CN110042336A - 热镀锌炉鼻子氮气增湿装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，可以实现炉鼻子内均匀、稳定地根据工艺需要的增湿程度进行增湿，并能防止增湿气体结露对炉鼻子增湿的影响，通过配备两个水槽，一个水槽内配备两个气水换热器，实现干气体非接触水进行预热，另一个水槽用于湿气体管路气体增湿，然后干湿气体混合后进入炉鼻子进行炉鼻子增湿，且这两个水槽在液面下和液面上同时进行连通，两个水槽内分别设置加热器，实现两个水槽水温的自动控制。

Description

热镀锌炉鼻子氮气增湿装置
技术领域
本发明涉及热镀锌炉鼻子气氛控制设备，更具体地说，涉及一种热镀锌炉鼻子氮气增湿装置。
背景技术
如图1所示，带钢连续热镀锌机组退火后的带钢11经过炉鼻子12沉浸到锌锅13内进行热镀锌，带钢11经沉没辊14转向后向上运行，先经气刀15喷吹控制镀层厚度和均匀性，然后经镀后上行冷却段16进行冷却，再经1#顶辊17和2#顶辊18转向后向下运行，经镀后下行冷却段19再次冷却，最后进入最终水冷槽20进行水冷。炉鼻子12沉浸在锌锅13的锌液中，炉鼻子12内的高温锌液挥发出来的锌蒸气在炉鼻子12内积聚，遇冷后，锌及其氧化物(该氧化物由锌与炉鼻子气氛内的残氧或水发生化学反应生成)冷凝，该冷凝物统称为锌灰，锌灰部分粘附到炉鼻子12的内表面，部分随着保护气体流到炉子内，部分粘附到带钢表面或者飘落到炉鼻子锌液表面，很容易形成所谓的锌灰缺陷，当锌灰积聚量大时，很容易脱落，严重时会造成露铁缺陷。为了抑制炉鼻子12内锌液挥发，通常要对炉鼻子进行增湿，在锌液表面形成一层薄薄的氧化膜，抑制锌液的挥发。本专利所涉及的热镀锌机组炉鼻子气体增湿装置，就是用于抑制炉鼻子12内锌液挥发的装置。
中国专利CN201020538564.8公开的传统的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置如图2所示，其只有一个密闭增湿槽21，增湿来源气体管道22内的气体进入密闭增湿槽21增湿后，经由增湿气体管道23与干气体管道24内的干气体混合后，经由混合气体管道25直接通入炉鼻子12内进行增湿。
而中国专利CN201520676152.3和CN201510554144.6公开的干湿气混合增湿装置，也只有一个增湿水箱(相当于增湿槽罐21)，干气体与湿气体混合后经由混合气体管道直接通入炉鼻子内进行增湿。
上述现有技术存在的不足：对于传统的炉鼻子氮气增湿装置，干气体温度不受控，特别是气物低的时候，温度低的干气体与从被加热(通常温度控制在30℃以上)增湿槽罐21内出来的高温湿气体混合后会产生结露，不仅影响增湿效果，而且结露的水滴还可能被气体吹入到炉鼻子内，造成带钢表面氧化，影响带钢的浸润性，在带钢表面产生微观漏镀或者色差缺陷，对于合金化热镀锌产品，还会引起合金化斑迹缺陷。对于专利CN201020538564.8等专利公开的传统的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其气体流量计内结露的水还会影响气体流量的测量结果，造成增湿气体流量不能精确控制。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，来解决原激光对接焊机在焊接板型差的带钢即带钢板型出现波浪、翘起、下抠等不理想的情况时，无法有效矫平带钢板型，导致焊缝出现高度差、气孔等质量缺陷问题。
一种热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，包括干气体管道、增湿来源气体管道、密闭预热水槽、密闭增湿槽、干湿气体混合罐，密闭预热水槽内注水，水中设有第一、二气水换热器，底部还设有加热器，干气体管道和增湿来源气体管道分别与第一、二气水换热器连通进行供氮，第一气水换热器出口连通至干湿气体混合罐，密闭增湿槽内注水，水中设有散气装置，底部也设有加热器，第二气水换热器出口连通至密闭增湿槽的散气装置，密闭增湿槽出口通过增湿气体管道连通至干湿气体混合罐，干湿气体混合罐另一端通过混合气体管道向炉鼻子供氮气增湿。
所述的密闭预热水槽与密闭增湿水槽在液面下和液面上分别采用一连通管相连通。
所述的密闭预热水槽还设有补水管道，补水管道上设有补水阀，补水管道一端通过一手动分支管道和一自动分支管道分别连通至密闭增湿水槽，密闭增湿水槽内设有与自动分支管道对应的浮球阀，手动分支管道上设有手动截止阀。
所述的密闭预热水槽底部还设有排水管道和排水阀，密闭预热水槽顶部还设有手工放散阀和安全泄压阀。
所述的密闭预热水槽和密闭增湿槽分别还配有用以控制加热器的温度计和温度控制器。
所述的第一气水换热器出口与干湿气体混合罐、第二气水换热器出口与密闭增湿槽之间的管路上分别设有机械式浮子流量计。
所述的第一气水换热器出口与干湿气体混合罐之间的管路、增湿气体管道、混合气体管道和干湿气体混合罐均设有电阻加热带和外保温层。
所述的密闭增湿槽设有液位计，密闭增湿槽底部还设有排水管道和排水阀。
所述的增湿气体管道一端伸入至干湿气体混合罐内部。
所述的干湿气体混合罐底部还设有排水管道和排水阀。
还包括一端接至供氮总管另一端分别与干气体管道、增湿来源气体管道连通的接氮管，接氮管上设有氮气TOP阀、一级减压阀、压力计。
所述的干气体管道和增湿来源气体管道上均依次设有手动调节阀、二级减压阀、压力计和配有电子流量计的电磁控制阀。
所述的炉鼻子内设有炉鼻子露点计，并通过露点控制器控制电磁控制阀。
采用了本发明的技术方案，该热镀锌炉鼻子氮气增湿装置具有以下几个优点：
1、增湿气体的结露发生量很少；
2、有效地减少了增湿气体结露对产品质量的影响，特别是对高强钢产品，可以减少微观漏镀缺陷，对于合金化热镀锌产品，可以减少合金化斑迹缺陷；
3、完全避免了增湿气体结露对增湿气体流量测量的影响。
附图说明
在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1为热镀锌机组的原理示意图；
图2为现有的炉鼻子增湿装置简图；
图3为本发明的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
本发明的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置如图3所示，其采用氮气进行增湿，通过接氮管1从氮气总管接入氮气，经氮气TOP阀81后，先经一级减压阀82、若干压力计72等进行第一次减压，然后分成两路，一路为增湿来源气体管道22，另一路为干气体管道24，两路管道都先设置手动调节阀83，然后设置二级减压阀84、电磁控制阀42和电子流量计43，生产中可以根据电子流量计43的测量结果远程调节电磁控制阀42的开度，实现增湿干氮气和增湿湿氮气的流量调节。增湿来源气体管道22连通密闭预热水槽28内的第二气水换热器61b。密闭预热水槽28内注水并设置有加热器29和测温计30，且配备有温度控制器31，实现密闭预热水槽28内水温按设定温度自动控制。密闭预热水槽28连通有补水管道32，补水管道32上设置有补水阀33，且补水管道32与密闭预热水槽28连通时还分成两路，一路为自动分支管道52a，一路为手动分支管道52b，在密闭预热水槽28内设置浮球阀53，在浮球阀53的作用下，当液位低时，浮球阀53会控制自动分支管道52a自动打开补水，当液位高时，浮球阀53会自动关闭，从而实现水槽内液位的自动控制，手动分支管道52b上设置手工截止阀54，平时此手工截止阀54常闭，当浮球阀故障时，可以打开此手工截止阀54进行人工补水。在密闭预热水槽28的最下端设置排水管道47和排水阀48，用于手工排水。增湿来源氮气经第二气水换热器61b被加热后从密闭预热水槽28出来，此过程中氮气与水不直接接触，仅进行热量交换，然后先经过机械式浮子流量计41再通入到密闭增湿槽21，这样，可以避免增湿水结露对机械式浮子流量计41测量产生影响。密闭增湿槽21设置有两个连通管51与密闭预热水槽28连通，且一个连通管51位于液面下，另一个连通管51位于液面上。密闭增湿槽21设置有可视的液位计34，其内部同样设置有加热器29和测温计30，并配备有温度控制器31，实现密闭增湿槽21内水温按设定温度自动控制。同样，在密闭增湿槽21的最下端设置排水管道47和排水阀48，用于手工排水。另外，密闭增湿槽21内还设置有散气装置88，增湿氮气通过增湿来源气体管道22通入到散气装置88，从散气装置88内均匀、分散的溢出，从而可以提高氮气的增湿效果。增湿氮气从密闭增湿槽21水里出来后，带有水气的氮气经过增湿气体管道23通入到干湿气体混合罐46，设计时，增湿气体管道23经气体截止阀85伸入到干湿气体混合罐46内部，可避免增湿气体结露水通过增湿气体管道23回流，而干湿气体混合罐46的最下端设置排水管道47和排水阀48，用于增湿气体结露时手工排水。干气体管道24连通到密闭预热水槽28内的第一气水换热器61a，同样进行换热加温后从密闭预热水槽28出来，此过程中氮气也与水不直接接触，仅进行热量交换，然后先经过机械式浮子流量计41再通入到干湿气体混合罐46内进行混合，避免干氮气温度过低，与增湿氮气混合时造成结露，影响增湿效果。混合后的氮气从干湿气体混合罐46出来，从混合气体管道25经过单向阀49通入到炉鼻子12内进行增湿。混合气体管道25从最高点到炉鼻子12按从高到低布置，避免任何U型管道结构，避免混合气体管道25内积水，另外，在单向阀49后也设置排水管道47和排水阀48，用于管道积水排放和混合气体管道25的堵塞吹扫。为了进一步减少结露，从密闭预热水槽28至干湿气体混合罐的管道、增湿气体管道23、混合气体管道25和干湿气体混合罐46都设置电阻加热带62和外保温层。另外，在密闭预热水槽28顶部还设置了手工放散阀86，用于密闭预热水槽28和密闭增湿槽21的吹扫，同时还设置了一个安全泄压阀87，当密闭预热水槽28和密闭增湿槽21内压力过高时进行自动泄压。在炉鼻子处配备了炉鼻子露点计44，用于测量炉鼻子内的露点。同时还配备了露点控制器45，该露点控制器45可以根据炉鼻子露点计44的测量结果和露点设定目标值，通过调节增湿气体管道22上电磁控制阀42的开度实现炉鼻子露点按设定值自动控制。即本实施例的炉鼻子气体增湿装置，具有炉鼻子露点的反馈自动控制和增湿氮气与干氮气流量自动控制两种不同的控制模式。
综上所述，采用本发明的技术方案可靠，具有非常好的实用性，并取得了很好的效果。而且，近年来热镀锌和合金化热镀锌高强钢需求持续增长，而随着产品质量要求的提高，锌灰、微观漏镀、合金化斑迹这些缺陷需要重点解决，而本发明恰恰是解决这些缺陷的得力装置。因此，本发明无论是在现有还是新建热镀锌生产线上都具有良好的应用前景。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的说明书仅是本发明众多实施例中的一种或几种实施方式，而并非用对本发明的限定。任何对于以上所述实施例的均等变化、变型以及等同替代等技术方案，只要符合本发明的实质精神范围，都将落在本发明的权利要求书所保护的范围内。

Claims (13)

1.一种热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于，包括干气体管道、增湿来源气体管道、密闭预热水槽、密闭增湿槽、干湿气体混合罐，密闭预热水槽内注水，水中设有第一、二气水换热器，底部还设有加热器，干气体管道和增湿来源气体管道分别与第一、二气水换热器连通进行供氮，第一气水换热器出口连通至干湿气体混合罐，密闭增湿槽内注水，水中设有散气装置，底部也设有加热器，第二气水换热器出口连通至密闭增湿槽的散气装置，密闭增湿槽出口通过增湿气体管道连通至干湿气体混合罐，干湿气体混合罐另一端通过混合气体管道向炉鼻子供氮气增湿。
2.如权利要求1所述的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于：所述的密闭预热水槽与密闭增湿水槽在液面下和液面上分别采用一连通管相连通。
3.如权利要求1所述的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于：所述的密闭预热水槽还设有补水管道，补水管道上设有补水阀，补水管道一端通过一手动分支管道和一自动分支管道分别连通至密闭增湿水槽，密闭增湿水槽内设有与自动分支管道对应的浮球阀，手动分支管道上设有手动截止阀。
4.如权利要求1所述的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于：所述的密闭预热水槽底部还设有排水管道和排水阀，密闭预热水槽顶部还设有手工放散阀和安全泄压阀。
5.如权利要求1所述的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于：所述的密闭预热水槽和密闭增湿槽分别还配有用以控制加热器的温度计和温度控制器。
6.如权利要求1所述的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于：所述的第一气水换热器出口与干湿气体混合罐、第二气水换热器出口与密闭增湿槽之间的管路上分别设有机械式浮子流量计。
7.如权利要求1所述的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于：所述的第一气水换热器出口与干湿气体混合罐之间的管路、增湿气体管道、混合气体管道和干湿气体混合罐均设有电阻加热带和外保温层。
8.如权利要求1所述的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于：所述的密闭增湿槽设有液位计，密闭增湿槽底部还设有排水管道和排水阀。
9.如权利要求1所述的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于：所述的增湿气体管道一端伸入至干湿气体混合罐内部。
10.如权利要求1所述的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于：所述的干湿气体混合罐底部还设有排水管道和排水阀。
11.如权利要求1所述的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于：还包括一端接至供氮总管另一端分别与干气体管道、增湿来源气体管道连通的接氮管，接氮管上设有氮气TOP阀、一级减压阀、压力计。
12.如权利要求1所述的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于：所述的干气体管道和增湿来源气体管道上均依次设有手动调节阀、二级减压阀、压力计和配有电子流量计的电磁控制阀。
13.如权利要求12所述的热镀锌炉鼻子氮气增湿装置，其特征在于：所述的炉鼻子内设有炉鼻子露点计，并通过露点控制器控制电磁控制阀。
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