CN101876003A - 带钢气雾冷却设备底部密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带钢气雾冷却设备底部密封装置，包括气刀(1)、气刀筒体(2)、进气口(3)、拉伸机构(4)、带钢入口(5)、集水槽(7)和挡水板(8)，所述的集水槽(7)为方环形槽，由斜底板(70)、排水口(71)、内侧方形板(72)、外侧板(73)、底板(74)和内侧弧形板(75)构成；所述的气刀(1)的喷口为环形喷口，由上喷气口(11)、下喷气口(12)、下弧形喷气口(13)、侧喷气口(14)和上弧形喷气口(15)构成。本发明密封效果好，设备简单，工作稳定，减少了设备的维护作业量，在镀后气雾快速冷却领域具有广阔的推广价值，可用于热镀锌、热镀铝锌、锌层合金化生产线，同时也适用于其它需要气雾冷却的场合。

Description

带钢气雾冷却设备底部密封装置

技术领域

本发明属于带钢冷却技术领域，尤其涉及一种带钢气雾冷却设备部件。

背景技术

带钢热镀锌(热镀铝锌)镀后冷却一般采用喷气冷却，因冷却速度较低，冷却时间较长，为确保镀锌后带钢完全冷却，冷却塔高度很高，会加剧带钢不稳定性和镀层质量不均，同时机组速度也难以提高。近年来，为满足镀层热处理钢板和厚规格钢板镀后冷却的要求，一种可显著降低冷却段长度，同时还能提高带钢质量的以两相流为介质的冷却技术-气雾冷却技术开始应用于生产厚规格和高强度带钢。气雾冷却是采用水滴和气体混合物直接喷射到带钢表面以较快冷却速率冷却带钢且终点温度可控的技术。其具有换热系数高，冷却速度可控，带钢板形良好等优点。

如图1所示，在连续生产中，带钢5’在冷却塔1’内一般都是自下而上运行，在冷却塔1’的下部设有冷却塔带钢入口3’。为了防止带钢划伤和撞击，带钢5’与冷却塔带钢入口3’的四周边缘留有约50～200mm左右的间隙。气雾冷却工艺是利用水气喷嘴2’采用水滴和气体混合物形成的气雾对带钢5’进行冷却，但气雾冷却过程中，气雾会遇冷凝结，并且会在冷却塔1’内形成一定数量的冷凝水，冷凝水会沿着带钢5’和冷却塔1’内壁往下流，或直接往下落。沿冷却塔1’内壁往下流的那一部分冷凝水会经冷却塔1’下部的冷却塔集水槽7’和冷却塔排水管8’回流到循环水箱中；但沿着带钢5’往下流或直接往下落的冷凝水，如果不在冷却塔带钢入口3’采取水密封措施的话，冷凝水就会往下流，影响到冷却塔1’下面其它设备的正常运行，而且冷凝水最终会流到冷却塔1’下面的锌锅6’内，冷凝水与锌液相遇，会导致水花和锌液飞溅，甚至会引起锌锅6’爆炸。因此，为了防止事故的发生，必须在带钢入口设置密封装置4’。

图2、3、4为现有气雾冷却塔底部密封装置示意图，主要由气刀1、气刀筒体2、进气口3、带钢入口5、遮水板6、集水槽7和挡水板8构成。采用气刀1、挡水板8和遮水板6等部件对冷却塔带钢入口3’处进行密封。两个气刀1对称放置在带钢入口5上部，呈轴线水平放置，可沿圆周方向旋转一定角度。气刀1的喷气口为一长条形狭缝，运行(合上)状态时，喷气口横截面跟水平面呈20～30°往上朝向带钢。遮水板6设置在带钢5’宽度方向边部外、气刀1的下面、集水槽7的上方，其位置可根据运行带钢5’的宽度通过机械方式横向移动，使距带钢5’边部保持约50～200mm，用于遮挡端部落下的冷凝水。气刀1上的挡水板8用于阻挡落在气刀1上的冷凝水，防止流向气刀1。集水槽7用于收集从遮水板6、气刀筒体2及其它位置滴落的冷凝水，并从集水槽排出口流出。密封装置的作用原理是：用一定压力风机(约6～7kpa)把空气从进气口3送入气刀筒体2，空气从气刀1的喷气口高速往带钢5’方向喷出，气流在带钢5’的两侧形成一层隔水气帘，阻止冷凝水落到带钢入口5区域内，从而达到密封的目的。

在实际使用中，由于遮水板的移动装置故障频出，遮水板只固定于一个位置，成了一个摆设，隔水作用不大。另外，现有的气雾冷却密封装置的气刀喷气口为一长条形狭缝，可以隔离从上部落下的冷凝水，但不能隔离从带钢两个边部落下的冷凝水。边部虽然有遮水板可隔离部分冷凝水，但由于遮水板与气刀之间留有一定的间隙，而且空气从喷气口高速喷出时，会产生射流效应，在气刀周围形成负压，有一部分冷凝水和水汽会因此从气刀下方和带钢边部抽吸至气刀下面，并从带钢入口落到下面的锌锅内，造成安全事故。也正是由于这个原因现有的气雾冷却装置不是直接设置在锌锅上方，而是要隔着其它如气冷或再加热等装置，与气冷或再加热装置配合使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带钢气雾冷却设备底部密封装置，以解决现有技术中的密封效果不好，气雾冷却装置和锌锅之间还需要增加气冷或再加热装置的缺陷。

一种带钢气雾冷却设备底部密封装置，包括气刀、气刀筒体、进气口、带钢入口、集水槽和挡水板，所述的集水槽为方环形槽，由斜底板、排水口、内侧方形板、外侧板、底板和内侧弧形板构成，集水槽中间为一对内侧方形板和一对内侧弧形板围成内圈方形槽，内圈方形槽正对带钢入口，带钢通过带钢入口时宽面朝向内内侧方形板，侧边朝向内侧弧形板，所述的内圈方形槽通过斜底板架在底板上，所述的排水口开在斜底板与外侧板之间的底板上；

所述的气刀的喷口为环形喷口，气刀喷口由上喷气口、下喷气口、下弧形喷气口、侧喷气口和上弧形喷气口构成，上喷气口和侧喷气口之间的过渡位置为上弧形喷气口，下喷气口和侧喷气口之间的过渡位置为下弧形喷气口。

所述的气刀(1)的喷口和集水槽(7)的关系有，以集水槽的底板为基准面，气刀工作状态下，上喷气口中心线高度为H；下弧形喷气口中心线高度为H₁；集水槽内侧方形板的高度为H₂；集水槽内侧弧形板的高度为H₃，它们之间关系有：H≥H₃≥H₂≥H₁；上喷气口往上跟水平面呈θ₁角度，15°≤θ₁≤35°，下喷气口往下跟水平面呈θ₂角度，0°≤θ₂≤90°，侧喷气口的端面为从靠近带钢侧逐步向气刀筒体侧过渡的弯曲面，其沿长度方向的截面跟气刀筒体横截面平行；上喷气口与带钢厚度中心的间距T小于内侧方形板与带钢厚度中心的间距T₁；两边侧喷气口的中心线距离W₁大于内侧弧形板的中心线距离W₂。

所述的下弧形喷气口的弧形半径R₁和上弧形喷气口的弧形半径R₂分别为5mm≤R₁≤50mm，5mm≤R₂≤50mm。

所述的内侧方形板和内侧弧形板之间通过圆角过渡，过渡圆半径R₃为200mm≥R₃≥5mm。

所述的斜底板跟内侧方形板和内侧弧形板之间的角度θ₃为90°≤θ₃≤150°。

所述上喷气口(11)与带钢厚度中心的间距T为100mm≤T≤200mm，所述内侧方形板(72)与带钢厚度中心的间距T₁为100mm≤T₁≤200mm，T＜T₁。

所述内侧弧形板和带钢侧边的间距W为50mm≤W≤400mm。

所述的气刀筒体上装有拉伸机构。

本发明的环形喷气口和方环形集水槽，一方面可阻止喷气口上方的冷凝水和水汽落到带钢入口区域内，从而达到密封的目的，另一方面可阻止冷凝水和水汽从气刀下方和带钢边部被负压抽吸至气刀下方的带钢入口，密封效果好，能达到安全生产的目的，并且取消了遮水板及移动机构，设备简单，工作稳定，提高了设备运行可靠性，减少了设备的维护作业量；在镀后气雾快速冷却领域具有广阔的推广价值，可用于热镀锌、热镀铝锌、锌层合金化生产线，同时也适用于其它需要气雾冷却的场合。

附图说明

图1为气雾冷却塔结构示意图；

图2为现有气雾冷却塔底部的密封装置结构示意图的主视图；

图3为现有气雾冷却塔底部的密封装置结构示意图的侧视图；

图4为现有气雾冷却塔底部的密封装置结构示意图的俯视图；

图5为本发明结构示意图的主视图；

图6为本发明结构示意图的俯视图；

图7为气刀部分的局部放大图；

图8为气刀的环形喷口的示意图；

图9为气刀的立体结构示意图。

图中：1-气刀、2-气刀筒体、3-进气口、4-拉伸机构、5-带钢入口、6-遮水板、7-集水槽、8-挡水板、11-上喷气口、12-下喷气口、13-下弧形喷气口、14-侧喷气口、15-上弧形喷气口、70-斜底板、71-排水口、72-内侧方形板、73-外侧板、74-底板、75-内侧弧形板；1’-冷却塔、2’-水气喷嘴、3’-冷却塔带钢入口、4’-密封装置、5’-带钢、6’-锌锅、7’-冷却塔集水槽、8’-冷却塔排水管。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图5、6、7所示，一种带钢气雾冷却设备底部密封装置，包括气刀1、气刀筒体2、进气口3、拉伸机构4、带钢入口5、集水槽7和挡水板8，所述的拉伸机构4装在气刀筒体2上，所述的集水槽7为方环形槽，由斜底板70、排水口71、内侧方形板72、外侧板73、底板74和内侧弧形板75构成，集水槽7中间为一对内侧方形板72和一对内侧弧形板75围成内圈方形槽，内圈方形槽正对带钢入口5，带钢5’通过带钢入口5时宽面朝向内内侧方形板72，侧边朝向内侧弧形板75，所述的内圈方形槽通过斜底板70架在底板74上，所述的斜底板70跟内侧方形板72和内侧弧形板75之间的角度θ₃为90°≤θ₃≤150°；所述的排水口71开在斜底板70与外侧板73之间的底板74上，所述的内侧方形板72和内侧弧形板75之间通过圆角过渡，过渡圆半径R₃为200mm≥R₃≥5mm。

如图8、9所示，所述的气刀1的喷口为环形喷口，气刀1喷口由上喷气口11、下喷气口12、下弧形喷气口13、侧喷气口14和上弧形喷气口15构成，上喷气口11和侧喷气口14之间的过渡位置为上弧形喷气口15，下喷气口12和侧喷气口14之间的过渡位置为下弧形喷气口13；所述的下弧形喷气口13的弧形半径R₁和上弧形喷气口15的弧形半径R₂分别为5mm≤R₁≤50mm，5mm≤R₂≤50mm。

以集水槽7的底板74为基准面，气刀工作状态下，上喷气口11中心线高度为H；下弧形喷气口13中心线高度为H₁；集水槽内侧方形板72的高度为H₂；集水槽内侧弧形板75的高度为H₃，它们之间关系有：H≥H₃≥H₂≥H₁；上喷气口11往上跟水平面呈θ₁角度，15°≤θ₁≤35°，下喷气口12往下跟水平面呈θ₂角度，0°≤θ₂≤90°，侧喷气口的端面为从靠近带钢侧逐步向气刀筒体侧过渡的弯曲面，其沿长度方向的截面跟气刀筒体横截面平行；上喷气口11与带钢厚度中心的间距T和内侧方形板72与带钢厚度中心的间距T₁的关系为100mm≤T≤200mm，100mm≤T₁≤200mm，T＜T₁；两边侧喷气口15的中心线距离W₁大于内侧弧形板75的中心线距离W₂，且内侧弧形板75和带钢侧边的间距W为50mm≤W≤400mm。

气体从进气口3进入后，经气刀筒体2稳压后由气刀1的环形喷口喷出，上喷气口11和下喷气口12形成的气帘分别用于隔离气刀上方落下的水和气刀下方负压吸入或飞溅的水汽，侧喷气口14用于隔离气刀1端面负压吸入或飞溅的水汽；下弧形喷气口13和上弧形喷气15分别用于隔离气刀1上喷气口11和下喷气口12跟侧喷气口14之间的过渡位置由于负压吸入或飞溅的水汽，此种环形喷口喷出的气体形成环形隔水气帘，将气刀1下方的矩形带钢入口5罩在环形气帘之内，而将水汽和冷凝水隔离在环形气帘之外，冷凝水落到集水槽7，并从集水槽7的排水口71排出，需要维护和修理时，由拉伸机构4拉动气刀筒体2向外旋转。

Claims (8)

1.一种带钢气雾冷却设备底部密封装置，包括气刀(1)、气刀筒体(2)、进气口(3)、带钢入口(5)、集水槽(7)和挡水板(8)，其特征是：所述的集水槽(7)为方环形槽，集水槽(7)由斜底板(70)、排水口(71)、内侧方形板(72)、外侧板(73)、底板(74)和内侧弧形板(75)构成，集水槽(7)中间为一对内侧方形板(72)和一对内侧弧形板(75)围成内圈方形槽，内圈方形槽正对带钢入口(5)，带钢(5’)通过带钢入口(5)时宽面朝向内侧方形板(72)，侧边朝向内侧弧形板(75)，所述的内圈方形槽通过斜底板(70)架在底板(74)上，所述的排水口(71)开在斜底板(70)与外侧板(73)之间的底板(74)上；

所述的气刀(1)的喷口为环形喷口，气刀(1)喷口由上喷气口(11)、下喷气口(12)、下弧形喷气口(13)、侧喷气口(14)和上弧形喷气口(15)构成，上喷气口(11)和侧喷气口(14)之间的过渡位置为上弧形喷气口(15)，下喷气口(12)和侧喷气口(14)之间的过渡位置为下弧形喷气口(13)。

2.如权利要求1所述的带钢气雾冷却设备底部密封装置，其特征是：所述的气刀(1)的喷口和集水槽(7)的关系有，以集水槽(7)的底板(74)为基准面，气刀工作状态下，上喷气口(11)中心线高度为H；下弧形喷气口(13)中心线高度为H₁；集水槽内侧方形板(72)的高度为H₂；集水槽内侧弧形板(75)的高度为H₃，它们之间关系有：H≥H₃≥H₂≥H₁；上喷气口(11)往上跟水平面呈θ₁角度，15°≤θ₁≤35°，下喷气口(12)往下跟水平面呈θ₂角度，0°≤θ₂≤90°；侧喷气口(14)的端面为从靠近带钢侧逐步向气刀筒体侧过渡的弯曲面，其沿长度方向的截面跟气刀筒体横截面平行；上喷气口(11)与带钢厚度中心的间距T小于内侧方形板(72)与带钢厚度中心的间距T₁；两边侧喷气口(14)的中心线距离W₁大于内侧弧形板(75)的中心线距离W₂。

3.如权利要求1或2所述的带钢气雾冷却设备底部密封装置，其特征是：所述的下弧形喷气口(13)的弧形半径R₁和上弧形喷气口(15)的弧形半径R₂分别为5mm≤R₁≤50mm，5mm≤R₂≤50mm。

4.如权利要求1或2所述的带钢气雾冷却设备底部密封装置，其特征是：所述的内侧方形板(72)和内侧弧形板(75)之间通过圆角过渡，过渡圆半径R₃为200mm≥R₃≥5mm。

5.如权利要求1或2所述的带钢气雾冷却设备底部密封装置，其特征是：所述的斜底板(70)跟内侧方形板(72)和内侧弧形板(75)之间的角度θ₃为90°≤θ₃≤150°。

6.如权利要求1或2所述的带钢气雾冷却设备底部密封装置，其特征是：所述上喷气口(11)与带钢厚度中心的间距T为100mm≤T≤200mm，所述内侧方形板(72)与带钢厚度中心的间距T₁为100mm≤T₁≤200mm，T＜T₁。

7.如权利要求1或2所述的带钢气雾冷却设备底部密封装置，其特征是：所述内侧弧形板(75)和带钢侧边的间距W为50mm≤W≤400mm。

8.如权利要求1或2所述的带钢气雾冷却设备底部密封装置，其特征是：所述的气刀筒体(2)上装有拉伸机构(4)。

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