一种用于大尺寸铜及铜合金板材的抛丸处理系统及方法与流程

本发明涉及铜及铜合金板材表面处理，尤其涉及一种用于大尺寸铜及铜合金板材的抛丸处理系统及方法。

背景技术：

1、铜及铜合金板材在生产加工过程中，其表面会形成一层氧化皮。氧化皮的存在不仅影响板材的外观质量，还会对后续的轧制、焊接、电镀等工艺产生不利影响，因此需要在生产过程中对板材表面的氧化皮进行清除。

2、目前，铜及铜合金板材表面氧化皮的清除多采用酸洗、碱洗等化学处理方式或离线抛丸处理方式。化学处理方式会产生大量废酸、废碱等污染性废液，处理成本高且对环境不友好；离线抛丸处理方式则需要将板材从生产线上卸下，转运至独立的抛丸设备中进行处理，处理完成后再返回生产线，导致生产流程中断，生产效率低下，且增加了转运过程中的板材磕碰损伤风险。

3、现阶段能应用于在线板材处理且不受板材尺寸限制的处理手段主要有抛丸。抛丸主要用于钢铁行业的板材预处理中，应用于大尺寸超宽超长的铜板材在线表面处理尚属首次，其由于氧化皮结合强度均与钢铁有极大的不同，且铜基体质地软、易变形、易划伤、易压丸，尤其是对厚度3~150mm、宽度＜3300mm、长度＜15000mm的铜板材来说，在线处理难度极大。

4、此外，现有抛丸处理设备在处理铜及铜合金板材时，由于铜材质较软、易变形，抛丸过程中板材表面容易残留丸料和氧化皮粉末，影响表面处理质量；抛丸产生的氧化皮粉末与丸料混合后难以有效分离，导致丸料循环利用率低；同时，抛丸处理过程缺乏对板材厚度、宽度等参数的实时检测与反馈控制，抛丸参数无法随板材规格自适应调整，难以保证不同规格板材的处理效果一致性。

5、因此，亟需一种能够在线连续作业、自动化程度高、丸料回收利用率高且处理效果稳定的铜及铜合金板材抛丸处理系统及方法。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出一种用于大尺寸铜及铜合金板材的抛丸处理系统及方法，包括输送辊道，沿输送辊道行进方向依次设有吹扫检测装置、抛丸装置及处理仓，抛丸装置喷出的丸料通过处理仓重新输送至抛丸装置进行再次利用，所述抛丸装置的外侧还设有用于处理抛丸过程中产生的氧化皮粉末及丸料的丸尘分离装置，所述用于大尺寸铜及铜合金板材的抛丸处理系统设有用于控制其生产的智能控制系统。

2、进一步的，所述输送辊道包括前段辊道以及设置于所述抛丸装置及处理仓内的后段辊道；所述后段辊道由辊道框架及若干辊子构成，所述若干辊子在辊道框架上依次排列构成用于传输铜板的辊道，所述后段辊道靠近前段辊道的第一根辊子两端通过滑轨与辊道框架连接，设置在辊道框架上的电机带动其上下移动以衔接前段辊道输送的板材。

3、进一步的，所述吹扫检测装置包括沿所述输送辊道行进方向依次设立的第一吹扫支架及第二吹扫支架，所述第一吹扫支架上设有上表面高压空气吹扫装置及下表面高压空气吹扫装置，所述输送辊道从两者之间穿过，所述第二吹扫支架上设有表面温度检测装置以及用于检测板材厚度和宽度并反馈至智能控制系统的厚度及宽度测量装置。

4、进一步的，所述抛丸装置包括相向设置且分别位于输送辊道上下表面的上抛丸器组和下抛丸器组，所述上抛丸器组和下抛丸器组均由若干抛丸器构成，每个抛丸器的抛丸有效扇形区的尺寸为150mm×870mm；所述上抛丸器组的抛射角度为20°至35°，下抛丸器组的抛射角度为30°至40°；所述抛丸器沿板材宽度方向依次设置，开启的抛丸器构成的有效扇形区投影宽度大于板材宽度。

5、具体的，所述上抛丸器组和下抛丸器组均由4个抛丸器构成。

6、进一步的，所述处理仓包括丸料输送系统、内室体及设置在内室体内部的丸料清扫系统，所述丸料输送系统包括设置在输送辊道底部的螺旋输送机，其上表面设有用于收集丸料的开口，用于收集丸料清扫系统从板材及辊道上扫落的所有丸料，下端设有开口并与设置在输送辊道下方的第一丸料仓连通，所述第一丸料仓通过设置在输送辊道侧面的提升机将螺旋输送机收集的丸料提升至设在输送辊道上方的风选分离器内，随后通过布丸螺旋将丸料重新分配至抛丸装置内；所述布丸螺旋通过管道与抛丸装置连通以输送丸料。

7、进一步的，所述丸料清扫系统包括沿输送辊道行进方向依次设置的下尼龙滚刷、刮丸装置、上尼龙滚刷及吹扫装置，所述下尼龙滚刷的直径为φ300mm，所述上尼龙滚刷的直径为φ900mm；所述刮丸装置包括刮丸框架以及设置在其下表面并与板材接触的至少三层v型刮板，且所述刮丸框架末端设有若干机械防撞装置；所述吹扫装置包括两个分别设置在输送辊道上表面及下表面且出风方向朝向输送辊道上的板材的倾斜设置的第一压缩空气吹口及第二压缩空气吹口，两者均采用鸭嘴形结构喷嘴，喷嘴分布长度为3500mm，相邻喷嘴的吹扫重叠率为15%，吹扫压力为0.4mpa至0.6mpa，其使用的压缩空气露点不高于-20℃；所述上尼龙滚刷用于将上表面剩余丸料扫落至内室体底部，由螺旋输送机收集至第一丸料仓。

8、进一步的，所述丸尘分离装置包括相互连通的变频离心风机、输送管道及滤筒除尘装置，所述滤筒除尘装置通过输送管道与所述内室体连通，所述滤筒除尘装置下方还设有第二丸料仓，所述内室体内被清扫漂浮并与氧化皮粉末混杂的丸料在所述变频离心风机的带动下穿过输送管道，并通过所述滤筒除尘装置将粉尘与丸料分离，所述丸料落入第二丸料仓内进行循环利用。

9、进一步的，所述用于大尺寸铜及铜合金板材的抛丸处理系统还包括第一检测处理装置和第二检测处理装置；所述第一检测处理装置设置于所述吹扫检测装置上游的输送辊道侧，用于比对板材在全生产线的位置，并当检测到板材即将到达或到达所述吹扫检测装置时，触发吹扫检测装置开启；所述第二检测处理装置设置于所述处理仓的出口侧，用于通过机器视觉检测技术对板材表面质量进行复检；当所述第二检测处理装置的检测结果不符合预设标准时，反馈至所述智能控制系统，由所述智能控制系统控制所述输送辊道将板材反向输送至所述抛丸装置的入口侧，并控制所述抛丸装置对板材重复执行抛丸操作。

10、具体的，所述第一检测处理装置和第二检测处理装置为具备视觉检测功能的视觉检测传感器。

11、本发明还提供一种用于大尺寸铜及铜合金板材的抛丸处理方法，采用上述用于大尺寸铜及铜合金板材的抛丸处理系统，包括以下步骤：

12、s1、板材输送与吹扫检测：智能控制系统通过第一检测处理装置比对板材在全生产线的位置，当检测到板材即将到达或到达所述吹扫检测装置时，触发吹扫检测装置开启，由上表面高压空气吹扫装置和下表面高压空气吹扫装置将板材表面水迹及异物吹扫干净，并由表面温度检测装置检测板材表面温度、由厚度及宽度测量装置检测板材厚度和宽度尺寸；

13、s2、抛丸参数匹配：将步骤s1检测得到的板材厚度和宽度尺寸反馈至智能控制系统，自动匹配抛丸装置的抛丸器开启数量及处理仓中v型刮板、下尼龙滚刷、上尼龙滚刷及吹扫装置的高度位置；

14、s3、在线抛丸：板材以设定运输速度匀速通过抛丸装置，所述上抛丸器组和下抛丸器组的抛丸器以设定抛射角度将丸料抛射至板材上、下表面，使板材表面氧化皮受击打而脱落，丸料材质为φ0.15mm至0.4mm的304不锈钢丸；

15、s4、丸料清扫与回收：沿板材行进方向，依次由下尼龙滚刷、刮丸装置、上尼龙滚刷及吹扫装置将板材表面积存的丸料、氧化皮粉末进行清扫，板材及辊道上扫落的丸料由螺旋输送机收集至第一丸料仓并循环至抛丸装置；丸尘分离装置通过变频离心风机抽取处理仓内被清扫漂浮并与氧化皮粉末混杂的丸料，经滤筒除尘装置分离后，丸料落入第二丸料仓循环使用，过滤后的粉尘收集至桶内；

16、s5、表面质量复检：抛丸完成后，由设置于处理仓出口侧的第二检测处理装置通过机器视觉检测技术对板材表面质量进行检测，检测板材表面的氧化层是否去除完全以及是否存在其他表面缺陷，若检测结果不符合预设标准，则反馈至智能控制系统，由智能控制系统控制输送辊道将板材反向输送至抛丸装置的入口侧，并控制抛丸装置对板材重复执行抛丸操作，直至板材表面质量合格。

17、进一步的，步骤s2中所述抛丸器开启数量的匹配规则为：板材宽度为600mm至1200mm时，开启上、下各2个抛丸器；板材宽度大于1200mm且不超过3300mm时，开启上、下各4个抛丸器；

18、步骤s3中，对于厚度3mm以上且15mm以下的铜及铜合金板材，抛丸器转速为1500r/min至2300r/min，板材运输速度为1m/min至2m/min；对于厚度超过15mm且150mm以下的铜及铜合金板材，抛丸器转速为2300r/min至2900r/min，板材运输速度为2m/min至4m/min；所述丸料为304不锈钢丸，丸料直径为φ0.15mm至φ0.4mm；抛丸及清扫后板材表面粗糙度ra≤3.2μm，表面硬度变化值在5%以内。

19、进一步的，步骤s5中所述板材表面质量标准依据实际生产要求确定。

20、本发明的有益效果是：基于现有技术存在的不足，本发明提供一种用于大尺寸铜及铜合金板材的抛丸处理系统及方法，具有如下技术效果：

21、其一，本发明将吹扫检测装置、抛丸装置及处理仓沿输送辊道行进方向依次设置，使铜及铜合金板材在生产线输送过程中即可完成表面氧化皮的在线抛丸清除，无需将板材从生产线上卸下进行离线处理，解决了现有离线抛丸处理方式导致生产流程中断、生产效率低下且易造成板材转运磕碰损伤的问题，实现了板材表面氧化皮清除的连续在线作业，显著提高了生产效率和板材表面质量。

22、其二，本发明通过设置丸尘分离装置，利用变频离心风机、输送管道及滤筒除尘装置将处理仓内漂浮的、与氧化皮粉末混杂的丸料进行分离，分离后的丸料落入第二丸料仓进行循环利用，解决了现有抛丸处理过程中氧化皮粉末与丸料混合难以分离、丸料循环利用率低的问题，提高了丸料的回收利用率，降低了生产成本。

23、其三，本发明通过设置吹扫检测装置，利用表面温度检测装置和厚度及宽度测量装置对板材表面温度及厚度、宽度尺寸进行实时检测并反馈至智能控制系统，由智能控制系统自动匹配抛丸器的开启数量及各清扫部件的高度位置，解决了现有抛丸设备无法根据板材规格自适应调整抛丸参数、导致不同规格板材处理效果不一致的问题，实现了抛丸参数的智能匹配和自适应控制，保证了处理效果的稳定性和一致性。

24、其四，本发明通过设置第一检测处理装置和第二检测处理装置，在吹扫检测装置上游比对板材在安全生产线的位置以触发吹扫检测装置开启，在处理仓出口侧通过机器视觉检测技术对板材表面质量进行复检，当复检结果不符合预设标准时反馈至智能控制系统，由智能控制系统控制输送辊道将板材反向输送至抛丸装置入口侧并重复执行抛丸操作，解决了现有抛丸处理缺乏表面质量闭环检测、无法保证处理合格率的问题，实现了抛丸处理全过程的质量闭环控制，进一步提高了板材表面处理质量的合格率。