式设备投入较高，并且需要持续的消耗磨料。
发明内容
针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种金属板带磨削除鳞系统，旨在解决现有技术中除鳞系统成本高，效果差的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
金属板带磨削除鳞系统，包括除鳞装置与板带输送装置，除鳞装置包括除鳞箱，除鳞箱内设有上挤压板与下挤压板，除鳞箱上设有驱动上挤压板与下挤压板相向或者背向移动的驱动机构；上挤压板与下挤压板的相对侧上均设有凹槽；还包括金属纤维网体，金属纤维网体部分容纳于凹槽中，金属纤维网体内填充有磨料颗粒。
其中，凹槽的截面为弧形或者梯形。
其中，凹槽的宽度大于金属板带的宽度。
其中，金属纤维网体由直径为100~500μm的金属纤维丝缠绕制成。
其中，磨料颗粒为钢制磨料、天然矿物磨料、刚玉磨料、碳化物磨料的一种或者多种组合。
其中，磨料的外形具有尖锐边角形状。
其中，磨料的粒径为100~600μm。
其中，除鳞装置的下游设置有清洗装置，清洗装置包括清洗箱，清洗箱内设有对应金属板带表面设置的喷头，喷头连接有供水系统或供气系统。
其中，还包括控制器，除鳞装置的下游设置有用于金属板带表面检测的表面检测装置，表面检测装置、驱动机构以及板带输送装置均电连接于控制器。
一种金属板带表面鳞皮清除方法，包括如下步骤:
S1.启动输送装置,将金属板带输送至上挤压板与下挤压板之间，通过控制器控制上、下挤压板夹紧；
S2.输送装置继续向前输送金属板带，实现金属板带的持续除鳞；
S3.表面检测装置检测除鳞后的金属板带表面，并且形成检测数据传输至控制器，控制器将检测数据与预设数据进行比较，进而判断除鳞质量；
S4.若除鳞质量低于标准，通过控制器控制驱动机构来实现上挤压板与下挤压板的进一步相向移动、或/和控制输送装置降低输送速度。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
由于本发明金属板带磨削除鳞系统，包括除鳞装置与板带输送装置，除鳞装置包括除鳞箱，除鳞箱内设有上挤压板与下挤压板，除鳞箱上设有驱动上挤压板与下挤压板相向或者背向移动的驱动机构，上挤压板与下挤压板的相对侧上均设有凹槽，还包括金属纤维网体，金属纤维网体部分容纳于凹槽中，金属纤维网体内填充有磨料颗粒。使得在金属板带的输送过程中，金属板带的上、下表面持续的与金属纤维网体进行机械摩擦，使得磨料与金属板带之间能够进行有效的相对磨削，并且金属纤维网体自身利用磨料颗粒与金属纤维网体本身的研磨作用，实现金属板带表面鳞皮的连续化磨削清除。
由于凹槽的截面为弧形或者梯形，在上挤压板与下挤压板挤压金属纤维网体时，凹槽的侧壁会对金属纤维网体产生更大的挤压力，从而实现对金属板带边部的强化处理，解决边部鳞皮厚、难处理的问题。
综上所述，本发明解决了现有技术中除鳞系统成本高，效果差的问题，本发明实现了对金属板带表面鳞皮的连续化磨削清除，本发明制造成本低，除鳞效果显著。
附图说明
图1是本发明金属板带磨削除鳞系统实施例一的结构示意图；
图2是图1中上挤压板、下挤压板以及金属纤维网体的连接示意图；
图3是本发明金属板带磨削除鳞系统实施例二的结构示意图；
图中，除鳞装置1，除鳞箱10，上挤压板11，下挤压板12，凹槽13，金属纤维网体14，磨料140，驱动机构15，第一除鳞单元1a，第二除鳞单元1b，第三除鳞单元1c，清洗装置2，清洗箱20，喷头21，供水系统22，入口输送设备3，出口输送设备4，表面检测装置5，控制器6，数据分析模块60，挤压控制模块61，出入口控制模块62，金属板带7。
具体实施方式
下面结合附图，进一步阐述本发明。
本说明书中涉及到的方位均以本发明一种金属板带磨削除鳞系统正常工作时的方位为准，不限定其存储及运输时的方位，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。
实施例一：
如图1和图2共同所示，金属板带磨削除鳞系统包括除鳞装置1与板带输送装置。
除鳞装置1包括除鳞箱10，除鳞箱10的两侧设有进出口，除鳞箱10内设有上挤压板11与下挤压板12，除鳞箱10上设有驱动上挤压板11与下挤压板12相向或者背向移动的驱动机构15；
驱动机构15为电动推杆或由电磁阀控制的气缸、液压缸。以气缸为例，两个气缸分别固定在除鳞箱10的顶部与底部，气缸的驱动轴与除鳞箱10之间设有导向套。位于上方的气缸的驱动轴与上挤压板11的顶部固接，位于下方的气缸的驱动轴与下挤压板12的底部固接。两个气缸同步驱动下，即可实现上、下挤压板12的相向压紧或者背向分离。
上挤压板11与下挤压板12的相对侧上均设有凹槽13，凹槽13的截面优选为弧形或者梯形，其他不规则形状同样适用。凹槽13向外呈开口状，使得金属纤维网体14的取放更换更加的快捷，在上挤压板11与下挤压板12挤压金属纤维网体14时，凹槽13的侧壁会对金属纤维网体14产生更大的挤压力，从而实现对金属板带7边部的强化处理，解决边部鳞皮厚、难处理的问题。
金属纤维网体14的一部分膨胀在凹槽13内，实现金属纤维网体14在凹槽13内的固定，金属纤维网体14由直径为100~500μm的金属纤维丝缠绕制成。缠绕后形成的网体具有大量的微小孔隙，并且大部分孔隙的尺寸能够容纳至少1个所选粒径的磨料140颗粒，使得受到挤压后的金属纤维网体14，其孔隙受到压缩，填充在其中的磨料140颗粒受到周围金属纤维丝的束缚作用而被牢牢地固定住。磨料140颗粒为钢制磨料、天然矿物磨料、刚玉磨料、碳化物磨料的一种或者多种组合。磨料140的外形优选具有多个尖锐边角形状。磨料140的粒径为100~600μm，填充该粒径范围内的磨料140的金属纤维网体14具有良好的研磨性能，粒径过小会导致磨料140破坏鳞皮层的能力不足，而粒径过大又会导致处理后表面过于粗糙；磨料140硬度优选在HRC55以上。
板带输送装置包括入口输送设备3与出口输送设备4，入口输送设备3与出口输送设备4均优选牵引辊组，其他如开卷机、夹送辊、张力辊、卷取机同样适用。金属板带7由牵引辊组水平输送，当金属板带7进入到上、下挤压板之间时，气缸驱动上、下压板相向移动，直到上、下两个金属纤维网体14压紧在金属板带7的表面，受挤压的金属纤维网体14对磨料140颗粒具有固定作用；通过牵引辊继续带动金属板带7向前输送，输送的过程中，金属板带7的上、下表面持续的与金属纤维网体14进行机械摩擦，利用磨料140颗粒与金属纤维网体14本身的研磨作用，使得磨料140与金属板带7之间能够进行有效的相对磨削，实现金属板带7表面鳞皮的连续化磨削清除。
优选地，凹槽13的宽度大于金属板带7的宽度，当金属纤维网体14紧压在金属板带7上后，金属纤维网体14形变后覆盖到金属板带7的两侧上，实现对金属板带7两侧的除鳞。
除鳞装置1的下游设置有清洗装置2，清洗装置2用于清洗金属板带7表面的鳞皮粉末与磨料140粉末，清洗装置2包括清洗箱20，清洗箱20内设有对应金属板带7表面设置的喷头21，喷头21的朝向与金属板带7的输送方向呈30°~ 45°夹角，喷头21设有两个，两个喷头21上下对称设置，喷头21连接有供水系统22或供气系统。使得喷头21既可以喷气清理也可以喷水清理，可根据鳞皮的特性进行选择，用于保证清理效率。优选使用喷水处理，喷水清理过程中既可以捕获粉末，避免粉尘的产生，同时可对磨削过程产生的热量进行有效冷却。出水压力优选0.5~2.0MP金属板带磨削除鳞系统。
控制系统包括控制器6，控制器6内置数据分析模块60、挤压控制模块61以及出入口控制模块62。除鳞装置1的下游设置有用于金属板带7表面检测的表面检测装置5，表面检测装置5、驱动机构15以及板带输送装置均电连接于控制器6。金属板带7经过除鳞装置1和清洗装置2后，其上下表面除鳞质量由表面检测装置5连续检测，检测数据被采集至数据分析模块60，数据分析模块60可根据检测值与预设的合格值之间的偏差做出控制调整，输出指令至挤压控制模块61和出入口控制模块62，再由挤压控制模块61和出入口控制模块62控制驱动机构15与板带输送装置进行调整。
金属板带表面鳞皮清除方法，包括如下步骤:
第一步.启动输送装置,将金属板带7输送至上挤压板11与下挤压板12之间，通过控制器6控制上、下挤压板夹紧，夹紧的压力范围为1.0~3.0MPa，在此范围内可实现磨料140对鳞皮的有效清除，若压力过大，会在清除鳞皮的同时产生严重的划伤，而压力过低，则无法实现对鳞皮的有效刺穿与刮削。
第二步.输送装置继续向前输送金属板带7，实现金属板带7的持续除鳞，该过程中，无数磨料140颗粒的尖锐边角将刺入金属板带7表面的鳞皮层；随着固定的磨料140颗粒与移动的金属板带7之间的相对运动，磨料140颗粒对表面鳞皮层进行持续的切削、研磨，同时，金属纤维网体14自身也可对金属板带7表面起到一定的研磨、抛光作用，综上实现对表面鳞皮层的高效连续化磨削清除。
第三步.表面检测装置5检测除鳞后的金属板带7表面，并且形成检测数据传输至控制器6，控制器6将检测数据与预设数据进行比较，进而判断除鳞质量；
第四步.若除鳞质量低于标准，通过控制器6控制驱动机构15来实现上挤压板11与下挤压板12的进一步相向移动，按照0.1MP金属板带磨削除鳞系统的步长逐渐提高挤压力，每次提高后再对除鳞质量进行检测，直至除鳞质量达标；提高挤压力的同时，在上、下挤压板12的前后两段金属板带7的张力会发生变化，通过调控两个板带输送装置的输送速度，来保证金属板带7的稳定。
当挤压力已经达到最大值，而表面除鳞质量仍未达标时，出入口控制模块62进一步调整两个输送装置的输送速度，以0.5~1.0m/min的步长逐渐降低金属板带7通行速度，直至除鳞质量达标。
实施例二：
本实施例与实施例一的不同之处在于，如图3所示，除鳞装置1设置为连续的三段式结构，依次为第一除鳞单元1a、第二除鳞单元1b以及第三除鳞单元1c，三个除鳞装置1的硬件构成相同，并且各除鳞装置1的挤压力可独立调节。
第一除鳞单元1a内使用的金属纤维网体14的单根等效直径为400~500μm，孔隙之间填充的磨料140颗粒粒径400~600μm，材质使用高碳铸造钢砂，HRC＞60；夹紧金属板带7的挤压力为2.0~3.0MP金属板带磨削除鳞系统；第一除鳞单元1a作用是实现表面鳞皮层的破坏以及大片鳞皮的处理；经过第一除鳞单元1a处理后，金属板带7表面约60%以上鳞皮已经实现清除。
第二除鳞单元1b内使用的金属纤维网体14的单根等效直径为200~400μm，孔隙之间填充的磨料140颗粒粒径200~400μm，材质使用高碳铸造钢砂，HRC55~60；夹紧金属板带7的挤压力为1.5~2.5MP金属板带磨削除鳞系统；第二除鳞单元1b作用是实现对剩余的分散状、较小片的鳞皮的处理；经过第二除鳞单元1b处理后，金属板带7表面约95%以上鳞皮已经实现清除。
第三除鳞单元1c内使用的金属纤维网体14的单根等效直径为100~200μm，孔隙之间填充的磨料140颗粒粒径100~200μm，材质使用刚玉磨料140；夹紧金属板带7的挤压力为1.0~1.5MP金属板带磨削除鳞系统；第三除鳞单元1c的作用是对仅剩的少许鳞皮的处理以及对金属板带7表面研磨抛光作用；经过第三除鳞单元1c处理后，金属板带7表面99.9%以上鳞皮已经实现清除，并且表面粗糙度得以进一步降低。
经过三段式除鳞装置1除鳞后，金属板带7进入清洗装置2进行清洗，布置在金属板带7上下两侧的喷头21向金属板带7喷射清洗用水，喷射压力设定为1.0MP金属板带磨削除鳞系统，将金属板带7表面附着的鳞皮粉末和磨料140粉末清除干净，然后由后续的挤干和烘干装置除去残留水体，最终获得洁净干燥的金属表面。
当金属板带7表面除鳞质量不达标时，挤压控制模块61先控制第二除鳞单元1b按照0.1MP金属板带磨削除鳞系统的步长逐渐提高挤压力，同时也由出入口控制模块62同步地对板带输送装置进行调整，每次提高后再对除鳞质量进行检测，直至除鳞质量达标。
当第二除鳞单元1b的挤压力到达调节上限时，除鳞质量仍未达标，则再控制第一除鳞单元1a按照0.1MP金属板带磨削除鳞系统的步长逐渐提高挤压力，同时也由出入口控制模块62同步地对进行板带输送装置调整，每次提高后再对除鳞质量进行检测，直至除鳞质量达标。
当第一除鳞单元1a与除鳞装置1b的挤压力均已达到调节上限，而表面除鳞质量仍未达标时，出入口控制模块62进一步调整两个输送装置的输送速度，以0.5~1.0m/min的步长逐渐降低金属板带7通行速度，直至除鳞质量达标。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.金属板带磨削除鳞系统，包括除鳞装置与板带输送装置，其特征在于，
所述除鳞装置包括除鳞箱，所述除鳞箱内设有上挤压板与下挤压板，所述金属板带位于所述上挤压板与所述下挤压板之间，所述除鳞箱上设有驱动所述上挤压板与所述下挤压板相向或者背向移动的驱动机构；
所述上挤压板与所述下挤压板的相对侧上均设有凹槽；
还包括金属纤维网体，所述金属纤维网体部分容纳于所述凹槽中，所述金属纤维网体内填充有磨料颗粒，所述金属纤维网体具有大量的微小孔隙，并且大部分孔隙的尺寸能够容纳至少1个所选粒径的所述磨料颗粒，使得受到挤压后的所述金属纤维网体的孔隙受到压缩，填充在其中的所述磨料颗粒受到周围金属纤维丝的束缚作用而被牢牢地固定住；
工作时，启动所述板带输送装置,将所述金属板带输送至所述上挤压板与所述下挤压板之间，通过所述驱动机构控制上、下挤压板夹紧，所述板带输送装置继续向前输送所述金属板带，实现所述金属板带的持续除鳞。
2.如权利要求1所述的金属板带磨削除鳞系统，其特征在于，所述凹槽的截面为弧形或者梯形。
3.如权利要求1所述的金属板带磨削除鳞系统，其特征在于，所述凹槽的宽度大于所述金属板带的宽度。
4.如权利要求1所述的金属板带磨削除鳞系统，其特征在于，所述金属纤维网体由直径为100~500μm的金属纤维丝缠绕制成。
5.如权利要求1所述的金属板带磨削除鳞系统，其特征在于，所述磨料颗粒为钢制磨料、天然矿物磨料、刚玉磨料、碳化物磨料的一种或者多种组合。
6.如权利要求1所述的金属板带磨削除鳞系统，其特征在于，所述磨料的外形具有尖锐边角形状。
7.如权利要求1所述的金属板带磨削除鳞系统，其特征在于，所述磨料的粒径为100~600μm。
8.如权利要求1至7任一所述的金属板带磨削除鳞系统，其特征在于，所述除鳞装置的下游设置有清洗装置，所述清洗装置包括清洗箱，所述清洗箱内设有对应所述金属板带表面设置的喷头，所述喷头连接有供水系统或供气系统。
9.如权利要求8所述的金属板带磨削除鳞系统，其特征在于，还包括控制器，所述除鳞装置的下游设置有用于金属板带表面检测的表面检测装置，所述表面检测装置、所述驱动机构以及所述板带输送装置均电连接于所述控制器。
10.一种利用权利要求9所述的金属板带磨削除鳞系统进行金属板带表面鳞皮清除方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.启动板带输送装置,将金属板带输送至上挤压板与下挤压板之间，通过控制器控制上、下挤压板夹紧；
S2.板带输送装置继续向前输送金属板带，实现金属板带的持续除鳞；
S3.表面检测装置检测除鳞后的金属板带表面，并且形成检测数据传输至控制器，控制器将检测数据与预设数据进行比较，进而判断除鳞质量；
S4.若除鳞质量低于标准，通过控制器控制驱动机构来实现上挤压板与下挤压板的进一步相向移动，或/和控制板带输送装置降低输送速度。
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