一種塊狀坯料的表面清洗工藝及工藝布置的製作方法
2023-05-18 23:15:21 2
一種塊狀坯料的表面清洗工藝及工藝布置的製作方法
【專利摘要】一種塊狀坯料的表面清洗工藝及工藝布置，冷態塊狀坯料通過底部輥道組與側面支撐輥道組的聯合作用下輸送至混合射流清洗單元，單元內的混合射流清洗噴嘴向塊狀坯料表面噴射混合水、固體顆粒物的射流進行噴射清洗，實現塊狀坯料的外表面附著層被快速清除乾淨；然後塊狀坯料繼續在輥道組的推動與夾持作用下運行至純水衝洗單元處，純水衝洗單元內純水衝洗噴嘴噴射一定壓力純水，實現對塊狀坯料的表面粘附的固體顆粒與液體水漬進行有效衝洗；接著，塊狀坯料繼續在輥道組的作用下運行至烘乾吹掃單元，吹掃單元內壓縮空氣吹掃噴嘴噴射高溫、乾燥壓縮空氣流，實現塊狀坯料的表面水漬快速被吹掃，並最終烘乾，實現塊狀坯料的表面附作物無殘留，且表面乾燥。
【專利說明】一種塊狀坯料的表面清洗工藝及工藝布置
【技術領域】
[0001]本發明屬於表面清洗【技術領域】，特別涉及一種塊狀坯料的表面清洗工藝及工藝布置。
【背景技術】
[0002]非金屬塊狀坯料，如大理石坯料、玉石坯料等，在人力開採過後，其初胎外形往往為一層厚實的附著物所覆蓋，該附著層需要進行有效清除之後，才能發現該坯料的內在肌體，而內在肌體的快速暴露是天然石料、玉石開採的重要工藝手段。
[0003]多年來，這種去除外層附著物的工藝方法為鋸切或磨削，鋸切方式極為簡單，即採用金屬鋼質鋸條，在機械的作用下往復移動來實現對坯料的部分稜角進行切斷，通過切斷之後的斷面來暴露肌體本色，從而為該坯料的質量判定提供直接幫助；另一個去除工藝為磨削，實現這種磨削方式由多種，在野外，通常採用普通的角磨機，即電機驅動的砂輪磨頭，操作工手持角磨機直接對坯料表面進行磨削，去除表面附著物，而這種工藝對操作人員的體力耗費要求極高，同時工作環境十分惡劣，工人難以持久性的進行此項操作，目前，許多工廠通常將坯料直接運輸至工廠加工車間，通過純機械磨具對坯料進行表面磨削，這種工藝雖然效率較高，但是粉塵汙染極大，工作環境同樣十分惡劣，急待改進。
[0004]對於金屬坯料，如鋼質或其他金屬的鑄坯、鑄錠等，在鑄造之後，其表面同樣附著由一層厚實的氧化物層，該氧化層厚度通常可達1_以上，在此厚度下，其清除鱗皮的方式通常根據後工序要求不同而不同:
[0005]對於後工序無需進行變形處理的鑄坯或鑄錠，可採用拋、噴丸工藝實現對鑄件表面鱗皮的有效清除，然而這種工藝受拋丸的拋出速度限制與拋丸技術特點限制；
[0006]對於後工序需要將坯料進行變形的鑄坯或鑄錠，可將坯料直接加熱至足夠高的溫度下，在高溫期間採用高壓純水射流對其表面進行噴射衝洗，實現表面鱗皮的及時清除，然而這種工藝處理後的鑄件在冷卻之後仍然會附著氧化層，該氧化層如果對後工藝有影響，仍然要採用拋、噴丸工藝進行冷態清除。
[0007]另外一種技術方式是採用溼法化學進行表面附著物的清除，這主要針對金屬件表面，通常採用硫酸、鹽酸及氫氟酸等強酸性溶液或來實現對其表面氧化附著物的清除；而化學溼法工藝的生產環境十分惡劣，且因為生產而產生的大量殘酸必須進行循環再生處理，目前算再生工藝也必然產生對應的廢氣排放，其排放的廢氣中含有大量的酸性、腐蝕性成分，如HCL、S02等，直接汙染大氣。
[0008]而如果採用噴丸或拋丸方式進行除鱗，不僅存在表面無法完全清理乾淨的同時，還帶來了大量的粉塵汙染，造成工藝生產車間的工作環境同樣十分惡劣，且效果不佳，無法達到後續工藝所要求的表面質量。
[0009]通過查閱相關專利，目前還沒有發現有效解決冷態塊狀坯料表面附著物的相關專利與技術文獻。
[0010]基於以上，本專利公開一種針對冷態塊狀坯料的表面連續清洗工藝方案，通過多個支撐輥組與混合清洗噴嘴的聯合作用，實現對坯料表面的附作物進行有效清洗，且通過後續的衝洗、烘乾等方式實現清洗後表面的乾燥。
【發明內容】
[0011]本發明的目的是設計一種塊狀坯料的表面清洗工藝及工藝布置，能實現對塊狀坯料進行冷態的表面附著層的連續、高效的清洗。
[0012]為達到上述目的，本發明的技術方案是:
[0013]本發明依託特殊的輥道布置與混合射流噴嘴布置實現對塊狀坯料的表面附著物的快速清除，並依託串聯的純水衝洗噴射單元與壓縮空氣烘乾單元，實現對塊狀坯料的清除後表面進行快速衝洗與烘乾，確保坯料表面完全滿足後工序對表面的處理要求。
[0014]具體的，本發明的一種塊狀坯料的表面清洗工藝，冷態的塊狀坯料通過底部輥道組與側面支撐輥道組的聯合作用下輸送至混合射流清洗單元，混合射流清洗單元內的混合射流清洗噴嘴向塊狀坯料表面噴射混合水、固體顆粒物的射流進行噴射清洗，實現塊狀坯料的外表面附著層被快速清除乾淨，此時塊狀坯料的清除後表面覆蓋由大量的水潰、磨料顆粒物及表面破碎的附著物；然後塊狀坯料繼續在底部輥道組與側面支撐輥道組的推動與夾持作用下運行至純水衝洗單元處，純水衝洗單元內純水衝洗噴嘴噴射一定壓力純水，實現對塊狀坯料的表面粘附的固體顆粒與液體水潰進行有效衝洗，保持塊狀坯料的表面僅剩下水潰；接著，塊狀坯料繼續在輥道組的聯合作用下運行至烘乾吹掃單元，吹掃單元內壓縮空氣吹掃噴嘴噴射高溫、乾燥的壓縮空氣流，實現塊狀坯料的表面水潰快速被吹掃，並最終烘乾，實現塊狀坯料的表面附作物無殘留，且表面乾燥。
[0015]進一步，所述的塊狀坯料為金屬塊狀坯料，寬厚比不超過10，同時厚度值不低於150mmo
[0016]又，所述底部輥道組包括多個支撐塊狀坯料的重力、實現塊狀坯料能平直的向前推進的底部支承輥，該輥組的軸線垂直於重力方向；所述的側面支撐輥道組包括多個間隔所述底部支承輥布置，位於塊狀坯料的兩個側面、實現塊狀坯料能在底部輥道組的共同作用下向前運行，且不發生左右偏擺，保證塊狀坯料在承受混合射流單元、純水衝洗單元以及吹掃單元的衝擊力時不會發生跑偏，該輥組的軸線方向與重力方向平行。
[0017]另外，所述混合射流清洗單元的混合射流清洗噴嘴、純水衝洗單元的純水衝洗噴嘴均為沿坯料寬度方向布置，並平行於坯料。
[0018]再有，本發明所述混合射流清洗單元沿坯料運行方向平行設置至少兩排混合射流清洗噴嘴，混合射流清洗噴嘴沿坯料寬度方向布置，每排中各噴嘴之間等距布置，相鄰的兩排噴嘴沿還料寬度方向錯位排列，形成一噴嘴矩陣；錯位量通常控制在IOmm?25mm。
[0019]所述純水衝洗單元沿坯料運行方向平行設置至少兩排純水衝洗噴嘴，每排中各噴嘴之間等距布置，相鄰的兩排噴嘴沿坯料寬度方向錯位排列，形成一噴嘴矩陣，錯位量保持IOmm ?25mm0
[0020]另外，所述混合射流清洗單元中噴嘴噴射的壓力及介質粒度範圍為:水的噴射壓力在40MPa以上，單個噴嘴的水流量必須達到5m3/h以上；固體顆粒物的粒度在10目?40目之間，顆粒密度值不低於3X103Kg/m3。
[0021]所述固體顆粒物包括天然的剛玉類磨料，碳化物磨料、金屬加工丸類。[0022]所述固體顆粒物包括天然的剛玉類磨料，碳化物磨料、金屬加工丸類。
[0023]所述剛玉類磨料為棕剛玉、白剛玉、單晶剛玉；碳化物磨料為黑碳化矽、綠碳化矽、碳化硼；金屬加工丸類為鋼丸、鋼絲切丸。
[0024]本發明一種塊狀坯料的表面清洗工藝布置，其特徵是，依次包括，至少一個用於支撐塊狀坯料的底部輥道組，該輥組設有多個底部支承輥；至少兩組用於支撐塊狀坯料的側面支撐輥道組，該輥組設有多個側面支承輥，該側面支承輥間隔所述底部支承輥布置；至少一個用於進行清除塊狀坯料外表面附著層的混合射流清洗單元，該混合射流清洗單元內設噴嘴矩陣，該單元通過混合射流噴嘴噴射混合射流，實現對塊狀坯料外表面附著層的快速高效清洗；至少一個用於對表面清除後的塊狀坯料表面進行純水衝洗的純水衝洗單元，單元內設純水衝洗噴嘴矩陣；包括至少一個用於對衝洗後的塊狀坯料表面進行壓縮空氣吹掃的烘乾單元，用於實現對塊狀坯料的外表面殘留水潰進行及時烘乾、吹掃，保證塊狀坯料的清洗表面烘乾。
[0025]進一步，所述混合射流清洗單元的混合射流清洗噴嘴、純水衝洗單元的純水衝洗噴嘴均為沿坯料寬度方向布置，並平行於坯料。
[0026]又，所述混合射流清洗單元沿坯料運行方向平行設置至少兩排混合射流清洗噴嘴，混合射流清洗噴嘴沿坯料寬度方向布置，每排中各噴嘴之間等距布置，相鄰的兩排噴嘴沿坯料寬度方向錯位排列，形成一噴嘴矩陣；錯位量通常控制在IOmm?25mm。
[0027]所述純水衝洗單元沿坯料運行方向平行設置至少兩排純水衝洗噴嘴，每排中各噴嘴之間等距布置，相鄰的兩排噴嘴沿坯料寬度方向錯位排列，形成一噴嘴矩陣，錯位量保持IOmm ?25mm0
[0028]本發明的優點如下:
[0029]1.通過混合射流的方式實現坯料表面附著層的清除，相對傳統的清理工藝，具備更加高效、更加環保，且生產成本具備更強的競爭優勢；
[0030]2.採用特殊的輥道布置與混合射流噴嘴的布置方式，實現對塊狀坯料的寬面進行有效清洗，具備更高的除鱗產能；
[0031]3.利用後續的高壓水衝洗與烘乾處理，確保表面清洗後的坯料表面具備乾燥、清潔的表面質量，滿足下工序對表面的質量要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為本發明實施例工藝布置的示意圖。
[0033]圖2為本發明實施例工藝布置的俯視圖。
[0034]圖3為本發明塊狀坯料的示意圖。
【具體實施方式】
[0035]參見圖1?圖3，本發明實施例的塊狀坯料的表面清洗工藝布置，包括，一個用於支撐塊狀坯料I的底部輥道組2，該輥組設有多個底部支承輥21 ;至少兩組用於支撐塊狀坯料的側面支撐輥道組3，該輥組設有多個側面支承輥31，該側面支承輥31間隔所述底部支承輥21布置；至少一個用於進行清除塊狀坯料外表面附著層的混合射流清洗單元4，該混合射流清洗單元4內設噴嘴矩陣，該單元通過混合射流噴嘴噴射混合射流，實現對塊狀坯料I外表面附著層的快速高效清洗；至少一個用於對表面清除後的塊狀坯料I表面進行純水衝洗的純水衝洗單元5,單元內設純水衝洗噴嘴矩陣；包括至少一個用於對衝洗後的塊狀坯料I表面進行壓縮空氣吹掃的烘乾單元6，用於實現對塊狀坯料I的外表面殘留水潰進行及時烘乾、吹掃，保證塊狀坯料的清洗表面烘乾。
[0036]本發明塊狀坯料的表面清洗工藝，冷態的塊狀坯料通過底部輥道組與側面支撐輥道組的聯合作用下輸送至混合射流清洗單元，混合射流清洗單元內的混合射流清洗噴嘴向塊狀坯料表面噴射混合水、固體顆粒物的射流進行噴射清洗，實現塊狀坯料的外表面附著層被快速清除乾淨，此時塊狀坯料的清除後表面覆蓋由大量的水潰、磨料顆粒物及表面破碎的附著物；然後塊狀坯料繼續在底部輥道組與側面支撐輥道組的推動與夾持作用下運行至純水衝洗單元處，純水衝洗單元內純水衝洗噴嘴噴射一定壓力純水，實現對塊狀坯料的表面粘附的固體顆粒與液體水潰進行有效衝洗，保持塊狀坯料的表面僅剩下水潰；如此，塊狀坯料繼續在輥道組的聯合作用下運行至烘乾吹掃單元，吹掃單元內壓縮空氣吹掃噴嘴噴射高溫、乾燥的壓縮空氣流，實現塊狀坯料的表面水潰快速被吹掃，並最終烘乾，實現塊狀坯料的表面附作物無殘留，且表面乾燥。
[0037]進一步，所述的塊狀坯料為金屬塊狀坯料，寬厚比Κ/C不超過10，同時厚度C不低於 1 SOmnin
[0038]另外，所述底部輥道組包括多個支撐塊狀坯料的重力、實現塊狀坯料能平直的向前推進的底部支承輥，該輥組的軸線垂直於重力方向；所述的側面支撐輥道組包括多個間隔所述底部支承輥布置，位於塊狀坯料的兩個側面、實現塊狀坯料能在底部輥道組的共同作用下向前運行，且不發生左右偏擺，保證塊狀坯料在承受混合射流單元、純水衝洗單元以及吹掃單元的衝擊力時不會發生跑偏，該輥組的軸線方向與重力方向平行。
[0039]又，所述混合射流清洗單元的混合射流清洗噴嘴、純水衝洗單元的純水衝洗噴嘴均為沿坯料寬度方向布置，並平行於坯料。
[0040]另外，本發明如所述混合射流清洗單元沿坯料運行方向平行設置至少兩排混合射流清洗噴嘴，混合射流清洗噴嘴沿坯料寬度方向(坯料寬度K值方向)布置，每排中各噴嘴之間等距布置，相鄰的兩排噴嘴沿坯料寬度方向錯位排列，形成一噴嘴矩陣；錯位量通常控制在IOmm?25mm ;所述純水衝洗單元沿坯料運行方向平行設置至少兩排純水衝洗噴嘴，每排中各噴嘴之間等距布置，相鄰的兩排噴嘴沿坯料寬度方向錯位排列，形成一噴嘴矩陣，錯位量保持10mm?25_。
[0041]再有，所述混合射流清洗單元的混合射流噴嘴噴出的射流中包含水和固體顆粒物，該固體顆粒物為細小的砂狀硬質顆粒物。
[0042]所述固體顆粒物包括天然的剛玉類磨料，碳化物磨料、金屬加工丸類。所述剛玉類磨料為棕剛玉、白剛玉、單晶剛玉；碳化物磨料為黑碳化矽、綠碳化矽、碳化硼；金屬加工丸類為鋼丸、鋼絲切丸。
[0043]所述混合射流清洗單元中噴嘴噴射的壓力及介質粒度範圍為:水的噴射壓力在40MPa以上，單個噴嘴的水流量必須達到5m3/h以上；固體顆粒物的粒度在10目?40目之間，顆粒密度值不低於3X 103Kg/m3。
[0044]以冷態鋼質鑄造方坯的表面氧化物清除為例，【具體實施方式】如下:
[0045]冷態鋼質的塊狀坯料I (鑄造方坯)通過底部輥道2與側面輥道3穩定輸送至布置有多個混合射流噴嘴的混合射流清洗單元中，此時混合射流噴嘴中採用兩種介質進行混合，其中一種介質為工業水，其壓力水平為50MPa，單個噴嘴流量達到6m3/h的穩定流量；另一種介質為60目石榴石。此兩種介質同構混合射流噴嘴中實現混合,並最終通過混合射流4a的形式向塊狀坯料的一側寬面進行噴射清洗，實現該側面的表面氧化物附著物得到有效清除，即完成了附著物的清洗；
[0046]如此清洗後的塊狀坯料I在輥道的聯合作用下繼續前進，進入純水衝洗單元，純水衝洗單元採用普通的衝洗噴嘴，其介質為普通的工業用濁環水，噴射壓力水平為5MPa，通過多個衝洗噴嘴的排列布置方式實現對塊狀坯料的表面進行有效衝洗，去除塊狀坯料I表滿的所有硬物顆粒的附著，表面僅殘留水潰；
[0047]如此，衝洗後的塊狀坯料I在輥道作用下繼續推進，進入壓縮空氣吹掃單元，該單元採用多個壓縮空氣吹掃噴嘴進行吹掃，其吹掃介質採用加熱至120°C的高溫壓縮空氣，其壓力級別為0.8MPa，在該壓力與溫度下，通過緊密排列的吹掃噴嘴，實現塊狀坯料表面的所有殘留水潰被有效烘乾。最終，塊狀坯料I所有表面均為附作物完全清除、乾燥的表面。
[0048]本發明充分利用混合射流的快速磨削清除特性，通過這種高壓混合射流的方式來實現對金屬或非金屬的塊狀坯料進行的連續式高效清洗。
[0049]以上藉助於具體實施例描述了本發明專利的【具體實施方式】，但是應該理解的是，這裡具體的描述不應理解為對本發明的實質和範圍的限定，該發明不僅適用於非金屬塊狀坯料的表滿附著物清除，同時適合於金屬塊狀物的表面附著物的清除，所有這些本領域內的普通技術人員在閱讀本說明書後對上述實施例作出的各種修改，都屬於本發明所保護的範圍。
【權利要求】
1.一種塊狀坯料的表面清洗工藝，冷態的塊狀坯料通過底部輥道組與側面支撐輥道組的聯合作用下輸送至混合射流清洗單元，混合射流清洗單元內的混合射流清洗噴嘴向塊狀坯料表面噴射混合水、固體顆粒物的射流進行噴射清洗，實現塊狀坯料的外表面附著層被快速清除乾淨，此時塊狀坯料的清除後表面覆蓋由大量的水潰、磨料顆粒物及表面破碎的附著物；然後塊狀坯料繼續在底部輥道組與側面支撐輥道組的推動與夾持作用下運行至純水衝洗單元處，純水衝洗單元內純水衝洗噴嘴噴射一定壓力純水，實現對塊狀坯料的表面粘附的固體顆粒與液體水潰進行有效衝洗，保持塊狀坯料的表面僅剩下水潰；接著，塊狀坯料繼續在輥道組的聯合作用下運行至烘乾吹掃單元，吹掃單元內壓縮空氣吹掃噴嘴噴射高溫、乾燥的壓縮空氣流，實現塊狀坯料的表面水潰快速被吹掃，並最終烘乾，實現塊狀坯料的表面附作物無殘留，且表面乾燥。
2.如權利要求1所述的塊狀坯料的表面清洗工藝，其特徵是，所述的塊狀坯料為金屬塊狀坯料，寬厚比不超過10，同時厚度值不低於150mm。
3.如權利要求1所述的塊狀坯料的表面清洗工藝，其特徵是，所述底部輥道組包括多個支撐塊狀坯料的重力、實現塊狀坯料能平直的向前推進的底部支承輥，該輥組的軸線垂直於重力方向；所述的側面支撐輥道組包括多個間隔所述底部支承輥布置，位於塊狀坯料的兩個側面、實現塊狀坯料能在底部輥道組的共同作用下向前運行，且不發生左右偏擺，保證塊狀坯料在承受混合射流清洗單元、純水衝洗單元以及吹掃單元的衝擊力時不會發生跑偏，該輥組的軸線方向與重力方向平行。
4.如權利要求1所述的塊狀坯料的表面清洗工藝，其特徵是，所述混合射流清洗單元的混合射流清洗噴嘴、純水衝洗單元的純水衝洗噴嘴均為沿坯料寬度方向布置，並平行於坯料。
5.如權利要求1所述的塊狀坯料的表面清洗工藝，其特徵是，所述混合射流清洗單元沿坯料運行方向平行設置至少兩排混合射流清洗噴嘴，混合射流清洗噴嘴沿坯料寬度方向布置，每排中各噴嘴之間等距布置，相鄰的兩排噴嘴沿坯料寬度方向錯位排列，形成一噴嘴矩陣；錯位量通常控制在IOmm~25mm。
6.如權利要求1所述的塊狀坯料的表面清洗工藝，其特徵是，所述純水衝洗單元沿坯料運行方向平行設置至少兩排純水衝洗噴嘴，噴嘴沿坯料寬度方向布置，每排中各噴嘴之間等距布置，相鄰的兩排噴嘴沿坯料寬度方向錯位排列，形成一噴嘴矩陣，錯位量保持IOmm ~25mm0
7.如權利要求1或4或5所述的塊狀坯料的表面清洗工藝，其特徵是，所述混合射流清洗單元中噴嘴噴射的壓力及介質粒度範圍為:水的噴射壓力在40MPa以上，單個噴嘴的水流量必須達到5m3/h以上；固體顆粒物的粒度在10目~40目之間，顆粒密度值不低於3 X 103Kg/m3。
8.如權利要求1所述的塊狀坯料的表面清洗工藝，其特徵是，所述固體顆粒物包括天然的剛玉類磨料，碳化物磨料、金屬加工丸類。
9.如權利要求7所述的塊狀坯料的表面清洗工藝，其特徵是，所述固體顆粒物包括天然的剛玉類磨料，碳化物磨料、金屬加工丸類。
10.如權利要求8或9所述的塊狀坯料的表面清洗工藝，其特徵是，所述剛玉類磨料為棕剛玉、白剛玉、單晶剛玉；碳化物磨料為黑碳化矽、綠碳化矽、碳化硼；金屬加工丸類為鋼丸、鋼絲切丸。
11.一種塊狀坯料的表面清洗工藝布置，其特徵是，依次包括，至少一個用於支撐塊狀坯料的底部輥道組，該輥組設有多個底部支承輥；至少兩組用於支撐塊狀坯料的側面支撐輥道組，該輥組設有多個側面支承輥，該側面支承輥間隔所述底部支承輥布置；至少一個用於進行清除塊狀坯料外表面附著層的混合射流清洗單元，該混合射流清洗單元內設噴嘴矩陣，該單元通過混合射流噴嘴噴射混合射流，實現對塊狀坯料外表面附著層的快速高效清洗；至少一個用於對表面清除後的塊狀坯料表面進行純水衝洗的純水衝洗單元，單元內設純水衝洗噴嘴矩陣；包括至少一個用於對衝洗後的塊狀坯料表面進行壓縮空氣吹掃的烘乾單元，用於實現對塊狀坯料的外表面殘留水潰進行及時烘乾、吹掃，保證塊狀坯料的清洗表面烘乾。
12.如權利要求11所述的塊狀坯料的表面清洗工藝布置，其特徵是，所述混合射流清洗單元的混合射流清洗噴嘴、純水衝洗單元的純水衝洗噴嘴均為沿坯料寬度方向布置，並平行於坯料。
13.如權利要求11或12所述的塊狀坯料的表面清洗工藝布置，其特徵是，所述混合射流清洗單元沿坯料運行方向平行設置至少兩排混合射流清洗噴嘴，混合射流清洗噴嘴沿坯料寬度方向布置，每排中各噴嘴之間等距布置，相鄰的兩排噴嘴沿坯料寬度方向錯位排列，形成一噴嘴矩陣；錯位量通常控制在IOmm~25mm。
14.如權利要求11或12所述的塊狀坯料的表面清洗工藝布置，其特徵是，所述純水衝洗單元沿坯料運行方向平行設置至少兩排純水衝洗噴嘴，噴嘴沿坯料寬度方向布置，每排中各噴嘴之間等距布置 ，相鄰的兩排噴嘴沿坯料寬度方向錯位排列，形成一噴嘴矩陣，錯位量保持10_~25_。
【文檔編號】B08B7/00GK103962332SQ201310039548
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月31日 優先權日:2013年1月31日
【發明者】段明南 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司