[发明专利]一种基于外混合磨料射流的线材除鳞装置

说明书

技术领域

本发明属于机械设备领域，主要涉及一种基于外混合磨料射流的线材除鳞装置。

背景技术

线材表面氧化层(俗称鳞层)的清理是冷轧或镀锌等工艺之前的一道必不可缺的 工序，金属表面氧化层清理的好坏直接影响着表面涂层质量与最终产品的机械性能。

传统的除鳞工艺借助的是酸液的化学作用，酸洗是酸液与线材表面氧化层发生化 学反应将锈垢、鳞皮除去的一种方法，利用的是化学药品的反应能力，但是酸洗普遍存在处 理时间长、过酸洗与欠酸洗的问题。当酸液选择不当或使用过量时，会对清洗物基体造成腐 蚀破坏、造成金属表面凹凸不平；当处理时间短时则会出现欠酸洗的问题；并且酸洗产生的 废液排放会造成环境污染，酸洗液处理不当会对工人健康与安全生产带来危害。因此，传统 上的酸洗除鳞法已经越来越不适应自动化程度高、除锈速度快、表面处理均匀的现代工业 发展要求。

为解决环境污染问题，改善工人劳动环境，提高酸洗质量，有些学者开始在酸液浓 度、温度、反应时间、紊流控制等方面对酸洗技术进行改进。但是这些改进对除鳞质量的改 善能力有限，且并不能从根本上消除酸洗的污染。

科研工作者开始研究取代传统酸洗线的无酸除鳞工艺。这些技术主要包括拉矫除 鳞技术、钢刷刷鳞技术、磨料射流技术。其中，拉矫除鳞技术是通过矫直辊的拉矫能使表面 鳞层与基体间出现断裂，这种除鳞模式效果很差，表面处理不均匀，只能作为除鳞的预处 理；钢刷刷鳞技术主要是借助钢刷的摩擦力将线材表面氧化层去除，这种除鳞模式效果差， 精度难以控制，且普遍存在过刷洗，导致金属浪费。磨料射流技术是将磨料与高压、高速流 动的水互相混合而形成的液固两相介质射流，打击线材表面并去除氧化层。该技术具有热 影响小、反作用小、处理速度快，除鳞过程无污染、绿色循环、便于调控等优点。在实际工作 中一旦喷嘴磨损则不能正常工作，影响除鳞效果，难以实现流程工业的连续生产要求。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种基于外混合磨料射流的线材除鳞装 置。所述除鳞装置具有一外混合式喷嘴，所述外混合式喷嘴将磨料与高压水在喷嘴外进行 混合与加速，喷向被处理线材，有效避免了喷嘴的磨损；所述线材除鳞装置为无酸除鳞装 置，具有能耗低、环保性好、运行可靠性和稳定性好、水与磨料均可循环使用的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于外混合磨料射流的线材除鳞装置，所述线材除鳞装置包括一除鳞箱、一 放丝装置、一预处理装置、一收丝装置；所述放丝装置、预处理装置、除鳞箱及收丝装置依次 连接；

所述除鳞箱内部设有三个可实现磨料与高压水外混加速并对线材除鳞的喷嘴。

进一步地，所述喷嘴包括一中心浆料口以及六个水射流口，所述中心浆料口位于 所述喷嘴的中心位置，六个所述水射流口以所述中心浆料口为中心，轴向均匀分布在其周 围；

每个所述水射流口的中轴线均与所述中心浆料口的中轴线成10-30°的夹角。

进一步地，所述喷嘴的工作角度θ的调节范围为10-35°，所述喷嘴距线材的靶距d 的调节范围为150-200mm。

进一步地，三个所述喷嘴的中轴线与线材的三个交点分别位于与所述线材垂直的 三个不同的平面上；将三个所述喷嘴沿着所述线材的轴向进行投射，任意两个喷嘴中轴线 间的夹角均为120°。

进一步地，在所述除鳞箱中还包括一浆料搅拌箱以及一磨料罐，所述浆料搅拌箱 与磨料罐的底部连接，所述浆料搅拌箱的底部与一磨料浆料输出管道的一端连接，所述磨 料浆料输出管道的另一端具有三个浆料输出分支管道，所述三个浆料输出分支管道分别与 三个所述喷嘴的中心浆料口连接；

所述浆料搅拌箱还包括具有分支结构的循环水管路，所述循环水管路包括第一支 路管道与第二支路管道，所述第一支路管道的末端与所述浆料搅拌箱连接，所述第二支路 管道上包括一高压水泵以及一流量调节阀，并所述第二支路管道的末端具有三个高压水输 出分支管道，所述三个高压水输出分支管道分别与三个所述喷嘴的水射流口连接。

进一步地，所述浆料搅拌箱的侧壁安装有一磨料浆料浓度检测器。

进一步地，每个所述水射流口的中轴线均与所述中心浆料口的中轴线成30°的夹 角。

进一步地，所述放丝装置为对线材进行开卷的放丝架，所述收丝装置为对可实现 除鳞后线材卷取的卷取机，所述预处理装置为可使线材表面氧化层出现层裂的拉矫机；