CN105081984A - 一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法 - Google Patents

Abstract

一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，用于对进入冷轧机前的冷态金属板带表面进行处理，其特征在于，在所述金属板带上或下方或上下方设置离心抛射抛甩头；所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定夹角角度设置。通过这种方式可实现金属板带在宽度上呈现典型不均匀分布的附着物的同步清除；各抛甩头射流在板宽方向上均呈现典型的均匀、对称分布特征；在射流非边部区域具有一段较长的完全均匀段，使得射流均匀性具有极大提高；无效射流及“强度过剩”区域大幅减小；有效提高表面处理的均匀性和清除后的均匀板面质量；直接提高系统的可靠性和降低系统成本；且完全不影响下一步的工艺处理。

Description

一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法

技术领域

本发明属于冷态金属板带(带钢)表面处理的技术领域，主要通过一种离心抛射头旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定夹角角度的混合射流抛射方式，实现以混合有磨料颗粒的高速混合浆料流体对冷态金属板带表面进行均匀、全板宽的连续击打、磨削，从而实现对冷态金属板带的上下宽面—即全板面进行连续、均匀的表面处理工艺，同时实现射流处理后的金属板带的正反面无杂物残留、表面粗糙度满足后工序要求。

背景技术

金属材料在热态轧制或热处理过程中会在其表面形成一层由金属氧化物组成的致密覆盖物，俗称“鳞皮”，该鳞皮的存在对进一步加工处理会造成影响:一方面使材料的表面裂缝不易被提前发现,从而使加工出的成品存在质量问题；另一方面，易将鳞皮压入金属表面,造成表面质量问题；此外,坚硬的氧化物的存在,会加速轧辊或拉拔机的磨损。因此必须对进入冷轧机前的钢板表面进行除鳞等表面处理工序，这是冷轧产线上必备的工艺装备之一。

针对金属板带表面鳞皮的影响，以往，国内外生产企业均采用化学湿法进行清洗的加工方式来清除板带表面的附着鳞皮。通常，对于钢板来说，常采用硫酸、盐酸及氢氟酸等强酸性溶液的化学湿法酸洗工艺。这种化学湿法酸洗工艺的生产环境非常恶劣，且因产生大量残酸而须进行循环再生处理，另外，目前所述酸再生工艺也必然产生对应的废气排放。所述酸再生工艺产生的对应的排放废气中含有大量的酸性、腐蚀性成分，如HCL、SO2等，这又直接导致对大气的污染。

基于此，为解决化学方法清洗所带来的严重环境污染问题,科研工作者进行了大量的研究,并研制开发了多种技术方法和设备,以替代这种化学方法去除金属表面的鳞皮。所述方法及设备包括，如电解除鳞、电解研削除鳞、放电除鳞、电子束除鳞、激光除鳞、研磨除鳞、抛丸除鳞、反复弯曲除鳞以及上述不同方法组合的除鳞方法。在近年来的发展过程中，其中高压射流除鳞技术发展最快，其工业化进程也越发明显。

为保证高压射流除鳞的射流方式除鳞后的金属板带能顺利地进入下一步处理工艺环节，同时又不影响下一步工艺处理的效果，许多研发单位提出了一系列具有针对性的解决措施。具体如下：

1)湖南有色金属重型机械有限公司就曾利用混合射流方法清除合金棒的表面鳞皮，根据该方法，除鳞后的棒材表面采用高压空气的吹扫方式来进行表面清除。然而，这种方法存在的主要缺陷是，无法吹扫那种嵌入棒材表面的沙粒，造成表面有硬物颗粒残留，从而造成棒材在下一步轧制工序中，容易产生因为硬物颗粒压入形成的表面缺陷。

2)德国Airmatic公司同样也利用混合射流方法清洗金属平面。其后处理方式为：利用抽真空的原理，对处理后的表面堆积物进行快速抽吸，实现板面净化处理。然而，这种方式同样存在以上的问题：即，不仅不能有效去除硬物颗粒的嵌入问题，同时因抽吸所需的板带平直度要求较高，在板带板形较差、张力不稳定等工况下，其处理效果会出现稳定性差的缺陷，容易造成某些表面无法清除干净的现象。

3)美国TMW(TheMaterialWorks)公司提出这样一种技术方案(见该申请人中国公开号为“CN101516532A”的中国专利及美国公开号为“US7601226B2”的美国专利)：利用离心抛甩的方式——抛丸机的抛射原理，在其磨料中利用水介质代替传统抛丸机的空气，形成水与磨料颗粒的二项混合浆料，而后将浆料通过某种装置以一定的压力与流量注入高速旋转的离心抛甩头内，通过离心抛甩(抛射)的高速离心力作用实现混合浆料高速、持续的击打金属板带表面，以此来实现金属板带表面的湿法除鳞，该技术也称为EPS技术。

然而，上述EPS技术存在板面击打强度均匀性差、射流利用率较低、板宽横向的粗糙度值显著差异、板宽方向的除鳞能力分布不均匀等缺陷，由于这些缺陷的存在，直接限制了除鳞后的板面质量、除鳞能效与板带除鳞速度(参见图8-图10)。

通过查阅相关专利，也发现国外尤其是日本、德国等冶金技术发达国家，提出过诸多的连续射流、磨刷除鳞技术。如日本JP06108277A公开了一种在连续冷轧线上采用喷酸与刷辊组合使用的除鳞工艺，日本JP55034688A公开了一种联合PV轧制破鳞—混合磨料高压射流除鳞方式。此外，还有日本JP57142710A、JP57068217A、JP59097711A、JP05092231A、JP09085329A、JP2002102915及美国US5388602等专利。

然而，如同前述，以往技术尚未能提供这样一种板面击打强度均匀、射流利用率高、板宽横向粗糙度一致性良好、板宽方向除鳞能力分布均匀的高压射流除鳞的技术方案。

特别是，根据以往技术，尚难以适用于板带在运行过程中频繁跑偏的全板宽表面均匀处理，及难以适用于基于金属板带宽度方向或长度方向存在区域间厚度差的鳞皮分布呈现典型不均匀特性的钢种的全板宽表面均匀处理等。

另外，以往技术尚未能提供这样一种高压射流除鳞的技术方案，所述技术方案可降低抛射系统的复杂性，从而直接提高系统的可靠性和降低系统成本。

发明内容

为克服上述问题，本发明的目的在于，提供一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，根据本发明，抛甩头(抛头)的旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定角度设置，所述湿法离心抛射研磨料的表面处理方法的离心抛射介质为磨料颗粒与水的混合浆料，由此，可实现金属板带在宽度上呈现典型不均匀分布的附着物的同步清除，并确保板带宽度方向上的表面微观形貌具有严格的一致性。根据本发明，各抛甩头射流在板宽方向上呈现典型的均匀、对称分布特征；且在射流非边部区域，具有一段较长的完全均匀段，使得射流均匀性具有极大的提高。根据本发明，无效射流及“强度过剩”区域大幅减小。根据本发明，可有效提高表面处理的均匀性和清除后的均匀板面质量。根据本发明，可降低抛射系统的复杂性，从而直接提高系统的可靠性和降低系统成本。根据本发明，确保其进入下一步处理段后完全不影响下一步的工艺处理效果。

本发明的目的又在于，提供一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法。根据本发明，抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向平行设置，即与金属板带运行方向垂直设置，所述湿法离心抛射研磨料的表面处理方法的离心抛射介质为磨料颗粒与水的混合浆料，通过这种方式可实现金属板带在宽度上呈现典型不均匀分布的附着物的同步清除；各抛甩头射流在板宽方向上均呈现典型的均匀、对称分布特征，且在射流非边部区域，具有一段较长的完全均匀段，使得射流均匀性具有极大提高；无效射流及“强度过剩”区域大幅减小；可有效提高表面处理的均匀性和清除后的均匀板面质量；降低抛射系统的复杂性，从而直接提高系统的可靠性和降低系统成本；确保其进入下一步处理段后完全不影响下一步的工艺处理效果。

根据本发明所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定角度设置的湿法离心抛射研磨料的表面处理方法，可以实现在板带宽度方向上与板带长度方向上更加均匀一致的除鳞效果。

根据本发明，所述除鳞效果具体可说明为：鳞皮残留率、表面粗糙度值的波动范围在整个板带长度方向上、板带宽度方向上均匀一致；避免因射流不均匀，造成板带头、尾部因为鳞皮较厚而去除不尽，在带钢非头尾段因鳞皮较薄而去除过量；同时在带钢宽度方向上，因两侧边部区域鳞皮较厚而鳞皮去除不尽，板带宽度的中间部位因鳞皮较薄，而去除过量。

根据本发明所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定角度设置的湿法离心抛射研磨料的表面处理方法，可特别适用于长度方向与宽度方向鳞皮分布典型不均匀的金属板带，如热轧后采用高温卷取工艺的金属板带料。这类金属板带的头尾段鳞皮厚度值较之中间区域明显偏高，同时在带钢宽度方向的两侧边部鳞皮厚度较之宽度中间区域明显偏高。

根据本发明所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定角度设置的湿法离心抛射研磨料的表面处理方法，采用的离心抛甩头其叶轮宽度值比之TMW-EPS抛甩头更大，为150～200mm，即本发明采用的是一种宽叶片离心抛甩头，由此，通过介质供应实现高速旋转的宽叶轮抛甩出宽的研磨料射流。

根据本发明所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定角度设置的湿法离心抛射研磨料的表面处理方法，所述湿法离心抛射研磨料的表面处理方法的离心抛射介质为磨料颗粒与水的混合物，所述磨料颗粒为天然的刚玉类磨料(如棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉等)、碳化物磨料(如黑碳化硅、绿碳化硅、碳化硼等)等，或人造类磨料，如钢丸、钢砂、钢丝切丸等金属加工丸类，所述磨料包括各种尖锐或非尖锐形态的刚玉类磨料、碳化物磨料或人造类磨料等。

本发明的目的又在于：提供一种抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定角度设置的湿法离心抛射研磨料的表面处理方法，所述湿法离心抛射研磨料的表面处理方法叠加后的射流强度分布曲线中，单个抛甩头形成的射流强度分布局部峰值与形成有效射流强度分布的均匀平直线之间的强度差异较小，在板带宽度范围之外的无效区域范围较小，同时“强度过剩”区域也显著减小，由此，可有效节约了系统电耗与机械损耗，直接提高了系统能效和降低系统成本。

根据本发明所述一种抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定角度设置的湿法离心抛射研磨料的表面处理方法，所述湿法离心抛射研磨料的表面处理方法特别适用于板带规格变化范围大，长度方向与宽度方向容易受环境影响而导致鳞皮分布不均匀的敏感型钢种，尤其适用于碳钢板材的全长度、全板宽、正反面的同步除鳞处理。

根据本发明所述一种抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定角度设置的湿法离心抛射研磨料的表面处理方法，所述湿法离心抛射研磨料的表面处理方法特别适用于钢板带材的全长度、全板宽、正反面同步除鳞处理，所述鳞片在金属板带宽度方向上呈现两侧与中间区域的厚度差在5um以上的鳞皮分布呈现典型不均匀特性的钢种，在金属板带长度方向的头尾部与中间区域的厚度差在7um以上的鳞皮分布呈现典型不均匀特性的钢种，同时适用于金属板带的板形不良或张力波动导致带钢在抛射除鳞期间板面抖动距离超过20mm，但不超过100mm的极端工况。

优选的是，所述鳞片在金属板带宽度方向上呈现两侧与中间区域的厚度差在3um以上的鳞皮分布呈现典型不均匀特性的钢种，在金属板带长度方向的头尾部与中间区域的厚度差在5um以上的鳞皮分布呈现典型不均匀特性的钢种.

根据本发明所述一种抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定角度设置的湿法离心抛射研磨料的表面处理方法，所述湿法离心抛射研磨料的表面处理方法特别适用于板带在运行过程中频繁跑偏的全板宽表面处理。

本发明目的还在于：提供一种所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定角度设置的湿法离心抛射宽研磨料的表面处理装置。

本发明的湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法的技术方案如下：

一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，设置有处理单元，所述处理单元包括离心抛射用抛甩头，用于对进入冷轧机前的冷态金属板带表面进行表面处理，其特征在于，

在所述金属板带上或下方，或上、下方设置离心抛射用抛甩头；

所述离心抛射用抛甩头通过连接其上的给料管，以混合有磨料颗粒的高速混合流体浆料形成射流4，对冷态金属板带表面进行均匀、全板宽的连续击打、磨削，从而实现对冷态金属板带的上下宽面—即全板面进行连续、均匀的表面处理；

所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向呈0～45°夹角设置。

优选的是，所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向平行设置，即与金属板带运行方向垂直设置。

即，中心轴线8与金属板带5的运行速度v1方向中心轴线垂直，同时平行于金属板带5的板面，则该中心轴线8的方向即为金属板带5的板宽方向，也称之为宽度方向。

优选的是，所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向夹角为35～45°。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，离心抛甩头2a上设置有多片离心叶片1a，离心抛甩头2a在外部驱动源的作用下带动固定于其上部的多片离心叶片1a一起以同一角速度w1旋转，

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，在所述金属板带上下方成对对应设置离心抛射用抛甩头；

所述离心抛甩头2a上设置有4～20片离心叶片1a，离心抛甩头2a在外部驱动源的作用下带动固定于其上的离心叶片1a一起以同一角速度w1旋转，

离心叶片1a外圆半径大于给料管3a的最大外径，浆料输送至给料管3a内部之后，流动至高速旋转的离心叶片1a上，实现浆料4的整体加速的抛甩过程。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述离心抛甩头2a上设置有4～8片离心叶片1a。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，优选的是，离心抛甩头其叶轮宽度值为150～200mm，由此，通过介质供应实现高速旋转的宽叶轮抛甩出宽的研磨料射流。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，优选的是，所述给料管3a连通、设置于离心抛甩头2a轴部。

因叶片1a外圆半径明显大于给料管3a的最大外径，混合有固体磨料颗粒与液体(可以是油、水等液体，尤其是水)，这两种介质的混合物—浆料4，通过输送管路在一定压力与流速的状态下强制向给料管3a中输入，实现浆料4的输送给料。输送至给料管3a内部之后，离心抛甩头2a在外部驱动源的作用下产生一定角速度w1旋转，同时带动固定于其上部的多片离心叶片1a一起以同角速度旋转，其旋转角速度值同样等于w1。

在此角度度w1作用下，给料管3a内部的浆料介质4自动产生一定的离心力，促使其按照预定的通道流动至高速旋转的叶片1a上，而叶片1a因为其外圆半径比之给料管3a的最大外径明显更大，故其在同等角速度w1作用下，线性速度显著增大，如此即实现了对浆料4的加速作用；同时在离心力作用下，浆料4在离心叶片1a的加速作用下脱离叶片1a的表面，并沿叶片1a外圆的切线方向向外飞出，至此，即实现了浆料4的整体加速、抛甩过程。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述给料管3a、抛甩头2a以及叶片1a的旋转运动均围绕同一抛甩头旋转轴线，即中心轴线8，以同一角速度高速旋转。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，

所述旋转角速度w2与w1的绝对值相等，但旋转方向相反。

所述旋转角速度w2与w1的绝对值相等，其目的是确保浆料击打板面的线速度、射流分布状态等都完全一致，其最终目标也是确保钢板正反面的除鳞质量完全一样。

优选的是，所述金属板带上下方设置的抛甩头2b为相同型号的抛甩头2b，因在实际除鳞生产中，正反面是需要同等表面质量的，因此需要同型号的抛头来实现介质抛甩，同时，同型号的抛头设备便于后续的设备管理与相互更换，实现更低的备件库存管理与快速抢修，同样，相同型号的抛甩头2b上设置有同样型号的给料管3b与叶片1b。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述抛甩头2、给料管3设置数量2～16个，且其设置数量相同，构成一个处理单元。

这里所说的“处理单元”是指一个标准化模块，便于后续大生产设备的拷贝、串联。因为单个单元的除鳞能力有限，除鳞速度不会太高，在实际生产期间，为满足上下游的产能要求，可能速度要超过单个单元的除鳞能力，这时候就需要多个处理单元进行串联，以提高速度与产能。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，

所述射流4，在金属板带5宽度方向上具有典型的两端射流强度逐步衰减区域P1和中间射流强度呈现均匀平直区域P2的强度分布规律；

所述中间射流强度区域P2为金属板带5表面处理的有效射流处理区域。

所述两端射流强度逐步衰减区域P1除鳞效果较差，需要有一些其它射流对其进行补充，通过其它射流的补充，可实现类似于中间射流强度区域的同等除鳞效果。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，

所述单个抛甩头衰减区域P1×2的宽度在整个射流分布区域宽度(P1×2+P2)上的比值，即，射流强度损耗率为10～60％。

优选的是，所述单个抛甩头衰减区域P1×2的宽度在整个射流分布区域宽度(P1×2+P2)上的比值，即，射流强度损耗率为10～30％。

所述抛甩方案中的离心旋转的中心轴线8距离金属板带5最近的宽面之间的垂直距离值大于该抛甩头上所安装叶片最远端旋转所产生的外圆半径值。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，各抛甩头2a、2b、2c、2d在金属板带5的宽度方向上实现错位排布，其具体错位要求为：每个抛甩头的射流强度在板宽方向都有一个映射分布曲线，该曲线呈现“两端衰减-中间平直”的分布规律，且其平直段P2+P1的宽度值即为宽度方向上每两个抛头之间的错位量。

如图3与图5A所示，其P1为衰减区域，两侧都有，P2为平直区域。其具体错位量与这个曲线直接相关，通常在确保射流能效与均匀除鳞的目的时，两个抛头的错位量通常为“单个抛头抛射的研磨料射流强度在板宽方向的映射曲线中，其平直段P2+P1的宽度值即为宽度方向上每两个抛头之间的错位量”。

即在板宽方向上，根据各抛甩头的研磨料强度分布曲线中的P1值与P2值，在板宽方向上相邻的两个抛甩头之间的距离为P1+P2。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述浆料4为工业用水或具备流动性的油脂类介质。

优选的是，所述液体介质为普通工业水时，温度在100℃以下、PH值在6.5～9。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述液体介质为油脂类介质时，为具有流动性的液态物质或某几种液体介质或固体溶解于液体介质后形成的混合液态物质。

如在浆料的水体中加入油性防锈试剂，这就是一种油脂类的混合物，水与其混合后形成乳化状的混合液体，其目的是确保除鳞后的板面能及时防锈，杜绝黄斑发生。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，

所述固体介质粒径为0.1mm～2.0mm，所述固体介质形状优选球状或柱状颗粒；

所述固体介质粒径优选0.2mm～0.5mm的颗粒；

所述浆料的固体介质粒径为0.1mm～2.0mm，优选0.2mm～0.5mm的颗粒，所述固体介质形状优选球状、柱状、多棱角状颗粒，或二种以上的混合物。

优选的是，所述固体介质形状优选球状、柱状、多棱角状颗粒的二种以上的混合物时，三种不同形状颗粒的其中两种或三种按照一定比例混合，例如，钢丸与钢砂的配比在1:1～1:5比例范围。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述固体介质可特别说明为天然的刚玉类磨料(如棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉等)、碳化物磨料(如黑碳化硅、绿碳化硅、碳化硼等)等，或人造类磨料，如钢丸、钢砂、钢丝切丸等金属加工丸类，优选钢丸与钢丝切丸。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述金属板带为一鳞皮分布呈现典型不均匀特性的钢种，即，鳞片在金属板带宽度方向上呈现两侧与中间区域的厚度差在5um～10um，或，鳞片在金属板带长度方向的头尾部与中间区域的厚度差在7um～15um。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述方法适用于金属板带板形不良，或因张力波动导致板带在抛射除鳞期间板带板面抖动距离，即“浪高值”超过20mm，但不超过100mm的工况。

如热轧冷却后的钢板，但未经过平整工艺处理，其板面原始浪形、镰刀弯等十分严重，浪高通常可达20mm以上，影响射流与板面之间的距离而导致该区域实际接收的射流密度与设计值不一致，从而容易导致除鳞后板面质量不一致。

因张力波动导致板带在抛射除鳞期间板带板面抖动距离，即其垂直于板面的高度值，“浪高”就是将钢板水平放置在一块大平板上，钢板因为“浪形”，造成局部区域凸起，这就是“浪高”，凸起值的一个重要指标就是“浪高值”。

优选的是，所述金属板带为一鳞皮分布呈现典型不均匀特性的钢种，即，鳞片在金属板带宽度方向上呈现两侧与中间区域的厚度差在3um～10um，或，鳞片在金属板带长度方向的头尾部与中间区域的厚度差在5um～15um。

本发明的一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置的技术方案如下：

一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，设置有处理单元，所述处理单元包括离心抛射用抛甩头，用于对进入冷轧机前的冷态金属板带表面进行表面处理，其特征在于，所述处理单元包括：

在所述金属板带上或下方，或上、下方设置离心抛射用抛甩头；

所述离心抛射用抛甩头通过连接其上的给料管，以混合有磨料颗粒的高速混合流体浆料形成射流4，对冷态金属板带表面进行均匀、全板宽的连续击打、磨削，从而实现对冷态金属板带的上下宽面—即全板面进行连续、均匀的表面处理；

所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向呈0～45°夹角设置。

优选的是，所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向平行设置，即与金属板带运行方向垂直设置。

即，中心轴线8与金属板带5的运行速度v1方向中心轴线垂直，同时平行于金属板带5的板面，则该中心轴线8的方向即为金属板带5的板宽方向，也称之为宽度方向。

优选的是，所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向夹角为35～45°。

一个单元设置的抛头数量一般以4个、8个或16个为基准。

一个单元设置的抛头数量通常是偶数，因为钢板的上、下表面的数量要相等，因此总数通常是偶数，在钢板的上表面如设置4个，那下表面也必须是4个，其目的是确保除鳞效果一致。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，

在所述金属板带上下方成对对应设置离心抛射用抛甩头；

所述离心抛甩头2a上设置有4～20片离心叶片1a，离心抛甩头2a在外部驱动源的作用下带动固定于其上的离心叶片1a一起以同一角速度w1旋转，

离心叶片1a外圆半径大于给料管3a的最大外径，浆料输送至给料管3a内部之后，流动至高速旋转的离心叶片1a上，实现浆料4的整体加速的抛甩过程。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，所述离心抛甩头2a上设置有4～8片离心叶片1a。

优选的是，所述离心叶片1a有角度设置于离心抛甩头2a表面，所述设置角度为35-45°。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，

所述给料管3a、抛甩头2a以及叶片1a的旋转运动均围绕同一抛甩头旋转轴，即中心轴线8，以同一角速度高速旋转。

所述角速度通常为1500转/min～2200转/min。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，

所述金属板带5沿其长度方向以线速度v1运行，此时离心抛甩头2及其上面的叶片1所旋转的中心轴线8与金属板带5的板宽方向夹角35～45°。

优选的是，中心轴线8与金属板带5的运行速度v1方向中心轴线垂直，同时平行于金属板带5的板面，则该轴线8的方向即为金属板带5的板宽方向，也称之为宽度方向。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，

优选的是，所述金属板带上下方设置的抛甩头为相同型号的抛甩头，因在实际除鳞生产中，正反面是需要同等表面质量的，因此需要同型号的抛头来实现介质抛甩，同时，同型号的抛头设备便于后续的设备管理与相互更换，实现更低的备件库存管理与快速抢修，同样，例如，相同型号的抛甩头2b上设置有同样型号的给料管3b与叶片1b。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，

所述抛甩方案产生的混合射流4，在金属板带5宽度方向上具有典型的两端射流强度P1逐步衰减、中间射流强度P2呈现均匀平直的强度分布规律(参见图3与图5)；

所述中间射流强度区域P2为金属板带5表面处理的有效射流处理区域；

所述抛甩方案中的离心旋转轴线8距离金属板带5最近的宽面之间的垂直距离值大于该离心轮上所安装叶轮1最远端旋转所产生的外圆半径值。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，

所述多个抛甩头2a、2b、2c、2d在金属板带5的宽度方向上实现错位排布。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，

所述固体介质粒径为0.1mm～2.0mm，所述固体介质形状优选球状或柱状颗粒；

所述固体介质粒径优选0.2mm～0.5mm的颗粒。

根据本发明所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，

所述固体介质可特别说明为天然的刚玉类磨料(如棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉等)、碳化物磨料(如黑碳化硅、绿碳化硅、碳化硼等)等，或人造类磨料，如钢丸、钢砂、钢丝切丸等金属加工丸类，优选钢丸与钢丝切丸。

本发明与以往技术(例如EPS)具有如下典型差异：

抛甩头强度分布：EPS采用传统抛丸机的抛射方案，而传统抛丸机的抛射射流密度在板宽方向上的强度分布的实际曲线如下图(参见图11)所示，这种分布特征造成单个抛甩头的射流分布在板宽方向上无法完全均匀。因此，为确保射流在板宽方向上的射流尽可能均匀，抛丸机厂家通常采用两个抛甩头形成一个单元的方案，即两个抛甩头采用相互反向旋转的方案，进行强度互相弥补，从而形成一种接近均匀化的分布方式。

基于此，TMW公司对EPS每个抛甩头10a、10b的射流通过这种相互弥补的方式实现其在板宽方向上的射流强度分布具有图9A所示的特征，即抛甩头10a、10b旋转方向的相反，其分布特性呈现典型的非对称、非正态分布特征。

在本发明具有多个抛甩头,例如，四个抛甩头2a、2b、2c、2d的场合，每个抛甩头2a、2b、2c、2d的射流在板宽方向上的射流强度分布具有图3或图5A所示的特征，即每个抛甩头2a、2b、2c、2d的各自射流在板宽方向上均呈现典型的均匀、对称分布特征，且在射流非边部区域，具有一段较长的完全均匀段，相对于TMW公开的EPS抛射方式，本发明公开的射流均匀性具有极大提高。

多个抛甩头的强度叠加后的分布均匀性存在显著差异：

抛甩头叠加强度分布：按照TMW公开的专利方案，金属板带一侧宽面上采用双抛甩头时，双抛甩头采用相互反向旋转的抛射方式，其射流强度的叠加效果如图9B所示，其叠加后的总强度在金属板带5宽度方向上的分布仍然存在典型的不均匀性，在整个分布曲线中，存在“两端低、中间底、近边区域高”的特征，强度分布的不均匀直接带来对板带5板面处理效果的不均匀。在射流强度不同区域的板面质量也会直接体现(参见图12A,图12B)所示，射流强度适当的板面凹坑形状较为平直、均匀，“叠层”现象很少；射流强度过大的板面凹坑形状不均匀，“叠层”现象十分普遍，直接弱化了表面的质量水平。

本发明通过旋转轴线与板宽方向0～45°，特别是完全平行(即旋转轴线与板宽方向0°)的抛射方式(举例：对于典型的热轧高温卷取钢，其两侧边部鳞皮通常在15um厚度，且十分致密，以Fe3O4为主，清除所需的射流密度较高，而带钢宽度中部的鳞皮厚度通常为10um水平，且较为稀疏)，如此可设置抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向0～45°，或完全平行的方式进行除鳞处理，通过合理增大负责两侧带钢边部抛射头的研磨料进给量或抛甩头的旋转速度，即实现了两侧鳞皮与带钢宽度中部鳞皮的同步清除，且避免了射流过量处理的弊端。

根据本发明，可轻松实现更加均匀的射流强度分布，按照本发明图4所示的多抛甩头方案中，金属板带一侧宽面上采用四个抛甩头2a、2b、2c、2d时，四个抛甩头2a、2b、2c、2d在金属板带5的宽度方向上，通过机械装置实现前后布置的抛甩头在离心叶片的板宽方向上进行错位排布，通过错位实现前后布置抛甩头产生的一定宽度射流在板宽方向上实现有效除鳞宽度的相互补充，如此可确保在板宽方向上具有典型的一致性。

其射流强度的叠加效果如图5B所示，其叠加后的总强度在金属板带5宽度方向上的分布具有显著的均匀特征，在整个分布曲线中，存在“两端显著减低、中间总体均匀、局部存在凸起”的特征，均匀的强度分布特性直接带来对板带5板面处理效果的均匀，其处理后的板面微观形貌以图12A为主。

更高的处理能效，更低的处理成本：

根据本发明，基于板宽方向上的射流均匀特征，从而在实现板带速度提升、降低无效射流区域方面具有特殊的便捷性，相对于传统离心抛丸机对板带除鳞方式，本发明因为均匀性一致性好，可实现在同等功率损耗下的处理速度提升，同时在板带边部的无效射流可有效减少，如此可显著提升射流的有效利用率，降低电机能耗。

TMW-EPS公开的射流分布参见图10所示，基于板带5的表面处理最低要求原则，叠加后的射流强度分布曲线(参见图9B所示)上存在三个不同的峰值，分别为边部峰值、中心峰值以及近边峰值，三个峰值之间均存在典型的强度差异，其差值分别为△P2与△P3，为实现板带5的表面处理质量满足工艺要求，必须以板带5宽度方位上的强度分布最低峰值作为板带5运行速度的基准，即在最低峰值处，板带5能运行的最高速度作为最终稳定处理的工艺速度。

在本发明具有多个抛甩头,例如，四个抛甩头2a、2b、2c、2d的场合，本发明公开的射流损耗率可通过图3与图6解释，基于本发明公开的抛甩头2a、2b、2c、2d叠加后的射流强度分布，其叠加后的射流强度分布曲线中(参见图6)，局部峰值与均匀平直线之间的强度差异较小，为△P1，此时板带5运行速度必须以均匀平直线的强度来设定工艺速度。

由以上可知，在同等工耗的基础上，本发明公开的方案可以获得更高的表面处理速度。

(1)本发明公开的射流利用率更高：

TMW-EPS公开的射流分布参见图10所示，基于板带5的表面处理最低要求原则，叠加后的射流强度分布曲线(参见图9B所示)上存在三个不同的峰值，分别为边部峰值、中心峰值以及近边峰值，三个峰值之间均存在典型的强度差异，其差值分别为△P2与△P3，为实现板带5的表面处理质量满足工艺要求，必须以板带5宽度方位上的强度分布最低峰值作为板带5运行速度的基准，即在最低峰值处，板带5能运行的最高速度作为最终稳定处理的工艺速度，而边部峰值之外的射流，如图9B所示的13a与13c区域，均为无效射流，而该无效射流同样损耗系统电耗与机械损耗，该无效射流区域13a+13b占用整个射流区域13a+13b+13c的比值，为射流强度损耗率；同时，板宽方向上高于最低峰值处的射流区域，表面处于“强度过剩”状态，这同样直接造成“射流损耗”。且在实际生产时，单个机组必须能兼容各种不同宽度规格的板料，则TMW-EPS的双头抛甩方案在进行极宽规格生产时，其射流强度不均匀所体现的射流损耗量进一步恶化，具体参见图10B所示。

由以上可知，TMW公开的EPS技术中的射流损耗率较高。

在本发明具有多个抛甩头,例如，四个抛甩头2a、2b、2c、2d的场合，本发明公开的射流损耗率可通过图3与图6解释，基于本发明公开的抛甩头2a、2b、2c、2d叠加后的射流强度分布，其叠加后的射流强度分布曲线中(参见图6)，局部峰值与均匀平直线之间的强度差异较小，为△P1，此时板带5运行速度必须以均匀平直线的强度来设定工艺速度，而此时在板带5宽度范围之外的无效区域12a、12c范围较小，占总射流强度区域12a+12b+12c的比值(即射流强度损耗率)较之EPS技术显著降低，同时“强度过剩”区域也显著减小，基于此，本发明方案可有效节约了系统电耗与机械损耗，直接提高了系统能效；如果连带辅助系统的功率降低，本发明公开的除鳞工艺能效比之TMW-EPS工艺提升10％以上。由此，在保持质量均匀、稳定性更优的前提下，能效的提升直接降低了单位产品的处理成本。

(2)美国TMW公司的EPS产品其受抛丸装置的安装方式决定：除鳞后的板面粗糙度值在板宽方向的分布呈现典型的“两边大，中间低”的缺陷，通过测量，带钢两边区域的Ra值(粗糙度的关键测量指标，此处测量为Ra1Max)比之宽度中间区域的Ra值(测量值为Ra1min)高出1um以上，对用户的使用影响很大，尤其是成材率与质量稳定性的影响。

参见图14A所示：

ΔR_a-1＝Ra1_Max-Ra1_Min

R_a1为板宽方向上粗糙度值的平均值；

则： $\frac{\mathrm{\Δ}{R}_{a-1}}{R_{a1}}\≥20\%$

这种粗糙度的不均匀指标是影响用户成材率的关键。

造成这种粗糙度的特殊分布规律(参见图14A)的主要原因为：抛甩头的旋转轴与板宽方向垂直时，射流在板宽方向的分布规律如图13A所示，此时，单个抛甩头的射流在板宽方向的打击速度(即磨料的飞行速度值)一致性较强，但板宽方向不同区域的磨料飞行角度差异很大，如图13A所示，抛射头10A产生的射流在板宽边部区域的打击角度“近似垂直”，其同等速度的磨料打击产生的“凹坑”深度最深；而在板宽方向距离该抛射头10A最远的区域，同等速度的磨料打击的“凹坑”深度要浅很多，因为其飞行方向近似平行于钢板平面，这种较浅的“凹坑”相对于最深的“凹坑”，在用户使用的时候，通常难以达到用户所需的“板面粗糙度在宽度方向必须严格一致”的工艺要求。

本发明公开方案的粗糙度分布：本发明公开的抛射头2a的旋转轴与板宽方向呈一定的夹角，该夹角的最小值为“0”，即抛射头2a的旋转轴与板宽方向完全平行(参见图13B)。此时，本发明公开的单个抛射头依托其更宽的离心叶片产生了一种特殊的射流分布规律——“中间平直-两侧衰减”(参见图5)，且这种射流虽然产生了多个不同角度的同等飞行速度的磨料，这些磨料的飞行角度虽然相差较大，但都是沿着板带长度方向(即板长方向)分布，而在板宽方向上，每个区域所承担的射流数量值、飞行速度以及角度(属于多种不同角度的综合作用结果，即“浅凹坑”与“深凹坑”的组合作用)等都是一致的(参见图13B与14B)。这也就直接确保了钢板在板宽方向上的“凹坑”分布具有较好的一致性，如此即保证了：板宽方向上的粗糙度值Ra的一致性：

参见图14B所示：

ΔR_a-2＝Ra2_Max-Ra2_Min

R_a2为板宽方向上粗糙度值的平均值；

则： $\frac{\mathrm{\Δ}{R}_{a-2}}{R_{a2}}\≤10\%$

这种粗糙度不均匀指标能很好的满足用户对板面粗糙度的工艺要求，因此保证了用户的成材率，从而直接保证了成本的控制。

附图说明

图1为本发明公开的单抛甩头的布置方案的侧视图；

图2为本发明公开的单抛甩头的布置方案的俯视图；

图3A，图3B分别为本发明公开的单抛甩头的射流强度分布示意图；

图4为本发明公开的多抛甩头的布置方案的俯视图；

图5A为本发明单个抛甩头的强度分布示意图；

图5B为本发明四个抛甩头的强度分布与叠加示意图；

图6为本发明公开的四个抛甩头的叠加后强度中有效强度与衰减强度分割示意图；

图7A、图7B以及图7C分别为本发明四个抛甩头叠加后，针对鳞皮厚度分布典型不均匀钢板表面的不同除鳞工况的分布示意图；

图7A—用于清除板宽方向鳞皮均匀，但都比较薄的板带；

图7B—用于清除板宽的两端鳞皮厚，板宽中间区域鳞皮薄的区域；

图7C—用于清除板带的头尾段：即鳞皮较为均匀，但是都很厚的区域；

图8A,图8B分别为典型抛丸机抛射处理的俯视图与侧视图；

图9A为典型单个抛甩头的强度分布示意图；

图9B为典型双头抛丸机抛射后的射流强度与叠加后强度分布图；

图10A,B显示所述典型双头抛丸机抛射后的射流强度在不同规格金属板带宽度上的分布中有效强度与衰减强度的分割示意图；

图10A为典型双头抛丸机抛射后对一定宽度板带的射流强度分布图；

图10B为典型双头抛丸机抛射后对更宽板带的射流强度分布图；

图11为DISA公开的—抛丸机丸粒在板宽上的强度分布曲线图；

图12A为射流强度适当的表面微观形貌图；

图12B为射流强度过量的表面微观形貌图；

图13A为TMW-EPS抛射时在板宽方向上不同角度飞行磨料的分布图；

图13B为本发明公开的单个抛头在板带运行方向上的不同角度飞行磨料的分布图；

图14A为TMW-EPS抛射除鳞后板带宽度方向上的粗糙度指标Ra值的典型分布图；

图14B为本发明公开的抛射除鳞后板带宽度方向上的粗糙度指标Ra值的典型分布图。

图中，1离心叶片，2抛甩头，2a、2b、2c、2d为设置于金属板带上方的四个抛甩头，3a、3b分别为对应于2a、2b等的给料管，4混合有磨料颗粒的浆料射流，5、5a、5b均为金属板带，6，6a,6b分别为冲洗横梁，7低压冲洗射流，8a、8b、8c、8d分别为对应于2a、2b、2c、2d等抛甩头旋转的中心轴线、9板带运行方向上的宽度中心线。

10a、10b：为设置于金属板带一侧的二个一组的抛甩头，11a、11b：为设置于金属板带一侧的二个一组的抛甩头的射流。

12a、12c分别为射流强度衰减区域，12b为有效射流强度区域，12a+12b+12c：总射流强度区域。

13a、13c分别为射流强度衰减区域，13b为有效射流强度区域，13a+13b+13c：总射流强度区域。W1与w2分别为设置于所述金属板带上下方的抛甩头旋转角速度。

p1为根据本发明的板宽方向上，抛甩头射流衰减区域(宽度)，p2为根据本发明的板宽方向上，抛甩头有效射流的平直区域(宽度)，p3为根据本发明的板宽方向上有效射流区域中、相邻错位的两个抛甩头的叠加区域(宽度)。

△P1为根据本发明的、存在于抛甩头局部峰值与均匀平直线之间的较小的强度差异值，△P2为以往存在于相邻错位的两个抛甩头局部峰值叠加区域交叉点(谷点)与抛甩头局部峰值的射流衰减区域交叉点之间的典型强度差异值，△P3为以往存在于抛甩头局部中心峰值与其相邻局部峰值区域交叉点之间的典型强度差异值，△Ra-1为TMW-EPS在板宽方向上的粗糙度测量指标Ra值(国际标准，粗糙度的关键指标)的波动幅度值；Ra1为TMW-EPS在板宽方向上Ra值的算术平均值；△Ra-2为本发明公开的在板宽方向上的粗糙度测量指标Ra值(国际标准，粗糙度的关键指标)的波动幅度值；Ra2为本发明公开的在板宽方向上Ra值的算术平均值；

具体实施方式

一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，在所述金属板带上下方成对设置离心抛射抛甩头。由所述离心抛射抛甩头以混合有磨料颗粒的高速混合流体对冷态金属板带表面进行均匀、全板宽的连续击打、磨削，从而实现对冷态金属板带的上下宽面—即全板面进行连续、均匀的表面处理。

所述金属板带为一鳞皮分布呈现典型不均匀特性的钢种，即，鳞片在金属板带宽度方向上呈现两侧与中间区域的厚度差在3um～10um，或，鳞片在金属板带长度方向的头尾部与中间区域的厚度差在5um～15um。

因金属板带的板形不良或张力波动导致带钢在抛射除鳞期间板面抖动距离在20mm-～100mm的范围。

所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向(或金属板带运行方向)呈一定夹角角度设置。

以单个离心抛甩头2a举例，其他离心抛甩头相同。离心抛甩头2a上设置有多片离心叶片1a，离心抛甩头2a在外部驱动源的作用下带动固定于其上部的多片离心叶片1a一起以同一角速度w1旋转。

叶片1a离心抛甩头外圆半径大于给料管3a的最大外径，在此角度度w1作用下，浆料输送至给料管3a(给料管3a连通、设置于离心抛甩头2a轴部)内部之后，流动至高速旋转的叶片1a上，实现浆料4的整体加速的抛甩过程。

因叶片1a外圆半径明显大于给料管3a的最大外径，混合有固体磨料颗粒与液体(可以是油、水等液体，尤其是水)，这两种介质的混合物—浆料4，输送至给料管3a内部之后，离心抛甩头2a在外部驱动源的作用下产生一定角速度w1旋转，同时带动固定于其上部的多片离心叶片1a一起以同角速度旋转，其旋转角速度值同样等于w1。

在此角度度w1作用下，给料管3a内部的浆料介质4自动产生一定的离心力，促使其按照预定的通道流动至高速旋转的叶片1a上，而叶片1a因为其外圆半径比之给料管3a的最大外径明显更大，故其在同等角速度w1作用下，线性速度显著增大，如此即实现了对浆料4的加速作用；同时在离心力作用下，浆料4在离心叶片1a的加速作用下脱离叶片1a的表面，并沿叶片1a外圆的切线方向向外飞出，至此，即实现了浆料4的整体加速、抛甩过程。

所述给料管3a、抛甩头2a以及叶片1a的旋转运动均围绕同一抛甩头旋转轴线，即中心轴线8，以同一角速度高速旋转。

本发明的主体布置方式参见图1～图6所示。

实施例1

冷态钢板的连续性除鳞，具体如下:

冷态带钢5(温度不高于200℃的碳钢板带，宽度为600mm，厚度5mm，为全连续头尾焊接式)通过辊道运行至由二组各4个的上下抛甩头(附图中的2a、2b、2c、2d分别表示4个上抛甩头，4个对应的下抛甩头与其相同，省略重述)对应构成的有效除鳞区域时，上下抛甩头通过其中部布置的给料管3，向叶轮1输送大量的混合有磨料颗粒的浆料4，给料管3内孔直径为200mm，其内部输送的浆料4中含有粒度为G50(磨料颗粒中80％数量的磨料颗粒粒径为0.33mm的多棱角形状)钢砂，该钢砂与水的体积比浓度为25％。这种浆料在通过给料管3向叶片1以20m³/min的速度输送。

所述上抛甩头2a、2b、2c、2d在离心抛甩期间，其离心旋转方向可以相同，也可以相互不同。

所述抛甩头2a、2b、2c、2d在实现对金属板带5宽面进行表面处理作业时，各抛甩头2a、2b、2c、2d在金属板带5的宽度方向上实现错位排布。

所述多个抛甩头2a、2b、2c、2d，其在金属板带5宽度方向上距离最近的两个抛甩头之间的距离值均严格一致，所述多个抛甩头2a、2b、2c、2d，其在金属板带5长度方向上的间距值，以射流之间不产生干涉为布置基准。

此时，上下抛甩头产生的高速旋转角速度(上抛甩头产生w1角速度的旋转，下抛甩头产生w2角速度的旋转)将给料管输送的浆料4加速至目标速度抛甩而出，该旋转角速度w＝2000转/min，通过合理设计抛甩头2、叶片1的外形尺寸，实现以该角速度w＝2000转/min时，达到对浆料4加速至最终60m/s线速度飞离叶片1，有效对金属板带5表面鳞皮的破坏与磨削，达到对鳞皮的有效清除。所述离心抛甩头其叶轮宽度值为200mm，

对于带钢5另一宽面的鳞皮清除方式与该面完全一样，只是下抛甩头的旋转角速度w2的旋转方向相反。保证带钢5另一个宽面的均匀除鳞目标。

除鳞后的带钢5通过一个喷射低压水射流7的冲洗横梁6，分别对带钢5的两个宽面进行低压喷射冲洗，从而达到板面除鳞、清洗的目标。

本实施例中，因金属板带的板形不良或张力波动导致带钢在抛射除鳞期间板面抖动距离在40mm-70mm的范围。所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向呈15-25°夹角角度设置。鳞片在金属板带宽度方向上呈现两侧与中间区域的厚度差在3um-7um，或，鳞片在金属板带长度方向的头尾部与中间区域的厚度差在5um-12um。

实验参数说明：

板带规格：8.0mm厚×1200mm宽，材质为卡车大梁用碳钢板材；

板带除鳞要求：全板宽、正反面同步除鳞处理；

介质种类：采用磨料与水的混合射流进行高速磨削除鳞；

比较TMW-EPS的实验结果记录：

实施例2

所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向平行，即与金属板带运行方向垂直。

板带规格：8.0mm厚×1200mm宽，材质为卡车大梁用碳钢板材；

板带除鳞要求：全板宽、正反面同步除鳞处理；

除鳞速度：全板宽匀速20m/min；

介质种类：采用磨料与水的混合射流进行高速磨削除鳞；所述液体介质，可以是普通的工业用水或具备流动性的油脂类介质。

所述液体介质为普通工业水时：温度在100℃以下、PH值在6.5～9。

所述液体介质为油脂类介质时，为具有流动性的液态物质或某几种液体介质或固体溶解于液体介质后形成的混合液态物质，即该介质在常温范围内，即100℃以下必须为液态。

所述固体介质粒径为0.2mm～0.5mm的球状或柱状颗粒；

所述固体介质为碳化物磨料(如黑碳化硅、绿碳化硅、碳化硼等)及人造类磨料，如钢丸与钢砂，或钢丝切丸混合物。此时，钢丸与钢砂，或钢丝切丸的配比在1:1～1:5比例范围。

本实施例中，所述金属板带具体为鳞片在金属板带宽度方向上呈现两侧与中间区域的厚度差在5um～8um，或，鳞片在金属板带长度方向的头尾部与中间区域的厚度差在7um～10um。因金属板带的板形不良或张力波动导致带钢在抛射除鳞期间板面抖动距离在20mm～40mm的范围。

比较TMW-EPS的实验结果：

同时，本发明公开方案的辅助系统总功率值因为抛射头功率的降低而相应降低，因此，如果连带考虑辅助系统的功率降低，本发明公开的除鳞工艺能效比之TMW-EPS工艺提升10％以上。

此时给料管3a、抛甩头2a以及叶片1a的旋转运动均围绕同一旋转轴—中心轴8高速旋转，且旋转角速度完全相同，均为w1。所述角速度为2×π×1800转/min。

所述离心抛甩头其叶轮宽度值为16mm，

此时金属板带5沿其长度方向以稳定的线速度v1运行，此时离心抛甩头2及其上面的叶片1所旋转的中心轴线8与金属板带5的运行速度v1方向严格垂直，且该中心轴线8同时平行于金属板带5的板面，则该轴线8的方向即为金属板带5的板宽方向，也称之为宽度方向。

因为给料管3、叶片1以及抛甩头2的同一个旋转中心轴线8均与带钢5运行方向上的宽度对称轴线9完全垂直，故抛甩头2产生的高速浆料射流4在带钢5宽度方向上的流量、速度等分布均十分一致，这种一致性能很好的确保带钢5看度方向上的鳞皮清除一致性。

为实现金属板带5的反面鳞皮清除，在该金属板带5的另一表面设置完全相同型号的抛甩头，该抛甩头上设置有同样型号的给料管与叶片，只是旋转角速度w2与w1的绝对值完全相等，旋转方向为完全相反的方向。

所述多个抛甩头2a、2b、2c、2d，其离心旋转方向可以相同，也可以相互不同；

所述多个抛甩头2a、2b、2c、2d在实现对金属板带5单侧宽面进行表面处理作业时，各抛甩头2a、2b、2c、2d在金属板带5的宽度方向上实现错位排布；所述错位排布为抛甩头在金属板带5运行方向上的等间距设置，或二个抛甩头设置于同一宽度方向，另二个在金属板带5运行方向上的等间距设置前二抛甩头之后。

所述多个抛甩头2a、2b、2c、2d，其在金属板带5宽度方向上距离最近的两个抛甩头之间的距离值均严格一致；所述多个抛甩头2a、2b、2c、2d，其在金属板带5长度方向上的间距值，以射流之间不产生干涉为布置基准。

根据本发明实施例，所述抛甩方案产生的混合射流4，在金属板带5宽度方向上具有典型的两端射流强度P1逐步衰减、中间射流强度P2呈现均匀平直的强度分布规律(参见图3与图5所示)。所述单个抛甩头衰减区域(P1×2)的宽度在整个射流分布区域宽度(P1×2+P2)上的比值，即，射流强度损耗率在20-30％。

本发明充分利用离心抛甩方式产生的高速射流磨削作用，实现了对冷态金属板面鳞皮的一次均匀、连续、高效的表面处理，本发明不仅可用于金属板带的连续除鳞、除锈处理，同时可用于对异性金属材料、零散铸件等内外表面的连续处理。由于本发明所采用技术已经成熟，可以实施，推广应用完全可行。另一方面，本发明能很好的适应公司对冶金生产的环保要求以及进一步提升产品竞争力的要求，提高冶金企业的节能减排的能力。因此，本发明在冷轧生产领域具有广阔的应用前景。

Claims (21)

1.一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，设置有处理单元，所述处理单元包括离心抛射用抛甩头，用于对进入冷轧机前的冷态金属板带表面进行表面处理，其特征在于，

在所述金属板带上或下方，或上、下方设置离心抛射用抛甩头；

所述离心抛射用抛甩头通过连接其上的给料管，以混合有磨料颗粒的高速混合流体浆料形成射流，对冷态金属板带表面进行均匀、全板宽的连续击打、磨削，从而实现对冷态金属板带的上下宽面—即全板面进行连续、均匀的表面处理；

所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向呈0～45°夹角设置。

2.如权利要求1所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，在所述金属板带上下方成对对应设置离心抛射用抛甩头；

所述离心抛甩头上设置有4～20片离心叶片，离心抛甩头在外部驱动源的作用下带动固定于其上的离心叶片一起以同一角速度旋转，

离心叶片外圆半径大于给料管的最大外径，浆料输送至给料管内部之后，流动至高速旋转的离心叶片上，实现浆料的整体加速的抛甩过程。

3.如权利要求1或2所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述离心抛甩头上设置有4～8片离心叶片。

4.如权利要求1或2所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述给料管、抛甩头以及叶片的旋转运动均围绕同一抛甩头旋转轴线，即中心轴线，以同一角速度高速旋转，但旋转方向相反。

5.如权利要求1或2所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述抛甩头、给料管设置数量2-16个，且其设置数量相同，构成一个处理单元。

6.如权利要求1或2所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，

所述射流，在金属板带宽度方向上具有典型的两端射流强度逐步衰减区域和中间射流强度呈现均匀平直区域的强度分布规律；

所述中间射流强度区域为金属板带表面处理的有效射流处理区域。

7.如权利要求6所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述单个抛甩头衰减区域(P1×2)的宽度在整个射流分布区域宽度(P1×2+P2)上的比值为10-30％。

8.如权利要求5所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述抛甩头在实现对金属板带宽面进行表面处理作业时，各抛甩头在金属板带的宽度方向上实现错位排布，其具体错位要求为：每个抛甩头的射流强度在板宽方向都有一个映射分布曲线，该曲线呈现“两端衰减-中间平直”的分布规律，且其平直段(P2+P1)的宽度值即为宽度方向上每两个抛头之间的错位量。

9.如权利要求1或2所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，

所述浆料的液体介质选自工业用水或具备流动性的油脂类介质，所述液体介质为普通工业水时，温度在100℃以下、PH值在6.5～9，

所述液体介质为油脂类介质时，为具有流动性的液态物质或某几种液体介质或固体溶解于液体介质后形成的混合液态物质。

10.如权利要求1或2所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，

所述浆料的固体介质粒径为0.1mm～2.0mm，所述固体介质形状优选球状、柱状、多棱角状颗粒，或二种以上的混合物，所述固体介质选自天然的刚玉类磨料、碳化物磨料、人造类磨料、钢丸、钢砂、钢丝切丸的金属加工丸类，

所述天然的刚玉类磨料选自棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉，

所述碳化物磨料选自黑碳化硅、绿碳化硅、碳化硼。

11.如权利要求1或2所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述金属板带为一鳞皮分布呈现典型不均匀特性的钢种，即，鳞片在金属板带宽度方向上呈现两侧与中间区域的厚度差在5um～10um，或，鳞片在金属板带长度方向的头尾部与中间区域的厚度差在7um～15um。

12.如权利要求1或2所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理方法，其特征在于，所述方法适用于金属板带板形不良，或因张力波动导致板带在抛射除鳞期间板带板面抖动距离，即“浪高值”超过20mm，但不超过100mm的工况。

13.一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，设置有处理单元，所述处理单元包括离心抛射用抛甩头，用于对进入冷轧机前的冷态金属板带表面进行表面处理，其特征在于，所述处理单元包括：

在所述金属板带上或下方，或上、下方设置离心抛射用抛甩头；

所述离心抛射用抛甩头通过连接其上的给料管，以混合有磨料颗粒的高速混合流体浆料形成射流4，对冷态金属板带表面进行均匀、全板宽的连续击打、磨削，从而实现对冷态金属板带的上下宽面—即全板面进行连续、均匀的表面处理；

所述抛甩头旋转轴与金属板带宽度方向呈0～45°夹角设置。

14.如权利要求13所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，

在所述金属板带上下方成对对应设置离心抛射用抛甩头；

所述离心抛甩头上设置有4～20片离心叶片，离心抛甩头在外部驱动源的作用下带动固定于其上的离心叶片一起以同一角速度旋转，

离心叶片外圆半径大于给料管的最大外径，浆料输送至给料管内部之后，流动至高速旋转的离心叶片上，实现浆料的整体加速的抛甩过程。

15.如权利要求13或14所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，所述离心抛甩头上设置有4～8片离心叶片。

16.如权利要求13或14所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，所述给料管、抛甩头以及叶片的旋转运动均围绕同一抛甩头旋转轴线，即中心轴线，以同一角速度高速旋转，但旋转方向相反。

17.如权利要求13或14所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，所述抛甩头、给料管设置数量2～16个，且其设置数量相同，构成一个处理单元。

18.如权利要求17所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，所述单个抛甩头衰减区域(P1×2)的宽度在整个射流分布区域宽度(P1×2+P2)上的比值，即，射流强度损耗率为10～30％。

19.如权利要求17所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，所述抛甩头在实现对金属板带单侧宽面进行表面处理作业时，各抛甩头在金属板带的宽度方向上实现错位排布，其具体错位要求为：每个抛甩头的射流强度在板宽方向都有一个映射分布曲线，该曲线呈现“两端衰减-中间平直”的分布规律，且其平直段P2+P1的宽度值即为宽度方向上每两个抛头之间的错位量。

20.如权利要求13或14所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，

所述浆料4的液体介质选自工业用水或具备流动性的油脂类介质，所述液体介质为普通工业水时，温度在100℃以下、PH值在6.5～9，

所述液体介质为油脂类介质时，为具有流动性的液态物质或某几种液体介质或固体溶解于液体介质后形成的混合液态物质。

21.如权利要求13或14所述一种湿法离心抛射研磨料的金属板带表面处理装置，其特征在于，

所述浆料4的固体介质粒径为0.1mm～2.0mm，所述固体介质形状优选球状或柱状颗粒，所述固体介质选自天然的刚玉类磨料、碳化物磨料、人造类磨料、钢丸、钢砂、钢丝切丸的金属加工丸类，

所述天然的刚玉类磨料选自棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉，

所述碳化物磨料选自黑碳化硅、绿碳化硅、碳化硼。