金属制品清理设备制造技术

一种用于清理设有表面氧化物层的轧制金属带材的设备，该设备包括用于退绕至少一个轧制带材卷的退绕装置，和用于酸洗所述轧制带材的酸洗装置；其中提供了布置在所述退绕装置和所述酸洗装置之间的测量装置，用于测量表面氧化物层的厚度。还要求保护一种相关的清理方法。

Metal products cleaning equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属制品清理设备专利
本专利技术涉及氧化金属制品的清理设备。
技术介绍
用于清理常规类型带材的生产线旨在消除在热轧金属制品上形成的表面氧化物层。事实上，在热轧过程中，由连铸机成形的板坯被轧制并减小厚度，以限定厚度大致在0.8mm和12mm之间的第一带材。由于热轧是在高温下进行的，通常在200℃和800℃之间，因此金属制品的表面在不同的部分暴露于氧化剂，例如空气和水。事实上，不可能总是在惰性气氛中处理金属带材，并且这导致制品表面层的氧化，这除了确定材料的重量损失之外，也是一个必须在随后的精加工过程中解决的问题。该氧化物层通常包括最靠近金属(即朝向内部)的部分中的氧化亚铁，并且当从那里移开时氧化物层通常包括磁铁矿和赤铁矿。此外，一般来说，精加工过程不是紧接着热轧工艺的下游进行的。热轧带材通常被卷绕成所需重量或直径的卷(数据取决于从轧制线输出的带材厚度)，并在室温下在靠近热轧线布置的仓库中冷却。因此，这会导致带材表面进一步氧化。此外，有时热轧和酸洗发生在不同的位置，因此，即使在从腐蚀侵蚀的角度来看极具侵蚀性的条件下，例如在有微咸空气的情况下，带材卷也可以被运输。然而，如果该氧化物层(通常称为氧化皮(scale))保持完整并牢固地粘附到金属带材，它对金属带材起到保护作用。然而，由于大气介质在运输和储存过程中的作用，以及氧化皮本身不可避免的破裂，很难保持氧化物层完整。此外，湿气渗入狭缝并与最靠近金属表面(例如钢)的氧化亚铁层反应，形成氢氧化亚铁和氢氧化铁，由于体积的增加，这导致氧化物层的进一步分离，从而使得金属的另一部分受到侵蚀。随后，根据生产要求，热轧带材应在精整线上完成。这种带材在最终完成之前甚至可以在仓库中保留几天，由此，它有全部时间来冷却并达到室温，确定氧化物层，例如，氧化物层可以在带材的每侧达到5-20μm。氧化物的厚度与带材的标称厚度成正比，但也与带材卷绕期间带材的温度成正比。因此，在对制品进行冷轧处理和随后的涂层处理(例如镀锌或镀锡)之前，需要从氧化物涂层清理材料。这一点尤其重要，因为这种氧化物层或氧化皮除了使轧制变得困难之外，还会破坏成品的表面质量。清理带材的
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是通过去氧化皮和酸洗线的特殊布局来进行的，去氧化皮和酸洗线通常在冷轧之前。通常，提供热轧带材退绕线，随后提供适于打破氧化皮的装置，以便通过以下处理使其可更容易去除。制品从氧化皮上的清理是通过连续的步骤进行的，这些步骤将制品引入酸槽(酸洗)。随后冲洗制品。在这种类型的清理所涉及的问题中，当然有相当大的消耗和酸的后续处置。此外，从腐蚀性液体的管理和任何事故的角度来看，有必要考虑化学酸洗对操作员造成的危险。不利的是，在
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中，事先不了解酸洗前制品上存在的氧化皮的量。因此，操作员目前根据他们的经验假设初始氧化皮的去除量。如上所述，酸侵蚀导致经过酸洗系统的制品的重量减轻。然而，尽管有可能确定制品损失的量，但是不可能优化清理参数，因为这种控制是在大致假定要去除的初始氧化皮的量之后事后进行的。目前，不可能事先确定处理参数来以所需的最小量的酸去除确切量的氧化物。不利的是，很可能使用更大量的酸，因此也去除了“好”制品的一部分，即带材的一部分基金属，从而确保清理的良好结果。相反，在更糟糕的情况下，所用的酸(或在酸洗槽中花费的时间)可能不够，因此制品没有得到最佳清理，因此必须丢弃或再次处理。总之，酸洗槽中可能出现两种类型的缺陷：-酸洗不足的材料，表面有残留的氧化物污渍，通常最顽固的氧化物没有通过酸洗过程去除，这可能导致制品降级；-过度酸洗的材料，其中酸溶液也侵蚀了带材的基金属，因此产生了明显的厚度减小和表面粗糙度的强烈改变。甚至这种缺陷也会导致制品的降级。因此，需要提供一种能够克服上述缺点的用于清理金属带材的创新设备。专利技术概述本专利技术的一个目的是提供一种用于清理金属带材的设备，该设备允许检测数据，这些数据对于操作员来说是有用的，以最佳地调整酸洗的操作参数，使得酸洗更加精确、成本有效、生态上可持续和安全。本专利技术的进一步的目的是提供一种设备，其允许检测和处理数据以自动调整酸洗的操作参数，相对于
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的解决方案进一步改善酸洗条件。因此，本专利技术通过一种用于清理金属带材的清理设备满足了上述至少一个目的，该金属带材具有表面氧化物层，根据权利要求1，该清理设备包括：-退绕装置，用于退绕至少一个轧制带材卷；-酸洗装置，用于酸洗所述轧制带材；-测量装置，用于测量表面氧化物层的厚度，测量装置布置在所述退绕装置和所述酸洗装置之间；其特征在于，所述测量装置包括至少一个激光源，该至少一个激光源与光纤光谱仪配合，从而限定LIBS系统(激光诱导击穿光谱仪)，该LIBS系统也适于分析氧化物的构成和氧化物的成分的浓度。有利的是，所述光纤光谱仪适于在所述激光源的激光朝向未氧化的基材穿透轧制带材时测量氧的存在。另一个优点可以由这样的事实来表示，提供了一个安装在LIBS系统中的软件，该软件适于计算表面氧化物层的厚度，即，适于计算在所述光谱仪开始检测到不存在氧的腐蚀时间t时通过激光源腐蚀的材料层的深度，通过激光进行的腐蚀的速率是已知的。优选地，所述深度沿着垂直于由前进带材限定的平面的方向计算。本专利技术的进一步的方面涉及可由前述的设备执行的用于清理金属带材的方法，该方法根据权利要求14包括以下步骤：-通过退绕装置退绕至少一个轧制带材卷；-通过测量装置测量带材的表面氧化物层的厚度；-通过酸洗装置酸洗所述轧制带材；其中，在步骤b)中，除了测量表面氧化物层的厚度之外，还通过至少一个激光源进行氧化物的构成和氧化物的成分的浓度的分析，该至少一个激光源与光纤光谱仪相关联，从而限定LIBS系统(激光诱导击穿光谱仪)；并且其中当所述激光源的激光朝向未氧化的基金属穿透轧制带材时所述光纤光谱仪测量氧的存在，并且表面氧化物层的厚度等于当所述光谱仪将检测到不存在氧时通过激光源在轧制带材中挖掘的深度。因此，由激光源进行对氧化物层的精准的烧蚀期间，光纤光谱仪测量氧的存在。因此在烧蚀过程中，当光谱仪在腐蚀时间t之后检测到不存在氧时，在时间t时腐蚀材料层的深度的测量值将对应于表面氧化物层的厚度。换句话说，随着氧峰值的消失，一旦了解腐蚀时间t和腐蚀速率，软件计算腐蚀深度，该深度将等于表面氧化物层的厚度。此外，LIBS系统还提供了与氧化物的构成(例如，O/Fe比)相关的信息，允许进一步优化酸洗条件。有利的是，本专利技术的解决方案允许仅在15s÷20s内测量表面氧化物层的厚度，并且可能还测量O/Fe比。有利的是，在酸洗装置上游提供的对存在于轧制带材上的氧化物层的厚度的精确测量允许操作员适当地调整酸洗装置的操作参数。事实上，优选地但不是必须恰好在酸洗之前，通过精确地检测形成在待清理的制品上的氧化物层的厚度或氧化皮的厚度以及其特征，更容易安全地估计清理装置的操作参数和清本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种清理设备，其用于清理设有表面氧化物层的轧制金属带材，所述设备包括：/n-退绕装置(1)，其用于退绕至少一个轧制带材卷；/n-酸洗装置(5)，其用于酸洗所述轧制带材；/n-测量装置(4、4’)，其用于测量表面氧化物层的厚度，所述测量装置(4、4’)布置在所述退绕装置(1)和所述酸洗装置(5)之间；/n其特征在于，所述测量装置(4、4’)由至少一个激光源组成，所述激光源与光纤光谱仪配合，从而限定LIBS系统(激光诱导击穿光谱仪)，所述LIBS系统也适于分析氧化物的构成和氧化物的成分的浓度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170524 IT 1020170000563361.一种清理设备，其用于清理设有表面氧化物层的轧制金属带材，所述设备包括：
-退绕装置(1)，其用于退绕至少一个轧制带材卷；
-酸洗装置(5)，其用于酸洗所述轧制带材；
-测量装置(4、4’)，其用于测量表面氧化物层的厚度，所述测量装置(4、4’)布置在所述退绕装置(1)和所述酸洗装置(5)之间；
其特征在于，所述测量装置(4、4’)由至少一个激光源组成，所述激光源与光纤光谱仪配合，从而限定LIBS系统(激光诱导击穿光谱仪)，所述LIBS系统也适于分析氧化物的构成和氧化物的成分的浓度。


2.根据权利要求1所述的清理设备，其中至少一个氧化皮破碎装置(3)设置在所述退绕装置(1)和所述酸洗装置(5)之间。


3.根据权利要求2所述的清理设备，其中所述测量装置(4’、4)布置在所述至少一个氧化皮破碎装置(3)和所述酸洗装置(5)之间，或者布置在所述退绕装置(1)和所述至少一个氧化皮破碎装置(3)之间。


4.根据权利要求2所述的清理设备，其中提供了第一测量装置(4’)和第二测量装置(4)，所述第一测量装置(4’)布置在所述退绕装置(1)和所述至少一个氧化皮破碎装置(3)之间，所述第二测量装置(4)布置在所述至少一个氧化皮破碎装置(3)和所述酸洗装置(5)之间。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的清理设备，其中提供了重量传感器(2)，以对通过所述至少一个氧化皮破碎装置(3)从所述带材分离的氧化皮的量称重，并且优选地提供有抽吸装置，所述抽吸装置可能地由清扫装置辅助，以收集分离的氧化物，以便对分离的氧化物称重。


6.根据前述权利要求中任一项所述的清理设备，其中，在设置有所述测量装置(4’、4)的所述设备的每个区域中，至少一个测量装置(4’、4)布置在轧制带材进给线上方，并且至少一个另外的测量装置(4’、4)布置在轧制带材进给线下方。


7.根据前述权利要求中任一项所述的清理设备，其中提供了处理单元(7)，所述处理单元(7)用于处理源自所述测量装置(4)的测量数据，并用于调整所述酸洗装置(5)的操作参数。


8.根据前述权利要求中任一项所述的清理设备，其中提供了光学检测装置(6)，所述光学检测装置(6)布置在所述酸洗装置(5)下游，用于检测带材清理水平。


9.根据权利要求8所述的清理设备，其中所述处理单元(7)被配置为处理源自所述光学检测装置(6)的带材清理水平数据，并且可能地进一步调整所述操作参数。


10.根据前述权利要求中任一项所述的清理设备，其中所述酸洗装置(5)包括至少一个化学酸洗槽；或干酸洗系统；或干酸洗系统，随后是至少一个化学酸洗槽；或第一干酸洗系统，随后是第二干酸洗系统。


11.根据权利要求10所述的清理设备，其中所述干酸洗系统是激光酸洗装置和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢西亚诺·维尼奥洛，亚历山德拉·普里马韦拉，詹弗兰科·马可尼，
申请(专利权)人：丹尼尔和科菲森梅克尼齐有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT