一种行星辊式板带破鳞装置

技术领域

本发明涉及到金属板带的生产领域，尤其涉及一种行星辊式板带破鳞装置。

背景技术

金属板带表面除鳞技术（即去除表面氧化层）是精加工之前的一道必不可缺的工序，表面清理的好坏将会直接影响金属表面质量及后续加工产品表面质量。传统的金属板带表面处理主要是酸洗，但酸洗工序不可避免的会对环境带来一定的污染，为了适应全球环境和可持续发展问题，金属制造工业应采取更加环保的绿色化生产工艺。绿色化是未来金属工业生产的一大趋势，因此需要提供一种能消除或减少酸排放、用物理方式替代或部分替代化学酸洗，以更经济的方式提升金属板带表面质量的装置以适应自动化程度高、除锈速度快、表面处理均匀的现代工业发展要求。

目前国内外在无酸除鳞技术的研究中，热轧过程中常用的除鳞方法有水射流除鳞技术、拉矫机除鳞技术、抛丸机除鳞技术、磨料水射流除鳞技术、等离子除鳞技术、激光除锈技术等。其中水射流除鳞技术是通过高压泵给水加压，通过管路和喷嘴后喷向板带表面，优点是绿色无污染，缺点是单个喷嘴处理面积小，处理速度慢，需要的压力等级高，能耗大；拉矫机除鳞技术是通过矫直辊的拉矫，使金属板带表面受到反复的拉压应力，并利用金属氧化层与基体金属的塑性不同，使表面鳞层出现断裂，甚至脱落。但这种方法除鳞效果差，表面处理不均匀，只能作为除鳞的预处理过程；抛丸机除鳞技术是借助抛丸器叶片的推力和离心力带动抛丸，打击金属表面破坏氧化层。优点是处理能力效果明显，缺点是能耗较高，处理过程中金属产生明显的变形，且存在大量的粉尘污染。磨料水射流除鳞技术是对水射流除鳞工艺的改进，将水与磨料的混合浆液高速喷向金属表面，将表面氧化层去除。优点是绿色无污染，除鳞效果明显，缺点是单个喷嘴处理面积小，处理速度慢，且喷嘴的寿命低。

申请号为201610073660.1的中国发明专利提出了一种冷轧板带无酸除鳞系统及除鳞方法，通过拉矫、抛丸、水射流三组单元协同工作，对板带表面氧化层拉裂、打击和水射流除鳞。其优点是不使用酸洗，水与抛丸均可循环使用可节省大量的水资源，但在钢板淬火冷却前，对钢板温度有要求，采取大量高压水喷射的方式去除氧化层会大大影响钢板温度，进而影响后续淬火质量。

申请号为201710478245.9的中国发明专利提出了一种特厚钢板淬火氧化层去除装置。利用工作辊的压力可将钢板表面的氧化层碾碎使其脱落，吹扫机构将脱落的氧化层吹掉，达到有效去除氧化层的作用，无需大量高压水喷射，对钢板的温度影响较小，进而提高后续淬火质量。但该装置适用于特厚钢板。对于普通的板板带无法碾碎其表面的氧化层。

目前迫切需要一种适用于0.5~10mm厚度范围内金属板带的除鳞装置，能在板带在轧制过程中对其表面进行高效除磷，去除氧化层，减少酸的用量，响应绿色环保的号召。

发明内容

本发明的目的是提供一种行星辊式板带破鳞装置，克服现有技术的不足，通过在现有轧制生产线中张力辊辊面上加装行星清洁辊，清洁辊压在张力辊表面的金属板带上，清洁辊相对金属板带在横向和纵向产生速度差，多个行星清洁辊对金属板带产生由剪切应力、压应力和拉应力组合的作用力，表面的氧化层脱落，从而实现在减少酸洗的用酸量的前提下，达到绿色化生产的目的。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种行星辊式板带破鳞装置，其特征在于，包括机架、底座、张力辊一、张力辊二和清洁辊，张力辊一和张力辊二平行设置于机架中，张力辊一和张力辊二各自经张力辊减速机和张力辊电机相连接，金属板带沿张力辊一和张力辊二表面形成“之”字形路线；清洁辊在张力辊一和/或张力辊二的包角弧段外侧呈行星状分布，所述清洁辊的两端与机架之间通过轴承座相连接，所述轴承座与机架之间通过螺杆调节机构相连接，所述清洁辊的一端依次与联轴器、减速机和清洁辊电机相连接。

进一步的，所述张力辊一和/或张力辊二的周边布置清洁辊的数量为1~10根。

进一步的，所述清洁辊是橡胶辊、尼龙刷辊或钢刷辊中的任一种。

进一步的，所述张力辊一和张力辊二的线速度范围为1~300m/min，清洁辊与金属钢带表面的表面线速度差为±1%~±2000%；当表面鳞厚≥0.2mm时应保持线速度差在±1~±200%；当表面鳞厚＜0.2mm时线速度差在±201~±2000%。

进一步的，所述机架底部与底座之间设有横移滑道，机架的一侧与横移液压缸的活塞端相连接，当横移液压缸前后移动时，清洁辊可垂直金属板带的移动方向移动。

进一步的，所述清洁辊的转速和旋转方向，以及对金属板带的压力均可调。

进一步的，所述张力辊一和张力辊二上金属板带的包角均大于180度。

进一步的，所述清洁辊的工艺下游的金属板带上方设有气吹管，气吹管上设有线性排列的喷嘴，气吹管的一端与空气压缩机的出气口相连接。

一种轧制生产线，其特征在于，所述生产线上布置有1~6组权利要求1~8中所述的任一种行星辊式板带破鳞装置，相邻行星辊式板带破鳞装置中张力辊的布置方向为对称关系，以适应金属板带的走向。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1）本发明通过对酸洗前的金属板带经行星辊式板带破鳞装置进行物理除鳞，可对板带表面氧化层施加拉、压、剪的应力组合，可有效去除板带表面氧化层；2）产生的直接经济效益包括酸的消耗量减少30%，生产成本降低；产生的社会效益如降低废液排放、减少环境污染，为企业发展绿色环保，节能减排做出重大贡献。

附图说明

图1为本发明实施例使用状态一示意图，此为一套行星辊式板带破鳞装置在轧制生产线中的应用。

图2为本发明实施例结构示意图，图中表达的是清洁辊在张力辊一或张力辊二上的行星状分布示意图。

图3为图2的左视图。

图4为本发明实施例中的工作原理示意图，微观下铁鳞的受力示意图。

图5为本发明实施例中的气吹管结构示意图。

图6为本发明实施例使用状态二示意图，此为两套行星辊式板带破鳞装置在轧制生产线中的应用。

图中：1-金属板带；2-张力辊；3-轴承座；4-压紧螺杆；5-张力辊电机；6-张力辊减速机；7-横移液压缸，8-清洁辊电机；9-减速机；10-联轴器；11-机架；12-张力辊轴承座；13-清洁辊；14-横移滑道；15：拉杆；16-螺母；17-破鳞装置；18-拉矫机；19-底座；20-酸洗槽；21-卷取机；22-张力辊一；23-张力辊二；24-气吹管；25-开卷机；26-铁鳞层。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

见图1-图5，是本发明一种行星辊式板带破鳞装置实施例结构示意图，包括机架11、底座19、张力辊一22、张力辊二23和清洁辊13，张力辊一22和张力辊二23平行设置于机架11中，张力辊一22和张力辊二23各自经张力辊减速机6和张力辊电机5相连接，金属板1带沿张力辊一22和张力辊二23表面形成“之”字形路线；清洁辊13在张力辊一22和张力辊二23的包角弧段外侧呈行星状分布，清洁辊13的两端与机架11之间通过轴承座3相连接，轴承座3与机架11之间通过压紧螺杆4相连接，清洁辊13的一端依次与联轴器10、减速机9和清洁辊电机8相连接。调节压紧螺杆4可实现清洁辊13的升降调节，使清洁辊对金属板带的压力可调。

实施例中，张力辊2周边布置清洁辊13的数量为6根。清洁辊13是橡胶辊、尼龙刷辊或钢刷辊中的任一种，用于将金属板带表面的铁鳞（氧化层）刷掉或搓掉。清洁辊6个一组，可全部参与工作也可以部分作为替补，方便替换。

与轧制生产线相匹配，张力辊一22和张力辊二23的线速度范围为1~300m/min，清洁辊13的转速和方向均可调，张力辊一22和张力辊二23上金属板带1的包角均大于180度。清洁辊13与金属钢带表面的表面线速度差为±1%~±2000%。当表面鳞厚≥0.2mm时，应保持线速度差在±1~±200%，此时的剪切力大，用“搓”的方式更容易去鳞；当表面鳞厚＜0.2mm时线速度差在±201~±2000%，此时的剪切力小，用“擦”的方式更容易去鳞。

机架11底部与底座19之间设有横移滑道14，机架11的一侧与横移液压缸7的活塞端相连接，当横移液压缸7前后移动时，清洁辊13可垂直金属板带1的移动方向移动。

为了实现更好的清洁效果，清洁辊13的工艺下游的金属板带上方设有气吹管24，气吹管24上设有线性排列的喷嘴，气吹管的一端与空气压缩机的出气口相连接，压缩空气压力不小于6个大气压。压缩空气可以保证掉落的氧化层碎片不会二次压入金属板带表面，改善金属板带的除鳞效果。

金属板带1经开卷机25开卷，经拉矫机18建立张力后，进入破鳞装置17，在张力辊一22和张力辊二23的辊面上设置多个清洁辊13，清洁辊对金属板带产生弹性压力变形。在弹性变形区，由于速度差产生摩擦剪切应力，与金属板带弯曲和拉伸压应力和拉应力的三重组合作用，板板板带表面的氧化层（铁鳞）在拉矫裂纹基础上将加速脱落。

金属板带1在张力辊一22和张力辊二23的支撑下，清洁辊13对金属板带施加较大的压力500N-20000N，利用清洁辊接触金属板带时清洁辊变形区内产生的前滑与后滑，或通过清洁辊与金属板带之间产生的线速度差 ，见图4,使清洁辊与金属板带表面建立摩擦，金属板带表面的氧化层在受到弯曲、拉伸的同时叠加摩擦剪切应力的作用，因V

见图6，是轧制生产线上布置有2组破鳞装置17的情形，相邻行星辊式板带破鳞装置中张力辊的布置方向为对称关系，以适应金属板带的走向，多组破鳞装置17的布置，其清洁效果必然优于设置一组的情况。

以上实施例仅是为详细说明本发明的目的、技术方案和有益效果而选取的具体实例，但不应该限制发明的保护范围，凡在不违背本发明的精神和原则的前提下，所作的种种修改、等同替换以及改进，均应落入本发明的保护范围之内。