抛丸工艺在钢铁板材表面处理上的应用

摘要：我国从20世纪50年代开始引入和研发抛丸技术，在铸造落砂、钢结构涂装、表面强化等领域已十分成熟。由于配件及维护成本过高，效率较低，并不适合当时的行业环境。随着近年来国内技术水平和设备制造能力的提升，各类板材抛丸机应运而生，但是绝大多数机型均是参照国外设备研制的。因此，我国某公司自行研制的抛丸机，改变了创新不足、自动化程度低、维护成本高、效率低的状况，满足了市场对抛丸技术高产、高效的需求。基于此，本篇文章对抛丸工艺在钢铁板材表面处理上的应用进行研究，以供参考。

关键词：抛丸工艺；钢铁板材；表面处理上；应用 引言

抛丸工艺验证是个重要的工艺过程，在不同的工艺参数、抛射强度和覆盖率下进行取样，以确定哪一个因素组合能得到更好的表面质量。基于此，本文探究抛丸工艺在钢铁板材表面处理上的应用。

1抛丸工艺 1.1抛丸除锈原理

采用物理打击方式，利用抛射丸粒打击板材表面，使附着在板材表面的氧化皮脱落，达到表面清理的目的。板材进入抛丸区域时，经过抛丸器高速旋转抛射出来定量的弹丸密集击打在板材表面，对板材表面进行强力冲击和摩擦，使其表面氧化皮、锈层及其他黏着的污物迅速被击打、脱落，板材获得一定粗糙度的光洁表面，达到清除表面氧化皮的目的。

1.2抛丸设备工作原理

抛丸过程中，钢珠丸料加入料仓汇集，通过管道分配到各供丸闸，最后流入机械总承内，总承里是有叶片、叶轮组合，叶轮安装到轴上，电机带动轴旋转，

叶轮速度加快，供丸闸打开丸料流入总承，丸料可以通过旋转叶轮，对齐插孔来调整洞口位置，以确定球射线流动的方向。实际球流由电动机负荷根据电流表确定。混合组合，如分散的钢珠、灰尘和未磨损完的钢珠，在纵向螺旋槽汇总，流入横向螺旋，并通过提升机，分离器到顶部进行过滤。纯防弹的丸料会落入敌营回收利用。产生的粉尘由除尘管道被吸入到除尘系统中，因为粉尘是颗粒，堆积到除尘仓内，定期进行清理排废处理。

2钢板表面预处理

2.1钢板表面预处理的原理

所谓钢板表面预处理，是指钢材在原材料状态下进行表面除锈并涂上一层底漆的处理工艺。钢板表面预处理包括钢板抛丸预处理和喷漆处理两部分。钢板抛丸预处理是由高速抛丸器高速旋转时产生的离心力加速磨料(钢丸、钢丝段、棱角钢砂等)，将磨料以很高的速度射向被处理的钢材表面，产生打击和磨削作用，除去钢材表面的氧化铁皮与锈蚀，让钢板表面露出金属本色并呈现一定的粗糙度，以便涂料黏附。喷漆处理是指抛丸预处理后的钢板经高压自动喷枪自动喷涂，使钢板表面获得均匀漆膜的-种喷涂工艺。

2.2钢板清理系统 2.2.1室体

以原始的四抛头钢板预处理设备为例,室体一般可分为前吸尘室、抛丸室、清理室和后吸尘室四室构成。前、后吸尘室侧面安置吸风口,与集尘管道相接,另一侧安置安全门。抛丸室六个侧壁贴有耐磨衬板,避免室体被钢砂击穿,抛丸室上下左右侧面安置抛丸器,抛丸器安置方式按抛丸器出砂口纵向轴线所在位置。最初为上下左右抛丸器出砂口纵向轴线安置在同一平面内,位于二输送辊中间；之后改为上下抛丸器出砂口纵向轴线安置在同一平面内,左右抛丸器出砂口纵向轴线安置在相邻平面内,相差一个辊距，俗称上下对齐,左右错位,意在板材上下受力均匀,左右错位避免钢砂互相撞击,提高打砂有效力。抛丸器设置方式,根据产品加工工艺要求,也可自行设置。清理室顶面安置吹砂装置,侧面安置吸风口,与集尘管道相接,另一侧安置安全门，室体底面安置向螺旋输送器，室体安全门与

输送辊道、落砂斗的动换向阀等实施安全联锁。也就是说,首先需确认体内处于安全状态，才能关闭室体安全门,然后才能起动输送辊道、落砂斗的气动换向阀。

2.2.2抛丸器

抛丸器主要由传动轴座、壳体、叶轮、叶片、分丸轮、定向套、导入管和耐磨衬板等组成。抛丸器的叶轮一般可分为双叶轮直叶片和单叶轮弯叶片,传动轴座与壳体可相连也可分离。直叶片和弯叶片在于打砂效果有差别,应该说弯叶片优于直叶片,在打出的砂带宽度方向的密度,弯叶片比较均匀集中,而直叶片中间密,边缘稀疏。传动轴座与壳体分离的优于相连的,与壳体相连的钢砂易进入传动轴座的轴承内,导致轴承咬合,故障频发,效率下降。抛丸器内壁贴有耐磨衬板,避免壳体被钢砂击穿,抛丸器导入管通过落砂管与上落砂斗相连接。四个抛丸器进砂量调得恰当,板材在输送过程中不易跑偏,不易变形,也不易卡板,一般情况下抛丸器功率略大于上抛丸器功率。叶轮、叶片、定向套的磨损也会影响打砂量,需及时更换和调整。

3制约抛丸机生产效率的主要因素 3.1抛丸器布置不合理，故障率高

现有抛丸器采用皮带传送方式，转速慢，效率低，皮带易损;皮带为上下安装方式，且均布置在一条直线上，钢丸相互击打，造成能量自耗，钢板经抛丸后表面纵向出现不均匀条形纹;上下面抛打距离远，抛丸效果不理想，达不到Sa2．5级，且位置不统一，造成受力不均衡，上下表面抛丸等级不一致，需要进行2次抛丸，并且抛打薄钢板时易变形。随着使用年限的增加，部分抛丸器的传动机构进入磨损恶化阶段，抛丸时能量自耗大，尤其是下表面抛丸质量无法满足工艺要求，需要2次抛丸的钢板数量逐渐增多。

3.2丸料中灰尘杂质多

丸灰分离系统存在设计缺陷，无法真正实现钢丸、丸渣及灰尘分离。现有装置设计为满幕帘式风选、脉动式卸丸，在生产过程中大量丸灰快速倾泻而下，没有充足的丸灰分离时间和空间。抛丸时，钢丸、丸渣及灰尘混合物高速敲击在钢

板表面，无法一次性有效清理钢板表面的氧化铁皮，成为导致钢板进行2次抛丸的重要原因。

4建议

4.1抛丸机的选用

某些大型储罐普遍采用中厚型钢板，抛丸除锈在储罐施工中生产率高、费用低，可改善周围环境卫生条件，减轻劳动强度，且抛后板面粗糙度均匀，从而增加表面面积，增大油漆的粘附性，延长了油漆的使用时间，增强涂膜的保护作用。抛丸机有卧式和立式之分。卧式是钢板平放，立式是钢板竖立放，通常都是双面同时抛丸。卧式对钢板输送比较方便，生产能力大，采用比较普遍，但占地较大，设备较重；立式需有翻立板机，不适用于立起容易倒下的薄而宽钢板，但占地小，丸落下不用清除，同时存在设备轻、处理能力低、抛丸室狭、维护困难的缺点，所以不建议在储罐防腐施工中采用。以某10万m3的储罐为例，可采用长×宽×高为13000mm×2500mm×529mm，清理室开口尺寸2600mm×625mm，抛丸器数量6个，叶轮直径φ420mm，抛丸量6×250kg/min，电机功率6×15kW规格的辊道式抛丸清理机。

4.2选用多级丸灰分离器

选用1套风选式三级丸灰分离器，分离器内部可以细分为丸料分离器、丸料箱及渣灰箱，将渣灰箱灰口数量由1个增加到2个。当钢丸混合物从螺旋输送机送入风选器进行筛分时，风量增大至3000m3/h，钢丸混合物在分离过程中，较轻的灰尘由除尘系统吸入除尘管，进入一级沉降箱，再落入排灰桶，重量稍大的碎丸及少量可用钢丸落入抛丸室，并进入螺旋输送机回收利用，最后将纯净钢丸送入丸料箱备用。

4.3变形的控制

在钢板板材生产过程中，经常会遇到预制设计对某钢板进行单面防腐的要求。在对板材进行抛丸除锈时，若因为要求单面防腐而只对板材进行单面的抛丸处理，材会因为单面受磨料撞击而使单面表面积增大、温度升高，导致钢板局部波浪变

形，影响工艺安装的施工质量。所以在对板材进行抛丸除锈时，不论设计是否要求双面防腐，都要进行双面抛丸除锈，以使板材两边受力及受热均匀，防止板材变形。

结束语

总而言之，抛丸技术在钢板板材上的应用，需要结合不同板材的特性做出针对性设计，真正实现抛丸工艺在钢材板材行业的高质量、高效使用。抛丸工艺只有对板材整体实现均抛打、精准抛打、高效抛打，才能完美运用到工业行业当中，代替传统化学除锈工艺。高品质、低成本高效率、无污染的抛丸技术必将成为未来板材除锈发展的方向。

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