[发明专利]一种混合射流清洗的工艺及工艺布置

说明书

技术领域

本发明涉及冷态金属板带表面处理技术，特别涉及一种混合射流清洗的工艺及工艺布置。

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。因此进入冷轧机前的钢板表面鳞皮去除工序，称为冷轧产线上必备的工艺装备之一。

针对于表面鳞皮的影响，国内外生产企业均采用化学湿法进行清洗的加工方式来清除板带表面的附着鳞皮，对于钢板来说，其通常采用硫酸、盐酸及氢氟酸的强酸性溶液。这种化学湿法酸洗工艺的生产环境非常恶劣，且因为生产而产生的大量残酸必须进行循环再生处理，目前算再生工艺也必然产生对应的废气排放，其排放的废气中含有大量的酸性、腐蚀性成分，如HCL、SO₂等，直接污染大气。

基于此，为解决化学方法清洗说带来的严重环境污染问题，科研工作者进行了大量的研究，研制了多种技术和设备，以替代这种化学方法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、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。这些方法在这些年的发展过程中，其中高压射流除鳞技术发展最快，其工业化进程也越发明显，然而这种射流方法因为特有的除鳞方式，造成此法除鳞后的鳞皮表面还存在如下主要问题：

1.表面有大量的液体残留，如水；

2.表面可能有硬物颗粒残留，如混合射流的磨料嵌入表面等。

为保证射流方式除鳞后的金属板带能顺利的进入下一步处理工艺环节，同时又不影响下一步工艺处理的效果，因此许多研发单位提出了一系列的针对性的解决措施，具体如下：

湖南有色金属重型机械有限公司就曾利用混合射流清除合金棒的表面鳞皮，除鳞后的棒材表面其采用高压空气的吹扫方式来进行表面清除。这种方式采用单一粒度范围的颗粒物进行直接喷射除鳞，其处理速度与效率通常难以满足产线工艺要求的速度与表面质量；

德国Airmatic公司同样利用混合射流清洗金属平面，其后处理方式为：利用抽真空的原理，对表面处理后的表面进行净化处理。然而这种方式同样存在以上的问题，不仅不能解决除鳞速度的问题，同时处理的稳定不高，容易造成某些表面没有清除干净的现象。

还有如日本JP06108277A公开了在连续冷轧线上采用喷酸与刷辊组合使用的除鳞工艺，日本JP55034688A公开了一种联合PV轧制破鳞-混合磨料高压射流除鳞方式，日本JP57142710A、JP57068217A、日本JP59097711A等，上述专利均没有提出一种有效处理射流除鳞后的板面技术。

发明内容

本发明的目的是设计一种混合射流清洗的工艺及工艺布置，能实现对射流除鳞后的金属板带的两面实现完全清扫处理的技术，能有效提高射流除鳞效率与除鳞后的表面洁净程度，确保金属板带能顺利进入下一步工艺环节而不影响下一步的工艺处理质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明清扫工艺对待除鳞的金属板带先采用第一种磨料的混合射流进行首次除鳞，然后用第二种磨料的混合射流进行第二次清除，如此，通过合理的布置磨料种类、粒度及喷射压力，实现金属板带正反面的有效除鳞，除鳞后的金属板面在通过高压水冲洗与压缩空气干燥吹扫，实现最终的金属板面干燥、洁净。

具体地，本发明的一种混合射流清洗的工艺，包括如下步骤：

1)温度不高于200℃的金属板带通过辊道运行至第一射流除鳞单元，单元内的混合喷嘴矩阵对金属板带的表面喷射含有硬物颗粒的混合射流，实现鳞皮的初步剥离与松脱，其中，所述混合射流喷射压力30MPa～60MPa，硬物颗粒与水的体积混合比在0.5～50％；硬物颗粒粒度为20目～40目；

2)金属板带经纯水冲洗喷嘴的纯水射流实现表面的颗粒物与鳞皮冲洗，实现金属板带表面仅残留有水渍，无硬物颗粒残留，但板带表面存在较高的表面粗糙度与一定程度的鳞皮残留，其粗糙度Ra≥6μm；

3)金属板带顺次进入第二射流除鳞单元，对金属板带的表面喷射含有硬物颗粒的混合射流，实现金属板带表面残留的鳞皮进行第二次有效清洗，确保除鳞的板面表面固有的鳞皮残留率更低或无任何鳞皮残留，满足最终的除鳞工艺要求指标，并使金属板带表面粗糙度Ra≤5μm；所述喷嘴射流喷射压力为20MPa～50MPa，硬物颗粒粒度为40目～100目；