通过使用具有改善的砂流的浆料抛射除鳞池进行除鳞来制备防锈金属板的方法技术

提供一种用于从金属板去除氧化铁鳞并且制备具有防锈性能的金属板表面的方法。所述金属板前进通过所述除鳞池，并且在所述材料前进通过所述除鳞池时，浆料混合物对着所述金属板的顶部表面和底部表面中的至少一个横跨所述金属板的宽度推进。所述浆料对着所述金属板的顶部表面和底部表面中的至少一个冲击的速率以基本上从所述金属板的表面去除全部鳞的方式控制，并且以在所述金属板的除鳞的表面上形成钝化层的方式控制。所述钝化层包含硅、铝、锰和铬中的至少一种，并且抑制所述加工金属板的除鳞的表面的氧化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于从薄板或连续形状的平直材料以及从窄的管状材料去除不期望的表面材料的方法。具体地，本公开涉及用于通过对着经过所述设备的材料表面推进除鳞介质，特别地，液体/颗粒浆，并且以形成具有防锈性能的所得材料的方式控制浆料抛射エ艺，来从加工的金属板或金属管除鳞的设备和方法。
技术介绍
如将在下面进ー步详细描述的，本文公开的方法和设备具有优于现有技术中使用的设备和方法的优点。钢板(又称平压辊)到目前为止为最常见的钢材类型，并且到目前为止比钢筋条或结构钢更普遍。在金属板由制造商使用之前，其通常通过热轧エ艺制备。在热轧エ艺过程中，碳钢加热到超过1500° F(815°C)的温度。所述加热的钢材通过将所述钢板厚度减薄的连续成对的相对轧辊。当热轧エ艺完成吋，加工的金属板或热轧钢材通常通过在水、油或聚合物液体中淬火降低温度，所述水、油或聚合物液体全部在本领域中公知。然后将加工的钢板卷绕成卷，以方便存储和运送到经加工的金属板的最終用户，即航空器、汽车、家用电器等制造商。在加工热轧金属板的冷却步骤过程中，金属板与空气中的氧气和冷却エ序中涉及的水气的反应可能在金属板表面上导致通常称为鳞的氧化铁层的形成。金属板冷却速率和从热轧エ序的总温度下降影响在冷却过程中形成在表面上的鳞的量和成分。在大多数情况下，在金属板可由制造商使用之前，必须调节金属板的表面来提供用于所制造产品的适当表面，以使金属板表面可喷漆或以其他方式涂覆，例如镀锌。从热轧或加工的金属板表面除鳞的最常用方法是称为“酸洗涂油”エ序。在该エ序中，将在热轧エ序之后已经冷却到环境温度的金属板展开，并且拉动通过盐酸浴，以化学去除形成在金属板表面上的鳞。在由酸浴除鳞之后，然后将金属板清洗、烘干并且立即涂油来防护金属板表面氧化或生锈。油提供对空气的薄膜层阻隔，其防护金属板的裸露金属表面暴露于大气和水气。实际上所有平轧制的钢都经酸洗涂油。由于平轧制的钢使用非常普遍，通常用于汽车、家用电器、建筑和几乎全部农业用具，因此，无论作为最终酸洗产品或酸洗来制备其他常用材料，例如冷轧、上漆前エ序、镀锌、电镀锌等，酸洗涂油也是非常普通的。举例说明实际范围，世界上最大的钢生产商之ー运行非常大的轧钢厂，所述轧钢厂具有16条酸洗生产线，每一条酸洗生产线每月生产约90，000吨。有人估计仅在美国就存在约100条酸洗生产线，还有几千条生产线位于国外。该エ序的酸洗部分对于从加工的金属板去除几乎全部氧化物层或鳞很有效。但是，该エ序的酸洗部分具有ー些缺点。例如，用于酸浴中的酸是腐蚀性的；其对于设备是有害的，对人们具有危害，并且为环境有害化学物质，具有特别的存储和处理限制。另外，该エ序的酸浴步骤在金属板处理设施中需要很大的面积。酸洗生产线通常约300-500英尺长，因此其占据轧钢厂中大量的占地面积。其运行也非常昂贵，运行成本为约12美元/吨-15美元/吨。具有张カ平整机的“酸洗涂油”生产线的成本约为18，000，000. 00美元。而且，关键是金属板立即在酸洗エ序之后涂油，因为裸露的金属表面将几乎紧接着在暴露于大气和水气中就开始氧化。有时，来自酸溶液的自由离子(即Cl-)在该エ序的酸洗部分之后残留在金属表面上，由此除非立即涂油，否则将促进氧化。由于涂油防护金属板的裸露的金属表面暴露于大气和水气，因此涂油在降低金属氧化方面也很有效。但是，涂油也具有ー些缺点。涂敷和随后去除油耗费时间，并且在油产品本身的材料成本方面和在随后的钢加工之前去除油的人工方面都大大增加成本。与酸洗酸一祥，油是环境有害材料，具有特定的存储和处理限制。除油产品通常可燃，同样需要钢 产品的下游用户的特殊控制。而且再次地，关键的是，金属板应紧接在酸洗エ序之后涂油，因为几乎紧接着暴露于大气和湿气时，裸露的金属表面将开始氧化。本文公开的所述方法和设备消除了酸洗生产线，和在酸洗之后对产品施加油的需要。本文公开的所述方法和设备制备防锈产品，而传统的抛丸和其他抛丸技术不能制备具有防锈性能的最终产品，并且因而不能取代对酸洗涂油的需要。与本文公开的方法和设备结合的处理生产线避免了酸洗涂油生产线的很多缺点。例如，与本文公开的方法和设备结合的处理生产线为约100英尺长，由此节约设施中的大量空间。本文公开的所述方法和设备允许用于所述エ序中的很多材料再循环，而无需使用有害的化学物质和酸。与使用本文公开的方法和设备的处理生产线相关的运行成本为7美元/吨-10美元/吨，这比与“酸洗涂油”生产线相关的约12美元/吨-15美元/吨的运行成本显著降低。利用本文公开的方法和设备的通常的生产线的投资成本为约6，000，000. 00美元，而通常的酸洗生产线的投资成本为约18，000, 000. 00美元。附图说明本文所述的设备和方法的其他特征在下面的具体实施方式中和附图中阐述。图I是表示本专利技术的加工的金属板除鳞设备及其操作方法的侧视示意图。图2是图I的设备的除鳞机的侧视图。图3是从除鳞机的上游端看的除鳞机的端视图。图4是从除鳞机的下游端看的除鳞机的端视图。图5是图3和图4中所示的除鳞机的一部分的视图。图6是图3和图4中所示的除鳞机的又一部分的视图。图7是图3和图4中所示的除鳞机的又一部分的视图。图8是图1-7的除鳞机中使用的抛丸轮的分解立体视图。图9是显示浆料传送和循环系统的部件的示意图。图IOA是图9的浆料传送和循环系统的喷射器的截面图，所述喷射器包括以截面图显示的喷射器喷嘴。图IOB是来自图IOA的10B-10B细部的喷射器喷嘴的排出孔的放大前视图。图11是从窄薄材料带除鳞的除鳞机的实施例的图示。具体实施例方式图I显示了结合从加工的金属板表面除鳞并且制备防锈材料的浆料抛射除鳞池的处理生产线的一个实施例的示意图。如将说明的，金属板如图I中所示沿下游方向从左到右移动通过所述设备。图I中所示的和如下面所述的设备的部件仅构成这样的处理生产线的ー个实施例。应可理解，可对所示的和下面所述的生产线进行改变和修改而不偏离由本申请的权利要求提供的预期保护范围。參照图1，一卷之前加工的金属板(例如热轧金属板)12与设备14相邻设置，用于向所述设备供给一段金属板16。所述卷金属板12可支撑在用于以控制方式选择地从卷12 展开一段金属板16的任何传统装置上。或者，金属板可以单独的板材供给所述设备。设备14的平整机18与金属板卷12相邻设置，以接收从所述卷展开的所述一段金属板16。平整机18包括多个间隔开的辊22，24。虽然辊式平整机显示在附图中，但是其他形式的平整机也可用于图I的处理生产线中。另外，所述处理生产线可如2008年12月11日提交的共同待决申请序列号12/332,803中所述构造，所述申请的公开内容以引用的方式并入本文中。所述一段加工的金属板16从平整机18传送到除鳞机或除鳞池26中。图I中，包括两对匹配的离心推进器系统的ー对除鳞池26显示为沿金属板16移动的下游方向依序布置，所述两对匹配的离心推进器系统的ー对安装用于处理带的两个平直表面中的每ー个。两个除鳞池26都以相同方式构建，并且因此仅详细描述一个除鳞池26。除鳞池的数量选择成与金属板的期望线速度匹配，并且确保充分除鳞和后序的表面纹理的调整。虽然下面描述了包括离心推进器系统的浆料抛射除鳞池，但是应意识到，除鳞池可包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.22 US 12/887,769;2011.02.10 US 13/024,8761.一种从金属板除鳞的设备，所述设备包括 除鳞机，其接收段金属板，并且在所述段金属板沿第一方向移动通过所述除鳞机时从所述段金属板的至少一个表面除鳞； 除鳞介质供给源，其与所述除鳞机连通，并且将除鳞介质提供到所述除鳞机，所述除鳞介质包括砂； 一对轮，其位于所述除鳞机上，与通过所述除鳞机的所述段金属板的至少一个表面相邻设置，所述一对轮的第一轮和第二轮具有各自的第一和第二旋转轴，所述第一轮和第二轮设置在所述除鳞机上，用于从所述除鳞介质供给源接收除鳞介质；和 至少一个动力源，其可操作地连接到所述第一轮和所述第二轮，以使所述第一轮和所述第二轮旋转，由此，所述第一轮的旋转使由所述第一轮接收的除鳞介质从所述第一轮对着所述至少一个表面基本上横跨通过所述除鳞机的所述段金属板的整个宽度推进，所述第二轮的旋转使由所述第二轮接收的除鳞介质从所述第二轮对着所述至少一个表面基本上横跨通过所述除鳞机的所述段金属板的整个宽度推进； 其中，所述第一轮沿第一旋转方向旋转，所述第二轮沿第二旋转方向旋转，所述第一旋转方向与所述第二旋转方向相反； 其中，所述第二轮与所述第一轮沿所述第一方向间隔开足够的距离，以使从所述第二轮推进的除鳞介质基本上不与从所述第一轮推进的除鳞介质相干涉； 其中，所述第一轮和所述第二轮与限定金属板宽度的相对的侧边缘相邻设置，金属板中心位于所述第一轮和所述第二轮之间；和 其中，除鳞介质以基本上从所述金属板表面去除全部鳞的方式对着所述金属板的顶部表面和底部表面中的至少一个冲击。2.根据权利要求I所述的设备，其中，所述砂包括G80的SAE粒度到G40的SAE粒度。3.根据权利要求I所述的设备，其中，所述砂包括G50的SAE粒度。4.根据权利要求I所述的设备，其中，所述除鳞介质以形成大于约IOORa的表面光洁度的方式冲击所述顶部表面和底部表面中的至少一个。5.根据权利要求I所述的设备，其中，所述金属板在其进入所述设备时伸长。6.根据权利要求I所述的设备，其中，所述除鳞介质从其各自轮到所述金属板以约每秒100英尺到每秒200英尺的速度范围被推进。7.根据权利要求I所述的设备，其中，所述除鳞介质包括浆料。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述包括浆料的砂以至少每分钟1300磅的速率提供到每个轮。9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述浆料的砂与液体的比率为每加仑液体约2磅到约15磅的砂。10.根据权利要求7所述的设备，其中，形成所述浆料的砂通过喷射器抽吸到至除鳞机的浆料供给源中。11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述喷射器具有适于产生涡流的喷嘴。12.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第一轮和第二轮中的每一个具有相对于所述轮的各自旋转轴可选择性地调节位置的浆料入口。13.—种从一段金属板除鳞的方法,包括与所述段金属板的第一表面相邻设置具有第一旋转轴的第一轮； 与所述段金属板的第一表面相邻设置具有第二旋转轴的第二轮； 将除鳞介质提供到所述第一轮和所述第二轮，所述除鳞介质包含砂颗粒； 围绕所述第一旋转轴旋转所述第一轮，由此，提供到所述第一轮的除鳞介质通过旋转第一轮对着基本上横跨所述段金属板的第一表面的整个宽度延伸的第一区域推进； 围绕所述第二旋转轴旋转所述第二轮，由此，提供到所述第二轮的除鳞介质通过旋转第二轮对着基本上横跨所述段金属板的整个宽度延伸的第一表面的第二区域推进； 沿相反方向旋转所述第一轮和所述第二轮； 相对于所述段金属板设置所述第一轮和第二轮，其中，所述第一区域与所述第二区域沿所述段金属板间隔开； 沿限定所述金属板的宽度的相邻的相对侧边缘设置所述第一轮和所述第二轮，金属板的中心位于所述第一轮和所述第二轮之间；和 以从所述金属板的表面基本上去除全部鳞的方式控制对着所述金属板的顶部表面和底部表面中的至少一个的除鳞介质的冲击速率。14.根据权利要求13所述的方法，其中，提供到每一个所述轮的所述砂包括G80的SAE粒度到G40的SAE粒度。15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述砂具有G50的SAE粒度。16.根据权利要求13所述的方法，其中，以形成大于约IOORa的表面光洁度的方式控制除鳞介质对着所述顶部表面和底部表面中的至少一个的冲击速率。17.根据权利要求13所述的方法，还包括延长所述金属板。18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述除鳞介质从其各自轮到所述金属板以在约每秒100英尺到每秒200英尺的速度范围推进。19.根据权利要求13所述的方法，其中，所述除鳞介质包括浆料。20.根据权利要求19所述的方法，其中，包括浆料的所述砂以至少每分钟1300磅的速率提供到每一个轮。21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述浆料的砂与液体的比率为每一加仑液体约2磅到约15磅的砂。22.根据权利要求19所述的方法，其中，形成浆料的所述砂使用喷射器抽吸到至所述除鳞机的浆料供给源中。23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述喷射器具有适于产生涡流的喷嘴。24.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第一轮和第二轮中的每一个具有相对于所述轮的各自旋转轴可选择性地调节位置的浆料入口。25.一种从金属板除鳞的设备，所述设备包括 除鳞机，其接收段金属板，金属板具有横向于所述金属板长度的宽度，所述除鳞机可操作来在所述段金属板通过所述除鳞机时从所述段金属板的顶部表面和底部表面完全横跨所述段金属板的宽度除鳞； 除鳞供应源，其与所述除鳞机连通，并且向所述除鳞机提供除鳞介质，并且去除和再循环提供到所述除鳞机的除鳞介质，所述除鳞介质包括砂； 第一可旋转推进器轮，其具有旋转轴，所述轮设置在所述除鳞机上，用于接收由除鳞供给源提供的除鳞介质，并且在所述段金属板通过所述除鳞机时对着所述段金属板的顶部表面在完全横跨所述段金属板的宽度延伸的冲击区域中离心地推进所述除鳞介质； 第二可旋转推进器轮，其具有与第一可旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·C·沃格斯，阿兰·R·米斯，
申请(专利权)人：材料制造有限公司，
类型：发明
国别省市：