[实用新型]用于辊件表面纳米化处理的微粒收集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及辊类工件表面纳米化处理技术，特别涉及用于辊件表面纳米化处理的微粒收集装置。

背景技术

在冷轧前须采用酸洗去除热轧产生的钢板表面氧化物，钢板进入酸洗槽前通过拉矫机机组，由于钢板表面氧化物与辊之间的摩擦产生的磨损致使拉矫机工作辊使用寿命较低，换辊周期短，辊消耗量较大。

采用新近发展的超音速微粒轰击表面纳米化处理方法成倍地提高了拉矫辊使用寿命。超音速微粒轰击表面纳米化处理方法是采用超音速喷嘴将球形硬质微粒加速至超音速后轰击工件表面，对表面微区产生强烈变形作用，工件表面获得纳米化层，使表面的综合性能得到有效地改善。表面纳米化处理所采用的球形硬质微粒尺寸在20-100微米范围，这些微粒在使用后绝大部分仍未破碎，保持完好状态，可回收重复使用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于辊件表面纳米化处理的微粒收集装置，可以有效将完成轰击处理的固气射流减速和粒子沉降，通过沉降分离和惯性分离原理使微粒从固气射流中分离，收集回收利用，进一步净化尾气。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，

用于辊件表面纳米化处理的微粒收集装置，其包括依次连通的工作腔、导流腔、沉积室；导流腔内间隔设有若干固气射流导向进入沉积室的导流板；沉积室内设有用于微粒和气体的沉降分离的百叶栅板，沉降室底部设置排放沉降粒子的出料口。

进一步，所述的工作腔在喷枪运动区设有用于柔性封闭工作腔喷枪运动区的呈上下斜向相交接触的纤维隔挡带。

所述的纤维隔挡带之间的夹角在30-120度范围内。

又，本实用新型所述的工作腔与辊件之间的转动密封采用纤维材料，或塑料、或橡胶柔性阻隔密封微粒的逸出。

所述的工作腔采用上开启式或前开启式结构。

另外，本实用新型所述的沉积室后连接一尾气处理装置，所述的尾气处理装置为旋风除尘器。

超音速微粒轰击表面纳米化处理时，硬质微粒在喷枪中加速至超音速后成为高动能微粒，这些高能微粒轰击表面时产生工件表面纳米化。由于拉矫辊直径小于150毫米，辊长与辊径比大于20。从喷枪中喷射出的超音速固气两相射流因射流附壁效应沿辊轴向向两侧运动的射流和沿辊圆周向而向前运动的射流较强烈，形成超音速固气两相射流轰击拉矫辊表面后的主要射流流向。而轰击辊表面后在表面反射的微粒受从喷枪出来的超音速固气两相射流及其卷吸射作用的影响，向喷枪后方返流的射流显得很弱。由于拉矫辊辊径较小，实际观察表明经辊表面周向射流仍很强烈，如图1所示。为了实现微粒的回收在技术上首先要使固气射流降速，其次因微粒尺寸在20-100微米范围，可利用轰击工件后固气射流自身动力，采用沉降分离和惯性分离原理使微粒从固气射流中分离达到收集效果。

工作腔内实现超音速微粒轰击辊表面，在辊表面获得表面纳米化层。工作腔在辊的两端采用毡类材料或塑料、橡胶等其他高分子材料进行辊与腔之间空间的填充物，不仅封堵射流逸出，而且不影响辊件的转动。

导流腔的设置原因是辊很长，必须将射流引导至沉积室中使其沉降，而超音速射流轰击辊表面后由于附壁效应作用产生的继续向前的射流速度仍很高，射流的吹扫作用也很强烈。在导流腔内设置一些导流板可避免喷枪行至辊件两端时，射流在导流腔中产生与辊轴方向一致的吹扫作用，降低收集效果，固气射流可直接沿导流板进入沉降室减速和粒子沉降，不需要另设置驱动元件将射流引入沉降室。

沉降室截面增大，气体由于截面的扩张而减速，对固气射流中的微粒的推进作用减弱，沉降室采用百叶栅板结构，微粒碰撞后沉降至沉降室底部，而气体可从百叶栅板之间的空间中逸出至尾气处理环节。沉降室中可安置多组百叶栅板达到更好的沉降分离效果。沉降室的出口可直接接入废气处理系统，将过程中产生的小于5微米的碎粒处理后环保排放，亦可根据具体情况在沉降室后增设一旋风除尘装置，获得更好的分离结果。在沉降室底部设置出料口排放沉降粒子。

对直径小于80毫米的辊类可直接利用表面处理后固气射流体的自身动力在导流板的引导下进入旋风除尘装置中分离回收粒子。

由于拉矫辊辊件较长，喷枪移动距离很大，在枪体与工作腔之间设置相交的上下纤维隔挡带封隔工作腔，枪体喷嘴在上下纤维隔挡带中运动，喷嘴产生卷吸作用可阻止微粒在喷嘴与纤维隔挡带的间隙中逸出。纤维隔挡带的柔性密封作用可在喷嘴的强大卷吸作用下从外界吸入气体，降低喷嘴的卷吸作用造成工作腔内部微粒的返流，降低微粒回收效果。纤维隔挡带之间的夹角一般在30-120度范围内选择可获得较好的隔离效果。

附图说明