[发明专利]一种金属板带的表面破鳞方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于金属板带的表面除鳞技术领域，特别涉及一种金属板带表面的破鳞方法及装置，主要用于对冷态金属板带表面附着的一层致密氧化物进行力学的拉伸、弯曲作用，造成金属板带的表面氧化物均匀破裂，并发生局部脱落，从而为后续清除表面氧化物的工艺提供有力保证，有效降低对表面氧化物进行清除工艺段的能力要求与占用场地。

背景技术

金属材料在热态轧制或热处理过程中会在表面形成一层由金属氧化物组成的致密覆盖物，俗称“鳞皮”，该鳞皮的存在对进一步加工处理会造成影响：一方面使材料的表面裂缝不易被提前发现，从而使加工出的成品存在质量问题；另一方面易将鳞皮压入金属表面，造成表面质量问题；此外，坚硬的氧化物的存在，会加速轧辊或拉拔机的磨损。

为了消除氧化物对金属制品质量的影响，国内外普遍湿法除鳞技术，即采用液态的化学除鳞方式，通常采用硫酸、盐酸及氢氟酸的溶液，依托化学反应来溶解金属表面的氧化物——鳞皮，然而这种传统的湿法除鳞会产生大量的酸雾，直接对周边环境产生污染，同时对生产厂房等设施的防腐要求很高；另外，酸洗后排放的费酸液处理成本较高，回收再利用过程中的也会污染周边环境；同时，采用酸洗除鳞容易造成除鳞不均匀，且金属损失大。为了解决酸洗引起的环境污染问题，科研工作者进行了大量的研究，研制了多种技术和装置，以替代酸洗去除金属表面的鳞皮，如电解除鳞、电解研削除鳞、放电除鳞、电子束除鳞、激光除鳞、研磨除鳞、液体喷丸除鳞(又称高压水喷砂除鳞)、抛丸除鳞、反复弯曲除鳞以及上述不同方法组合的除鳞方法。

综合以上除鳞工艺特征，为实现高效清除冷态钢板表面鳞皮，其破鳞工序至关重要，即对冷态钢板表面的鳞皮组织进行破裂处理，利用特殊的力学分布来实现对鳞皮的高速、高效的破裂工艺，造成表面鳞皮与基板之间的粘附面显著降低，同时出现显著的鳞皮裂纹，为后续的鳞皮清除打好基础。

这种破鳞方法，早期主要采用矫直破鳞，如非连续化机组中，通常采用九辊矫直机，如图1所示，利用上下辊200、300之间的相对错位、压下，通过对通过于其中的金属板带100进行往复矫直的同时，利用力学的反复弯曲、拉伸，实现表面鳞皮相对肌体产生一定相对滑移，从而达到表面鳞皮破裂的目的。该方式虽然简单、可靠，但是其破鳞的效率较低，尤其是对表面鳞皮较为致密、韧性较高的产品，其破鳞效果尤其微弱。

为此，在连续化产线上，人们设计了一种利用大张力进行矫直的工艺，称为拉伸矫直机，通过前后的S形张紧单元400提供巨大的单位张力，参见图2，此时金属板带100处于高拉伸应力状态下陆续通过一系列的小辊径的矫直辊组500，通过小辊径之间的错位排列，实现金属板带的上下表面与基体之间产生显著、均匀的错位，从而实现鳞皮的均匀破裂。该机组成功运用在除鳞工艺段的前置段，如酸洗除鳞的前面等。通过该机组的破鳞方法，能显著的提升酸洗的除鳞效率，降低酸耗。然而这种工艺需要巨大的张力作为前提，这种大张力仅适用于全连续无头生产的产线上。

日本专利JP56139214A采用弯曲、摩擦进行破鳞；同时，日本专利JP57007315A公开了一种扭弯-拉伸的破鳞方式，即采用一系列转动轴不平行的空间辊系，利用前后机组的张力作用实现对鳞皮的均匀破裂，为后续除鳞工序打下基础，然而这种破鳞方式所需的装置空间大，仍然需要前后机组提供巨大的张力，这种方式还容易造成新型的板形缺陷；

另外，日本专利JP59118222A采用一种大正凸度辊，让带钢在一定张力下通过其表面，实现带钢表面产生均匀的平面正应力，造成鳞皮均匀拉伸破裂，然而该技术在后期使用中并没有得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的是设计一种金属板带的表面破鳞方法及装置，能实现在小张力下能对冷态金属板带进行均匀、高效的破鳞，以此高效的破鳞方法来保证后续清除鳞皮的工艺高效快捷。

本发明通过一系列上下错位布置的破鳞辊组，通过对金属板带的反复大角度弯曲，保证金属板带在前后小张力水平下能顺利通过该弯曲辊组，由此实现金属板带表面附着鳞皮的均匀破裂，如此即显著提高表面鳞皮的均匀破裂，直接降低后续清除鳞皮的功能要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明采用一种相对小辊径的错位破鳞辊，在前后机组产生的相对较小张力水平下实现金属板带的鳞皮拉裂，达到表面鳞皮均匀破裂的目的，形成鳞皮均匀破裂的效果，为后续的鳞皮清除工序提供了良好保障。