本发明属于表面处理技术领域，尤其涉及一种金属带材表面除鳞装置及方法。
背景技术：
目前，金属带材最常用的表面除鳞方法是采用酸洗除鳞。然而，酸洗除鳞存在很多缺点：环境污染严重、消耗大量的淡水资源、处理废酸消耗企业大量资金、酸蒸汽腐蚀设备、并危害操作人员身心健康等。为此，开发一种工艺简单、成本低廉、高效环保的除鳞方法对金属表面处理行业具有重要意义。
专利文献201410510493.3公布了一种利用钢丝辊刷去除热轧钢带表面氧化铁皮的装置和方法，通过在钢带上下表面布置多个钢丝辊刷刷除带钢表面氧化铁皮。专利文献201821156571.4公布了一种五金加工用钢板表面抛光装置，该装置主要采用抛光砂带对带钢表面进行除鳞和抛光。专利文献201910176509.4公布了一种环保防锈的喷砂除锈方法，利用喷砂机将混有防锈剂的砂水混合物喷射到工件表面进行除锈。专利文献201210170598.x公布了一种热轧不锈钢带钢表面氧化铁皮去除方法，该方法将抛丸处理、研磨刷洗与酸洗相结合，通过多次研磨刷洗加稀酸处理去除不锈钢表面氧化铁皮，去除效果较好。专利文献201810627100.5公布了一种复合式去除氧化皮设备及去除方法，将拉矫破鳞、研磨、磨料磨削与电解清洗结合在一起，对带钢表面氧化铁皮进行清除，由于综合了几种磨削方法，故清除效果应该比较理想，但工艺方法和机构组成都比较复杂，特别是磨料磨削环节压力控制难度较大。专利文献201810946110.5公布了一种无酸物理处理带钢氧化皮生产线，该方法主要通过加热、冷却、辊刷以及砂带研磨去除带钢表面氧化铁皮。
专利文献wo2019093041公布了一种去除工件表面氧化铁皮的技术及其装置，该方法采用离心泵将混有金属颗粒的泥浆从不同角度高速喷射到工件表面去除金属工件表面的氧化皮，该方法仍然以泥浆喷射去除为主。专利文献jp20110263992采用压缩空气将硬质金属砂砾喷射到工件表面去除工件表面的氧化皮。专利文献jp20160068309利用多道次辊刷研磨方法去除不锈钢带表面氧化铁皮。专利文献201810623641.0公布了一种普通碳素钢带钢电解除鳞生产系统，利用na2so4水溶液对带钢表面氧化铁皮进行低电压电解除鳞。专利文献tw201827149公布了一种镭射除鳞方法及其装置，利用激光器在形成的高能光束照射钢板表面氧化铁皮，使其汽化蒸发去除。
综上可见，人们已经先后开发出机械喷砂除鳞、泥浆喷射除鳞、抛丸除鳞、钢丝刷研磨除鳞、砂轮或砂带研磨除鳞、电解除鳞、气体还原除鳞、等离子除鳞或激光除鳞等技术。机械喷砂除鳞粉尘污染严重，危害人员身体健康，磨料消耗大，废料多，效果也不理想。泥浆喷射除鳞方法处理的带钢表面清洁、光亮、均匀，可直接代替冷轧板使用，设备占地面积小。但该技术存在设备磨损严重、清除效率低、噪声大、清除成本高等缺点。钢丝刷研磨除鳞可替代酸洗除鳞，清洁环保，工艺简单、效率高，目前已在美国和欧洲得到应用和推广，但该方法生产成本比较高，表面质量有待进一步提高。电解除鳞由于电极损耗大、电耗量高，电解液仍然存在严重的环境污染等问题而受到限制。利用还原性气体对带钢进行还原除鳞时，需要将带钢加热到较高温度，浪费了大量能源，提高了除鳞成本。同时，被还原的氧化铁皮附着在带钢表面，可能影响带钢表面质量。等离子或激光镭射除鳞消耗大量能量，除鳞成本比较高，除鳞效率也有待提高。
技术实现要素：
本发明的目的是针对于现有金属带材除鳞方法的缺陷，提供一种金属带材表面除鳞装置及方法，本发明绿色环保、工艺简单、设备投资少、占地面积小，可以低成本、高效率去除金属带材表面的氧化皮和抛光。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
本发明提供的一种金属带材表面除鳞装置，按照带材行进的方向依次由导入机组、破鳞机组、入口导辊、磨削机组、抛光机组、清洗机组、烘干机组和导出机组组成；
所述导入机组包括依次排列的开卷机、入口剪切机和焊接机；
所述破鳞机组包括矫直机；
所述入口导辊位于破鳞机组和磨削机组之间，用于带材转向；
所述磨削机组至少为一组，磨削机组为上大下小的倒锥体的砂筒，砂筒内装有磨料，砂筒顶部通入磨料喷淋水管，砂筒的下端分出两个排砂管，排砂管间设有矩形狭缝，两个排砂管的管壁上设有磨料流量板，排砂管的下方设有砂筐，带材由砂筒顶部进入砂筒再由矩形狭缝离开砂筒或者由矩形狭缝进入砂筒再由砂筒顶部离开砂筒；
所述抛光机组包括依次排列的抛光喷头和抛光辊，所述抛光喷头内设有水管；
所述清洗机组包括依次排列的清洗喷头和清洗辊刷，所述清洗喷头内设有水管；
所述烘干机组包括依次排列的挤干辊和烘干箱；较好的，所述挤干辊表面涂有乳胶；
所述导出机组包括依次排列的夹送辊、出口剪切机和卷曲机。
进一步的，上述金属带材表面除鳞装置，当磨削机组为2组及以上时，在磨削机组间设置传动辊组，所述传动辊组由数根传动辊和压紧辊组成，并且每两根传动辊之间设置一根压紧辊；
进一步的，上述金属带材表面除鳞装置，所述砂筐与砂筒顶部间设有运送砂筐的运输装置；
进一步的，上述金属带材表面除鳞装置，所述砂筒矩形狭缝上设有密封毛刷，或者在矩形狭缝下方的排砂管上设置密封毛刷；
进一步的，上述金属带材表面除鳞装置，当带材经过最后一个磨削机组是由矩形狭缝进入砂筒再由砂筒顶部离开砂筒时，则在磨削机组和清洗机组之间设置转向导辊以及在清洗机组和烘干机组之间设置出口导辊，用于带材转向；
进一步的，上述金属带材表面除鳞装置，所述烘干箱内设置数组喷射干热气体的气体喷头；
进一步的，上述金属带材表面除鳞装置，所述的磨料为金属磨料、wc磨料、陶瓷磨料、镁砂、砾石、河沙中的一种或多种的混合物。
进一步的，上述金属带材表面除鳞装置，当磨削机组的砂筒为2个及以上时，磨料按照粒度由粗到细依次装入各个砂筒。
本发明还提供了一种金属带材表面除鳞方法，利用了上述的装置，具体步骤如下：
1)穿带：将成卷的金属带材放置在开卷机上，展开后用入口剪切机将带材头部切齐，然后依次穿过破鳞机组、入口导辊、磨削机组、抛光机组、清洗机组、烘干机组和导出机组，最后进入导出机组的卷取机；
2)添加磨料：将磨料加进砂筒中，并打开喷淋水管，向砂筒中喷入水，用于清洗和冷却带材；
3)表面磨削：启动开卷机、矫直机、传动辊组、夹送辊和卷取机，运行带材，带材首先经过矫直机破鳞，然后导入装满磨料的砂筒中，带材从磨料中穿过，此时，砂筒中的磨料在重力作用下与带材之间产生相互摩擦，对金属带材表面氧化皮进行犁削，带材经过一个或多个装有不同粒度磨料的砂筒之后，表面氧化皮被磨料磨削去除，获得表面干净光洁的金属带材；磨料和水在砂筒内与带材摩擦后，由砂筒底部的排砂管排出，流入砂筐，砂筐装满磨料后，再运送到砂筒内，如此反复，确保砂筒内充满磨料；
4)抛光清理烘干：带材经过抛光机组抛光，再经过清洗机组水洗和清刷，然后通过挤干辊和烘干箱干燥，最后卷取机重新卷曲；
进一步的，上述除磷方法中，当利用设备处理下一卷带材时，将带材由开卷机展开，然后利用入口剪切机将带材头部切齐，与上一卷带材的尾部对接，并利用焊接机焊接在一起，然后重复步骤3)和步骤4)，获得表面光洁的金属带材，形成连续生产。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明设计的磨削机组中，砂筒竖直设置，多个砂筒串联排列，每个砂筒内装满不同材质、不同形状和不同粒度的磨料，带材从砂筒的磨料中穿过，磨料依靠自重对高速运行的带材表面进行磨削，将带材表面的氧化皮清除，与传统的砂轮打磨、钢丝刷清刷、砂带打磨等物理方法相比，本发明设备结构轻巧、占地面积小、投入少、工艺简单、生产效率高；
(2)本发明的磨料在砂筒内对高速运行的带材产生磨削作用，磨削产生的飞屑和灰尘均留在砂筒内，并被砂筒顶部设置的喷淋装置抑制，与传统的喷丸、喷砂、泥浆喷射、辊刷等打磨方法相比，本方法及装置具有无尘、低噪、节水、无污染等环保特点；
(3)本发明的带材磨削过程中，磨料从砂筒顶部向砂筒底部缓慢运动，磨料无需制成固定的形状，无需采用高速离心盘抛投，不需要采用高压气体或液体等作载体喷射，故不需要辊刷、钢丝刷、砂布轮等备件，也不需要离心机、高压气体、高压液体以及高压喷嘴等备件，也不存在频繁更换备件问题，消除了磨料对抛射和喷射工具的磨损，减少了传统打磨工具的消耗，减少了工具的更换时间，提高了生产效率，降低了生产成本；
(4)本发明利用磨料在砂筒内的自重作用与金属带材之间产生无间隙柔性摩擦，可对金属带材表面氧化皮进行全面磨削，实现带材两个表面的均匀研磨，消除了传统除鳞方法中存在的过磨削或欠磨削的缺点；
(5)本发明采用多个砂筒串联使用，通过调整砂筒数量、砂筒高度、磨料种类、磨料形貌和磨料粒度、磨料流量以及带材的运行速度等参数，可以完全去除金属带材表面的氧化皮，可以对带材表面进行除鳞，也可以对带材表面进行抛光，所得带材表面质量可控，表面光洁度高。
附图说明
图1、本发明装置示意图；
图2、砂筒剖面图；
图3、砂筒的横截面图(图1中a-a截面)；
其中，1、开卷机，2、入口剪切机，3、焊接机，4、矫直机，5、入口导辊，6、砂筒，7、磨料，8、喷淋水管，9、传动辊，10、压紧辊，11、磨料流量板，12、砂筐，13、抛光喷头，14、抛光辊，15、清洗喷头，16、清洗辊刷，17、出口导辊，18、挤干辊，19、烘干箱，20、夹送辊，21、卷曲机，22、出口剪切机，23、带材；
61、排砂管，62、矩形狭缝，63、密封毛刷。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
一种金属带材表面除鳞装置，如图1、图2和图3所示，按照带材行进的方向依次由导入机组、破鳞机组、入口导辊、磨削机组、抛光机组、清洗机组、烘干机组和导出机组组成；
所述导入机组由依次排列的开卷机1、入口剪切机2和焊接机3组成；
开卷机1设置在生产线的最前端，用于展开带卷，开卷机1之后设置入口剪切机2和焊接机3，用于切掉带材23的头部和尾部，并将后一卷的带材的头部和前一卷带材的尾部焊接在一起，以便形成连续生产；
焊接机3之后是破鳞机组，破鳞机组为一台矫直机4，通过矫直机4对带材23的拉伸和弯曲将表面的氧化皮进行初步破鳞；
所述入口导辊5位于破鳞机组之后，用于将带材转向90°；
磨削机组设置在入口导辊5之后，本实施例设置了5组，在磨削机组间设置传动辊组，磨削机组为上大下小的倒方锥体的砂筒6，采用钢板焊接制成，入口导辊5设置在第一组磨削机组砂筒6的下方，将带材23转向并导入砂筒6，所述砂筒6的为上大下小的倒锥体，砂筒内装有磨料7，砂筒顶部通入有磨料喷淋水管8，在砂筒的下端分出两个排砂管61，排砂管间设有矩形狭缝62，在矩形狭缝62下方的排砂管上设置密封毛刷63，在每个排砂管61的侧壁上设有磨料流量板11，在排砂口61的下方设有砂筐12，砂筐12与砂筒6顶部间设有运送砂筐的运输装置；带材23从矩形狭缝62导入第一个砂筒6，从砂筒6底部进入砂筒内腔，砂筒6内填满磨料7，带材23从磨料7中穿过，再从砂筒6顶部穿出；喷淋水管8将水从砂筒6顶部喷向带材23和磨料7，从磨料7顶层流下，通过磨料7颗粒间隙，对磨料7和带材23进行清洗和冷却，再从砂筒6底部排砂口61与磨料7一起流出，进入砂筐12；砂筒6底部排砂口61处安装两块磨料流量板11，通过调节磨料流量板11的插入深度控制磨料7的流量；砂筒6底部排砂口61处放置两个砂筐12，承接磨料7，砂筐12装满磨料7后被吊放到砂筒6顶部的漏斗内，将磨料7重新倾倒进砂筒6内；所述传动辊组由两根传动辊9和一根压紧辊10组成，压紧辊10位于两根传动辊9之间，通过传动辊组9的带动，将带材23从砂筒6中拉出，通过调整压紧辊10与传动辊组9之间的间隙调节带材23与传动辊组9之间的摩擦力，避免带材23与传动辊组9之间产生相对滑动，第一个传动辊组9将带材23转向180°之后，带材23向下运行，由第二个砂筒的顶端进入砂筒，在砂筒下方矩形狭缝穿出，经过第二个传动辊组9，将带材23再次转向180°运行，导入下一个砂筒，如此往复，经过5个砂筒，带材表面的氧化皮被磨削干净，并被磨削至所需的表面光洁度，最终进入抛光机组；磨削机组采用的磨料7包括金属颗粒磨料、wc磨料、各种陶瓷磨料、镁砂、砾石、河沙，或磨金属颗粒磨料、wc磨料、各种陶瓷磨料、镁砂、砾石、河沙中的几种混合，磨料7从砂筒6顶部灌入砂筒6内，从砂筒6底部排砂口61流出，磨料7按照粒径由粗到细依次装入5个砂筒中，磨料7的粒度取决于氧化皮的类型和金属带材23的表面光洁度；
抛光机组位于磨削机组之后，由抛光喷头13和抛光辊14组成，当磨削机组为奇数组时，磨削机组和抛光机组间设有转向导辊，并且抛光喷头13和抛光辊14竖直方向放置，当磨削机组为偶数组时，抛光喷头13和抛光辊14水平方向放置；抛光喷头13将水喷射到带材23表面，抛光辊14对带材23表面进行打磨抛光，以便进一步提高带材23表面光洁度；
清洗机组位于抛光机组的之后，由清洗喷头15和清洗辊刷16组成，当磨削机组为奇数组时，清洗喷头15和清洗辊刷16竖直方向放置，当磨削机组为偶数组时，清洗喷头15和清洗辊刷16水平方向放置，清洗喷头15将水喷射到带材23表面，清洗辊刷16贴近带材23表面高速旋转，将带材23表面的灰尘和污渍刷掉；
当磨削机组为奇数组时，在清洗机组之后、烘干机组之前设置出口导辊17，将带材23转向水平运行；
烘干机组设置于清洗机组之后，由挤干辊18和烘干箱19组成，挤干辊18位于烘干箱19的前方，挤干辊18表面涂有乳胶，将带材23表面的水珠挤掉，烘干箱19内设置多组气体喷头，将干热气体喷向带材23表面，烘干带材23；夹送辊20位于烘干箱19之后，用于将带材23送入卷取机21，出口剪切机22位于夹送辊20与卷取机21之间，将带材23切断分卷，卷取机21最后将表面光洁的带材23卷成带卷。
实施例2
一种金属带材表面除鳞方法，该方法包括以下步骤：
1)穿带：将成卷的金属带材吊放在开卷机上，展开后用入口剪切机将带材头部切齐，然后依次穿过破鳞机组、入口导辊、磨削机组、抛光机组、清洗机组、烘干机组和导出机组，最后进入导出机组的卷取机；
2)添加磨料：将预先准备好的磨料通过漏斗添加进砂筒中，并打开喷淋水管，向砂筒中喷入清洗和冷却用水；
3)表面磨削：启动开卷机、矫直机、传动辊组、夹送辊和卷取机，运行带材，带材首先经过矫直机破鳞，然后导入装满磨料的砂筒中，带材从磨料中穿过，此时，砂筒中的磨料在重力作用下与带材之间产生相互摩擦，对金属带材表面氧化皮进行犁削，带材经过一个或多个装有不同粒度磨料的砂筒之后，表面氧化皮被磨料磨削去除，获得表面干净光洁的金属带材，并且磨料与水在砂筒内与带材摩擦之后，由砂筒底部的排砂口排出，流入砂筐，砂筐装满磨料之后，再被运送到砂筒顶部，将磨料倒入砂筒内，如此反复，确保砂筒内充满磨料；
4)清理烘干：带材经过磨削除鳞之后，再经过抛光机组抛光，经过清洗机组水洗和清刷，通过挤干辊和烘干箱热风烘干，最后卷取机重新卷曲；
5)下一卷带材由开卷机展开，然后利用入口剪切机将带材头部切齐，与上一卷带材的尾部对接，并利用焊接机焊接在一起，以便形成连续生产，然后重复步骤3)和步骤4)，获得表面光洁的金属带材。
实施例3
利用实施例1的装置去除厚度为4.5mm、宽度为1450mm的热轧不锈钢带表面氧化铁皮，具体实施过程如下：
先将不锈钢卷吊放在开卷机上，展开后用入口剪切机将带材头部切齐，然后依次穿过破鳞机组、入口导辊、磨削机组、抛光机组、清洗机组、烘干机组和导出机组，最后进入导出机组的卷取机；
将预先准备好的五种磨料7通过漏斗添加到五只砂筒6中，其中，将粒度为0.6-0.8mm的轴承钢钢砂磨料添加到第一只砂筒中，将粒度为0.3-0.5mm的轴承钢钢砂磨料添加到第二只砂筒中，将粒度为0.1-0.2mm的轴承钢钢砂磨料添加到第三只砂筒中，将粒度为240目的wc磨料添加到第四只砂筒中，将粒度为400目的wc磨料添加到第五只砂筒中，然后打开砂筒顶部的喷淋水管，向砂筒中喷水；随后启动开卷机、矫直机、传动辊组和卷取机，运行带钢，带钢首先经过矫直机破鳞，然后从五只装满磨料的砂筒中穿过，此时，五只砂筒中的磨料在重力作用下与带钢之间产生相互摩擦，对带钢表面氧化铁皮进行犁削，磨料与水在砂筒内与带钢摩擦之后，由砂筒底部的排砂口排出，流入砂筐，砂筐装满磨料之后，再被运送到砂筒顶部，将磨料倒入砂筒内，如此反复，确保砂筒内灌满磨料；经过五只装有不同粒度磨料的砂筒之后，带钢表面氧化铁皮被磨料磨削去除，获得表面光洁的带钢；带钢通过抛光机组，经过抛光辊的抛磨和抛光喷水喷头冲洗，再进入清洗机组水洗和清刷，通过挤干辊挤干水分，进入烘干箱热风烘干，最后由出口剪切机切断，由卷取机卷成钢卷；重复上述过程，将第二卷带钢的头部与第一卷带钢的尾部对接，并利用焊接机3焊接在一起，可连续生产出表面光洁的不锈钢带。
上述具体实施例表明，采用本发明的方法及装置可以将金属带材表面的氧化皮去除，可以代替现有的酸洗除鳞工艺实现带材表面除鳞。本发明的方法及装置具有工艺简单、节能环保、生产效率高，设备结构轻巧、占地面积小、投入少，备品备件消耗低、生产成本低，所得产品表面粗糙度可控、表面质量好。
需要说明的是，这些例子仅是本发明的方法及装置提供的一些应用范例，不能理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
1.一种金属带材表面除鳞装置，其特征在于，按照带材行进的方向依次由导入机组、破鳞机组、入口导辊、磨削机组、抛光机组、清洗机组、烘干机组和导出机组组成；
所述导入机组包括依次排列的开卷机、入口剪切机和焊接机；
所述破鳞机组包括矫直机；
所述磨削机组至少为一组，磨削机组为上大下小的倒锥体的砂筒，砂筒内装有磨料，砂筒顶部通入磨料喷淋水管，砂筒的下端分出两个排砂管，排砂管间设有矩形狭缝，两个排砂管的管壁上均设有磨料流量板，排砂管的下方设有砂筐；
所述抛光机组包括依次排列的抛光喷头和抛光辊，所述抛光喷头内设有水管；
所述清洗机组包括依次排列的清洗喷头和清洗辊刷，所述清洗喷头内设有水管；
所述烘干机组包括依次排列的挤干辊和烘干箱；
所述导出机组包括依次排列的夹送辊、出口剪切机和卷曲机。
2.根据权利要求1所述的除鳞装置，其特征在于，当磨削机组为2组及以上时，在磨削机组间设置传动辊组，所述传动辊组由数根传动辊和压紧辊组成，并且每两根传动辊之间设置一根压紧辊。
3.根据权利要求1所述的除鳞装置，其特征在于，所述砂筐与砂筒顶部间设有运送砂筐的运输装置。
4.根据权利要求1所述的除鳞装置，其特征在于，所述砂筒矩形狭缝上设有密封毛刷，或者在矩形狭缝下方的排砂管上设置密封毛刷。
5.根据权利要求1所述的除鳞装置，其特征在于，当带材经过最后一个磨削机组是由矩形狭缝进入砂筒再由砂筒顶部离开砂筒时，则在磨削机组和清洗机组之间设置转向导辊以及在清洗机组和烘干机组之间设置出口导辊。
6.根据权利要求1所述的除鳞装置，其特征在于，所述烘干箱内设置数组喷射干热气体的气体喷头。
7.根据权利要求1所述的除鳞装置，其特征在于，所述的磨料为金属磨料、wc磨料、陶瓷磨料、镁砂、砾石、河沙中的一种或多种的混合物。
8.根据权利要求7所述的除鳞装置，其特征在于，当磨削机组的砂筒为2个及以上时，磨料按照粒度由粗到细依次装入各个砂筒。
9.一种金属带材表面除鳞方法，其特征在于，利用了权利要求1至7任意一项所述的除鳞装置，具体步骤如下：
1)穿带：将成卷的金属带材放置在开卷机上，展开后用入口剪切机将带材头部切齐，然后依次穿过破鳞机组、入口导辊、磨削机组、抛光机组、清洗机组、烘干机组和导出机组，最后进入导出机组的卷取机；
2)添加磨料：将磨料加进砂筒中，并打开喷淋水管，向砂筒中喷入水，用于清洗和冷却带材；
3)表面磨削：启动开卷机、矫直机、传动辊组、夹送辊和卷取机，运行带材，带材首先经过矫直机破鳞，然后导入装满磨料的砂筒中，带材从磨料中穿过，此时，砂筒中的磨料在重力作用下与带材之间产生相互摩擦，对金属带材表面氧化皮进行犁削，带材经过一个或多个装有不同粒度磨料的砂筒之后，表面氧化皮被磨料磨削去除，获得表面干净光洁的金属带材；磨料和水在砂筒内与带材摩擦后，由砂筒底部的排砂管排出，流入砂筐，砂筐装满磨料后，再运送到砂筒内，如此反复，确保砂筒内充满磨料；
4)抛光清理烘干：带材经过抛光机组抛光，再经过清洗机组水洗和清刷，然后通过挤干辊和烘干箱干燥，最后由卷取机重新卷曲。
10.根据权利要求9所述的除鳞方法，其特征在于，当利用除鳞装置处理下一卷带材时，将带材由开卷机展开，然后利用入口剪切机将带材头部切齐，与上一卷带材的尾部对接，并利用焊接机焊接在一起，然后重复步骤3)和步骤4)，获得表面光洁的金属带材，形成连续生产。
技术总结