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摘    要：破鳞机、抛丸机为不锈钢板带生产线中酸洗前的预处理方法。目前广泛采用的配置形式为:一组破鳞机加3组以上的抛丸机后接硫酸酸洗和混酸 (硝酸+氢氟酸) 。破鳞机有干式和湿式之分, 主要利用3组辊子将带钢反复弯曲, 使带钢表面上的铁鳞龟裂, 并通过高压水或压缩空气将松动的氧化皮去除。抛丸机对带钢表面进行横向喷丸, 通过变频控制的马达以获取不同的抛丸速度, 使钢丸高速击打钢带表面的铁鳞, 以除去带钢表面的氧化铁皮。采用破鳞和抛丸工艺可以大大提高酸洗效率, 减少酸的消耗。

酸洗是冷轧不锈钢板带生产的重要工序, 酸洗的目的是去掉热轧及退火过程中在钢带表面形成的铁鳞, 即氧化层。除此之外, 酸洗的另一个目的是对不锈钢表面进行钝化处理, 赋予钢板耐蚀性。为提高酸洗效果, 在酸洗之前应进行破鳞、抛丸处理 (简称预处理) 。

破鳞机主要通过带钢的反复弯曲和拉伸来达到崩裂、破碎氧化铁皮的目的, 其主要功能是破碎氧化层、改善带钢平直度和粗糙度。目前采用的形式有干式破鳞和湿式破鳞两种。

带钢经过破鳞机的拉伸弯曲作用后, 鳞皮开始松动, 然后由设在破鳞机内部的喷嘴 (上下布置) 打入高压水或压缩空气, 以去除带钢表面松动的鳞皮, 以达到除鳞的目的。采用本机组, 可以有效地去除带钢表面的氧化铁皮, 节省酸的消耗量, 并且带钢在大张力的作用下, 能产生延伸率在2%以内的延伸量, 在一定程度上可以改善带材的板形。

破鳞机辊系由2组破鳞单元和1组矫直单元组成, 出入口装有挤干辊, 起密封作用;当带钢厚度发生变化时, 可以调整上辊系来控制不同的生产模式, 通过伺服液压缸调节压下量的大小。当焊缝通过时, 可以通过液压缸动作, 使上下辊系完全脱开, 让焊缝直接通过, 见图1。

抛丸机通过高速回转的抛丸轮将丸料均匀抛出, 利用压力和离心力使很小的钢丸以很高速度 (80 m/s) 喷射在运行带钢的上下表面, 达到除去带钢表面鳞皮目的, 通过抛丸速度和丸粒大小控制喷丸效果, 见图2。

图1 破鳞机结构示意图

 1—1#破鳞单元;2—2#破鳞单元;3—矫直单元;4—入口挤干辊;5—出口挤干辊

抛丸机的基本结构和原理是:高硬度的钢丸 (HRC 45~51) 通过料斗和导筒送入抛丸轮, 从正反两面喷射;喷射后流入下部的丸粒再通过螺旋输送器、斗式提升机、分配螺旋输送器等循环装置送到机体上部, 用丸粒分离器将氧化铁皮和丸粒分离出来, 然后将可用钢丸再送回叶轮装置循环使用, 见图3。

图2 抛丸工作状态示意

抛丸机仓室由抛丸室、耐磨内衬、中间吹扫室、最终吹扫室、抛丸轮、抛轮气动调节装置、流量控制装置、丸粒补给器等装置组成。抛丸轮装置每个单元配置4个抛轮 (上、下各2个) ,

抛轮气动调节装置可根据带材宽度不同, 调节抛投丸粒的覆盖范围, 采用气缸、电控调节阀完成抛轮定位, 见图4。

破鳞机与抛丸机的使用, 能保证有效地去除带钢表面上的氧化皮, 经过机械除鳞后进行酸洗, 酸耗量可减少75%以上, 热轧后的带钢经过退火处理后, 带钢表面附着有大量的鳞皮, 经过抛丸处理过的表面能达到Sa2~2.5, 见图5。

图3 抛丸机结构示意图

 1—抛丸机主体;2—抛丸轮;3—托辊;4—吹扫室;5—导向辊;6—螺旋输送器;7—斗式提升机;8—分配螺旋输送器;9—丸粒分离器

经过机械除鳞处理, 可以更好地提升酸洗效果, 并且能够降低酸耗, 提升生产线的生产效率, 在达到同样的除锈效果下, 如果没有经过破鳞、抛丸, 酸洗时长将至少延长5倍以上。表1~表3为某不锈钢酸洗生产线生产钢种为SUS304 (06Cr19Ni10) 、宽度为1350 mm的带钢典型连续退火酸洗工艺参数配置。

在相同的条件下, 破鳞机、抛丸机投入运行时, 生产工艺速度为60 m/min, 而在破鳞机、抛丸机不投入运行的状况下, 仅投入酸洗系统, 要想达到相同的酸洗效果, 生产工艺速度需降低到15 m/min以下, 可见机械除鳞可大大提高酸洗效率, 至少提高5倍以上。

图4 抛丸机仓室结构示意图

 1—导向辊;2—密封帘;3—抛丸轮;4—支撑辊;5—中间吹扫室;6—导向辊;7—最终吹扫室;8—维修门

 图5机械除鳞前后带钢表面比较: (a) 热轧原料; (b) 机械除鳞后表面Sa2.5

表1 破鳞机运行参数

表2 抛丸机运行参数

表3 酸洗控制 (采用硫酸酸洗+混酸酸洗)