CN1267573C - 消除卷筒表面沉积物质的装置和防止金属带出现凹痕的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于清除熔融金属电镀槽中卷筒表面沉积物质的装置，金属带可在所述熔融金属电镀槽中移动，所述装置包括：刮板，被设置成压住浸在所述熔融金属电镀槽内的卷筒，所述刮板可清除沉积在所述卷筒表面的物质；支撑所述刮板的支杆；螺旋机构，设置在所述熔融金属电镀槽之上，以使所述支杆来回移动并能够使所述支杆沿所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒的轴移动来清除所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒表面的沉积物质，所述螺旋机构包括固定到所述支杆上的浮体，所述浮体能完全或部分地浸泡在所述熔融金属电镀槽中。本发明还揭示了一种使用上述装置防止在熔融金属电镀钢带上形成凹痕的方法。
Description
技术领域
本发明涉及清除熔融金属电镀槽内卷筒上沉积物的装置以及防止进行熔融金属电镀的金属带形成凹痕的方法。
背景技术
在连续地将钢带浸在熔融锌电镀槽内对移动的钢带(也称为钢板)镀锌的连续熔融电镀机组作业线上，通常为了调整沉积在钢带表面的熔融锌的数量，沉积在从熔融镀锌槽中拉起的钢带表面的熔融锌要通过称做擦除喷嘴的气喷嘴对钢带表面喷出气体(称作擦除气体)进行擦除。为此，将钢带向下倾斜浸泡在熔融锌电镀槽(以下简称为电镀槽)内，将钢带的移动方向改变为垂直方向，再将钢带从电镀槽中向上拉出。通常，钢带移动方向是由浸泡在电镀槽内称作导辊的旋转体(卷筒)来改变。
电镀槽内通常产生大量称为渣滓的杂质，这些杂质是通过锌铁合金，锌铝合金等的沉淀及氧化作用而形成并沉积在导辊的表面。然后，当渣滓成长到一定体积时，渣滓与在导辊上移动的钢带相接触造成钢带表面的凹痕缺陷。
更详细地说，合金熔融锌电镀钢板近来被大量地用作汽车钢板，汽车制造商对于钢板质量的要求更加严格，不允许电镀钢板上有丝毫的缺陷。因此，对于钢板供应商来说，由导辊表面渣滓沉积而造成的凹痕缺陷是一个非常严重的问题。
对于这个问题，人们研究了许多对策。例如，建议使用能够向导辊表面喷涂很难沉积渣滓的陶瓷的一种热喷涂工艺。然而，该项工艺不能完全防止导辊表面沉积渣滓。
因此，研制了一种机械清除导辊表面杂质的方法并已付诸实践。准确地说，该方法通过将一块沿轴向长度完全覆盖了导辊表面的刮板用力压向导辊表面将杂质刮落，来清除导辊表面的杂质。
在传统工艺中，刮板必须沿轴向与导辊的整个表面均匀接触，这一点很难实现，并且导辊的表面还未处于令人满意的接触状态。更详细地说，刮板具有一经使用即磨损的缺陷，这使得刮板与导辊表面的均匀接触更加困难。而且，当刮板磨损边得不均匀时，必须更换整片刮板以确保刮板的均匀接触，由此出现刮板成本提高的问题。
为解决上述问题，申请人曾在日本公开特许公报No.61-133369中提出一种方法，沿导辊的轴移动一块窄刮板将沉积物刮落。当时，申请人还建议对使刮板在导辊表面前后移动的驱动装置(由蜗杆、蜗轮、螺旋轴等构成)的压力进行控制，安装一个测量刮板压力的传感器(扭矩传感器)以便将压力调整到一个适当的值，并使刮板均匀地压向导辊。测量压力的原因是使导辊旋转的通常不是电动机而是与导辊移动接触的钢带。因此，过大的压力使导辊停止或不能平稳地运转。
然而，该项工艺需要一个扭矩传感器和刮板驱动装置，这使该装置比预期更复杂而且更昂贵。而且，也出现另一个问题，即压力控制器必须安装在熔融锌电镀槽的正上方。该项工艺的缺点是压力控制器需要暴露在非常恶劣的环境中，压力的调整、保持与检查变得困难，原因是上述用于调整沉积在钢带上的电镀熔融锌数量的气体喷嘴等被置于压力控制器附近，部分电镀到钢带上的熔融金属被喷嘴喷出的气体吹散。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种清除熔融金属电镀槽内卷筒上沉积物的装置。该装置安装在熔融金属电镀机组作业线上，装置结构简单，价格不贵，不常出现故障而且可保养性极好。本发明还提供一种防止熔融金属电镀钢带形成凹痕的方法。
为此，本发明提供一种用于清除熔融金属电镀槽中卷筒表面沉积物质的装置，金属带可在所述熔融金属电镀槽中移动，所述装置包括：刮板，被设置成压住浸在所述熔融金属电镀槽内的卷筒，所述刮板可清除沉积在所述卷筒表面的物质；支撑所述刮板的支杆；螺旋机构，设置在所述熔融金属电镀槽之上以使所述支杆来回移动并能够使所述支杆沿所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒的轴移动来清除所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒表面的沉积物质，所述螺旋机构包括固定到所述支杆上的浮体，所述浮体能完全或部分地浸泡在所述熔融金属电镀槽中。
此外，本发明提供一种用于防止进行熔融金属电镀的金属带出现凹痕的方法，所述金属带移动并连续地浸在熔融金属电镀槽内，然后向上提升离开所述熔融金属电镀槽，熔融金属电镀到所述金属带的表面，所述方法包括：安装如上所述的本发明装置来清除沉积到所述熔融金属电镀槽中卷筒表面的物质；通过所述装置清除沉积到所述熔融金属电镀槽中卷筒表面的物质对所述金属带进行电镀。
在本发明的装置或者方法中，优选在支杆上安装重物，用来调整与熔融金属电镀槽内卷筒接触的刮板压力。此外，刮板的宽度优选为卷筒筒长的大约十分之一至四分之一。熔融金属电镀槽内的卷筒为导辊则更佳。优选的是，熔融金属为锌铝合金并且金属带为钢带。另外，在熔融金属电镀槽中的卷筒优选是导辊。
根据本发明，当电镀作业进行时，熔融金属电镀槽内卷筒(除导辊以外的防止金属带振动的托辊)表面的沉积物毫无疑问可以稳定地清除。由此，可减少通常在被电镀的金属带上形成的凹痕。而且，由于该装置的结构与传统装置相比并不复杂，所以设备成本并不昂贵。
附图说明
图1是示意性显示本发明的用于清除熔融金属电镀槽内卷筒上沉积物的装置的纵向剖视图；
图2为图1中所示装置的正视图；
图3是示意性显示传统的熔融金属电镀槽的纵向剖视图；
图4是显示刮板宽度、极端材料成本和清除沉积物质装置成本相互间关系的图表；
图5是显示在不合格产品的比率方面实施本发明所取得的效果的图表；和
图6显示刮板消耗成本与刮板维修成本的改进结果的图表。
具体实施方式
在附图中，附图标记1表示金属带(钢带)，2表示槽内的卷筒(导辊)，3表示托辊，4表示气体喷嘴，5表示接触辊，6表示刮板，7表示支杆，8表示浮体，9表示安装座，10表示重物，11表示螺旋机构，12表示电动机，13表示熔融金属电镀槽(电镀槽)。
本发明的实施例说明如下。
首先，参阅图3，说明电镀槽和沉积物清除装置如何布置。
浸在熔融金属电镀槽13内的导辊2将向下倾斜地连续浸泡在电镀槽13内的钢带1的移动方向改为垂直方向，以便将钢带1向上拉起。其后，钢带1在一对分开设置的上下卷筒之间通过，这对卷筒分别夹在钢带1的前后两面，以防止电镀槽13中钢带1的振动。然后，钢带1穿过一对上下托辊3，从电镀槽13中向上拉起。向钢带1两面喷气的喷嘴4置于电镀槽13的上方，以便喷向钢带1的气体将沉积在钢带表面的熔融金属的数量调整到适当值。随后，钢带1在置于喷嘴4上方的接触辊5之间通过并且提供给下游的冷却器(未显示)。
在上述情况下，当电镀作业进行时，电镀槽13内导辊2表面的沉积物应被清除。为此，如图3所示，与导辊2表面接触并刮落沉积物的刮板6安装在支杆7上，以便通过支杆7沿其轴向A作前后运动使刮板6压向导辊2表面。
已知的刮板6包括一块宽度沿卷筒轴向覆盖了卷筒2整个长度的刮板，以及一块宽度小于卷筒2并沿卷筒2轴向运动的刮板。然而，这些刮板分别具有前述缺点。
发明者注意到带有移动窄刮板6的系统的沉积物清除装置，该装置在日本公开特许公报的61-133369号中已公开，并刻苦努力去克服该装置的缺点；即(1)该装置结构复杂(也意味着该装置价格昂贵)，和(2)该装置的维修与检查困难。
首先，当与导辊2表面接触的刮板6受到大压力时，可认为它清除导辊2上沉积物的能力也加强。然而，刮板6磨损极快而且必须经常更换。尤为重要的是，当刮板的最末端磨损时，刮板接触面的压力就减小，也就降低了刮板对沉积物的清除效果。而且，当刮板的最末端磨损不均匀时，导辊2自身的表面也被损坏。在日本公开特许公报61-133369号公开的刮板6采用机械装置推动刮板前后移动以控制压力。为此，由于压力过大，认为必须由扭矩传感器来调整压力。由此使该装置结构复杂且价格昂贵。
为解决上述问题，发明者经过大量关于刮板6压力的实验与研究，证实压力可适当地设定为一个相对小的值，并将沉积物清除装置的结构改进成为以下的简单结构。发明者发现支撑刮板6的支杆7自身的重量已非常重，而且仅仅是支杆7的重量就已超过压力的最佳值。作为对策，如图1和2所示，在支撑刮板6的支杆7上加上浮体8以减轻支杆7自身的重量。原因是当浮体8完全或部分地浸泡在电镀槽13中时，浮体8受到浮力而且该浮力可减轻支杆7的重量。在支杆7上装有安装座9，在安装座9上可固定许多浮体8，以便随意地在安装座锁定浮体或从那里移动浮体。因此，增加浮体8的数量可减轻刮板6的压力，而且浮体8的数量可以设置成当其数量达到最大时，刮板6不与卷筒的表面接触。浮体8最好是由耐熔融锌的材料做成的空盒。例如，浮体8可由不锈钢制成，比如SUS316L等，或由比重比熔融锌更小的合适的陶瓷制成。而且，将浮体沿支杆的方向滑动也可能改变压向卷筒表面的刮板6的压力。
顺便说一下，也有这样的情况，即仅仅改变浮体8的数量，不能得到相近似的施加压力。原因是在实际运作中采用了各种型号的高度各异的电镀槽以及各种型号、大小各异且移动速度各不相同的钢带。可以预期会有按规定尺寸和规定材料制成的浮体8无法应付的情况出现。因此，在本发明中，如图1和2所示，带有重物10的安装座9置于固定有支杆7浮体8的安装座9的上方。也就是，与浮体8相似，安装座9上安装有许多重物10，可以随意地到那里锁住重物或从那里移动重物，并且通过改变重物10的数量，可精密地调整刮板6上所受的力。重物10由铅、铁或类似的材料制成则更佳。
本发明的装置具有按上面的介绍构建的刮板6与支杆7，通过观察电镀钢带1表面的状态，工人可在进行操作时随时随意调整压力。因此，已知装置的结构复杂、价格昂贵的问题(1)可立刻解决。而且，由于该装置构造简单，即使工作环境恶劣，其维修与检查可在短时间内轻易地进行，由此，可同时解决已知装置的上述问题(2)。
作为最佳沉积物清除装置研制的一个步骤，发明者检查刮板6的宽度，按照惯例，宽度几乎不进行检查。
结果是，发明者确定当刮板的宽度太窄时，刮板最末端的磨损速度加快，这一点从图4中可明显看到，而且由于必须更加频繁地更换刮板6，刮板6的成本就提高了。相反地，当刮板的宽度太宽时，装置本身的尺寸增大了，设备的成本也就增加了。因此，在此研究的基础上，发明者做了各种实验，证实刮板的宽度最好在卷筒筒长的大约十分之一至四分之一之间。准确地说，当导辊2筒长约为2200毫米时，刮板的宽度为大约220毫米至550毫米。
因此，根据本发明，使用清除电镀槽内卷筒上沉积物的装置可平稳可靠地清除电镀槽内卷筒上的沉积物。因此，在制造熔融金属电镀钢带的过程中在产品表面按照惯例形成的凹痕也可减少。因此，发明者提出了一种方法，即按照本发明上述操作步骤，可防止凹痕在产品表面上述沉积物质上形成。
实施例
图1和2显示的本发明用于清除熔融金属电镀槽内卷筒上沉积物的沉积物清除装置置于对钢带1进行电镀的熔融锌电镀槽，并且进行了实际的电镀作业。
通过冷轧极低碳钢连铸钢方坯得到钢带1，在电镀操作中，改变了钢带1的尺寸。当钢带1浸在电镀槽内时，其移动速度设定为一个恒定值即每分钟100米，熔融锌电镀槽的温度设定为420摄氏度，钢带的温度设定为450摄氏度。
每个大小为100毫米×150毫米，由不锈钢SUS316L制成的浮体8安装在该装置的支杆7上，数量为一至十个，供随意改变浮体8的数量。而且，每个大小为100毫米×100毫米，由铁制成的重物10安装在支杆7上，数量为一至十个，供随意将重物锁定到支杆7上或从支杆7上移走。此外，刮板6宽度为350毫米，厚度为30毫米，并由不锈钢SUS316L制成。如图2所示，刮板6与支杆7由可横向移过电镀槽13上方的螺旋机构11支撑，该螺旋机构由电动机12所驱动沿导辊2的轴移动。
当根据工人观察电镀钢带1表面状态来改变安装的浮体8和/或重物10的数量时，所进行的电镀作业的结果，由上述电镀作业所得到的熔融锌电镀钢带的不合格比率(不合格部分产品的重量与所有产品的重量之比)来评估。图5显示评估的结果。从图5可明显看到，与传统方法相比较，使用根据本发明的装置可更稳定地制造优质的熔融锌电镀钢带。而且，与传统方法相比较，还可大大地减少在电镀操作中更换刮板的需求，如图6所示，维修及服务的成本与刮板的成本也大大地降低了。
在上述实施例中，进行电镀的金属带是钢带，熔融金属电镀是熔融金属锌电镀。然而，本发明并不仅限于这些材料，还可应用于任何成分金属带和任何成分熔融金属电镀。
如上所述，根据本发明，在电镀操作过程中熔融金属电镀槽内卷筒表面的沉积物毫无疑问可被稳定地清除。结果是，进行电镀的金属带形成的凹痕可以减少。而且，与传统装置的结构相比较，由于本发明所提供的装置结构简单，所以该装置具有设备成本低的优势。
Claims (32)
1.用于清除熔融金属电镀槽中卷筒表面沉积物质的装置，金属带可在所述熔融金属电镀槽中移动，所述装置包括：
刮板，被设置成压住浸在所述熔融金属电镀槽内的卷筒，所述刮板可清除沉积在所述卷筒表面的物质；
支撑所述刮板的支杆；和
螺旋机构，设置在所述熔融金属电镀槽之上以使所述支杆来回移动并能够使所述支杆沿所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒的轴移动来清除所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒表面的沉积物质，所述螺旋机构包括固定到所述支杆上的浮体，所述浮体能完全或部分地浸泡在所述熔融金属电镀槽中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括固定到所述支杆上的重物，用于调节所述刮板施加到所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒的压力。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述刮板的宽度相当于所述卷筒的长度的十分之一到四分之一。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述刮板的宽度相当于所述卷筒长度的十分之一到四分之一。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒是导辊。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒是导辊。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒是导辊。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒是导辊。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
10.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
11.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
12.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
13.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
14.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
15.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
16.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
17.用于防止进行熔融金属电镀的金属带出现凹痕的方法，所述金属带移动并连续地浸在熔融金属电镀槽内，然后向上提升离开所述熔融金属电镀槽，熔融金属电镀到所述金属带的表面，所述方法包括：
安装权利要求1所述的装置来清除沉积到所述熔融金属电镀槽中卷筒表面的物质；和
通过所述装置清除沉积到所述熔融金属电镀槽中卷筒表面的物质对所述金属带进行电镀。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述装置包括固定到所述支杆上的重物，用于调节所述刮板施加到所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒的压力。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述刮板的宽度相当于所述卷筒的长度的十分之一到四分之一。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述刮板的宽度相当于所述卷筒长度的十分之一到四分之一。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒是导辊。
22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒是导辊。
23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒是导辊。
24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述熔融金属电镀槽中的所述卷筒是导辊。
25.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
26.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
27.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
28.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
29.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
30.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
31.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
32.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述熔融金属是含有铝的锌，所述金属带是钢带。
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