[发明专利]一种大直径金属棒材表面射流除鳞系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面清洗技术领域，具体地，本发明涉及一种冷态大直径金属棒材表面射流除鳞系统及方法，所述大直径金属棒材表面射流除鳞系统及方法主要用于实现对大直径的冷态大直径金属棒材的外表面鳞皮进行连续性射流式清除，在大直径的冷态大直径金属棒材保持某一种运动的前提下，利用多组不同布置方式的混合射流喷嘴对大直径的冷态大直径金属棒材表面进行混合射流喷射，利用高速射流进行表面磨削、清理，实现棒材外表面的鳞皮全部清除。

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，同时为该棒材在实际使用之前的防腐处理带来了困难；另外，针对特种金属板材，为暴露金属棒的表面质量缺陷，如裂纹、条纹等，均需要将表面鳞皮清除并暴露肌体，如此才能便于生产工人发现其缺陷所在，并制定相应的补救措施。

基于此，大直径的大直径金属棒材在完成热轧成型之后且在进入后工艺处理之前，均需要对其表面鳞皮进行彻底清除。

大直径大直径金属棒材的表面除鳞方式，鉴于成本与生产工艺的成熟性，目前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表面鳞皮，对于棒材来说，其通常采用硫酸、盐酸及氢氟酸等强酸性溶液或利用压缩空气产生的高速喷丸、离心机产生的抛丸等方式，来实现对其表面鳞皮的清除。

这些方法中的化学湿法酸洗工艺，其生产环境恶劣，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。

而如果采用喷丸或抛丸方式进行除鳞，不仅存在表面无法完全清理干净的同时，还带来了大量的粉尘污染，造成工艺生产车间的工作环境同样十分恶劣，且效果不佳，无法达到后续工艺所要求的表面质量。

基于此，为解决棒材的表面除鳞问题,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、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，其中高压水射流除鳞技术发展最快，其工业化进程也越发明显。

通过查阅相关专利，也发现国外尤其是日本、德国等冶金技术发达国家，其虽然提出了众多的连续射流、磨刷除鳞技术如日本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、以及加拿大的TMW公司自2001年以后公开了一系列的针对钢板表面鳞皮的清除技术US20080108281(A1)、US20080182486(A1)以及US20090227184(A1)等，另外西欧US5388602、日本专利JP05092231A、JP09085329A以及JP2002102915等均没有提出一种有效处理棒材的表面鳞皮清除的技术。

发明内容

基于以上，本专利公开一种针对大直径大直径金属棒材表面进行连续除鳞的工艺方案，通过特殊布置的混合射流喷嘴与大直径金属棒材的特殊运动方式，实现对大直径金属棒材的外表面鳞皮快速清除的金属。通过专利检索，目前还没有发现同类似公开的专利或文献。

本发明的目的是设计一种能实现对大直径的冷态大直径金属棒材的外表面进行连续、高效、稳定的绿色除鳞技术。本发明依托混合射流喷嘴的特殊布置方式与大直径冷态大直径金属棒材的特殊运动方式，实现大直径的冷态大直径金属棒材表面鳞皮的连续化高效清除，满足后工艺的处理需求。

本发明的大直径金属棒材表面射流除鳞系统（装置）的技术方案如下：

一种大直径金属棒材表面射流除鳞系统（装置），其特征在于：所述大直径金属棒材表面射流除鳞系统包括至少一用于喷射混合射流的喷嘴单元5；

一套用于实现大直径金属棒材1的螺旋运动的执行机构，所述大直径金属棒材1的螺旋运动为，大直径金属棒材1在轴向移动3的同时实现围绕自身轴线的旋转运动2。

由此，结合喷嘴单元5的特殊布置方式与棒材1的运动，达到实现棒材1表面除鳞的目的。其主体装置参见图1～图5所示。