一种带钢钝化装置及其控制方法

技术领域

本申请涉及电镀锡机组电镀后处理领域，具体涉及一种带钢钝化装置及其控制方法。

背景技术

如图1所示，电镀锡机组在电镀后处理区域配备有2个钝化槽(分别记为1#钝化槽和2#钝化槽)。每个钝化槽里面，通过辊子起到改变带钢的运行方向，在带钢下行方向和上行方向，各有一对碳钢材质的钝化极板，为满足宽度为800mm～1200mm的带钢的生产要求，一般而言，钝化极板的工作面宽度为1.1米，长度为1.4米，钝化极板连接整流器正极，产生正电位，带钢通过导电辊连接整流器负极，产生负电位，钝化液为铬酸盐，在电场作用下，高价态铬离子在带钢表面还原，形成含铬钝化膜。

现有技术中，由于钝化极板的宽度固定，无调节功能，以及电场的边缘效应，在带钢边缘易形成电场集中，造成带钢边部的钝化膜比较厚，尤其对于窄带钢，边部的钝化膜增厚明显。而生产现场不具备调节钝化膜均匀性的能力，会影响下游客户涂印后边部的附着力性能。

发明内容

本申请的目的在于提供一种带钢钝化装置及其控制方法，用于解决现有技术中带钢边部钝化膜增厚的问题，满足不同宽度带钢生产过程中边部钝化膜厚度的稳定控制要求。

为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种带钢钝化装置，包括至少一个钝化槽、驱动机构及控制单元，所述钝化槽中设有两对钝化极板及沉没辊，两对钝化极板垂直放置，所述带钢从一对钝化极板中穿入，再经沉没辊进行转向后从另一对钝化极板中穿出，每对钝化极板的内侧上下两端分别对应设有绝缘挡板，所述驱动机构用于驱动所述绝缘挡板沿对应的钝化极板的宽度方向移动，所述控制单元用于获取带钢的宽度，并通过驱动机构调整绝缘挡板的位置，使得所述带钢的宽度与钝化极板的放电宽度的差值在预设范围内。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述预设范围为10～30mm。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述带钢的宽度与钝化极板的放电宽度的差值为20mm。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述驱动机构包括对应多个钝化极板的多个电机及多个螺旋丝杠，每个螺旋丝杠连接对应的钝化极板两端的两绝缘挡板的一端，每个电机旋转带动对应的螺旋丝杠转动，从而带动两绝缘挡板相向运动或背向运动。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，每个电机与对应的螺旋丝杠通过连杆连接。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述绝缘挡板的材质为聚丙烯。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述控制单元与测宽仪通讯连接，所述测宽仪用于测量所述带钢的宽度，并将所述带钢的宽度传送给所述控制单元。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述控制单元为可编程逻辑控制器。

第二方面，本申请提供了一种带钢钝化装置的控制方法，应用于第一方面所述的带钢钝化装置，包括：

获取带钢的宽度；

基于带钢的宽度及预设范围确定钝化极板的放电宽度；

基于钝化极板的放电宽度、钝化极板的宽度，确定两个绝缘挡板所要挡住的对应的钝化极板的宽度，从而所述控制单元通过驱动机构调整两个绝缘挡板的位置。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述获取带钢的宽度，包括：测宽仪测量带钢的宽度，并将带钢的宽度传送给控制单元，从而所述控制单元获取带钢的宽度。

本申请的技术方案提出一种带钢钝化装置及其控制方法，所述带钢钝化装置包括至少一个钝化槽、驱动机构及控制单元，所述钝化槽中设有两对钝化极板及沉没辊，两对钝化极板垂直放置，所述带钢从一对钝化极板中穿入，再经沉没辊进行转向后从另一对钝化极板中穿出，每对钝化极板的内侧上下两端分别对应设有绝缘挡板，所述驱动机构用于驱动所述绝缘挡板沿对应的钝化极板的宽度方向移动，所述控制单元用于获取带钢的宽度，并通过驱动机构调整绝缘挡板的位置，使得所述带钢的宽度与钝化极板的放电宽度的差值在预设范围内。本申请基于钝化极板与带钢之间的边缘效应会使带钢边部钝化膜增厚这一理论机理，通过自动调节绝缘挡板的位置，可以有效改善边缘效应，减少带钢边部处的电场集中，从而满足不同宽度的带钢生产过程中边部钝化膜厚度稳定控制要求，避免边部电场线集中造成的边部钝化膜增厚的问题，进而避免带钢边部附着力不良缺陷。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为现有技术的电镀锡机组电镀后处理区域的钝化槽的结构示意图；

图2为本申请带钢钝化装置的结构示意图；

图3为本申请钝化极板的放电宽度的尺寸示意图；

图4为现有技术中带钢出现电化学钝化“边缘增厚”的现象的示意图；

图5为本申请一实施例的驱动机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面将结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图2所示(图2中仅示出了一个钝化槽)，本申请提供一种带钢钝化装置，包括至少一个钝化槽1、驱动机构6及控制单元7，所述钝化槽1中设有两对钝化极板2及沉没辊3，两对钝化极板2垂直放置，所述钝化槽1内装有钝化液，所述带钢4从一对钝化极板2中穿入，再经沉没辊3进行转向后从另一对钝化极板2中穿出，每对钝化极板2的内侧上下两端分别对应设有绝缘挡板5，所述驱动机构6用于驱动所述绝缘挡板5沿对应的钝化极板2的宽度方向移动，所述控制单元7用于获取带钢4的宽度B，并通过驱动机构6控制绝缘挡板5移动的距离，使得所述带钢4的宽度B与钝化极板2的放电宽度W的差值在预设范围内。

需要说明的是，一般情况下，每对钝化极板2的放电宽度W即为两个钝化极板2的宽度W1。而本申请中，如图3所示，由于绝缘挡板5的存在，钝化极板2上下两端的部分电场被绝缘挡板5屏蔽掉，因而放电宽度W会变小，假设两个绝缘挡板5挡住的钝化极板2的宽度分别为W2和W3，则钝化极板2的放电宽度W＝W1-W2-W3。

现有技术中，如图4所示，由于钝化极板2的宽度W1(即放电宽度W)是固定的，而每对钝化极板2之间的电场存在边缘效应，那么当带钢4的宽度B小于钝化极板2的宽度W1时，在带钢4边缘易形成电场集中，造成带钢4边部钝化膜厚度异常增加，尤其对于窄带钢，边部的钝化膜增厚更加明显，出现电化学钝化“边缘增厚”的现象，如果不加以控制，会影响下游客户涂印后边部附着力性能。

本申请的技术方案中，增设绝缘挡板5、驱动机构6及控制单元7，能根据带钢4的宽度调节绝缘挡板5的位置，进而调节钝化极板2的放电宽度W，使得所述带钢的宽度B与钝化极板2的放电宽度W的差值在预设范围内，能够有效改善带钢边部钝化膜增厚问题，避免边部附着力不良缺陷。

具体地，所述预设范围为10～30mm，优选地，所述带钢4的宽度B与钝化极板2的放电宽度W的差值为20mm。

在本申请的一些实施例中，所述驱动机构6包括对应多个钝化极板2的多个电机61及多个螺旋丝杠62，每个螺旋丝杠62连接对应的钝化极板2两端的两绝缘挡板5的一端，每个电机61旋转带动对应的螺旋丝杠62转动，从而带动两绝缘挡板5相向运动或背向运动。进一步地，如图5所示，每个电机61与对应的螺旋丝杠62可通过连杆63连接。本申请对于电镀锡机组电镀后处理的带钢钝化装置进行设计改造，在钝化极板2两侧增加可移动的绝缘挡板5，通过电机61和螺旋丝杠62可以实现绝缘挡板5位置的精确调整，进而保证所述带钢4的宽度B与钝化极板2的放电宽度W的差值在预设范围内。

具体地，所述绝缘挡板5的材质为聚丙烯(PP)。

所述控制单元7与测宽仪通讯连接，所述测宽仪用于测量所述带钢4的宽度，并将所述带钢4的宽度传送给所述控制单元7。当然，也可以人工向控制单元7输入带钢4的宽度。所述控制单元7为可编程逻辑控制器(PLC)。

为了使得所述绝缘挡板5能有效屏蔽钝化极板2两端的电场，所述绝缘挡板5的长度大于等于钝化极板2的长度。所述绝缘挡板5的宽度根据所述带钢4的宽度B与钝化极板2的宽度W1的差值而定，最终保证所述带钢的宽度B与钝化极板2的放电宽度W的差值在预设范围内即可。

在本申请的一具体实施例中，所述钝化极板2的材质为碳钢，工作面的长度为1400mm，宽度为1100mm，厚度为8mm，每对钝化极板2中，两个钝化极板2与带钢4之间的间隔分别为8mm。所述绝缘挡板5的材质为聚丙烯，每个钝化极板2两端的绝缘挡板5的尺寸大小完全一致，长度为1400mm，宽度为150mm，厚度为5mm，通过驱动机构6控制两个绝缘挡板5同步移动(即W2＝W3)，使得所述带钢的宽度B与钝化极板2的放电宽度W的差值为20mm(即B－W＝20)，可以使得每对钝化极板2的放电宽度W在800～1100mm之间调整，能够满足宽度为820～1120mm的带钢4的生产要求。工作时，所述钝化极板2连接整流器正极，产生正电位，带钢4通过导电辊连接整流器负极，产生负电位，钝化液为铬酸盐，在电场作用下，高价态铬离子在带钢4表面还原，形成含铬钝化膜。

基于相同发明构思，本申请还提供一种带钢钝化装置的控制方法，应用于前述实施例中的带钢钝化装置，包括以下步骤：

步骤S1、获取带钢4的宽度；

步骤S2、基于带钢4的宽度及预设范围确定钝化极板2的放电宽度W；

步骤S3、基于钝化极板2的放电宽度W、钝化极板的宽度W1，确定两个绝缘挡板5所要挡住的对应的钝化极板2的宽度W2、W3，从而所述控制单元7通过驱动机构6调整两个绝缘挡板5的位置。

具体地，所述步骤S1中，所述获取带钢的宽度，包括：测宽仪测量带钢4的宽度，并将带钢4的宽度B传送给控制单元7，从而所述控制单元7获取带钢4的宽度B。

综上所述，本申请带钢钝化装置及其控制方法，所述带钢钝化装置增设绝缘挡板、驱动机构及控制单元，能根据带钢的宽度调节绝缘挡板的位置，进而调节钝化极板的放电宽度，使得所述带钢的宽度与钝化极板的放电宽度的差值在预设范围内，能够调节钝化极板的边部电场的有无，以满足不同宽度的带钢生产过程中边部钝化膜厚度稳定控制要求，避免边部电场线集中造成的边部钝化膜增厚的问题，进而避免带钢边部附着力不良缺陷，实际生产过程中，年度可避免相关质量问题投诉而造成的经济损失达50万元以上。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。