一种钢材表面酸洗处理系统的制作方法

本申请涉及钢材表面处理的技术领域，尤其是涉及一种钢材表面酸洗处理系统。

背景技术：

硫印试验是一种检测钢材表面质量的方法，可显示钢锭、连铸坯中心裂纹、偏析线、低倍结构和夹杂分布等。硫印试验前需对钢材进行酸洗，酸洗是清洁金属表面的一种最常用的方法之一，酸洗液一般有盐酸、硫酸、磷酸以及氢氟酸等溶液。

相关技术中用于钢材硫印试验的酸洗系统，包括新酸罐、酸液加热器和钢材酸洗槽，新酸罐内的酸液经酸液加热器加热后通入至钢材酸洗槽，钢材放置于钢材酸洗槽内便可实现酸洗目的。酸洗后，由于钢材酸洗槽内的酸液直接排至废酸罐内，此种做法便很容易造成较大的酸液资源浪费。

技术实现要素：

为了改善相关技术中酸液较大的资源浪费问题，本申请提供一种钢材表面酸洗处理系统。

本申请的上述申请目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种钢材表面酸洗处理系统，包括通过管路依次连接的新酸罐、酸液加热器和上端设有开口的钢材酸洗槽，还包括循环热酸罐及过滤罐，所述钢材酸洗槽的酸液出口与所述过滤罐的进口相连，所述过滤罐内设有过滤件，所述过滤罐的出口与所述循环热酸罐的进口相连，所述循环热酸罐的出口与所述新酸罐、酸液加热器之间的管路相连。

通过采用上述技术方案，新酸罐内的酸液先经过酸液加热器加热进入钢材酸洗槽内，到达酸洗用量时新酸罐停止向酸液加热器供酸。利用钢材酸洗槽对钢材进行酸洗，完成后酸液可排入至循环热酸罐，再由循环热酸罐排入酸液加热器内加热，并再次排入钢材酸洗槽内对钢材进行酸洗，以实现对酸液进行有效的循环利用，节约了资源。新酸罐可对循环热酸罐进行补酸，循环热酸罐内的酸液经多次利用后则定期集中排出，排出后新酸罐再次向酸液加热器供酸即可继续对钢材酸洗。

优选的，所述钢材酸洗槽侧壁连接有进酸管与排酸管，所述钢材酸洗槽内侧壁环绕设置有喷淋管，所述喷淋管上均匀设置有若干喷淋嘴，所述喷淋管的进口连通设置有进碱管与进水管，所述钢材酸洗槽侧壁连接有废液排出管。

通过采用上述技术方案，钢材置于钢材酸洗槽内后，可在钢材酸洗槽内直接先后依次进行酸洗、碱洗、水洗的过程，三道工序仅使用一个槽体即可，不仅占地空间较小，同时也无需增设其他用于将钢材进行工序间运转的专用设备。

优选的，所述喷淋管的侧壁连接有一端穿出钢材酸洗槽侧壁的进液管，所述进液管一端连接有三通接头，所述进碱管、进水管均与三通接头连通。

通过采用上述技术方案，利用三通接头将进碱管、进水管与喷淋管进行连接，可简化管路布置。

优选的，还包括碱液储箱与清水储箱，所述进碱管与碱液储箱连通，所述进水管与清水储箱连通，所述碱液储箱与清水储箱贴合设置。

通过采用上述技术方案，清水储箱内可用于盛放热水，利用热水可对碱液储箱内盛放的碱液进行预热，可使碱液经喷淋管喷淋时与酸液中和效果更好，同时也减小了额外使用加热设备对碱液进行加热的资源占用。

优选的，所述循环热酸罐的顶壁设有连接口，所述过滤罐的出口与所述连接口法兰连接。

通过采用上述技术方案，过滤罐可与循环热酸罐一体安装，节约安装空间。

优选的，所述酸液加热器为碳化硅加热器。

通过采用上述技术方案，碳化硅换热器是一种利用碳化硅陶瓷材料作为传热介质的新型换热器。由于碳化硅陶瓷具有强度高、硬度高、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀、抗热冲击性好、导热系数大以及抗氧化性好等优良特性，其适合高温、耐腐蚀环境的使用需求。且从1000℃风冷至室温，反复50次以上不出现裂纹；导热系数与不锈钢等同，整体传热效率高，节能效果显著。

优选的，所述钢材酸洗槽上方设有吸风环管，所述吸风环管远离钢材酸洗槽中心的侧壁开设有吸风总口，所述吸风环管朝向钢材酸洗槽中心的侧壁开设有若干排吸风分口，所述吸风分口沿所述吸风环管的周向设置。

通过采用上述技术方案，当吸风总口与其他吸风设备连通时，形成于钢材酸洗槽上方的酸雾会由吸风分口吸入至吸风环管内，再可由吸风设备向外净化后排出，从而减小了酸雾对环境造成的污染。

优选的，所述吸风环管顶壁固定连接有安装槽板和对称设置的滑移槽板，所述安装槽板、滑移槽板与吸风环管之间形成有连通的滑移空间，所述滑移空间内滑移连接有封住钢材酸洗槽上端开口的盖板，所述盖板的相对两侧与滑移槽板贴合。

通过采用上述技术方案，盖板可进一步减少钢材酸洗槽内酸雾向外弥散，同时盖板采用平移开盖的操作方式也更为简便。

优选的，所述吸风环管顶壁沿盖板滑移方向阵列嵌设有若干滚珠，所述盖板朝向钢材酸洗槽的一侧与滚珠相对滚动。

通过采用上述技术方案，滚珠用于将盖板和滑移空间的滑动摩擦变为滚动摩擦，可以有效减少摩擦力，便于推动和打开盖板。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过循环热酸罐和过滤罐的设置，可对钢材酸洗的酸液进行重复利用，达到节约资源、降低成本的效果；

2.通过喷淋管、进碱管与进水管的设置，可使钢槽酸洗槽同时满足钢材酸洗、碱洗、水洗的工况要求，方便操作且节约占地面积；

3.通过吸风环管的设置，可对钢材酸洗过程中所产生的酸雾进行及时吸除，同时盖板可配合吸风环管对酸雾进行进一步吸除，也使得外界物体不易直接掉落至钢材酸洗槽内。

附图说明

图1是本申请实施例中用于体现钢材表面酸洗处理系统的整体流程示意图；

图2是本申请实施例中用于体现钢材酸洗槽与吸风环管安装完成时的整体结构示意图；

图3是本申请实施例中用于体现单独体现钢材酸洗槽及其内部结构的示意图；

图4是本申请实施例中用于体现盖板与吸风环管滑移连接的结构示意图。

附图标记说明：1、钢材酸洗槽；11、上工作区；111、进酸管；112、排酸管；113、进碱管；114、进水管；115、废液排出管；116、溢流管；117、支板；118、夹紧管；12、下隔离区；13、翻边；2、喷淋管；21、喷淋嘴；22、定位金属软管；24、进液管；241、三通接头；3、吸风环管；31、吸风总口；32、吸风分口；33、安装槽板；34、滑移槽板；35、滚珠；4、盖板；5、置物盘；51、搅拌叶片；52、转动管；6、驱动组件；61、驱动电机；62、锥齿轮；63、斜齿轮；7、旋转接头；71、热源进管；72、热源出管；8、隔板；9、新酸罐；10、酸液加热器；14、循环热酸罐；141、连接口；15、过滤罐；151、过滤网；152、检修门；16、碱液储箱；17、清水储箱。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开的一种钢材表面酸洗处理系统，如图1所示，包括新酸罐9、酸液加热器10、钢材酸洗槽1、过滤罐15和循环热酸罐14。新酸罐9、酸液加热器10和钢材酸洗槽1之间通过管路连通，循环热酸罐14的顶壁设有连接口141，过滤罐15位于循环热酸罐14上方，过滤罐15的出口与连接口141法兰连接。

新酸罐9内存储新酸，并通过管路泵送至酸液加热器10加热，加热后的酸液通过管路泵送至钢材酸洗槽1，到达酸洗用量时新酸罐9停止为酸液加热器10供酸。酸液加热器10可采用石墨加热器或碳化硅加热器，本实施例中优选为传热效率较高、节能效果较好的碳化硅加热器，对酸液加热后可增加其内部分子的活化程度，提高了后续钢材酸洗时的效率。

钢材酸洗槽1内酸液使用后通过管路泵送至过滤罐15内，过滤罐15内设有过滤件，酸液内的杂质经过滤件过滤后进入循环热酸罐14，循环热酸罐14内的酸液再经过管路泵送至酸液加热器10内，实现酸液的循环利用。循环热酸罐14内的酸液后续由新酸罐9进行补足，当酸液循环使用至一定次数后则完全从循环热酸罐14内排出。

过滤件为水平安装或倾斜安装于过滤罐15内侧壁的过滤网151，过滤罐15的侧壁且位于过滤网151的下方处开设有检修门152。本实施例中过滤网151采用倾斜安装的方式，当检修门152打开后，过滤网151上的杂质可受自重聚集于过滤网151的最低端，从而方便了对杂质进行清理。

如图2所示，钢材酸洗槽1上端开口，其开口处向外一体成型有翻边13，翻边13上搭设有用于吸除酸雾的吸风环管3。钢材酸洗槽1内固定连接有水平设置的隔板8，隔板8将钢材酸洗槽1分隔为上工作区11与下隔离区12。位于隔板8的中心处转动连接有转动管52，且转动管52与隔板8之间设有动密封结构；转动管52一端位于上工作区11内且固定连接有放置待做硫印试验钢材的置物盘5，另一端位于下隔离区12，下隔离区12内设置有用于驱使转动管52转动的驱动组件6。

如图2所示，驱动组件6包括驱动电机61、斜齿轮63和锥齿轮62，驱动电机61固定安装于下隔离区12内，斜齿轮63与驱动电机61的输出轴同轴固定，锥齿轮62固定套设于转动管52外侧，斜齿轮63与锥齿轮62啮合传动可使转动管52与置物盘5同步转动。

如图2所示，置物盘5的侧壁沿其周向还固定连接有倾斜设置的搅拌叶片51，二者内部均中空且相互连通，转动管52内分为内流道与回流道，内、外流道均与置物盘5连通。转动管52远离置物盘5的一端连接有旋转接头7，旋转接头7上连接有热源进管71与热源出管72，热源进管71与内流道连通，热源出管72与回流道连通，热源进管71与热源出管72均穿出下隔离区12的侧壁。

如图2所示，上工作区11的侧壁连接有进酸管111，进酸管111为弯管，且其一端与酸液加热器10的出口连接，另一端延伸至隔板8处。当上工作区11内通过进酸管111注完酸液时，将有足够大压力的热源由热源进管71注入转动管52的内流道，并充入置物盘5与搅拌叶片51内，此时置物盘5与搅拌叶片51内的空气可完全从热源出管72排出。热源再经由转动管52的回流道从热源出管72排出，以对酸液整体进行加热处理，从而有效对酸液的温降进行补偿，保持酸液内分子的活化程度，减少了钢材浸酸的时间。同时置物盘5可与钢材在酸液内一同转动，增加了钢材与酸液的有效接触程度，进一步提高了钢材酸洗的反应效率。搅拌叶片51转动且倾斜设置也可加快酸液的流动，使酸液加热时间缩短，加热温度更加均匀。

在具体实施过程中，热源可选用水、油或者蒸汽，搅拌叶片51的倾斜方向与置物盘5的转动方向一致，以将扰动的酸液快速地拨向钢材。上工作区11内可设置耐酸的热电偶用于检测其内部酸液温度，若低于设定温度则热源通入转动管52进行加热，大于设定温度时停止加热，以使钢材保持恒温酸洗。

如图2和3所示，上工作区11的侧壁连接有溢流管116，溢流管116靠近钢材酸洗槽1上端开口，溢流管116与外部储酸罐(图中未示出)连接。隔板8上还连接有一端与上工作区11连通的排酸管112和废液排出管115，排酸管112与废液排出管115远离隔板8的一端均穿出下隔离区12的侧壁，且排酸管112与过滤罐15的进口连通。

如图3所示，上工作区11内侧壁固定连接有上下设置的夹紧管118与支板117，夹紧管118与支板117之间夹设有环绕上工作区11内侧壁的喷淋管2，喷淋管2上均匀设置有若干喷淋嘴21。喷淋管2上连通有一端穿出上工作区11侧壁的进液管24，进液管24远离喷淋管2的一端连接有三通接头241，三通接头241的其余两接口分别连接有进碱管113与进水管114。进碱管113连接有碱液储箱16，进水管114连接有清水储箱17，清水储箱17内盛放热水，或清水储箱17内设置如电热丝等加热装置加热冷水，利用清水储箱17的热量可对碱液储箱16内碱液进行预热，使碱液与酸液中和时效果更好。在具体实施过程中，先将钢材放置于置物盘5上，通过进酸管111注入酸液至完全淹没钢材，浸酸一段时间后将酸液从排酸管112排出，喷淋管2先喷淋出碱液对钢材表面酸液中和，再喷出清水对钢材进行清洗。

如图3所示，由于钢材形状、长短各异，钢材受酸液浸泡后的表面易无法受到碱液与清水有效地清洗，故喷淋嘴21与喷淋管2之间采用定位金属软管22连接，定位金属软管22弯曲形变后可自定型，以根据不同的钢材对喷淋嘴21的喷淋方向进行自由调节，使喷淋嘴21远离喷淋管2的一端均能够朝向钢材倾斜，进而使钢材表面可最大程度上得到清洗处理。

如图4所示，吸风环管3朝向钢材酸洗槽1中心的侧壁开设有若干排均布的吸风分口32，任意两排相邻的吸风分口32均相互错位，吸风环管3远离钢材酸洗槽1中心的其中一个侧壁开设有吸风总口31(参见图2)。吸风环管3顶壁固定连接有沿其宽度方向的中心线对称设置的滑移槽板34，吸风环管3的顶壁还固定连接有安装槽板33，安装槽板33与滑移槽板34断面均呈l形，安装槽板33同时与两个滑移槽板34的同一端连通，且二者与吸风环管3之间形成有相互连通且一端开口的滑移空间，滑移空间内滑移连接有盖板4。吸风环管3顶壁沿盖板4滑移方向还阵列嵌设有若干用于减小与盖板4之间滑动摩擦的滚珠35。

在进行硫印试验时，推动盖板4至与安装槽板33抵接，盖板4可完全将钢材酸洗槽1上端开口封住，此时吸风总口31可通过法兰与外界吸风设备(图中未示出)相连，吸风设备启动后可将钢材酸洗槽1内所产生的酸雾吸出，酸雾可通过酸碱法吸收箱进行处理。为了减小酸雾进入吸风环管3时的阻力，位于吸风分口32靠近钢材酸洗槽1底部的一侧还设置有导流斜面，且该导流斜面朝向钢材酸洗槽1的底部倾斜。导流斜面能够减小酸雾的流动路径，从而可使得酸雾进入吸风环管3更为顺畅且快速。

本实施例的实施原理为：

第一步，将钢材吊装至置物盘5上，根据钢材形状、大小对喷淋嘴21的朝向进行调整，推动盖板4将钢材酸洗槽1进行封闭，同时将吸风环管3的吸风总口31与外界吸风设备连通，新酸通过酸液加热器10加热后进入钢材酸洗槽1，当钢材完全被酸液浸没时新酸罐9停止为酸液加热器10供酸。

第二步，驱动电机61启动，同时根据热电偶温度，后台程序自动判断旋转接头7是否通入热源，钢材进行酸洗，其中钢材浸酸持续时间为20-30min，浸酸结束后酸液由排酸管112排入过滤罐15，酸液经过滤后进入循环热酸罐14存储。

第三步，打开进碱管113与废液排出管115，碱液由喷淋嘴21对钢材喷淋进行碱洗，喷淋时间持续2-3min，废碱液从废液排出管115排出。

第四步，关闭进碱管113，打开进水管114，清水再由喷淋嘴21对钢材喷淋进行水洗，喷淋时间持续2-3min，废水亦从废液排出管115排出。

第五步，关闭吸风设备，打开盖板4将钢材取出，酸、碱、水洗过程完成。

若需再对其他钢材进行处理时，循环热酸罐14内的酸液则通入酸液加热器10加热进入钢材酸洗槽1，重复上述二至五步骤即可。循环热酸罐14内酸液可由新酸罐9进行补足，根据工人经验判断，当循环热酸罐14内的酸液循环使用至一定次数至无法使用后则完全从其内部排出，再由新酸罐9向钢材酸洗槽1内供酸。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。