TWI787217B - 用於移動金屬產品的雷射除垢的方法以及用於實現該方法的裝置 - Google Patents

用於移動金屬產品的雷射除垢的方法以及用於實現該方法的裝置 Download PDF

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Abstract

一種使用雷射除垢對具有氧化物層的移動金屬產品進行除垢的方法，其特徵在於：至少一個第一雷射器（6）發射在待除垢產品的氧化表面上反射的光線（7），所述反射光線（9）被感測器（8）截取，所述感測器（8）將所收集的資訊發送到處理單元（10）；處理單元（10）計算所述產品的表面對所述光線（7）的吸收，推導出氧化表面在所述反射光線（9）的方向上的發射率，並且將該發射率與處理單元（10）內部預先記錄的參考資訊相關聯；至少一個第二雷射器（13）發射光線（14）到所述產品的表面上以對所述產品進行除垢，所述光線（14）的光點通過使用在所述產品的表面上橫向移動所述光線（14）的光點的光學和/或機械掃描或者將所述光點轉換成線的光學系統來覆蓋待進行除垢的整個表面，所述第二雷射器為接收由所述處理單元（10）提供的資訊的控制單元（15）所控制，從而能夠確定待施加到所述第二雷射器（13）上的操作參數以與所述控制單元（15）中預先記錄的實驗結果比較來獲得對所述產品的表面的除垢；以及，用於檢查所述產品的除垢表面的機構驗證所述除垢的效果。執行該方法的裝置。

Description

用於移動金屬產品的雷射除垢的方法以及用於實現該方法的裝置
本發明是有關於在金屬產品已暴露於氧化性環境中的一些組分中之後，例如在停留在熱處理爐中之後，去除覆蓋金屬產品（特別是由鋼製成）的氧化物層。
在本文本的下文中，本發明的優選示例性應用將涉及靜止或移動的、熱或冷軋制或者熱或冷成形的所有類別（奧氏體、鐵素體、奧氏體-鐵素體等）的不銹鋼帶材和片材領域。然而，必須理解的是，這絕對不是限制性的，並且本發明可以應用於出現的技術問題與在不銹鋼帶材和片材上遇到的技術問題類似的其它金屬（特別是各種類別的碳鋼）和特殊合金（特別是鐵合金）。它也可以應用於帶材和片材之外的產品，例如具有和不具有焊接的線材和管材，所描述的裝置的改變對於本技術領域具通常知識者是顯而易見的。
不銹鋼片材和帶材通常經歷處理，該處理與氧化性環境（諸如空氣）接觸導致高溫下在其表面上形成不希望的氧化物層。這些氧化物具有根據基本金屬的組成及其形成條件而顯著變化的組成。最通常的情況下，元素Fe、Cr、Mn和Si的氧化物在其中佔優勢。
在通常且非限制性的情況下，導致這種形成的處理是半成品（鑄坯、板坯、大方坯、小方坯）在進行熱軋且停留在露天中（在熱軋之後進行）之前經歷的再加熱操作，進行帶材或片材在其冷軋迴圈（它在一個或多個步驟中完成，其中一些可以與中間退火分開）之前和/或期間和/或之後所經歷的數百度的各種退火操作，如果這些退火操作發生在不完全惰性環境或還原性環境中。這些不希望的氧化物當然必須消除，然後片材和帶材才能成為可用的產品或半成品，而半成品隨後經歷最終的成型操作而成為可用的產品。常常重要的是在第一次冷軋步驟之前消除這些氧化物，以防止它們在軋製過程中變成鑲嵌在半成品的表面中並且導致平凡的表面狀態。
必須理解的是，這裡提到的不希望的氧化物層不是在空氣中和在環境溫度下在不銹鋼表面自發形成的且保護它們免於氧化的精細Cr氧化物類層（被稱為「鈍化層」）。引起問題並且希望消除的氧化物層是當帶材在氧化性環境中保持高溫下時形成的氧化物層。一旦去除該層，不銹鋼的表面是裸露的，並且Cr氧化物的鈍化保護層再次能夠快速且自發地形成，再次使得鋼在通常使用條件下變成不銹的。
通過噴丸（在待處理的表面上投射硬珠）和/或通過除垢機（使帶材通過使其彎曲、壓縮和牽引下工作的成對的輥之間）進行的機械除垢的應用能夠例如通過刷洗容易地使大量的氧化物開裂並將其去除，但可能不足以去除所有這些氧化物。噴丸還具有增加了表面粗糙度的缺點，當不希望這種情況時，片材或帶材隨後經歷的操作不一定能夠進行校正。
在最傳統的情況下，使用化學酸洗或電解酸洗方法或一系列這樣的酸洗操作去除不希望的氧化物層。
化學酸洗是在一個或多個氫氟酸、鹽酸、硫酸或硝酸池中進行的。電解酸洗通常在硫酸鈉池或酸池（硝酸或硫酸）中進行。
這些除垢操作導致獲得具有表面光潔度（surface finish）的帶材或片材，表面光潔度通常按照標準分類為各種類別： - 1D光潔度，用於已經歷熱軋、退火和除垢（通常為化學酸洗）的產品；通常還在化學酸洗的上游使用機械除垢（除垢機、噴丸）； - 2B光潔度，用於已經歷退火處理、通常電解和化學酸洗以及平整處理（在平整軋機中，提高帶材平整度並降低其粗糙度，原則上產品厚度低的降低率約為約百分之幾）的產品； - 2D光潔度，用於已經歷退火、酸洗且不經歷平整處理的冷軋產品； - 2E光潔度，用於已經歷退火、噴丸、酸洗且不經歷平整處理的冷軋產品。
化學酸洗是用於消除不希望的氧化物的最徹底的方法。但是，它具有許多缺點。 它消耗大量的酸，而且回收其中一部分酸用於後續再利用的可能性也很低。 進行化學酸洗所需的基礎設施，即連續酸洗池等，昂貴且笨重。用於移動長度約為200 m的帶材的化學酸洗裝置並不罕見。
這些裝置使用有害產品，特別是氫氟酸。其液體和固體污染廢物（與酸洗液混合的含有氧化物的污泥）必須根據嚴格的規定進行儲存和回收，規定的嚴格程度將在未來只會提高，從而是昂貴的。經加熱的酸性溶液也釋放必須被中和的酸性氣體。硝酸也是必須被捕獲並處理的Nox 釋放物的來源。
電解酸洗方法也被使用，在帶材或片材浸沒在一般具有在使用後也必須再處理的硫酸鈉的鹼或硝酸或硫酸的池中時完成。電解酸洗要求使用相對較高電量的相當昂貴的裝置。它可以通過用酸進行的化學酸洗來完成，比單獨使用化學酸洗時更輕，但是具有與上述缺點類型相同的缺點。電解酸洗也會產生必須儲存並隨後再處理的污泥。用過的池也必須進行再處理。雖然與通過酸池進行化學酸洗的情況相比，對污泥和池的再處理更便宜、更安全且更簡單，但也成為在使用該方法中非常重要的限制。
最後，酸洗液中存在溶液中的六價鉻對工作人員和環境造成重大的健康風險：測量並監測了其在液體中和在工作人員暴露中的含量水準。
因此，人們已經研究了至少在某些情況下用使用雷射的方法替換金屬產品的化學或電解酸洗的可能性。經典著作《Laser Cleaning》（(Boris Luk’yanchuk, December 2002, ISBN: 978-981-02-4941-0）提到了這種可能，特別是用於藝術品和建築物的清潔工作（特別是第二章「an overview of experimental research into the laser cleaning of contaminants from surfaces」），並因此用於尺寸相對較小的固定服務。雷射發射投射到待清潔的表面上，並使氧化物層脫落。
以這種方式，能夠避免使用酸和/或硫酸鹽，並且不會對污染的污泥和液體進行有害的再處理。僅需要例如通過抽吸來收集脫落的氧化物，並且有可能優選使用乾法對它們進行再處理，以回收它們所含有的金屬並利用它們。車間環境的安全得到更好的保證。使用雷射清潔表面的整個操作還具有比濕法（化學和/或電解）更好的整體能量平衡，特別是考慮到操作雷射的電力成本特別是相對於電解除垢所需要的電力成本不是很高。該裝置可以比包括多個連續池的酸洗裝置更緊湊，從而在建造裝置期間在土木工程操作的成本方面產生明顯的優勢。如果使用脈衝光纖雷射器，則能夠在很短的時間內以高頻率和相當大的自主性發送大量的能量，並且這些雷射器的使用壽命能夠達到幾年而不需要特別的保養。
然而，使用與CO2 雷射器、準分子雷射器或Nd:YAG雷射器相結合的現有技術由於大量維護不能以工業規格、不能以連續的或使用過長脈衝的雷射器的操作模式並且由於所用的雷射器數量（鑒於電流線路的高移動速度）不能以過度的操作成本獲得在移動帶材或片材上的最佳結果。此外，所提供的解決方案是假設沿著帶材的寬度和長度的均勻表面狀態（參見文件EP 0,927,595-A1）和最經常的固定的移動速度的解決方案。在相同帶材上，如果移動速度由於特定原因而改變，則機器的慣性（主要是爐子的慣性）引起氧化物層的改變（厚度和/或性質）。即使待去除的氧化物層的性質和厚度被認為是事先已知的，它們隨後改變，並且根據速度改變脈衝的頻率或能量僅在氧化物層不變的情況（通常不是這種情況）下才起作用。最後，線速度現在達到100 m/min~150 m/min。如果希望以這樣的速度對2 m寬的帶材進行除垢，則當前掃描表面的掃描器受到其電機速度的限制，該電機速度遠低於避免掃描涉及在片材寬度上一行數百個雷射器的非常小的距離所需的速度。例如，使用具有每邊測量為0.120 mm的光點的Nd:YAG 1064 mm, 1 mJ雷射器，如果希望整個處理區域在除垢期間被至少一個雷射脈衝觸及，則掃描器在帶材被移動了0.120 mm時必須返回到它的起始點，而該裝置將不得不含有數百個雷射器。
本申請的目的在於提出一種用於金屬產品（特別是具有或不具有焊接的熱軋或冷軋的片材、棒材、線材或管材）的除垢裝置，從而能夠最好地利用這些金屬產品在工業規模上的雷射除垢能力。在能夠處理由具有（用於帶材和片材）不同成分、不同氧化態、不同形式和厚度的鋼製成的產品（該產品能夠在雷射除垢裝置中以不同速度移動）的同時，該裝置必須盡可能所通用的。
為此，本發明是有關於一種對表面上具有氧化物層的移動金屬產品進行除垢的方法，所述方法使用雷射除垢，其特徵在於： - 波長等於用於除垢的雷射器的波長的至少一個第一雷射器或者優選一組這樣的第一雷射器發射在待除垢產品的氧化表面上反射的光線，由氧化表面反射的所述光線被感測器截取，所述感測器將所述感測器收集的資訊發送到處理單元； - 處理單元根據由所述感測器收集的資訊來計算所述產品的表面對所述光線的吸收，由此推導出所述金屬產品的氧化表面在所述反射光線的方向上的發射率，並且將該發射率與在處理單元內部預先記錄的參考資訊相關聯； - 至少一個第二雷射器或優選一組這樣的第二雷射器發射光線的脈衝到所述產品的表面上以對所述產品進行除垢，所述光線的脈衝的光點通過使用在所述產品的表面上橫向移動所述光線的光點的光學和/或機械掃描或者將所述光點轉換成線的光學系統來覆蓋待進行除垢的整個表面，所述第二雷射器為接收由所述處理單元提供的資訊的控制單元所控制，從而能夠確定待施加到所述第二雷射器上的操作參數以與所述控制單元中預先記錄的實驗結果比較來獲得對所述產品的表面的除垢；以及 - 用於檢查所述產品的除垢表面的機構，用於通過檢測任何未經除垢或除垢不佳的區域的存留來驗證所述除垢的效果。
所述至少一個第二雷射器的每個脈衝的光點的能量密度能夠為1 J/cm²~20 J/cm²。
所述處理單元中預先記錄的資訊可以包括所述產品的組成和所述產品的表面的測量或估算的粗糙度。
在除垢之後且在表面的檢查之前，能夠例如通過抽吸和/或刷洗將經除垢的氧化物從所述產品的表面除下。
在檢查所述產品的表面之後，能夠至少在所述檢查已顯示由所述第二雷射器進行的除垢不足的區域中進行所述產品的額外除垢。
可以根據由所述表面檢查機構提供的資訊，用至少一個第三雷射器（17）或一組這樣的第三雷射器（17）執行所述額外除垢。 能夠通過第二檢查機構，諸如光學機構，驗證所述額外除垢的效果。
在所述額外除垢和任選的由所述第二檢查機構對不完全除垢的區域的檢測之後，能夠將所述產品發送到至少一個化學酸洗池或電解酸洗池中。 能夠使用至少一個化學酸洗池或電解酸洗池完成所述額外除垢。
所述移動金屬產品能夠是帶材或片材，並且，在所述帶材或片材的兩個面上對所述移動金屬產品進行除垢。
本發明還有關於一種用於移動金屬產品的雷射除垢裝置，其特徵在於，所述雷射除垢裝置包括： - 波長等於用於除垢的雷射器的波長的至少一個第一雷射器或者優選一組這樣的第一雷射器，用於發射在待除垢產品的氧化表面上反射的光線；和感測器，用於截取由所述氧化表面反射的光線，並將所述感測器收集的資訊發送到處理單元中； - 處理單元，用於根據由所述感測器收集的資訊來計算所述產品的表面對所述光線的吸收，並且用於推導出所述金屬產品的氧化表面的發射率，並將該發射率與在處理單元內部預先記錄的參考資訊相關聯； - 至少一個第二雷射器或優選一組這樣的第二雷射器，用於發射光線到所述產品的表面上以對所述產品進行除垢，所述光線的光點能夠通過使用在所述產品的表面上橫向移動所述光線的光點的光學和/或機械掃描或者將所述光點轉換成線的光學系統來覆蓋待進行除垢的整個表面；和控制單元，用於控制所述第二雷射器並接收由所述處理單元提供的資訊，從而能夠確定待施加到所述第二雷射器上的操作參數以與所述控制單元中預先記錄的實驗結果比較來獲得對所述產品的表面的除垢，並通過將所述操作參數施加到所述第二雷射器上來控制所述第二雷射器；以及 - 用於檢查所述產品的除垢表面的機構，用於通過檢測任何未經除垢或除垢不佳的區域的存留來驗證所述除垢的效果。
所述用於檢查所述產品的除垢表面的機構能夠是光學機構。 所述裝置能夠包括用於例如通過抽吸和/或刷洗將經除垢的氧化物從所述產品的表面除下的機構。
它能夠包括用於執行額外除垢的機構，所述用於執行額外除垢的機構位於所述用於檢查所述產品的除垢表面的機構下游。
所述用於執行額外除垢的裝置包括至少一個第三雷射器或一組這樣的第三雷射器，用於根據由所述用於檢查表面的機構提供的資訊進行操作。 所述執行額外除垢的機構可以包括至少一個化學酸洗池或電解酸洗池。
所述雷射除垢裝置可以位於連續處理線上，所述連續處理線還包括放置在在所述雷射除垢裝置之前的爐子。 所述連續線可以包括用於金屬產品的滾動裝置。
為了處理由移動帶材或片材構成的所述金屬產品的兩個面，所述雷射除垢裝置在所述產品的任一側上可以包括至少一個第一雷射器、至少一個第二雷射器以及用於檢查所述產品的每個表面的機構。
為了處理由棒材、管材或線材構成的所述金屬產品的整個表面，所述裝置可以包括分佈在所述金屬產品的週邊附近的一組第一雷射器、一組第二雷射器以及用於檢查所述產品的整個表面的機構。
將理解的是，本申請的組成如下：使用通用裝置對任何形式的金屬產品進行雷射除垢、提供用於檢查除垢的效果的多種儀器，以及能夠在進行除垢處理本身過程中優化除垢的效果。
通過閱讀以下描述並參考圖式，將更好地理解本發明。該圖式示意性地示出根據本發明的用於移動金屬帶的雷射除垢的示例性裝置的剖面圖，該示例性裝置具有可能的替代實施方式。
下面將詳細描述並通過實例解釋雷射除垢裝置，實例將涉及剛在連續線上的經歷冷軋和退火的移動冷軋不銹鋼帶的處理，並且根據本發明的雷射除垢裝置（其至少執行大部分除垢功能）也被併入到該連續線中，以取代在這類連續線上通常使用的電解和/或化學酸洗裝置（這些連續線的實例尤其可以在文件EP 0,509,177-A2和EP 0,695,808-A1中找到）。
當然，將要描述的根據本發明的雷射除垢裝置也可以併入到包括與將要描述的相比數量更多或更少的設備的連續處理生產線中，或者可以經受專門針對這種除垢的單獨裝置。
此外，未示出沒有起到主要冶金作用並且在任何情況下都不參與進行根據本發明完成的雷射除垢的這樣生產線上典型存在的設備。實例尤其包括：用於設置移動的帶材的夾送輥，以及在一些可能需要不同的帶材運動速度的設備之間充當「緩衝器」的帶材儲料器。
所示的連續線首先包括用於厚度通常為約數毫米且寬度通常可高達2 m的熱軋不銹鋼帶材3的卷2的開卷裝置1。使該帶材3以通常高達150 m/min的速度移動，並且，通常在已經歷任何化學和/或機械機構（未示出）或者甚至具有根據本發明的機構的雷射（將被描述）進行除垢之後，它進入將其厚度降低到通常約0.2 mm~15 mm的值的冷軋機4，以獲得冷軋帶材。
冷軋帶材3接著進入了根據退火的冶金目的而使其達到幾百攝氏度的溫度的退火爐5。如果該退火是（有意或無意地）在不可忽略量的氧化性氣體（諸如氧氣）的存在下進行，則會導致在帶材3的表面上形成不希望的氧化物層，其組成、其厚度及其上黏附性尤其取決於帶材3的成分、退火爐5的環境的成分、退火爐5中的溫度以及帶材3在退火爐5中的停留時間。鑒於並不是所有這許多參數都是易於控制的且在任何情況下這許多參數可以根據所完成的確切處理（特別是帶材3的組成和退火條件）而顯著變化，不可能將精確的系統特性分配給能夠容易地對帶材3的除垢條件標準化的這種氧化物層。這也是濕法除垢方法（特別是化學方法）的缺點之一，其中池的組成不能易於適應以較低成本獲得帶材3的令人滿意除垢實際上所需的條件。
根據本發明，位於生產線上且位於帶材3的每個面上的退火爐5之後的是波長等於將用於除垢的雷射器的波長的第一行雷射器6（例如波長為1064 nm的Nd:YAG雷射器），其中，帶材3上的光線7的光點能夠在盡可能少地重疊的同時理想地覆蓋帶材3的整個寬度。使用與執行除垢的雷射器13所描述的系統相似的用於掃描表面的系統，能夠可選地改變這些光點的位置，使得在不需要過多數量的第一雷射器6的情況下第一雷射器6的光點覆蓋帶材的全部或大部分表面。該第一行雷射器6與一系列感測器8相關聯，其中，光線7在帶材3的氧化表面上所反射的光線9返回到該感測器8上。因此，第一雷射器6必須以已知的入射角放置，以便利用感測器8重新獲得具有正確反射角的資訊。傳統程式設計的信號的適當處理單元10用於將由每個感測器8接收的光線9的強度與根據所述反射角的參考強度進行比較，該參考強度在所述處理單元10中預先記錄用於以標準方式剝離或氧化帶材，並且該帶材會具有與處理過的帶材3相同的組成和相同的粗糙度。這能夠確定相關區域中帶材3的表面的對於該給定波長且在所考慮的方向上的光譜發射率，該光譜發射率與來自每個第一雷射器6的光線7的吸收程度相關。
第一雷射器6的目的是確定沿著帶材的寬度和沿著移動帶的長度進行除垢所需的實際能量。事實上，由於線上游的操作參數有意地或經歷地變化，例如，在線上帶材加速度的減慢，或者在退火爐5中或在其之前已經發生的帶材3的寬度上的不均勻污染，能夠獲得在待除垢帶材3的長度和/或寬度上不均勻的氧化物層。第一雷射器6和相應的感測器8能夠量化這種不均勻性。
第一雷射器6的波長與除垢雷射器的波長相同的這一事實能夠確保覆蓋帶材3的氧化物對第一雷射器6的光線的吸收將與對除垢雷射器的吸收相同，並且因此可以直接基於由第一雷射器6和感測器8獲得的資料調整除垢雷射器。
為了獲得第一雷射器6的吸收的可靠測量結果，帶材3必須相對於第一雷射器6和感測器8保持恒定的距離，即，帶材3必須不振盪並且必須保持在固定的高度。這可以通過使用S形塊對帶材3施加很充分的牽引力或者通過將支承輥24放置在帶材3下方以確保其高度在第一雷射器6下方保持固定來完成。
為了簡化起見，圖1示出僅在帶材3的上表面上的第一雷射器6、其感測器8及其相關聯的支承輥24。然而，帶材3的下表面上當然也存在其它雷射器及其相關感測器。類似地，與支承輥24相當的支承輥可以放置成與帶材3的上表面接觸，以確保帶材3相對於檢查其下表面的雷射器保持固定的距離。
由於在帶材3移動的情況下帶材3的實際粗糙度難以測量，所以能夠採用這樣的假設：該粗糙度與冷輥4的工作缸11、工作缸12的表面的粗糙度相同，由於冷輥4的工作缸11、工作缸12進行定期檢查，原則上這些工作缸11、工作缸12的表面的粗糙度是已知的，並且如果需要的話重新設置表面（resurface），以使它們確實不會在軋製期間在帶材3的表面上施加任何過度或不受控的粗糙度。僅對工作缸11、工作缸12中的一個評估該粗糙度通常就足夠，這是因為它們的粗糙度通常在其使用期間相似地演變，但是也能夠選擇不先驗地假設缸11、工作缸12的粗糙度相同，而分別對它們進行評估。在熱軋的情況下，也可以通過與除垢線之外預先進行的對於這些產品或類似產品的測量相比較來檢查粗糙度。
應該注意的是，如果待處理的產品不同於由卷2展開的移動帶材3（例如，如果它涉及已切割並軋製的片材），並且如果能夠在它進入退火爐5之前評估其實際粗糙度，則能夠基於該實際粗糙度測量待處理的氧化產物的發射率。
接下來，帶材3在第二行雷射器13（例如，Nd:YAG脈衝雷射器, 1064 nm）的前方移動，其中，第二行雷射器13發射光線14到帶材3的表面上。
嚴格來說，這些第二行雷射器13是實際負責除垢的那些雷射器。它們佔據帶材3的橫向方向上的位置，使得它們中的每一個最佳地與第一行雷射器6之一基本對置。它們由控制單元15控制，控制單元15應基於以下內容確定第二行雷射器13的各種操作參數： - 由第一雷射器6、感測器8和處理單元10提供並被傳輸到第二行雷射器13的控制單元15的資訊所獲得的帶材3的表面的發射率測量結果；以及 - 預先存儲在控制單元15中的實驗結果，能夠由對組成、粗糙度和發射率與待處理的帶材3相同或接近的參考樣本預先完成的校準來確定特別是基於能夠達到的帶材3的區域中測量的發射率對於每個除垢雷射器13的操作什麼是最合適的參數，以實現令人滿意的帶材的除垢。
當然，處理單元10和控制單元15能夠在執行兩個單元本身的所有功能的單獨設備中組合在一起。
以對於雷射器6和感測器8的相同方式，帶材3必須在雷射器13下方通過期間保持固定的高度，並且與先前支撐件24相當的支承輥25或者任何其它功能上等效的裝置能夠用於這一點。
另外，其它雷射器13（未示出）以及任何相關聯的支承輥用於根據檢測所述下表面的雷射器6（未示出）所提供的資訊來對帶材3的下表面進行除垢。
雷射器13均能夠放置成不垂直於片材，以便使由雷射器13本身或行中的其它雷射器13發射的先前脈衝期間投射的氧化物顆粒對入射光束的干擾最小化。
通過以下事實，使處理帶材3的整個表面所需的雷射器13的數量最小化：每個雷射器13具有光學或機械或結合兩個原理的超快速掃描系統，該超快速掃描系統促使光線14的光點的橫向運動，以便並置這些光點以形成覆蓋帶材3的整個寬度的連續線，該連續線優選光點的零重疊或最小重疊，從而不會有將過量的能量發送到光點的重疊區域上的風險。
還必須考慮的操作參數是帶材3的移動速度，帶材3的移動速度將決定雷射13的脈衝的頻率和/或掃描速度。移動速度越快，脈衝的頻率和/或掃描速度必須越快，從而確保帶材3的表面的寬度的給定部分經相關雷射器13充分地且基本上與其它部分相同地處理。無論移動速度如何，寬度上的每個帶材部分必須已經過處理，並且必須已接收由控制單元15給出的所需能量密度。考慮到為獲得帶材3的表面的最佳重疊所需的掃描速度，該能量密度將取決於脈衝的數量、單位脈衝的能量、脈衝的頻率。
根據本發明完成的雷射除垢的使用為除垢裝置提供了強大的通用性，特別是考慮到如果在操作期間觀察到除垢參數不是最佳的，則在處理期間能夠容易地對除垢參數進行調節。這例如是用於調節光線焦點的傳統系統能夠修改每個第二雷射器13的光點的表面的情況。
本發明一個可能的簡化在於：假定帶材3的表面的氧化在給定的第一雷射器6周圍的廣闊區域中或者甚至在帶材3的整個寬度上（如果僅存在一個雷射器6）是相同的，將佈置對應於相同數目的第二雷射器13的一行第一雷射器6替代為使用數量較少的第一雷射器6或者甚至單個第一雷射器6。然後使幾組第二雷射器13或者甚至所有第二雷射器13（如果只有一個第一雷射器6）以相同的參數操作。
在第二雷射器13附近設置機構（未示出），用於例如通過朝向容器抽吸或刷洗來除下且優選收集已從帶材3的表面脫離的氧化物以及在處理期間可能（通過汽化金屬顆粒、氧化物或有機材料）產生的煙。以這種方式，能夠容易地回收最大量的這些氧化物，從而防止它們散佈到大氣中而污染大氣；並且能夠收集大部分的這些氧化物，從而回收這些氧化物所含有的金屬。此外，這種操作能夠去除通過雷射器13可能僅從帶材3的表面（特別是在帶材3的上表面上，其中無法指望重力來幫助氧化物脫離）不完全脫離的氧化物。最後，抽吸這種灰塵和這些煙霧能夠避免雷射器的光學系統受到損壞，其中，這些煙霧可能會成團（clumped），從而引起加熱甚至破裂。
在通過第二雷射器13下方之後，帶材3因此原則上被完全除垢。這通過適當的手段來驗證，例如使用用於檢查除垢品質的光學裝置16（諸如相機）或一組這樣的光學裝置16來檢查帶材3在其整個寬度上的表面並且確定帶材3的哪些區域可能未經充分除垢。帶材3的表面上的色差可以作為該確定的基礎。上述抽吸或刷洗或等效裝置的優點之一還在於：能夠防止殘留在帶材3的（特別是）上表面上的氧化物碎片在被脫離時被相機16錯誤地認定為仍然存在並因此需要額外除垢來進行消除。
如果由光學裝置16提供的結果不令人滿意，則能夠對經不完全除垢的帶材的部分或者對整個帶材（為安全起見）進行額外除垢。
因此，在圖1所示的本發明的變型中，在用於檢查除垢品質的裝置和任何抽吸器/刷子的下游，設置與第二雷射器13相當的一組第三雷射器17，用於發射光線18到使用相機16或功能上等效裝置已檢測到僅被第二雷射器13不完全除垢的帶材3的表面的區域上。這些第三雷射器17能夠就其在帶材3的寬度上分佈而言與第二雷射器13相同，並且還具有用於保持帶材（例如輥）的高度的系統。也能夠提供數量更少的但光線18的光點表面比第二雷射器13的光點表面更寬的第三雷射器，使得給定的第三雷射器的光線18例如能夠撞擊比第二雷射器13的光線14撞擊的表面更寬的表面。還能夠設想：第三雷射器17能夠橫向移動，使得它們能夠處理與標稱位置不成線的除垢不佳的區域。
還能夠在第三雷射器17上提供光學系統，使得能夠在雷射器17不存在物理移動的情況下使它們的光束橫向移動。因此，能夠使應用於實現帶材3的除垢的第三雷射器17的數量最小化，特別是如果經驗已表明這種除垢的實現僅在有限數量的區域中是系統地有用的。
最佳地，在第三雷射器17附近還能夠存在用於通過抽吸、刷洗或其它手段來回收氧化物的另一裝置。
最佳地，用於檢查除垢的品質的機構，諸如與上述相機16相當的相機19，能夠檢測不完全除垢區域的任何持續存在。
如果在帶材3已通過第二雷射器13下方之後或者在第三雷射器17下方（如果存在的話）時，帶材3的除垢被認為是令人滿意的，則帶材3能夠繼續其處理，例如通過經過平整處理然後捲繞，以獲得能夠在市場上出售或待進行其它處理（諸如塗布）的冷軋且退火帶材的卷。
如果在帶材3經過第二雷射器13下方之後然後在第三雷射器17（在它們出現時）的下方時，帶材3的除垢仍然被認為是不令人滿意的，則在保持在本發明的範圍內的同時能夠考慮其它選項。
如果除垢缺陷相對較小，則可以繼續對帶材3進行處理，但是在期望其表面品質不是預期品質時，並且很可能需要將其公佈（declassify），即，將其以比最初預期價格更低的價格出售給客戶，或者出售給對表面品質要求比已訂購帶材3的客戶更寬鬆的客戶。
如果帶材3的缺陷在這個階段中是明確禁止的，則將需要丟棄包含缺陷的帶材3的部分，或者將需要使整個帶材3再次通過雷射除垢區段，這通常與現有技術中當在最終檢查的下游沒有化學或電解酸洗機構情況類似。
然而，另一種解決方案可能是在雷射除垢區段之後的線上提供可以至少暫時填充的化學和/或電解濕式酸洗池區段，以消除觀察到的缺陷。如果帶材3經正確地除垢，則這些池保持空著。該替代方案象徵性地示出在圖1中，其中，帶材3可以遵循路徑20，路徑20使帶材3朝向電解酸洗池21定向，然後朝向化學酸洗池22定向。該配置當然僅是一個非限制性實例，並且能夠不同地設計該「候補」酸洗區段，例如通過僅使用這兩種類型的電解酸洗池21、化學酸洗池22中的一個。
另一種解決方案的組成如下：使用可豎直移動並定位成能夠作用在帶材3的上表面上的下落輥使帶材3偏轉到電解酸洗池21、化學酸洗池22中。在正常操作期間，這些輥處於這樣的位置，該位置使得帶材3移動到它們所處位置附近的電解酸洗池21、化學酸洗池22外。當證實局部需要帶材3的化學和/或電解酸洗時，這些下落輥中的至少一個下降，以便對帶材3的上表面施加壓力並且暫時引起待處理的帶材3的部分伸入希望使用的相應的電解酸洗池21、化學酸洗池22。
或者，也能夠設置成：不存在第三雷射器17，並且如果需要的話，帶材3在其經控制機構16檢查（在由第二雷射器13完成的雷射除垢之後）之後，能夠沿著路徑23朝向先前描述的電解酸洗池21、化學酸洗池22定向。也能夠考慮系統地使用該電解酸洗池21、化學酸洗池22，以便充分確保帶材3將全部處於滿意的表面狀態。
如果存在的話，電解酸洗池21的調整可以基於檢查機構16、檢查機構19的檢查結果進行最佳地調整。也能夠考慮至少在電解酸洗池21中使帶材3系統地通過。當通過相機16、相機19對帶材3進行的檢查顯示使用該池對於給定帶材的一部分沒有用時，可以簡單地通過切斷其電源來使電解酸洗池21不工作。
當帶材3離開電解酸洗池21、化學酸洗池22時，能夠完成對帶材3的表面進行最後檢查，以驗證最終結果的品質。
誠然，乍一看由任選地或系統地使用電解酸洗池21、化學酸洗池22以修正由雷射器13、雷射器17進行除垢的任何缺陷的所示解決方案，相對於受限於使用一個或多個雷射除垢操作來清潔帶材3的裝置趨於降低了本申請的這種替代方案的經濟和生態利益。
然而，必須注意的是，雷射除垢的作用之一，即使不總是必須允許完全去除存在於帶材3本身上的不希望的氧化物層，也至少是改變該氧化物層的剩餘部分以使其更加均勻，並因此易於使用濕法進行除垢。然後，為了消除這些殘餘氧化物而隨後通過電解酸洗池21、化學酸洗池22完成的濕式酸洗操作與使用濕式酸洗方法進行所有除垢的情況相比可以使用腐蝕性更小的池和/或更小的體積。還必須考慮的是，這種潛在的額外濕式酸洗能夠避免公佈或丟棄未被雷射除垢區段完全處理的金屬，並因此限制這些缺陷對經濟的影響。也能夠設想：當雷射除垢區段必須經歷阻礙其使用的維護操作時，該電解酸洗池21、化學酸洗池22能夠完全替代雷射除垢區段。以這種方式，即使在維護操作期間，除垢線也是可用的。
此外，次要濕式酸洗的最終使用使得表面光潔度比單獨雷射除垢使用的情況更無疑地與客戶習慣的表面光潔度相當。當客戶不相信適當執行的雷射除垢單獨足以獲得具有良好表面品質的帶材時，這可以在沒有客戶預訂的情況下使得由此生產的帶材3可接受。在不使用電解酸洗池21、化學酸洗池22的情況下，僅經過雷射除垢的帶材3的表面光潔度會是在標準中需要包括的新型光潔度。
如前所述，正如已經描述和說明的那樣，當本技術領域具通常知識者希望處理不同的移動帶材產品時，該方法的改變是對於本技術領域具通常知識者來說是顯而易見的。一個非常類似的裝置能夠處理先前從帶材切割的或以其它方式獲得的片材或板材。
在對棒材、線材或管材進行處理的情況下，不同的層和檢查機構位於待除垢表面周圍，並且，考慮到「行」這個詞不涉及僅僅位於與待除垢產品平行的同一平面中的相關雷射器：它們也可以沿著基本平行於待處理產品的周邊的路徑放置，用於描述圖1的實例的術語「一行雷射器」當然對於這種類型的應用也是有效的。
在待處理的金屬產品的寬度非常小的一些情況下，使用已經提到的每組雷射器6、雷射器13、雷射器17中的僅一個將保持在本發明的精神內。然後，可以選擇聚焦至少第二除垢雷射器13和第三除垢雷射器17，使得它們的光點連續地覆蓋整個待除垢表面；或者選擇保持小尺寸的光點，但是要移動這些雷射器，以便能夠每步使用單個除垢雷射器來處理產品的整個表面。這特別適合於直徑小的線材的處理。當然，雷射器的移動速度將特別取決於待除垢產品的移動速度。
在對經焊接的管材進行處理的情況下，重點可特別有利的在於：通過選擇處理它的第二雷射器13的特定調整，在作為最有可能經歷顯著表面氧化的部分的焊縫處進行的雷射除垢。
關於可用於執行根據本發明的方法的第二雷射器13和第三雷射器17，特別能夠使用： - 光學系統，對於每個雷射器13、雷射器17能夠產生數釐米長的薄帶材；掃描則是不必要的，並且脈衝的頻率和能量根據來自控制單元15的指示而變化，以獲得作為帶材3的實際速度的函數的所需能量密度； - 或者多邊形掃描器，用於創建掃描速度可能超過200 m/s的來自雷射器13、雷射器17的光線14、光線18的掃描移動。
例如，能夠使用Nd:YAG雷射器13、雷射器17傳送1 mJ或100 mJ的脈衝。光點（帶材上的脈衝的光點）的尺寸由其功率決定。相反地，以已知的方式，通過使脈衝離焦或者通過使用光學系統，能夠使它們更多地發散或收斂，並因此改變光點的尺寸。
1 mJ雷射器具有對於1 MHz為1000 W的功率或者對於500 kHz為500 W的功率及114 μm的固定的光點直徑，或者更大的光點直徑（如果為此使用光學機構或用於使脈衝離焦的機構，光點直徑也是可變的）。100 mJ雷射器具有對於10 kHz為1000 W的功率或者對於5 kHz為500 W的功率，和通過改變光束的焦點而易於調節的約為1 mm（a mm）的光點尺寸。
因此，1 mJ雷射器與100 mJ雷射器相比通常具有更小的光點。這是由以下事實來解釋的：以小脈衝傳遞大量能量會導致纖維過度加熱。脈衝的形狀也是不同的：1 mJ雷射器的脈衝是圓錐形，而100 mJ雷射器的脈衝通常是圓柱形（但是離焦可以使其成為圓錐形）。實際上，獲得大量的能量損害了光束的品質，因此在所述兩種類型的雷射器之間形狀和尺寸上是不同的。
雷射除垢方法涉及多種機制：在熱量的作用下氧化物的氣化、由脈衝引起的衝擊波對金屬/氧化物介面的改變，以及使氧化物去黏附的熱膨脹。文章「Preliminary study on the laser cleaning of stainless steels after high temperature oxidation / Pandora Psyllaki, Roland Oltra」（Materials Science and Engineering A 282 (1-2, pp:145-152, April 2000）討論了這方面。也能夠增加氧化物的重構效果，氧化物在雷射作用下變得均勻並且因此可以更容易且更可靠地（無論是直接通過各種雷射器還是通過隨後的酸洗池）去除氧化物，並且與在它們必須自身執行整個除垢的情況相比，體積更小或腐蝕性更小。
必須存儲在處理單元10中的參考資訊包括在所考慮的方向上的光譜發射率測量以及作為帶材的組成、其溫度和尺寸（厚度、寬度）的函數的總半球發射率及雷射光束的取向（對於定向發射率）。
因此，例如，對於測量為1500 mm寬且0.78 mm厚的由奧氏體不銹鋼304L製成的帶材以及對於測量為1250 mm寬且1.46 mm厚的由具有Mo的奧氏體不銹鋼316L製成的帶材，在處理單元10中待儲存作為氧化帶材的參考的資料的實例提供在表1中，該資料已經通過實驗確定。
基於所研究的等級和不同的氧化物厚度，雷射器（例如Nd:YAG - 1 mJ脈衝雷射器）的參數必須能夠根據氧化物層性質去除氧化物層。氧化物的降解閾值對於120 ns脈衝為1 J/cm²~5 J/cm²。脈衝在表面上的分佈是能適應的，然而，為了在所描述的實例中具有理想的重疊，在掃描方向上的兩個脈衝之間選擇了準零重疊，並且在帶材3的移動方向上的兩個脈衝之間選擇了75%重疊（發生該重疊的帶材的給定區域因此受到具有四個脈衝的光點的影響）。在這些條件下，施加單位脈衝的能量密度對於每個光點（基於待去除的氧化物的性質和厚度）通常必須為1 J/cm2 ~20 J/cm2 。在這個實例中，它為2 J/cm2 ~11 J/cm2 。然後能夠將例如316L或304L不銹鋼的表面上的氧化物厚度去除約幾十微米至幾微米。
與第二雷射器13相比，在任何第三雷射器17的情況下適用的單位脈衝的能量密度通常具有相同的數量級（1 J/cm2 ~20 J/cm²）。它實際上通常可能較低，因為通常大部分的除垢已經由第二雷射器13完成。最佳地，然而，第三雷射器17優選能夠獲得與第二雷射器13相同的單位脈衝的能量密度，使得第三雷射器17自身能夠確保由於缺少兩個連續脈衝的光點的重疊，第二雷射器13的不完全調整而未除垢的產品的表面的部分的完全除垢。
如下獲得304L帶材：熱軋至3 mm厚度；退火；然後在第一退火線上化學酸洗；然後在森吉米爾型（20個圓筒）的輥上一次冷軋至0.78 mm的厚度；以77 m/min的行進速度在第二線上在高達1120℃的溫度下退火1分6秒，得到厚度為約250 nm的氧化物層。
如下獲得316L帶材：熱軋至3 mm厚度；退火；然後在第一退火線上化學酸洗；然後在四輥高乳化液軋機（four-high emulsion rolling mill）上冷軋至1.46 mm的厚度；以67 m/min的行進速度在第二線上在高達1150℃的溫度下退火1分16秒，得到厚度為約250 nm的氧化物層。 表1、對於兩種類型的氧化帶材實驗測量的定向發射率
Figure 106140637-A0304-0001
還能夠在將脈衝轉換成線或使用多邊形掃描器的光學系統的説明下使用雷射器。
如果使用光學系統將脈衝轉換成線，如果100 mJ雷射器在通常以100 m/min運動的帶材上使用1.4 mm×1.4 mm或1.96 mm2 的光點面積以使雷射器在15 cm線上工作，則該光點區域需要0.013 mm（即13 µm）的光點寬度。如果帶材以100 m/min行進，則它在0.0078 ms內行進13 µm。對於覆蓋整個目標表面的光點，因此需要具有每0.0078 ms一個脈衝，對於總功率12.8 kW的雷射器來說對應於128 kHz。因此，為了得到1500 mm寬的帶材，需要十二個雷射器。
如果希望每個雷射器在10 cm的線上工作，則根據與之前相同的計算光點寬度必須是20 µm。仍然對於100 m/min的帶材的額定速度，對應於8.5 kW的總功率，85 kHz的頻率是必要的。因此，對於1500 mm寬的帶材，需要十三或十四個雷射器。對於2000 mm寬的帶材，將需要二十個雷射器。
如果使用多邊形掃描器，則需要重新進行之前的計算，計算必要的掃描速度，以至少使整個處理過的表面在帶材的行進方向上和寬度上。如果在通常以100 m/min行進的帶材上使用每邊1.4 mm的脈衝以使雷射器工作超過15 cm，則多邊形掃描器必須能夠在帶材移動1.4 mm或者以360 m/s的速度移動時行進兩倍的距離。雷射器的頻率必須能夠提供在掃描方向上並置的一行脈衝，或者單向行進的略少於260個脈衝或者約600 kHz。
在這些條件下，能夠獲得對304L和316L氧化物的非常良好的除垢，而不需要後續的化學或電化學酸洗。
除了第一雷射器6和相關聯的感測器8能夠測量的發射率之外，為控制第二雷射器13和第三雷射器17所要考慮的並且對於待處理產品的性質（成分、寬度）及其歷史記錄（關於形成大部分待除垢氧化物層的退火參數、由熱輥或冷輥的滾筒施加的粗糙度）所必須考慮的參數特別是： - 帶材的移動速度； - 雷射器的功率； - 脈衝的持續時間； - 脈衝的頻率； - 每個雷射器必須處理的帶材寬度； - 雷射器的光點的（機械和/或光學）移動速度。
所測量的發射率優選地與處理單元10中的理論標準值（產品的性質及其歷史記錄已先驗性地實施）進行比較。如果結果與預期結果顯著不同，因此表明氧化物的形成沒有如預期那樣完全發生，則能夠對第二雷射器13的一個或多個操作參數應用校正因數，以使這些參數適應所遇到的實際情況。相機16或等效裝置能夠確保對預先記錄的調整的校正是足夠有效的，如果不足夠有效，則相應地命令第三雷射器17或偏轉產品直接朝向電解酸洗池21、化學酸洗池22。因此，能夠盡可能地限制除了第三雷射器17之外的電解酸洗池21、化學酸洗池22的使用或者代替第三雷射器17的電解酸洗池21、化學酸洗池22的使用，以校正由第二雷射器13完成的除垢的先前步驟的缺陷。
如果為了簡化處理單元10的程式設計以及建模和學習過程而不希望帶來在其中貢獻這種矯正因素的可能性，則當然能夠僅僅依靠相機16、第三雷射器17和/或電解酸洗池21、化學酸洗池22以糾正第二雷射器13進行處理的可能缺陷。
1‧‧‧開卷裝置2‧‧‧卷3‧‧‧帶材4‧‧‧冷軋機5‧‧‧退火爐6、13、17‧‧‧雷射器7、9、14、18‧‧‧光線8‧‧‧感測器10‧‧‧處理單元11、12‧‧‧工作缸15‧‧‧控制單元16、19‧‧‧光學裝置；相機；檢查機構20、23‧‧‧路徑21‧‧‧電解酸洗池22‧‧‧化學酸洗池24‧‧‧支承輥；支撐件25‧‧‧支承輥；支撐件
圖1為示意性地示出根據本發明的用於移動金屬帶的雷射除垢的示例性裝置的剖面圖。
1‧‧‧開卷裝置
2‧‧‧卷
3‧‧‧帶材
4‧‧‧冷軋機
5‧‧‧退火爐
6、13、17‧‧‧雷射器
7、9、14、18‧‧‧光線
8‧‧‧感測器
10‧‧‧處理單元
11、12‧‧‧工作缸
15‧‧‧控制單元
16、19‧‧‧光學裝置；相機；檢查機構
20、23‧‧‧路徑
21‧‧‧電解酸洗池
22‧‧‧化學酸洗池
24‧‧‧支承輥；支撐件
25‧‧‧支承輥；支撐件

Claims (22)

  1. 一種對表面上具有氧化物層的移動金屬產品進行除垢的方法，所述方法使用雷射除垢，其特徵在於所述金屬產品在連續線上依序在至少一個第一雷射器(6)或者優選一組這樣的第一雷射器(6)的前方，然後在至少一個第二雷射器(13)或優選一組這樣的第二雷射器(13)的前方移動，每個第一雷射器(6)的波長等於每個第二雷射器(13)的波長；每個第一雷射器(6)以已知的一反射角發射在待除垢產品的氧化表面上反射的光線(7)，由氧化表面反射的光線(9)被感測器(8)截取，所述感測器(8)將所述感測器(8)收集的資訊發送到處理單元(10)；所述處理單元(10)根據由所述感測器(8)收集的資訊來計算所述產品的表面對所述光線(7)的吸收，由此推導出所述金屬產品的氧化表面在所述反射光線(9)的方向上的光譜發射率，藉由將每個感測器(8)接收的光線(9)的強度與根據所述反射角的參考強度進行比較，該參考強度預先記錄於所述處理單元(10)中，用於與一處理過的產品(3)具有相同的組成和相同的粗糙度的產品；控制單元(15)接收由所述處理單元(10)提供的資訊，並確定待施加到所述第二雷射器(13)上的操作參數，以與所述控制單元(15)中預先記錄的實驗結果比較並根據所述產品(3)在連續線上的移動速度，來獲得對所述產品(3)的表面的除垢； 每個第二雷射器(13)發射光線(14)的脈衝到所述產品的表面上以對所述產品進行除垢，所述光線(14)的脈衝的光點通過使用在所述產品的表面上橫向移動所述光線(14)的光點的光學和/或機械掃描或者將所述光點轉換成線的光學系統來覆蓋待進行除垢的整個表面，所述第二雷射器(13)由控制單元(15)根據確定的操作參數所控制；以及用於檢查所述產品的除垢表面的機構通過檢測任何未經除垢或除垢不佳的區域的存留來驗證所述除垢的效果。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中所述至少一個第二雷射器(13)的每個脈衝的光點的能量密度為1J/cm2~20J/cm2。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項所述的方法，其中在所述除垢之後且在檢查所述表面之前，將經除垢的氧化物從所述產品的表面除下。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項所述的方法，其中在檢查所述產品的表面之後，至少在所述檢查已顯示由所述第二雷射器(13)進行的除垢不足的區域中進行所述產品的額外除垢。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的方法，其中根據由表面檢查機構提供的資訊，用至少一個第三雷射器(17)或一組這樣的第三雷射器(17)執行所述額外除垢。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，第二檢查 機構用於驗證所述額外除垢的效果。
  7. 如申請專利範圍第5項或第6項所述的方法，其中在所述額外除垢和任選的由第二檢查機構對不完全除垢的區域的檢測之後，將所述產品發送到至少一個化學酸洗池(22)或電解酸洗池(21)中。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的方法，其使用至少一個化學酸洗池(22)或電解酸洗池(21)完成所述額外除垢。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項所述的方法，其中所述移動金屬產品是帶材或片材，並且，在所述帶材或所述片材的兩個面上對所述移動金屬產品進行除垢。
  10. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中所述經除垢的氧化物通過抽吸和/或刷洗從所述產品的表面除下。
  11. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中所述第二檢查機構是光學機構(19)。
  12. 一種用於移動金屬產品的雷射除垢裝置，其特徵在於，所述雷射除垢裝置包括：波長等於用於除垢的雷射器(13，17)的波長的至少一個第一雷射器(6)或者優選一組這樣的第一雷射器(6)，用於以已知的一反射角發射在待除垢產品的氧化表面上反射的光線(7)；和感測器(8)，用於截取由所述氧化表面反射的光線(9)，並將所述感測器(8)收集的資訊發送到處理單元(10)中；處理單元(10)，用於根據由所述感測器(8)收集的資訊來計算所述 產品的表面對所述光線(7)的吸收，並且用於推導出所述金屬產品的氧化表面的光譜發射率，所述處理單元(10)通過將每個感測器(8)接收的光線(9)的強度與根據所述反射角的參考強度進行比較，該參考強度預先記錄於所述處理單元(10)中，用於與一處理過的產品(3)具有相同的組成和相同的粗糙度的產品，至少一個第二雷射器(13)或優選一組這樣的第二雷射器(13)，用於發射光線(14)到所述產品的表面上以對所述產品進行除垢，所述光線(14)的光點能夠通過使用在所述產品的表面上橫向移動所述光線(14)的光點的光學和/或機械掃描或者將所述光點轉換成線的光學系統來覆蓋待進行除垢的整個表面；和控制單元(15)，用於控制所述第二雷射器(13)並接收由所述處理單元(10)提供的資訊，從而能夠確定待施加到所述第二雷射器(13)上的操作參數以與所述控制單元(15)中預先記錄的實驗結果比較，且根據包括產品(3)的移動速度的所述操作參數，來獲得對所述產品的表面的除垢，並通過將所述操作參數施加到所述第二雷射器(13)上來控制所述第二雷射器(13)；以及用於檢查所述產品的除垢表面的機構通過檢測任何未經除垢或除垢不佳的區域的存留來驗證所述除垢的效果。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的雷射除垢裝置，其中所述用於檢查所述產品的除垢表面的機構能夠是光學機構(16)。
  14. 如申請專利範圍第12項或第13項所述的雷射除垢裝置，其中所述雷射除垢裝置包括用於將經除垢的氧化物從所述產品的表面除下的機構。
  15. 如申請專利範圍第12項或第13項中任一項所述的雷射除垢裝置，其中所述雷射除垢裝置包括用於執行額外除垢的機構，所述用於執行額外除垢的機構位於所述用於檢查所述產品的除垢表面的機構下游。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的雷射除垢裝置，其中所述用於執行額外除垢的機構包括至少一個第三雷射器(17)或一組這樣的第三雷射器(17)，用於根據由用於檢查所述產品的除垢表面的機構提供的資訊進行操作。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的雷射除垢裝置，其中所述執行額外除垢的機構可以包括至少一個化學酸洗池(22)或電解酸洗池(21)。
  18. 如申請專利範圍第12項或第13項中任一項所述的雷射除垢裝置，其中所述雷射除垢裝置位於連續處理線上，所述連續處理線還包括放置在所述雷射除垢裝置之前的爐子(5)。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的雷射除垢裝置，其中所述連續線包括用於所述金屬產品的滾動裝置。
  20. 如申請專利範圍第12項或第13項中任一項所述的雷射除垢裝置，其中為了處理由移動帶材(3)或片材構成的所述金屬產品的兩個面，所述雷射除垢裝置在所述產品的任一側上包括至少一個第一雷射器(6)、至少一個第二雷射器(13)以及用於檢查所述產品的每個表面的機構。
  21. 如申請專利範圍第12項或第13項中任一項所述的雷 射除垢裝置，其中為了處理由棒材、管材或線材構成的所述金屬產品的整個表面，所述雷射除垢裝置包括分佈在所述金屬產品的週邊附近的一組第一雷射器(6)、一組第二雷射器(13)以及用於檢查所述產品的整個表面的機構。
  22. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中所述將經除垢的氧化物從所述產品的表面除下的機構用於通過抽吸和/或刷洗將經除垢的氧化物從所述產品的表面除下。
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