用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置及其方法與流程

本發明提供一種用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置及其方法，特別是指一種應用于鋼板、鋼胚、型鋼熱軋廠，提升產線除銹設備能量的裝置及其方法。

背景技術：

一般現有熱軋鋼胚在進行粗軋之前必須先經過一道除銹過程。借以去除鋼板、鋼胚、鋼帶在加熱爐內產生的銹皮(scale)，以避免銹皮被軋入，造成產品(如鋼帶、鋼板、鋼胚等)表面瑕疵，因此高壓流體除銹裝置通常裝設于軋機之前。此外，針對在線調質鋼材在加熱后，必須通過除銹過程去除表面銹皮，以避免熱處理淬火時鋼胚溫度不均與冷卻效率低下。

現有熱軋鋼胚的表面銹皮必須于軋延之前予以清除，以避免銹皮被軋入，造成產品(如鋼帶、鋼板等)表面瑕疵，因此高壓流體除銹裝置通常裝設于軋機之前。現有高壓流體除銹裝置噴嘴的排列設計為將相鄰噴嘴所噴出的噴幕通過轉位角γ予以錯開，以避免噴幕互相干涉，而影響除銹的均一性。在設計上所欲達到的目標為希望相鄰噴嘴所噴出的噴幕于鋼胚表面所形成的沖擊區域及產生前后部分重疊，以期能在鋼胚除銹過程中完整及均勻掃除鋼胚表面的銹皮；但經多次以鋁板作為試噴板的沖蝕測試顯示，其測試結果與設計的默認目標的沖擊區域及排列差異極大，其中在實際沖蝕測試中，相鄰噴嘴的沖擊區域并無重疊，相鄰沖擊區域之間存在一空白區，在該空白區內并無沖蝕現象。造成除銹能力不均勻的問題，為造成軋入銹 皮的一主要原因。

另外熱軋邊軋機的軋輥的輥面在離開該鋼胚的側表面后，首先被大量自鋼胚反彈的除銹水所沖擊，之后又有自該等冷卻組所噴出的冷卻水，此時，該軋輥的輥面上殘留了大量的冷卻水與除銹水，造成接下來自該軋延油噴管所噴出的軋延油因部份殘留于該輥面上的冷卻水與除銹水，而無法均勻附著或甚至無法附著于該輥面上，降低或失去軋延油的使用效果。

本申請發明人鑒于上述現有方式的各項缺點，對其加以改良創新，并經多年苦心孤詣潛心研究后，終于成功研發完成用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置及其方法。

技術實現要素：

本發明主要目的在提供一種用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置及其方法，其能夠減少氧化銹皮軋入鋼胚造成鋼胚缺陷及軋輥裝置受損，以提高熱軋鋼胚表面的質量。

本發明提供的用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置，其主要由一個除銹模塊、一個低壓擋水區及一個高壓除銹區所組成，該除銹模塊設有一個機械鋼輪及一個驅動組件，該機械鋼輪相對該驅動組件旋轉；該高壓除銹區形成于除銹模塊之后，高壓除銹區設有至少一個高壓噴嘴，其高壓噴嘴提供高壓流體噴射形成布幕狀；該低壓擋水區形成于除銹模塊與高壓除銹區之間，低壓擋水區設有至少一個低壓噴嘴，低壓噴嘴供低壓流體噴射形成布幕狀。

本發明提供的用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置，其中，該 驅動組件包括一個第一芯軸、一個第二芯軸、一個銜接桿、一個彈簧及一個座體，該第一芯軸固接于該座體，該機械鋼輪樞接于該第二芯軸，該銜接桿的兩端分別樞接于該第一芯軸與該第二芯軸，且該彈簧一端與該銜接桿連接，另一端與該座體連接。

本發明提供的用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置，其中，該驅動組件另外包括一個斜鋼板，該斜鋼板的其中一側與第一芯軸連接，該斜鋼板的另一側朝向該機械鋼輪且高于該機械鋼輪的底面。

本發明提供的用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置，其另外包括一個底座、一個支撐架及兩個送料滾輪，其該兩個送料滾輪相對設于該底座兩側，以承載并帶動一個載物臺移動，該支撐架設于該底座之上。

本發明提供的用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置，其中，該高壓噴嘴與該載物臺垂直面夾角角度為5°至30°；且該低壓噴嘴與該載物臺垂直面夾角介于20°至60°之間。

本發明另提供一種用于熱軋鋼胚除銹與擋水的方法，其步驟如下：

施以一個機械作用力擊破該熱軋鋼胚表面的銹皮；

再使該熱軋鋼胚通過一個高壓流體，利用該高壓流體沖擊該熱軋鋼胚表面，將該熱軋鋼胚表面的該銹皮予以去除；以及

以一個低壓流體作用于該熱軋鋼胚表面，使該熱軋鋼胚表面所殘余的碎銹及銹水被移除。

本發明提供的用于熱軋鋼胚除銹與擋水的方法，其中，在 施以該機械作用力擊破該熱軋鋼胚表面的銹皮時，使該熱軋鋼胚通過一個機械鋼輪底下，并以該機械鋼輪對該熱軋鋼胚施予該機械作用力，使機械鋼胚表面銹皮受擊破。

本發明提供的用于熱軋鋼胚除銹與擋水的方法，其中，利用該高壓流體沖擊該熱軋鋼胚表面時，以至少一個高壓噴嘴噴射流體呈布幕狀，以將該熱軋鋼胚表面的該銹皮予以去除。

本發明提供的用于熱軋鋼胚除銹與擋水的方法，其中，以一低壓流體作用于該熱軋鋼胚表面時，以至少一個低壓噴嘴噴射流體呈布幕狀，其流體可為液體或氣體，以將該熱軋鋼胚表面所殘余的碎銹及銹水移除。

本發明提供的用于熱軋鋼胚除銹與擋水的方法，其中，該高壓流體的流體壓力不低于20MPa；該低壓流體的流體壓力介于該高壓流體的流體壓力的1/5至1/2之間。

本發明熱軋鋼胚除銹與擋水方法，其中，該熱壓鋼胚為不銹鋼時，該高壓流體的流體壓力為30～35MPa；該熱壓鋼胚為碳鋼時，該高壓流體的流體壓力為20MPa。

本發明所提供的一種用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置及其方法，與其他現有技術相互比較時，更具備同時對鋼胚進行機械除銹及高壓流體除銹，達到較高的鋼胚表面質量并且利用一低壓流體噴嘴進行除銹水噴除，可降低除銹水殘留鋼胚的機率以及沿著鋼胚流入加熱爐內，造成加熱爐毀損的風險。針對廠房空間較為局限的熱軋產線提供一除銹設備方案。

附圖說明

請參閱有關本發明的詳細說明及其附圖，將可進一步了解本發明的技術內容及其目的功效；有關附圖為：

圖1：本發明用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置的架構圖；

圖2：本發明用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置的除銹及擋水施作示意圖；

圖3：本發明用于熱軋鋼胚除銹與擋水的方法的流程圖；

圖4：本發明用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置及其方法的機械鋼輪擊破銹皮示意圖；

圖5：本發明用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置及其方法的高壓流體與低壓流體噴射示意圖。

附圖標記說明

100 除銹模塊

110 機械鋼輪

120 驅動組件

121 第一芯軸

122 第二芯軸

123 銜接桿

124 彈簧

125 斜鋼板

126 座體

130 底座

140 支撐架

150 送料滾輪

160 載物臺

200 低壓擋水區

210 低壓噴嘴

300 高壓除銹區

310 高壓噴嘴

S401～S403 除銹流程

A 熱軋鋼胚

B 銹皮

C 高壓流體

D 碎銹及銹水

E 低壓流體

F 機械作用力

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但并不用于限定本發明的保護范圍。

以下，結合附圖對本發明進一步說明：

本發明用于熱軋鋼胚除銹與擋水的裝置及其方法可應用于碳鋼、不銹鋼等各樣式產品，如鋼板、鋼胚、鋼帶、鋼線材、鋼棒等各種鐵基鋼材，在此并不設限。請參閱圖1及圖2所示，為本發明熱軋鋼胚除銹與擋水裝置的架構圖及除銹與擋水施作示意圖，其主要由一除銹模塊100、一低壓擋水區200及一高壓除銹區300所組成。該除銹模塊100設有一機械鋼輪110及一驅動組件120，該機械鋼輪110可相對驅動組件120旋轉；該高壓除銹區300形成于除銹模塊100之后，高壓除銹區300 設有至少一高壓噴嘴310，其高壓噴嘴310提供高壓流體噴射形成布幕狀；該低壓擋水區200，形成于除銹模塊100與高壓除銹區300之間，低壓擋水區200設有至少一低壓噴嘴210，低壓噴嘴210提供低壓流體噴射形成布幕狀。

其中驅動組件120，包括一個第一芯軸121、一個第二芯軸122、一個銜接桿123、一個彈簧124及一個座體126，第一芯軸121固定于該座體126，該機械鋼輪110樞接于第二芯軸122而能相對第二芯軸122轉動，該銜接桿123的兩端分別樞接于該第一芯軸121與該第二芯軸122，使該機械鋼輪110與該銜接桿123可以第一芯軸121為圓心轉動，且該彈簧124一端與該銜接桿123連接，另一端與該座體126連接，以提供該機械鋼輪110一往下壓的力量，讓機械鋼輪110與熱軋鋼胚A保持接觸的狀態，于本實施例，該彈簧124為一壓縮彈簧，但不以此為限；其驅動組件120中，另外包括一斜鋼板125，該斜鋼板125的其中一側與第一芯軸121連接，該斜鋼板125的另一側朝向該機械鋼輪110且高于該機械鋼輪110的底面，以借其阻擋銹水進入該除銹模塊100中。

本發明熱軋鋼胚除銹與擋水裝置，另外包括一個底座130、一個支撐架140及兩個送料滾輪150，該兩個送料滾輪150相對設于該底座130兩側，以承載并帶動一載物臺160移動，該支撐架140設于該底座130之上，供驅動組件120的座體126組設。較佳者，本實施例的高壓噴嘴310與該載物臺160垂直面形成一夾角，該夾角角度為5°至30°，使該高壓噴嘴310具 有優異銹皮去除效果；且本實施例的低壓噴嘴210與該載物臺160垂直面形成另一夾角，該夾角角度介于20°至60°之間，借此使該低壓噴嘴210確實能夠移除碎銹及避免銹水噴濺。

請參閱圖3所示，為本發明熱軋鋼胚除銹與擋水方法，其步驟如下：

S401施以一機械作用力擊破該熱軋鋼胚表面的銹皮；

S402再使該熱軋鋼胚通過一高壓流體，利用該高壓流體沖擊該熱軋鋼胚表面，將該熱軋鋼胚表面的該銹皮予以去除；以及

S403以一低壓流體作用于該熱軋鋼胚表面，使該熱軋鋼胚表面所殘余的碎銹及銹水被移除。

請參閱圖4、及圖5所示，為本發明熱軋鋼胚除銹與擋水裝置及其方法的機械鋼輪擊破銹皮示意圖及高壓流體與低壓流體噴射示意圖，由上述步驟同時可知，在上述步驟S401中，當一熱軋鋼胚A借由兩個送料滾輪150帶動載物臺160，使載物臺160上的熱軋鋼胚A向機械鋼輪110移動時，由于該彈簧124的頂抵，機械鋼輪110則施以一向下的機械作用力F，即該熱軋鋼胚A通過機械鋼輪110時，機械鋼輪110對該熱軋鋼胚A表面施以一向下的機械作用力F，使熱軋鋼胚A表面的銹皮B受機械作用力F的作用而擊破；再使熱軋鋼胚A通過一高壓流體C(步驟S402)，并利用流體壓力不低于20MPa的高壓流體C沖擊該熱軋鋼胚A表面時，以至少一高壓噴嘴310噴射流體形成布幕狀，本實施例選擇高壓流體噴射以形成水 幕，借此將該熱軋鋼胚A表面的該銹皮B予以去除；最后以一低壓流體E作用于該熱軋鋼胚A表面時(步驟S403)，以流體壓力介于高壓流體C壓力的1/5至1/2之間的至少一低壓噴嘴210噴射流體形成布幕狀，可以選擇低壓流體噴射或氣流以形成水幕或氣幕，借此將該熱軋鋼胚A表面所殘余的碎銹及銹水D移除，進而實現有效地除去碎銹及銹水，同時也可有效阻擋噴散的碎銹及銹水D。

其所需除銹的熱軋鋼胚A，為碳鋼、不銹鋼等各樣式產品，如鋼板、鋼胚、鋼帶、鋼線材、鋼棒等各種鐵基鋼材。

當上述熱軋鋼胚A為不銹鋼時，因不銹鋼表面生成的氧化層較為致密，故通過高壓噴嘴310時，可以調整高壓噴嘴310的壓力為30～35MPa，以具有較佳二次除銹效果；若上述熱軋鋼胚A選擇為碳鋼時，因碳鋼表面生成的氧化層較非致密，故通過高壓噴嘴310時，可調整該高壓噴嘴310壓力為20MPa，即可具有較佳除銹效果。當熱軋鋼胚A輸送時速度較高時，則需調整高壓噴嘴310的壓力及水流量，其較佳控制高壓噴嘴310的水流量高于低壓噴嘴210的流體流量約2～4倍，以具有較佳除銹與擋水的功效。

上列實施例僅為本發明的一可行實施例，并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離本發明創造精神所做的等效實施或變更，均應包括于本申請的保護范圍中。