CN113787060B - 钢板表面处理装置及钢板表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢板表面处理装置及钢板表面处理方法，钢板表面处理装置包括机架和设置在机架上的上料装置、监控装置、辊平板装置、清扫装置、下料装置、气源供给装置、激光双面清洁装置、氧化废料处理装置、控制装置及安全防护装置，钢板通过上料装置上料，到辊平板装置辊平，进入激光双面清洁装置去除表面金属氧化物，通过清扫装置清扫氧化废料，刮板除尘装置除尘，最后钢板进入下料装置下料，氧化废料在被收集后，通过氧化废料处理装置完成金属氧化物的二次循环利用。本发明中气源供给装置提供的压缩空气是环保能源，使钢板生产整洁无污染；电气自动化效率高，占地面积小；防护规范，且能够无人生产；氧化废料二次利用，节能减排。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢板表面处理装置及钢板表面处理方法，属于工业生产领域。
背景技术
钢板轧件经粗轧后沿辊道向热连轧轧机运行时，温度为1000℃左右，这时在轧件表面上已生成了一层薄的金属氧化物皮，而轧前高压水除鳞机可将它们清除掉。当轧件在连轧机上轧制时，板坯在各机架轧机间暴露的时间极短，而且大的压下阻碍了带钢表面上形成厚的金属氧化物皮，而所形成的氧化薄膜立即被破坏并受到水的冲洗，因此，可以说刚刚从精轧末机架出来的带钢，虽然温度有780～850℃的较高温度，但带钢表面的金属氧化物皮是极薄的。带钢从精轧末机架出来后，进入喷水装置，而后卷成带钢卷并缓慢冷却，就是在这段时间里，带钢表面被氧化而生成金属氧化物。而金属氧化物又必须清除，不然轧制时会将金属氧化物压入带钢基体，影响冷轧板表面质量及加工性能，且金属氧化物破碎后进入冷却润滑的乳化液系统，损坏设备并缩短乳化液使用寿命，甚至会损坏轧辊。
现在各大钢厂去除热轧带钢表面的金属氧化物(铁锈)，均采用紊流酸洗的方式，占地面积大、工艺复杂，酸洗成本高、产生废气与酸碱废水、含铬废水、其它废水等，影响环保建设应给予废除。
有鉴于此，确有必要提出一种新的钢板表面处理装置及板表面处理方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢板表面处理装置及钢板表面处理方法，以解决现有紊流酸洗方式占地面积大、产生工业废水污染环境的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种钢板表面处理装置，用于去除钢板表面的金属氧化物，包括机架和设置在所述机架上的上料装置、监控装置、辊平板装置、清扫装置及下料装置，还包括气源供给装置、激光双面清洁装置、氧化废料处理装置及控制装置，
所述激光双面清洁装置安装在所述辊平板装置和所述下料装置之间，通过发射激光去除钢板表面的金属氧化物，得到氧化废料；
所述气源供给装置位于所述机架的侧边，与所述清扫装置、所述激光双面清洁装置连接，为所述钢板表面处理装置提供压缩空气作为清洁能源；
所述氧化废料处理装置连接所述清扫装置和所述激光双面清洁装置，用于对所述清扫装置和所述激光双面清洁装置去除下来的所述氧化废料进行收集处理，循环利用所述氧化废料；
所述控制装置位于所述机架的侧边，包括主控装置和分控装置，所述主控装置用于控制所述钢板表面处理装置的上电，所述分控装置用于控制前述的各个装置的临时启停。
作为本发明的进一步改进，所述激光双面清洁装置复数设置。
作为本发明的进一步改进，所述激光双面清洁装置包括第一激光双面清洁装置和第二激光双面清洁装置，所述第一激光双面清洁装置和所述第二激光双面清洁装置结构完全相同，所述第一激光双面清洁装置包括激光组件、高速风刀吹扫保护装置及真空除尘装置，所述激光组件用于发射激光去除钢板表面金属氧化物，所述高速风刀吹扫保护装置用于在所述清扫装置的风刀清扫过程中保护生产安全，所述真空除尘装置与所述氧化废料处理装置相连，将生产中的烟尘和产生的所述氧化废料吸入并传输到所述氧化废料处理装置中。
作为本发明的进一步改进，所述监控装置在监控到经所述第一激光双面清洁装置清洁过的钢板表面的金属氧化物的面积大于30％时，启动所述第二激光双面清洁装置。
作为本发明的进一步改进，所述清扫装置包括第一清扫装置和第二清扫装置，所述第一清扫装置和所述第二清扫装置结构相同，所述第一清扫装置位于所述第一激光清洁装置后方，所述第二清扫装置位于所述第二激光清洁装置后方，所述第一清扫装置包括柔性滚刷、高速风刀吹扫装置及真空集尘装置，用于对钢板进行清洁，所述高速风刀吹扫装置与钢板行进方向相反吹扫，所述柔性滚刷垂直清扫，所述柔性滚刷中间的所述真空集尘装置会吸走烟尘与氧化废料。
作为本发明的进一步改进，所述氧化废料处理装置包括依次安装的斗提装置、称量装袋装置及机器人封装装置，
所述斗提装置与所述清扫装置和所述激光双面清洁装置相连，将所述清扫装置和所述激光双面清洁装置收集到的所述氧化废料从低处提升到高处所述称量装袋装置中；
所述称量装袋装置用于将所述氧化废料装袋并进行称重，得到袋装氧化废料；
所述机器人封装装置通过夹具将所述袋装氧化废料进行封口，然后通过机器人将封口后的所述袋装氧化废料移走。
作为本发明的进一步改进，所述监控装置包括图像采集组件和读写器，所述读写器读取钢板的物料编码和二维码，获取钢板信息，传递给控制装置，所述图像采集组件用于采集钢板的图像。
作为本发明的进一步改进，所述辊平板装置包括上辊和下辊，在所述控制装置收到所述监控装置获取的所述钢板信息后，根据钢板板厚调节所述上辊和所述下辊之间的距离与压力值，使得所述钢板能够通过所述辊平板装置并辊平。
作为本发明的进一步改进，所述钢板表面处理装置还包括刮板除尘装置，所述刮板除尘装置包括集尘组件和刮板组件，位于所述辊平板装置的旁侧，所述集尘组件与所述清扫装置和所述激光双面清洁装置连接，收集所述钢板在清洁过程中产生的所述氧化废料和烟尘并经过所述刮板组件传输到所述氧化废料处理装置中。
作为本发明的进一步改进，所述钢板表面处理装置还包括安全防护装置，所述安全防护装置包围住所述钢板表面处理装置的前述各个装置，对所述钢板表面处理装置实行保护。
本发明还提供了一种钢板表面处理方法，通过上料装置对钢板进行上料，并输送到辊平板装置中；
控制装置接收监控装置在上料过程中获取的所述钢板的信息，根据所述钢板的板厚调节上辊和下辊之间的距离与压力值，对所述钢板进行辊平；
辊平后的所述钢板进入激光双面清洁装置，通过所述激光双面清洁装置去除表面的金属氧化物；
清扫装置清扫、刮板除尘装置对所述钢板清洁过程中产生的氧化废料进行除尘、收集；
清洁后的所述钢板进入下料装置下料。
作为本发明的进一步改进，所述氧化废料在经过所述刮板除尘装置和所述清扫装置的收集后，通过所述斗提装置进入所述称量装袋装置进行称量装袋，完成所述氧化废料的二次循环利用。
本发明的有益效果是：本发明的钢板表面处理装置通过设置气源供给装置，使用压缩空气作为环保能源，可方便快捷的对钢板生产过程中表面的金属氧化物进行清理和回收，使得钢板的生产整洁无污染，无常见酸洗方式去除金属氧化物时化学物质泄露的风险，且能避免污染的产生；同时，通过控制装置控制整个钢板表面处理装置的运行，提升了钢板表面处理装置的电气自动化效率，占地面积小，能够实现无人化生产；而安全防护装置的设置使得钢板表面处理装置的防护规范，保障生产安全；氧化废料处理装置的设置则实现了氧化废料的二次利用，达到了节能减排的效果。
附图说明
图1是本发明的钢板表面处理装置示意图。
图2是本发明辊平板装置的示意图。
图3是本发明激光双面清洁装置的示意图。
图4是本发明的逻辑控制电气图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明揭示了一种钢板表面处理装置100，用于去除钢板表面的金属氧化物，包括机架2和设置在机架2上的上料装置3、监控装置4、辊平板装置5、清扫装置6及下料装置7，还包括刮板除尘装置8、激光双面清洁装置9、气源供给装置10、氧化废料处理装置11、控制装置12及安全防护装置13。
上料装置3用于将钢板1上料进入钢板表面处理装置100，包括一个滚筒，将钢板1安装在上料装置3上后，上料装置3不断翻转将钢板1传送上料，进入辊平板装置5中。
监控装置4包括图像采集组件和读写器，图像采集组件包括LED光源、摄像头及定位环，图像采集组件安装在激光双面清洁装置9后方，用于采集钢板1经过激光清洁之后的状态图像；读写器安装在上料装置3的旁侧，用于在上料过程中读取钢板1上的的物料编码和二维码，获取钢板信息，传递给控制装置12。
请参阅图2所示，为辊平板装置5，辊平板装置5包括包括小齿轮51、大齿轮52、下辊53、上辊54、压下机构55、液压缸56及信号接收器57，辊平板装置5用于将原本弯曲的钢板1辊平。当钢板1经过上料装置3上料进入辊平板装置5后，信号接收器57收到控制装置12传递的监控装置4在上料过程中获取的钢板信息后，控制辊平板装置5根据钢板1的板厚通过液压缸56带动压下机构55来调节下辊53与上辊54之间的距离与压力值，每个下辊53对应一个小齿轮51，每个上辊54对应一个大齿轮52，通过小齿轮51和大齿轮52之间的啮合连接，使得所有上辊54和下辊53作为一个联结的整体进行相对运动，当钢板1穿过下辊53和上辊54时，对原本弯曲的钢板1进行辊平，在钢板1辊平校直的过程中，表面的一些氧化废料会剥落，当钢板1运转到激光双面清洁装置9处，剥落的氧化废料会被刮板除尘装置8吸入。
激光双面清洁装置9安装在辊平板装置5和清扫装置6之间，激光双面清洁装置9复数设置，包括第一激光双面清洁装置91和第二激光双面清洁装置92，第一激光双面清洁装置91和第二激光双面清洁装置92结构完全相同。
请参阅图3所示，为第一激光双面清洁装置91，第一激光双面清洁装置91包括激光组件911、高速风刀吹扫保护装置912及真空除尘装置913，激光组件911包括激光头9111、推进气缸9112、摆动气缸9113、安装支架9114。第一激光双面清洁装置91被分为了上中下3层，上层和下层安装有激光头9111、推进气缸9112、摆动气缸9113、安装支架9114，内部大气压小于正常大气压，中层安装有高速风刀吹扫保护装置912和真空除尘装置913，内部大气压与外界大气压相等，高速风刀吹扫保护装置912用于在清扫装置6的清扫过程中保护生产安全，真空除尘装置913与氧化废料处理装置11相连，将生产中的烟尘和产生的氧化废料吸入并传输到氧化废料处理装置11中。辊平后的钢板1进入激光双面清洁装置9后，通过推进气缸9112和摆动气缸9113调整激光头9111的位置，激光头9111以倾斜的角度发射激光去除钢板1表面的金属氧化物，得到氧化废料。激光头9111倾斜的角度能防止掉落的氧化废料和钢板1上的水渍影响到激光头9111。短距离的少量钢板1表面的金属氧化物被第一激光双面清洁装置91发射激光清理干净，辊平板装置5会暂停，根据监控装置4的摄像头拍摄到的情况，控制装置12控制摆动气缸9113来回摆动，将钢板1表面小部分未清理的金属氧化物再次清理，而在监控到钢板1表面的金属氧化物面积大于30％时启动第二激光双面清洁装置92，对钢板1表面的金属氧化物进行进一步的去除。
清扫装置6包括第一清扫装置61和第二清扫装置62，第一清扫装置61和第二清扫装置62的结构相同，第一清扫装置61安装在第一激光双面清洁装置91的后方，第二清扫装置62安装在第二激光双面清洁装置92的后方。第一清扫装置61包括柔性滚刷、高速风刀吹扫装置及真空集尘装置，当钢板1经过了第一激光双面清洁装置91后，第一清扫装置61启动对钢板1进行清洁，高速风刀吹扫装置与钢板1行进方向相反吹扫，柔性滚刷垂直清扫，柔性滚刷中间的真空集尘装置会吸走烟尘和金属氧化物。第二清扫装置62在第二激光双面清洁装置92启动后重复和第一清扫装置61启动后相同的过程，故在此不再赘述。
下料装置7为工业生产中常见的下料装置，在此不再对下料装置7的结构进行赘述，下料装置7用于将清理后的钢板1重新打卷然后下料。
刮板除尘装置8包括集尘组件和刮板组件，集尘组件为集尘管，刮板组件包括刮板机机尾、刮板机机头、刮板机中间节、往复式刮板链，集尘组件与激光双面清洁装置9和清扫装置6相连，用于去除钢板1在被辊平板装置5辊平时因校直产生剥落的氧化废料及灰尘，并能去除所述钢板在被激光双面清洁装置9激光除金属氧化物时产生的烟尘，且将收集的氧化废料通过刮板组件传输到氧化废料处理装置11中。
气源供给装置10包括螺杆空压机、罗茨真空泵、储气罐、分配阀、减压阀及逆止阀，位于机架2的侧边，与清扫装置6、激光双面清洁装置9连接，对钢板表面处理装置100提供压缩空气作为清洁能源。
氧化废料处理装置11包括依次安装的斗提装置111、称量装袋装置112及机器人封装装置113，氧化废料处理装置11连接清扫装置6和激光双面清洁装置9，清扫装置6和激光双面清洁装置9收集的去除下来的氧化废料传送到斗提装置111，斗提装置111将氧化废料从低处提升到高处，传送到称量装袋装置112中，称量装袋装置112对氧化废料装袋并称量重量，得到袋装氧化废料，当达到一定重量后，由机器人封装装置113通过夹具将袋装氧化废料进行封口，然后通过机器人将封口后的袋装氧化废料移走，如此来循环利用氧化废料。其中机器人封装装置113使用的机器人为UserLibrary-IRB7600_28_340_m2000_re v1_01机器人。
控制装置12能够控制钢板表面处理装置100实现无人操控下的自动化工作，位于机架2的侧边，连接钢板表面处理装置100的其他各个装置，控制装置12包括主控装置和分控装置，主控装置用于控制钢板表面处理装置100的上电，包括流量监控设备、防护栏、电气安装控制柜、PLC主机、现场监控预警、液晶显示器及电脑主机；分控装置用于控制上料装置3、监控装置4、辊平板装置5、清扫装置6、下料装置7、刮板除尘装置8、激光双面清洁装置9、气源供给装置10及氧化废料处理装置11的临时启停，当监控装置4识别到第一激光双面清洁装置91进行激光去除钢板1表面金属氧化物后，钢板1表面金属氧化物去除干净了，可经分控装置控制停止第二激光双面清洁装置92的运行，同时分控装置也可对其他各个装置紧急制动，进行故障排除工作。
本发明的钢板表面处理装置100还包括安全防护装置(未图示)，安全防护装置包括工业铝型材门、围栏、开机预警装置及开机自动上锁装置，安全防护装置包围住钢板表面处理装置100的其他各个装置，对钢板表面处理装置100实行保护，防止工作过程中危险的发生。
本发明还提供了一种钢板表面处理方法，具体的，钢板表面处理方法应用于前述的钢板表面处理装置，即在使用本发明的钢板表面处理方法对钢板表面处理装置100进行操作时，首先，将钢板1通过上料装置3上料，然后输送到辊平板装置5中，控制装置12接受监控装置4在上料过程中获取的钢板信息并根据钢板1的板厚调节辊平板装置5中下辊53与上辊54之间的距离与压力值，钢板1在辊平板装置5中辊平，然后进入激光双面清洁装置9发射激光去除钢板1表面金属氧化物，通过清扫装置6清扫得到的氧化废料，经过刮板除尘装置8除尘，最后钢板1则进入下料装置7下料。
氧化废料在经过刮板除尘装置8的收集后，通过斗提装置111从刮板除尘装置8和清扫装置6提升高度进入称量装袋装置112，经过称量装袋装置112称量装袋，得到袋装氧化废料，当袋装氧化废料达到一定重量后通过机器人封装装置113的夹具将袋装氧化废料进行封口，然后通过机器人将封口后的袋装氧化废料移走，完成氧化废料的二次循环利用。
请参阅图4所示，为本发明的逻辑控制电气图。气源供给装置10通过螺杆空压机完成对空气的压缩，并经过冷却后先提供给刮板除尘装置8，让刮板除尘装置8的集尘组件能够手机钢板1上的剥落的氧化废料，随后提供压缩空气给第一激光双面清洁装置91和第一清扫装置61，使得高速风刀工作，以完成对钢板1的初步清洁，随后根据监控装置4向控制装置12反馈的钢板1的表面的氧化铁去除情况，先向刮板除尘装置8提供压缩空气，然后给第二激光双面清洁装置92和第二清扫装置62提供压缩空气，第二激光双面清洁装置92中的高速风刀工作，完成对钢板1的二次表面氧化铁去除，并经过第二清扫装置62完成钢板1表面的清扫。
综上所述，本发明的钢板表面处理装置100通过设置气源供给装置10，使用压缩空气作为环保能源，可方便快捷的对钢板1生产过程中表面的金属氧化物进行清理和回收，使得钢板1的生产整洁无污染，无常见酸洗方式去除金属氧化物时化学物质泄露的风险，且能避免污染的产生；同时，通过控制装置12控制整个钢板表面处理装置100的运行，提升了钢板表面处理装置100的电气自动化效率，占地面积小，能够实现无人化生产；而安全防护装置13的设置使得钢板表面处理装置的防护规范，保障生产安全；氧化废料处理装置11的设置则实现了氧化废料的二次利用，达到了节能减排的效果。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种钢板表面处理装置，用于去除钢板表面的金属氧化物，包括机架和设置在所述机架上的上料装置、监控装置、辊平板装置、清扫装置及下料装置，其特征在于：还包括气源供给装置、激光双面清洁装置、氧化废料处理装置及控制装置，
所述清扫装置包括第一清扫装置和第二清扫装置，所述第一清扫装置和所述第二清扫装置结构相同，所述第一清扫装置包括柔性滚刷、高速风刀吹扫装置及真空集尘装置，用于对钢板进行清洁，所述高速风刀吹扫装置与钢板行进方向相反吹扫，所述柔性滚刷垂直清扫，所述柔性滚刷中间的所述真空集尘装置会吸走烟尘与氧化废料；
所述监控装置包括图像采集组件和读写器，所述读写器读取钢板的物料编码和二维码，获取钢板信息，传递给控制装置，所述图像采集组件用于采集钢板的图像；
所述激光双面清洁装置安装在所述辊平板装置和所述下料装置之间，通过发射激光去除钢板表面的金属氧化物，得到氧化废料；
所述气源供给装置位于所述机架的侧边，与所述清扫装置、所述激光双面清洁装置连接，为所述钢板表面处理装置提供压缩空气作为清洁能源；
所述氧化废料处理装置连接所述清扫装置和所述激光双面清洁装置，用于对所述清扫装置和所述激光双面清洁装置去除下来的所述氧化废料进行收集处理，循环利用所述氧化废料；
所述控制装置位于所述机架的侧边，包括主控装置和分控装置，所述主控装置用于控制所述钢板表面处理装置的上电，所述分控装置用于控制前述的各个装置的临时启停。
2.根据权利要求1所述的钢板表面处理装置，其特征在于：所述激光双面清洁装置复数设置。
3.根据权利要求2所述的钢板表面处理装置，其特征在于：所述激光双面清洁装置包括第一激光双面清洁装置和第二激光双面清洁装置，所述第一激光双面清洁装置和所述第二激光双面清洁装置结构完全相同，所述第一激光双面清洁装置包括激光组件、高速风刀吹扫保护装置及真空除尘装置，所述激光组件用于发射激光去除钢板表面金属氧化物，所述高速风刀吹扫保护装置用于在所述清扫装置的风刀清扫过程中保护生产安全，所述真空除尘装置与所述氧化废料处理装置相连，将生产中的烟尘和产生的所述氧化废料吸入并传输到所述氧化废料处理装置中。
4.根据权利要求3所述的钢板表面处理装置，其特征在于：所述监控装置在监控到经所述第一激光双面清洁装置清洁过的钢板表面的金属氧化物的面积大于30%时，启动所述第二激光双面清洁装置。
5.根据权利要求3所述的钢板表面处理装置，其特征在于：所述第一清扫装置位于所述第一激光清洁装置后方，所述第二清扫装置位于所述第二激光清洁装置后方。
6.根据权利要求1所述的钢板表面处理装置，其特征在于：所述氧化废料处理装置包括依次安装的斗提装置、称量装袋装置及机器人封装装置，
所述斗提装置与所述清扫装置和所述激光双面清洁装置相连，将所述清扫装置和所述激光双面清洁装置收集到的所述氧化废料从低处提升到高处所述称量装袋装置中；
所述称量装袋装置用于将所述氧化废料装袋并进行称重，得到袋装氧化废料；
所述机器人封装装置通过夹具将所述袋装氧化废料进行封口，然后通过机器人将封口后的所述袋装氧化废料移走。
7.根据权利要求6所述的钢板表面处理装置，其特征在于：所述辊平板装置包括上辊和下辊，在所述控制装置收到所述监控装置获取的所述钢板信息后，根据钢板板厚调节所述上辊和所述下辊之间的距离与压力值，使得所述钢板能够通过所述辊平板装置并辊平。
8.根据权利要求1所述的钢板表面处理装置，其特征在于：所述钢板表面处理装置还包括刮板除尘装置，所述刮板除尘装置包括集尘组件和刮板组件，位于所述辊平板装置的旁侧，所述集尘组件与所述清扫装置和所述激光双面清洁装置连接，收集所述钢板在清洁过程中产生的所述氧化废料和烟尘并经过所述刮板组件传输到所述氧化废料处理装置中。
9.根据权利要求1所述的钢板表面处理装置，其特征在于：所述钢板表面处理装置还包括安全防护装置，所述安全防护装置包围住所述钢板表面处理装置的前述各个装置，对所述钢板表面处理装置实行保护。
10.一种钢板表面处理方法，应用于权利要求1~9任意一项所述的钢板表面处理装置，其特征在于，包括以下步骤：
通过上料装置对钢板进行上料，并输送到辊平板装置中；
控制装置接收监控装置在上料过程中获取的所述钢板的信息，根据所述钢板的板厚调节上辊和下辊之间的距离与压力值，对所述钢板进行辊平；
辊平后的所述钢板进入激光双面清洁装置，通过所述激光双面清洁装置去除表面的金属氧化物；
清扫装置清扫、刮板除尘装置对所述钢板清洁过程中产生的氧化废料进行除尘、收集；
清洁后的所述钢板进入下料装置下料。
11.根据权利要求10所述的钢板表面处理方法，其特征在于：所述氧化废料处理装置包括斗提装置和称量装袋装置，所述氧化废料在经过所述刮板除尘装置和所述清扫装置的收集后，通过所述斗提装置进入所述称量装袋装置进行称量装袋，完成所述氧化废料的二次循环利用。
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