用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置的製作方法
2023-06-20 15:58:31
專利名稱：用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及輥類工件表面納米化處理技術，特別涉及用於輥件表面納米化處 理的微粒收集裝置。
背景技術：
在冷軋前須採用酸洗去除熱軋產生的鋼板表面氧化物，鋼板進入酸洗槽前通過拉 矯機機組，由於鋼板表面氧化物與輥之間的摩擦產生的磨損致使拉矯機工作輥使用壽命較 低，換輥周期短，輥消耗量較大。採用新近發展的超音速微粒轟擊表面納米化處理方法成倍地提高了拉矯輥使用 壽命。超音速微粒轟擊表面納米化處理方法是採用超音速噴嘴將球形硬質微粒加速至超音 速後轟擊工件表面，對表面微區產生強烈變形作用，工件表面獲得納米化層，使表面的綜合 性能得到有效地改善。表面納米化處理所採用的球形硬質微粒尺寸在20-100微米範圍，這 些微粒在使用後絕大部分仍未破碎，保持完好狀態，可回收重複使用。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置，可以 有效將完成轟擊處理的固氣射流減速和粒子沉降，通過沉降分離和慣性分離原理使微粒從 固氣射流中分離，收集回收利用，進一步淨化尾氣。為達到上述目的，本實用新型的技術方案是，用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置，其包括依次連通的工作腔、導流腔、沉 積室；導流腔內間隔設有若干固氣射流導向進入沉積室的導流板；沉積室內設有用於微粒 和氣體的沉降分離的百葉柵板，沉降室底部設置排放沉降粒子的出料口。進一步，所述的工作腔在噴槍運動區設有用於柔性封閉工作腔噴槍運動區的呈上 下斜向相交接觸的纖維隔擋帶。所述的纖維隔擋帶之間的夾角在30-120度範圍內。又，本實用新型所述的工作腔與輥件之間的轉動密封採用纖維材料，或塑料、或橡 膠柔性阻隔密封微粒的逸出。所述的工作腔採用上開啟式或前開啟式結構。另外，本實用新型所述的沉積室後連接一尾氣處理裝置，所述的尾氣處理裝置為 旋風除塵器。超音速微粒轟擊表面納米化處理時，硬質微粒在噴槍中加速至超音速後成為高動 能微粒，這些高能微粒轟擊表面時產生工件表面納米化。由於拉矯輥直徑小於150毫米，輥 長與輥徑比大於20。從噴槍中噴射出的超音速固氣兩相射流因射流附壁效應沿輥軸向向兩 側運動的射流和沿輥圓周向而向前運動的射流較強烈，形成超音速固氣兩相射流轟擊拉矯 輥表面後的主要射流流向。而轟擊輥表面後在表面反射的微粒受從噴槍出來的超音速固氣 兩相射流及其卷吸射作用的影響，向噴槍後方返流的射流顯得很弱。由於拉矯輥輥徑較小，
3實際觀察表明經輥表面周向射流仍很強烈，如圖1所示。為了實現微粒的回收在技術上首 先要使固氣射流降速，其次因微粒尺寸在20-100微米範圍，可利用轟擊工件後固氣射流自 身動力，採用沉降分離和慣性分離原理使微粒從固氣射流中分離達到收集效果。工作腔內實現超音速微粒轟擊輥表面，在輥表面獲得表面納米化層。工作腔在輥 的兩端採用氈類材料或塑料、橡膠等其他高分子材料進行輥與腔之間空間的填充物，不僅 封堵射流逸出，而且不影響輥件的轉動。導流腔的設置原因是輥很長，必須將射流引導至沉積室中使其沉降，而超音速射 流轟擊輥表面後由於附壁效應作用產生的繼續向前的射流速度仍很高，射流的吹掃作用也 很強烈。在導流腔內設置一些導流板可避免噴槍行至輥件兩端時，射流在導流腔中產生與 輥軸方向一致的吹掃作用，降低收集效果，固氣射流可直接沿導流板進入沉降室減速和粒 子沉降，不需要另設置驅動元件將射流引入沉降室。沉降室截面增大，氣體由於截面的擴張而減速，對固氣射流中的微粒的推進作用 減弱，沉降室採用百葉柵板結構，微粒碰撞後沉降至沉降室底部，而氣體可從百葉柵板之間 的空間中逸出至尾氣處理環節。沉降室中可安置多組百葉柵板達到更好的沉降分離效果。 沉降室的出口可直接接入廢氣處理系統，將過程中產生的小於5微米的碎粒處理後環保排 放，亦可根據具體情況在沉降室後增設一旋風除塵裝置，獲得更好的分離結果。在沉降室底 部設置出料口排放沉降粒子。對直徑小於80毫米的輥類可直接利用表面處理後固氣射流體的自身動力在導流 板的引導下進入旋風除塵裝置中分離回收粒子。由於拉矯輥輥件較長，噴槍移動距離很大，在槍體與工作腔之間設置相交的上下 纖維隔擋帶封隔工作腔，槍體噴嘴在上下纖維隔擋帶中運動，噴嘴產生卷吸作用可阻止微 粒在噴嘴與纖維隔擋帶的間隙中逸出。纖維隔擋帶的柔性密封作用可在噴嘴的強大卷吸作 用下從外界吸入氣體，降低噴嘴的卷吸作用造成工作腔內部微粒的返流，降低微粒回收效 果。纖維隔擋帶之間的夾角一般在30-120度範圍內選擇可獲得較好的隔離效果。
圖1為固氣射流轟擊工件時橫截面示意圖。圖2為本實用新型一實施例的結構示意圖。圖3為本實用新型一實施例的立體結構示意圖。圖4為本實用新型實施例中纖維隔擋帶的示意圖。圖5、圖6為本實用新型實施例輥件中與工作腔之間的轉動密封結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1 圖6，本實用新型的用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置，其包括 依次連通的工作腔1、導流腔2、沉積室3 ；導流腔2內間隔設有若干固氣射流導向進入沉積 室3的導流板4 ；沉積室3內設有用於微粒和氣體的沉降分離的百葉柵板5，沉降室底部設 置排放沉降粒子的出料口。所述的工作腔1採用上開啟式或前開啟式結構。另外，本實用新型所述的沉積室3後連接一尾氣處理裝置9，所述的尾氣處理裝置為旋風除塵器。參見圖5，所述的工作腔1在噴槍10運動區設有用於柔性封閉工作腔噴槍運動區 的呈上下斜向相交接觸的纖維隔擋帶6。所述的纖維隔擋帶之間的夾角在30-120度範圍 內。纖維隔擋帶在噴槍未到達時呈交叉接觸，形成工作腔的隔離帶，防止散射的微粒 逸出工作腔。噴槍處於纖維隔擋帶中時，上下兩帶被分開，噴槍的水平兩側有間隙，但由於 噴槍噴射的超音速射流的卷吸作用，微粒從此間隙中逸出的機遇較小。參見圖5，其所示為本實用新型為固定安置，工作腔1上開啟方式安裝輥件，工作 腔1與輥件7之間的轉動密封8採用纖維材料，或塑料、或橡膠柔性阻隔密封微粒的逸出， 設固定環12固定。參見圖6，其所示為本實用新型前後移動定位式安置，工作腔採用前開啟方式安裝 輥件，轉動密封8設固定環12，工作腔前設開啟式活動側封插板13。在輥件11安裝就位後，超音速微粒轟擊表面納米化設備啟動，輥件轉動，超音速 微粒固氣射流轟擊輥件表面，並隨著噴槍10沿輥件11的軸向運動逐步完成輥表面處理，由 於射流附壁效應，完成轟擊處理的固氣射流仍以較高的速度進入導流腔1，導流腔1內的導 流板4避免了固氣射流產生橫向吹掃，引導固氣射流進入沉積室3，微粒在沉積室3分離沉 降，一般微粒轟擊表面處理系統都安裝在除塵房中，從沉積室排出的尾氣夾帶小於5微米 的微粒通過除塵房粉塵處理系統淨化。對於無除塵房環境，可在沉積室後接旋風除塵裝置 等除塵設備進一步淨化尾氣。在沉積室沉積的微粒通過沉積室底部出料口收集回收利用。
權利要求用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置，其特徵在於包括依次連通的工作腔、導流腔、沉積室；導流腔內間隔設有若干固氣射流導向進入沉積室的導流板；沉積室內設有用於微粒和氣體的沉降分離的百葉柵板，沉降室底部設置排放沉降粒子的出料口。
2.如權利要求1所述的用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置，其特徵在於所述 的工作腔在噴槍運動區設有用於柔性封閉工作腔噴槍運動區的呈上下斜向相交接觸的纖 維隔擋帶。
3.如權利要求2所述的用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置，其特徵在於所述 的纖維隔擋帶之間的夾角在30-120度範圍內。
4.如權利要求1或2所述的用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置，其特徵在於 所述的工作腔與輥件之間的轉動密封採用纖維材料，或塑料、或橡膠柔性阻隔密封微粒的逸出ο
5.如權利要求1或2所述的用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置，其特徵在於 所述的工作腔採用上開啟式或前開啟式結構。
6.如權利要求4所述的用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置，其特徵在於所述 的工作腔採用上開啟式或前開啟式結構。
7.如權利要求1所述的用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置，其特徵在於所述 的沉積室後連接一尾氣處理裝置。
8.如權利要求7所述的用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置，其特徵在於所述 的尾氣處理裝置為旋風除塵器。
專利摘要用於輥件表面納米化處理的微粒收集裝置，其包括依次連通的工作腔、導流腔、沉積室；導流腔內間隔設有若干固氣射流導向進入沉積室的導流板；沉積室內設有用於微粒和氣體的沉降分離的百葉柵板，沉降室底部設置排放沉降粒子的出料口。本實用新型可以有效將完成轟擊處理的固氣射流減速和粒子沉降，通過沉降分離和慣性分離原理使微粒從固氣射流中分離，收集回收利用，進一步淨化尾氣。
文檔編號C21D7/04GK201713543SQ20102020791
公開日2011年1月19日 申請日期2010年5月27日 優先權日2010年5月27日
發明者史弼, 張俊寶, 張宇軍, 梁永立 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司