CN109457205B - 一种带钢镀后空气加湿冷却方法及冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带钢镀后空气加湿冷却方法及冷却系统。通过对空气加湿，利用空气喷嘴将加湿后的湿空气喷至带钢表面对带钢进行冷却降温。其中的加湿过程可保证湿空气中无超限液滴，解决了当前空气冷却的冷却速度慢以及气雾冷却的安全性不易保证，雾化效果难以调节等诸多问题。
Description
技术领域
本发明属于镀锌钢带冷却领域，具体涉及一种镀锌、镀铝锌、锌铝镁钢带镀后的空气加湿冷却方法及冷却系统。
背景技术
镀铝锌和锌铝镁的涂镀近年来得到长足发展，同单一镀锌相比，尤其是镀铝锌机组的涂镀温度上升到了570℃～590℃，这就对冷却速度的要求也提高不少。
镀后冷却通常采用空气冷却器，该冷却方式易受环境温度和气体喷吹速度的影响，考虑液态涂镀层的流平，喷吹速度又会受到限制，因此采用单一的空气冷却器冷却会带来诸多问题，如冷却不均匀，冷却速度慢，无法调节冷却速度等。
气雾冷却可有效提高冷却速度，但由于锌锅位于下部，气雾冷却系统位于锌锅上方，冷却过程中又要保证上部不能有水滴落下来，使得这种冷却方式也存在较多弊病，如设备结构复杂、安全性不易保证，雾化效果难以调节、冷却速度不易控制等。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种带钢镀后空气加湿冷却方法及冷却系统，通过改变冷却方式，解决空气冷却与气雾冷却所存在的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种带钢镀后空气加湿冷却方法，其特征在于：对空气进行加湿，通过空气喷嘴将加湿后形成的湿空气喷至带钢表面。
进一步，将加湿后形成的湿空气进行气水分离，除去湿空气中液滴状水后，再通过空气喷嘴将湿空气喷至带钢表面。
进一步，通过湿空气重力及气流碰撞除实现气水分离。
进一步，通过向空气中喷淋水或水雾对空气进行加湿。
一种适用于上述带钢镀后空气加湿冷却方法的冷却系统，包括空气冷却器，其特征在于：还包括风机、空气输送管道以及空气加湿箱，空气输送管道一端与风机相连，另一端与空气加湿箱的入口端相连通，空气加湿箱的出口端与空气冷却器的入口端相连通。
进一步，还包括水箱、供水管道以及供水泵，水箱通过供水管道与设置在空气加湿箱上的喷嘴相连，供水泵设置在供水管道上。
进一步，空气加湿箱上的喷嘴为雾化喷嘴或水喷嘴，多组喷嘴并列排布在空气加湿箱上且各组喷嘴独立控制。
进一步，空气加湿箱的底部设有集水箱，集水箱通过回水管道与水箱相连。
进一步，还包括气水分离箱，空气加湿箱的出口端与气水分离箱的入口端相连通，气水分离箱的出口端与空气冷却器的入口端相连通。
进一步，气水分离箱为空箱体内设隔板形成，若干个隔板布设成迷宫形式。
本发明的有益效果在于：
(1)采用冷空气加湿加强冷却，利用(空气中)水的汽化热带走一部分带钢热量，冷却系数倍增，从而改善了空气冷却器冷却所存在的冷却速度慢的问题；
(2)湿空气中所含水量不易生成大液滴，通过消除大液滴/超限液滴，可达到无水滴滴入锌锅的目的，提高了系统的安全性；
(3)成组的喷射梁可实现雾化水量的调节，使得空气湿度(即空气中水汽含量)易控，通过调节空气湿度，即可实现对带钢冷却速度的调节，灵活性高；
(4)通过给空气加湿以及进行气水分离，保证了无水滴滴入锌锅，无需设置防水滴低落结构，系统整体组成简单，结构可靠，无泄漏危险且造价低廉。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
本实施例中的带钢镀后空气加湿冷却方法：先对空气进行加湿，后通过空气喷嘴将加湿后形成的湿空气喷至带钢表面。空气加湿得到高湿度空气，将高湿度空气喷至带钢表面：一方面，可利用(空气中)水的汽化热带走一部分带钢热量，从而改善了空气冷却器冷却所存在的冷却速度慢的问题。另一方面，湿空气中所含水量不易生成大液滴，通过消除大液滴/超限液滴，可达到无水滴滴入锌锅的目的；且空气湿度(即空气中水汽含量)易控，通过调节空气湿度，又能实现对带钢冷却速度的调节。因此，该方法同时消除了空气冷却与气雾冷却所存在的主要缺陷。
需要说明的是：该冷却方法中提及的湿空气并非水雾化气雾，此处的湿空气是通过加湿/加湿过程提高了空气中的水汽含量，而雾化则是通过喷嘴或用高速气流使液体(即水)分散成微小液滴的操作；雾化后的气雾因水含量高、雾滴大，无法避免大液滴水的生成，而空气加湿则不存在此问题，故该方法与气雾冷却相比，除去了大液滴，进而消除了水滴滴入锌锅的安全隐患。
作为上述方案的进一步改进，在空气加湿步骤与空气喷嘴喷出湿空气步骤之间，增加气水分离步骤，即不直接将加湿后形成的湿空气送至空气冷却器的空气喷嘴处，而是先对加湿后形成的湿空气进行气水分离，除去湿空气中液滴状水后，再送至空气冷却器中并通过空气喷嘴将湿空气喷至带钢表面。该过程是为过滤掉湿空气在输送过程中可能凝结而成的水滴，保证从空气喷嘴中喷出的是无液滴的湿空气。
本实施例中通过向空气中喷淋水雾对空气进行加湿。当然，还可以通过向空气中加入饱和蒸汽，或是将空气与温度恒定的循环水接触，或是直接向空气喷淋水等。
该带钢镀后空气加湿冷却方法基于空气冷却和气雾冷却之间，采用空气加湿的理念强化带钢冷却，即将普通湿度的冷空气与彻底雾化的水充分混合，形成湿度很大的冷空气，再将高湿度冷空气喷在带钢表面，从而达到强化冷却带钢的效果，同时又没有水滴产生；不仅能有效地利用水的汽化热带走带钢热量，同时不会产生水滴滴入锌锅，还可以通过调节雾化水量的大小实现其冷却速度的调整，而喷吹冷却的气流速度则完成对板面质量的控制。
一种适用于带钢镀后空气加湿冷却方法的冷却系统，包括空气冷却器10，还包括风机1、空气输送管道2以及空气加湿箱7，空气输送管道2一端与风机1相连，另一端与空气加湿箱7的入口端相连通，空气加湿箱7的出口端与空气冷却器10的入口端相连通。
具体的，风机1提高空气压力并向空气输送管道2中排送空气，空气加湿箱7对空气输送管道2送来的空气进行加湿，以得到高湿度空气，将高湿度空气送至空气冷却器10中，通过空气冷却器10出口处的空气喷嘴11喷出，即可利用高湿度空气对带钢进行冷却降温。此处利用空气冷却器10出口处的空气喷嘴11喷出水汽含量较高的湿空气，而非直接喷出雾状水，消除了雾化喷嘴在雾化过程中无法避免的大液滴问题。
空气加湿箱7对空气进行加湿的步骤位于空气喷嘴11喷出湿空气的前一步骤，故在结构设置上，应保证空气先进入空气加湿箱7加湿，加湿后所得的高湿度空气后经过空气喷嘴11。根据布设需要，空气加湿箱7可独立设置在空气冷却器10外部，此时，空气加湿箱7的出口端与空气冷却器10的入口端相连通，进入空气冷却器10内的高湿度空气再从出口处的空气喷嘴11喷出；空气加湿箱7也可设置在空气冷却器10中，需要注意的是，此时空气加湿箱7不和空气冷却器10出口处的空气喷嘴发生直接联系，即空气加湿箱7应为独立空间，加湿后的湿空气再由管路送至空气喷嘴处，要保证气体流经路线是先加湿，后湿空气喷出。
作为上述方案的进一步改进，还包括水箱3、供水管道5以及供水泵4，水箱3通过供水管道5与设置在空气加湿箱7上的喷嘴相连，供水泵4设置在供水管道5上。本实施例中的空气加湿箱7上的喷嘴为雾化喷嘴9，多组雾化喷嘴9安装在喷射梁8上，以成组形式并列排布，喷射梁8安装在空气加湿箱7内。水箱3向雾化喷嘴9供水，各喷射梁可单独控制，以实现对空气加湿程度的调节。空气加湿箱7上的喷嘴也可为水喷头等其他形式。
作为上述方案的进一步改进，空气加湿箱7的底部设有集水箱12，集水箱12通过回水管道13与水箱3相连。空气加湿箱7对空气进行加湿时所生成的水滴汇集到集水箱12中，后通过回水管道13送回至水箱中，实现水的循环利用。空气加湿箱7设置在空气冷却器10中时，集水箱12也可设在空气冷却器10里面，但集水箱12仅与空气加湿箱7相连通，与空气冷却器10出口处的空气喷嘴11隔离开来。
作为上述方案的进一步改进，还包括气水分离箱6，空气加湿箱7的出口端与气水分离箱6的入口端相连通，气水分离箱6的出口端与空气冷却器10的入口端相连通。此处的气水分离箱6为钢结构焊接的箱体，内部布置有呈气流迷宫形式的隔板，通过碰撞和重力的原理进行气水分离，以达到隔断液态水进入空气冷却器10的目的。
该冷却系统的工作流程为：首先冷却空气由风机1提供进入空气输送管道2，加湿用水由水箱提供，流经供水泵4时由供水泵提供稳定的压力和流量，加湿用水经喷射梁8后由雾化喷嘴喷入空气加湿箱7内，雾化喷嘴喷出的雾化水雾在空气加湿箱7内与干燥冷空气充分混合，形成湿度很高的加湿空气。混合后的加湿冷空气进入气水分离箱6，将形成的较大液滴与湿冷空气分离，保证湿冷空气中不含超限液滴。经分离后的不含超限液滴的湿冷空气进入空气冷却器10，经空气喷嘴11喷射到带钢表面。冷凝水、未雾化好的水进入集水箱12经回水管道13排回水箱。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种带钢镀后空气加湿冷却方法，其特征在于：通过加湿过程提高空气中的水汽含量以得到高湿度空气，将高湿度空气进行气水分离以除去湿空气中液滴状水后，再通过空气喷嘴将湿空气喷至带钢表面。
2.根据权利要求1所述的带钢镀后空气加湿冷却方法，其特征在于：通过湿空气重力及气流碰撞除实现气水分离。
3.根据权利要求1～2任一所述的带钢镀后空气加湿冷却方法，其特征在于：通过向空气中喷淋水或水雾对空气进行加湿。
4.一种适用于如权利要求3所述的带钢镀后空气加湿冷却方法的冷却系统，包括空气冷却器，其特征在于：还包括风机、空气输送管道以及空气加湿箱，空气输送管道一端与风机相连，另一端与空气加湿箱的入口端相连通，空气加湿箱的出口端与空气冷却器的入口端相连通；
还包括水箱、供水管道以及供水泵，水箱通过供水管道与设置在空气加湿箱上的喷嘴相连，供水泵设置在供水管道上；
还包括气水分离箱，空气加湿箱的出口端与气水分离箱的入口端相连通，气水分离箱的出口端与空气冷却器的入口端相连通。
5.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于：空气加湿箱上的喷嘴为雾化喷嘴或水喷嘴，多组喷嘴并列排布在空气加湿箱上且各组喷嘴独立控制。
6.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于：空气加湿箱的底部设有集水箱，集水箱通过回水管道与水箱相连。
7.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于：气水分离箱为空箱体内设隔板形成，若干个隔板布设成迷宫形式。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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