專利名稱：一種利用高壓蒸汽進(jìn)行表面清洗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬表面清洗技術(shù)領(lǐng)域，主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬表面附著物進(jìn)行快速去除，其表面附著物包括如致密的金屬表面氧化層、金屬腐蝕物、粘著物等，確保金屬進(jìn)入下一個(gè)工藝處理流程時(shí)的表面保持足夠清潔，有效提高金屬的成品表面質(zhì)量與后處理效率。
背景技術(shù)：
鋼材、合金等金屬材料在熱態(tài)軋制或熱處理過程中，會(huì)在表面形成一層由金屬氧化物組成的致密覆蓋物，俗稱“鱗皮”，該鱗皮的存在對(duì)進(jìn)一步加工處理會(huì)造成影響一方面使材料的表面裂縫不易被提前發(fā)現(xiàn)，從而使加工出的成品存在質(zhì)量問題；另一方面易將鱗皮壓入金屬表面，造成表面質(zhì)量問題；此外，堅(jiān)硬的氧化物的存在，會(huì)加速軋輥或拉拔機(jī)的磨損。因此進(jìn)入冷軋機(jī)前的金屬板帶表面鱗皮去除工序，稱為冷軋產(chǎn)線上必備的工藝裝備之一。為了消除氧化物對(duì)金屬板帶冷軋質(zhì)量的影響，國內(nèi)外金屬板帶冷軋產(chǎn)線均采用酸洗槽的加工方式來清洗金屬板帶表面，如目前普遍采用硫酸、鹽酸及氫氟酸的酸洗溶液，通過酸槽內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)溶解金屬表面的氧化物(俗稱“除鱗”)及其他附作物，因此目前最為主流的冷軋產(chǎn)線都帶有酸洗工藝環(huán)節(jié)，因此連續(xù)冷軋產(chǎn)線也稱為酸軋線。酸軋線中的酸洗除鱗工藝段產(chǎn)生的酸霧對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，這對(duì)生產(chǎn)設(shè)施防腐要求高；同時(shí)其排放的酸液處理成本較高，酸再生過程中會(huì)產(chǎn)生大量的污水，直接對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染；另外，采用酸洗除鱗容易造成除鱗不均勻，且金屬損失大。為了解決酸洗引起的環(huán)境污染問題，科研工作者進(jìn)行了大量的研究，研制了多種技術(shù)和設(shè)備，以替代酸洗去除金屬表面的鱗皮，如電解除鱗、電解研削除鱗、放電除鱗、電子束除鱗、激光除鱗、研磨除鱗、液體噴丸除鱗(又稱高壓水噴砂除鱗)、拋丸除鱗、反復(fù)彎曲除鱗以及上述不同方法組合的除鱗方法，但是所有這些新方法或工藝都無法替代現(xiàn)有冷軋產(chǎn)線上的連續(xù)酸洗槽?；诖?，國內(nèi)針對(duì)這種除鱗的新工藝布局方面還沒有可以參閱的發(fā)明創(chuàng)造，主要還停留在對(duì)國外化學(xué)濕法表面清洗裝置的局部更新、改造等。在國外，尤其是日本、德國等技術(shù)發(fā)達(dá)國家對(duì)表面清洗技術(shù)的創(chuàng)新始終引領(lǐng)全球。其中日本JP06108277A公開了在連續(xù)冷軋線上采用噴酸與刷輥組合使用的除鱗工藝，利用這種組合方式代替現(xiàn)有的酸洗槽工藝。因?yàn)樵摲绞饺匀灰罅康氖褂盟嵋?，同時(shí)對(duì)噴酸的噴嘴等要求十分嚴(yán)格，因此并沒有從根本上解決冷軋產(chǎn)線的污染問題；另外日本JP55034688A公開了一種聯(lián)合PV軋制破鱗-混合磨料高壓射流除鱗方式，混合磨料高壓射流除鱗單元布置有4個(gè)，為串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷態(tài)帶鋼的無酸除鱗，這種方式必須采用大量的細(xì)小磨料，而磨料的補(bǔ)充、檢測(cè)以及與鱗皮混合物的分離等技術(shù)難度都非常之高，實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)意義較??；同時(shí)日本JP57142710A公開了一種采用先滾壓后，再利用刷輥-高壓水噴射的方式對(duì)高溫?zé)彳埌暹M(jìn)行除鱗，其除鱗率達(dá)80%，而后繼續(xù)采用傳統(tǒng)的酸洗方式最終除鱗；另外日本JP57068217A公開了一種針對(duì)冷軋入口的冷態(tài)熱軋金屬板帶機(jī)械碾壓，采用大壓下率4% 40%，實(shí)現(xiàn)破鱗、松鱗，后續(xù)緊跟高壓射流處理(0 150kg/cm2)，如此處理后的金屬板帶可以進(jìn)行卷曲發(fā)貨或直接進(jìn)入冷軋機(jī)進(jìn)行冷軋；同時(shí)，日本JP59097711A公開了一種采用高壓的壓縮空氣+磨料進(jìn)行混合噴射除鱗，清除率高達(dá)“65 95%”。同時(shí)，美國的材料制造工作(簡稱TMW公司)自2001年以后公開了一系列的針對(duì)金屬板帶表面清洗技術(shù)，例如US20080108281 (Al)、US20080182486 (Al)以及 US20090227184(A1)等，均公開了一種利用磨料與水混合后的泥漿進(jìn)行噴射清洗，這種方式同樣遇到了磨料與鱗皮的分、磨料磨損檢測(cè)技術(shù)以及自動(dòng)補(bǔ)充技術(shù)等技術(shù)瓶頸，因此難以實(shí)現(xiàn)；另外，西歐Danieli公司申請(qǐng)的US5388602高壓水射流清洗裝置，主要針對(duì)各種不同的連鑄坯進(jìn)行除鱗，無法滿足冷軋的要求；日本專利JP05092231A、JP09085329A以及 JP2002102915等，其采用高壓水射流除鱗的運(yùn)用場合僅為熱態(tài)鋼坯或鍛造期間的鍛造坯。
綜合以上的專利檢索結(jié)果發(fā)現(xiàn)目前還沒有與本發(fā)明類似的專利或文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用高壓蒸汽進(jìn)行表面清洗的方法，能連續(xù)快速、高效對(duì)金屬板帶表面進(jìn)行清洗。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明充分利用超高壓高溫蒸汽的噴射作用，通過混合不同的噴射介質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同需求的表面清洗，滿足金屬板帶下一步工藝處理的表面質(zhì)量需求。具體地，本發(fā)明的一種利用高壓蒸汽進(jìn)行表面清洗的方法，通過蒸汽發(fā)生系統(tǒng)將液態(tài)水加熱至沸騰狀態(tài)，出口壓力水平保持在Ibar以上；并通過傳輸管道傳輸至蒸汽蓄能穩(wěn)壓系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)壓力在10 40Mpa之間的穩(wěn)定輸出，而后繼續(xù)通過傳輸管道傳遞至蒸汽噴射系統(tǒng)中，蒸汽噴射系統(tǒng)通過控制其與金屬板帶表面保持在一定的距離范圍內(nèi)，通過高壓蒸汽的噴射作用，對(duì)金屬板帶表面快速清洗，清除金屬板帶表面鱗皮、附著物以及油污。所述蒸汽噴射系統(tǒng)還連通一清洗介質(zhì)輸送裝置，使高壓蒸汽與清洗介質(zhì)混合，實(shí)現(xiàn)高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)清洗介質(zhì)對(duì)金屬板帶表面進(jìn)行撞擊與沖刷，清除金屬板帶表面附著物；該清洗介質(zhì)為顆粒狀固體或液體與顆粒狀固體的混合物。所述顆粒狀固體包括石榴石、棕剛玉、河沙以及金屬砂類、金屬丸類、或金屬絲切丸。本發(fā)明方法處理后的冷態(tài)金屬板帶可用于軋制、涂鍍以及涂油防銹等進(jìn)一步處理工藝。本發(fā)明高壓蒸汽噴射清洗方法可用于熱態(tài)金屬板帶的表面附著物的清除，此時(shí)可采用高壓蒸汽直接噴射與熱態(tài)的金屬板面，或通過高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)液體、顆粒固體或混合有顆粒固體與液體的泥漿狀混合物，直接噴射于熱態(tài)金屬板帶表面，實(shí)現(xiàn)熱態(tài)金屬板帶表面附著物如高溫鱗皮快速去除，此時(shí)因?yàn)椴捎酶邷卣羝M(jìn)行噴射除鱗，該方法比之現(xiàn)有的高壓水除鱗工藝，熱態(tài)金屬板帶的表面溫降要低很多，這極大的有利于熱態(tài)金屬軋制期間的溫度調(diào)控能力。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于I、充分利用超高壓蒸汽的噴射動(dòng)能，驅(qū)動(dòng)不同的介質(zhì)，如液體、顆粒狀固體、以及固液混合物，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬板帶表面的清洗作用，這樣能替代現(xiàn)有的濕法化學(xué)酸洗工藝，實(shí)現(xiàn)無酸式的表面清洗功能，改善環(huán)境與污染控制能力。2、對(duì)于熱態(tài)金屬板帶的表面氧化鱗皮的清除具有較好效果，本發(fā)明通過高溫高壓蒸汽的噴射清除作用，一方面實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱態(tài)表面的清洗作用，另一方面因?yàn)檎羝倔w的溫度較高，不會(huì)造成清除對(duì)象的溫降過大，利于金屬板帶熱態(tài)軋制的工藝控制。


圖I為本發(fā)明方法一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖2為本發(fā)明方法另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，其所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在本實(shí)施例中，針對(duì)金屬表面油污等類似低附著力物質(zhì)的清除，采用純高壓蒸汽進(jìn)行直接噴射清除，達(dá)到金屬表面快速清洗的目的。即通過蒸汽發(fā)生系統(tǒng)I將液態(tài)水加熱至沸騰狀態(tài)，出口壓力水平保持在Ibar以上；并通過傳輸管道傳輸至蒸汽蓄能穩(wěn)壓系統(tǒng)2中，實(shí)現(xiàn)壓力在10 40MPa之間的穩(wěn)定輸出，而后繼續(xù)通過傳輸管道傳遞至蒸汽噴射系統(tǒng)3中，蒸汽噴射系統(tǒng)3通過控制其與金屬板帶4表面保持在30mm 150mm范圍內(nèi)，通過高壓蒸汽的噴射作用，對(duì)金屬板帶4表面快速清洗，清除金屬板帶4表面鱗皮、附著物以及油污。參見圖2，其所示為本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)施例。在本實(shí)施例中，本方法用于對(duì)熱態(tài)金屬表面附著物的清除，其附著物如氧化鐵皮，可采用高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的方式來噴射清除，這種介質(zhì)通常為液態(tài)水、固體顆粒物或固液混合物等。所述蒸汽噴射系統(tǒng)3還連通一清洗介質(zhì)輸送裝置5，使高壓蒸汽與清洗介質(zhì)混合，實(shí)現(xiàn)高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)清洗介質(zhì)對(duì)金屬板帶表面進(jìn)行撞擊與沖刷，清除金屬板帶表面附著物；該清洗介質(zhì)為顆粒狀固體或液體與顆粒狀固體的混合物。所述顆粒狀固體包括石榴石、棕剛玉、河沙以及金屬砂類、金屬丸類、或金屬絲切丸。本發(fā)明不僅適用于金屬表面附著物的清除，也可運(yùn)用于其他非金屬類材料的表面清洗。本發(fā)明充分利用高壓蒸汽的噴射沖刷與驅(qū)動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬板帶表面清洗，提高冷/熱軋金屬板帶表面質(zhì)量、減少軋后金屬板帶表面質(zhì)量缺陷。
權(quán)利要求
1.一種利用高壓蒸汽進(jìn)行表面清洗的方法，通過蒸汽發(fā)生系統(tǒng)將液態(tài)水加熱至沸騰狀態(tài)，出口壓力水平保持在Ibar以上；并通過傳輸管道傳輸至蒸汽蓄能穩(wěn)壓系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)壓力在10 40MPa之間穩(wěn)定輸出，而后繼續(xù)通過傳輸管道傳遞至蒸汽噴射系統(tǒng)中，蒸汽噴射系統(tǒng)通過控制其與金屬板帶表面保持在30 150mm范圍內(nèi)，通過高壓蒸汽的噴射作用，對(duì)金屬板帶表面快速清洗，清除金屬板帶表面鱗皮、附著物以及油污。
2.如權(quán)利要求I所述的利用高壓蒸汽進(jìn)行表面清洗的方法，其特征是，所述蒸汽噴射系統(tǒng)還連通一清洗介質(zhì)輸送裝置，使高壓蒸汽與清洗介質(zhì)混合，實(shí)現(xiàn)高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)清洗介質(zhì)對(duì)金屬板帶表面進(jìn)行撞擊與沖刷，清除金屬板帶表面附著物；該清洗介質(zhì)為顆粒狀固體或液體與顆粒狀固體的混合物。
3.如權(quán)利要求2所述的利用高壓蒸汽進(jìn)行表面清洗的方法，其特征是，所述顆粒狀固體包括石榴石、棕剛玉、河沙以及金屬砂類、金屬丸類、或金屬絲切丸。
全文摘要
一種利用高壓蒸汽進(jìn)行表面清洗的方法，通過蒸汽發(fā)生系統(tǒng)將液態(tài)水加熱至沸騰狀態(tài)，出口壓力水平保持在1bar以上；并通過傳輸管道傳輸至蒸汽蓄能穩(wěn)壓系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)壓力在10～40Mpa之間的穩(wěn)定輸出，而后繼續(xù)通過傳輸管道傳遞至蒸汽噴射系統(tǒng)中，蒸汽噴射系統(tǒng)通過控制其與金屬板帶表面保持在30mm～150mm范圍內(nèi)，通過高壓蒸汽的噴射作用，對(duì)金屬板帶表面快速清洗，清除金屬板帶表面鱗皮、附著物以及油污。本發(fā)明充分利用超高壓高溫蒸汽的噴射作用，通過混合不同的噴射介質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同需求的表面清洗，滿足金屬板帶表面質(zhì)量要求。
文檔編號(hào)B08B3/02GK102615058SQ20111003330
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者段明南, 羌菊興 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司