CN110358999B - 一种具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子，包括炉鼻子本体、设于炉箅子本体下部的加热保温系统、设于炉鼻子本体上部的喷吹系统，以及放散系统；所述喷吹系统包括与N2供应管道连通的喷吹管及设于喷吹管端部的喷射头，喷射头伸入炉鼻子本体内部且沿其内壁周向布置，喷射头的喷吹方向沿炉鼻子本体的轴线方向向下；所述放散系统包括设于加热保温系统与喷射头之间的炉鼻子本体上的放散引出管，放散引出管与炉鼻子本体的内部连通。本发明的有益效果为：本发明设计喷吹系统并配置放散系统，可定期对炉鼻子本体内壁进行吹扫和放散作业，积累在内壁的锌灰可以通过放散引出管和过渡料的方式带走，有效减少炉鼻子内部上表面锌灰的富集。

Description

一种具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子
技术领域
本发明涉及带钢连续热镀锌技术领域，具体涉及一种具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子。
背景技术
近些年，随着热镀锌板越来越多地进入高档家电板及汽车板市场，客户对热镀锌板产品质量的要求也进一步提高。反过来，镀锌产品的表面质量同样影响和制约热镀锌企业发展；锌灰、锌渣缺陷共同制约着热镀锌机组的产品质量。
带钢在进入锌锅前需要经过退火炉，由于炉鼻子区域的锌液面不断挥发锌蒸气，锌蒸气在炉内较冷的区域凝结(炉鼻子、冷却风箱)，随着时间延长锌尘逐渐长大。如不及时进行在线处理，在振动、气流等不稳定因素的影响下，逐渐长大的锌尘在自身重量的作用下松动掉落在带钢表面，锌尘附着在带钢表面形成合金层，某区域的带钢表面和锌液的润湿性较差，带钢出锌锅后就在带钢表面产生“锌灰”缺陷。
目前，控制锌灰有多种方法，从原理上来说，分为两大类：一是采取增加炉鼻子区域露点来抑制锌蒸气的挥发，形成一种压制能力；同时，水蒸气与发生反应在炉鼻子内腔表面形成ZnO膜，通过升高炉鼻子内锌液面的ZnO来减少Zn蒸汽发生量。二是使用锌液排渣泵将炉鼻子表面积存的锌渣、锌灰清除干净，保证炉鼻子内液面的洁净。
但是，如何进一步改善现场炉鼻子的锌灰状况，是本发明研究的重点问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种定期对炉鼻子内壁进行吹扫和放散作业的具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子。
本发明采用的技术方案为：一种具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子，包括炉鼻子本体、设于炉箅子本体下部的加热保温系统、设于炉鼻子本体上部的喷吹系统，以及放散系统；所述喷吹系统包括与N2供应管道连通的喷吹管及设于喷吹管端部的喷射头，喷射头伸入炉鼻子本体内部且沿其内壁周向布置，喷射头的喷吹方向沿炉鼻子本体的轴线方向向下；所述放散系统包括设于加热保温系统与喷射头之间的炉鼻子本体上的放散引出管，放散引出管与炉鼻子本体的内部连通；放散引出管端部的放散口通过循环风机与后续锌灰处理装置连通。
按上述方案，所述放散引出管有两组，分别设于炉鼻子本体的操作侧和传动侧；两组放散引出管汇入总管后通过循环风机与后续锌灰处理装置连通。
按上述方案，所述加热保温系统为加热电阻丝，加热电阻丝安装于炉鼻子本体的外壁。
按上述方案，所述喷吹管布置于炉鼻子本体的外壁。
按上述方案，沿炉鼻子本体外壁周向均匀间隔布置喷气孔，喷吹管端部的喷射嘴经喷气孔伸入炉鼻子本体的内壁。
按上述方案，所述喷气孔为90-135°开孔设计，喷气孔的开口均对着炉鼻子尖方向，相邻两个喷气孔之间形成交叉覆盖。
按上述方案，在炉鼻子本体内安装有与单片机相连的摄像头。
按上述方案，所述炉鼻子本体的上端设金属膨胀节，金属膨胀节的端部连接有气动密封门。
本发明的有益效果为：本发明设计加热保温系统，对炉鼻子本体进行加热和保温作用，锌灰在炉鼻子本体内壁的积累得到有效控制，炉鼻子本体内积灰概率进一步降低；本发明设计喷吹系统并配置放散系统，可定期对炉鼻子本体内壁进行吹扫和放散作业，积累在内壁的锌灰可以通过放散引出管和过渡料的方式带走，有效减少炉鼻子内部上表面锌灰的富集，最大限度地降低带钢的锌灰缺陷的发生；此外，喷吹气体使炉鼻子内的压力保持在相对稳定的范围内，持续为热镀过程提供较为优质的炉鼻子内环境。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。
图2为图1中的A处放大图。
图3为本实施例中喷吹系统的管路示意图。
其中：1、气动密封门；2、金属膨胀节；3、喷吹管；4、放散引出管；5、加热电阻丝；6、带钢；7、沉没辊；8、炉鼻尖；9、摄像头；10、锌锅；11、炉鼻子本体。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
带钢6经炉鼻子进入锌锅10，穿过沉没辊7转向后向上运动完成热镀过程；所述炉鼻子本体11从退火炉出口位置向下引出到锌锅10中(炉鼻子本体11的鼻尖伸入锌锅10内)。如图1所示的一种具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子，包括炉鼻子本体11、设于炉箅子本体下部的加热保温系统、设于炉鼻子本体11上部的喷吹系统，以及放散系统；所述喷吹系统包括与N2供应管道连通的喷吹管3及设于喷吹管3端部的喷射头，喷射头伸入炉鼻子本体11内部且沿其内壁周向布置，喷射头的喷吹方向沿炉鼻子本体11的轴线方向向下，如图2所示；所述放散系统包括设于加热保温系统与喷射头之间的炉鼻子本体11上的放散引出管4，放散引出管4与炉鼻子本体11的内部连通；放散引出管4端部的放散口通过循环风机与后续锌灰处理装置连通。本实施例中，所述放散引出管4有两组，分别设于炉鼻子本体11的操作侧和传动侧；两组放散引出管4汇入总管后通过循环风机与后续锌灰处理装置连通。
优选地，所述加热保温系统为加热电阻丝5，加热电阻丝5安装于炉鼻子本体11的外壁，用于加热其所覆盖的炉鼻子本体11内壁。
优选地，所述喷吹管3布置于炉鼻子本体11的外壁，避免喷吹管3设置在炉鼻子本体11内壁时引起带钢6擦伤和结灰；所述喷吹管3与N2供应管道连通；所述喷射头设计为扁平口结构。
优选地，沿炉鼻子本体外壁周向均匀间隔布置若干喷气孔，喷吹管3端部的喷射头经喷气孔由外壁伸入炉鼻子本体11的内壁；喷气孔呈90-135°开孔设计，开口均对着炉鼻子尖方向，中间形成交叉覆盖。
优选地，所述炉鼻子本体11的上端设金属膨胀节2，金属膨胀节2的端部连接有气动密封门1。
优选地，在炉鼻子本体11内安装有与单片机相连的摄像头9，摄像头9每隔一段进行一次锌液面的扫描。
以下对本发明各系统进行说明。
1、加热保温系统
加热保温是为了破坏炉鼻子内锌灰生成的温度条件，维持炉鼻子内部气氛的温度恒定，不至于因为温度突降导致锌蒸汽凝结。加热电阻丝5布置在炉鼻子伸缩架下方，高度与炉鼻子本体11内的摄像头9一致。紧贴在炉鼻子本体11外壁的加热电阻丝5实现对炉鼻子内温度的保持，同时使炉鼻子上部锌灰富集区域460℃的控制；控制温度覆盖到500℃，为节能，该套加热保温系统无需一直保持开启状态，而是配合上述喷吹系统和放散系统使用。
2、喷吹系统
沿炉鼻子本体11外壁周向均匀间隔布置4个喷气孔，喷吹管3端部的喷射头经喷气孔由外壁伸入炉鼻子本体11的内壁而非直接将喷吹管3布置在炉鼻子本体11的内壁，以防止喷吹管3道外壁不规则区域成为新的锌灰聚集区，这一点已经被实践证明过；喷气孔为90-135°开孔设计，开口均对着炉鼻子尖方向，中间形成交叉覆盖，内壁无死角，确保对内壁锌灰的聚集区的有效清理。喷吹气体为常温N2(可根据需要加热后通入，加热温度在50-70℃)，10-15ppm，入口最大压力范围为5-7kg/cm2。
喷吹系统设置自动和手动两种方式可切换，实现生产过程和检修过程在线/离线吹扫切换。生产过程的喷吹主要是利用两种方式处理吹扫的锌灰，其一是利用过渡料将向下吹扫的锌灰带走；第二是利用放散系统将可能向上扬起的锌灰经循环风机导流到炉鼻子外部，并进行处理，防止锌灰通过密封门进入炉膛污染辊子。这两种方式可以相互配合实施。
3、放散系统
由于炉鼻子内空间相对有限，内部压力仅为480-550pa左右，而内壁吹扫氮气压力达到5-7kg/cm2，如不进行有效放散，较大的冲击压力将锌灰吹得逆行进入退火炉内，造成炉内污染结粉；同时，受到冲击，炉鼻子寿命也将受到很大影响，为配合喷吹系统的正常使用必须相应配置放散系统。放散系统除了防止退火炉污染，保护炉鼻子本身外，还可以将过多的锌灰排出炉鼻子的封闭系统，减少污染物的内部循环。
放散系统其放散引出管4的入口布置在摄像头9上部位置，位于炉鼻子宽度方向两侧对称布置，操作侧和传动侧收集后汇入总管通过循环风机将炉内受到炉内正压力升腾引起的锌灰经循环风机放散排出。放散系统的打开及打开幅度通过互锁方式与吹扫系统相联系，并通入到专门的锌灰收集处理装置中对放散后的炉内气体进行过滤和收集处理。吹扫装置启动后，放散系统随机启动与之配合。
本发明中，炉鼻尖8部分所含的锌液不断发生挥发作用，锌灰会由于蒸腾作用不断冷却附着在加热电阻丝5所覆盖的炉鼻子本体11内壁上；通过加热保温系统的加热和保温作用，锌灰在炉鼻子本体11内壁的积累得到有效控制，因此炉鼻子上表面积灰概率进一步降低。
若炉鼻子内的露点控制发生波动或者其它异常条件下，还是会有一定的锌灰产生，仅通过提高炉腔内部上表面的温度(利用加热电阻丝5加热)只会使锌灰的凝结更为靠近炉腔内温度较低的金属膨胀节2附近位置，这个位置的积灰较为难以处理。为解决这个问题，在易结灰的气流通道上方布置炉鼻子本体11的上部设喷吹系统，如图3所示。为防止喷吹管3设置在炉腔内壁引起带钢6擦伤和结灰，故将喷吹管3布置在炉鼻子本体11的外壁，炉内仅伸进喷射头。喷射头采用扁平口贴合在炉鼻子本体11的内壁上，减少对炉鼻子本体11内壁的不利影响。
本发明中，喷吹系统的供气如图2所示，喷吹气体为常温N2(可根据需要加热后通入，加热温度在50-70℃)，浓度为10-15ppm，入口最大压力范围为5-7kg/cm2；由气动阀控制N2吹扫的启动和停止。由于锌灰主要集中在炉鼻子本体11的内壁上部，故喷射头设于炉鼻子本体11的内壁上部位置。喷吹放散主要在切换规格采用过渡料时及检修时。在过渡料时，由于炉鼻子内空间相对有限，内部压力仅为480-550pa左右，而内壁吹扫氮气压力达到5-7kg/cm2，如不进行有效放散，较大的冲击压力将锌灰吹得逆行进入连退炉冷却段，提前污染带钢6；同时，炉鼻子的寿命也将受到很大影响，为了喷吹系统的正常使用必须相应配置放散系统。
正常生产时，放散系统的循环风机负荷配合炉鼻子本体11内的炉压稳定进行动态调节，调节时间间隔25～35min，放散引出管4端部的放散口开合度15％～30％。在过渡料生产时进行锌灰喷吹作业，放散系统的循环风机开到满负荷，放散口开合度80～100％；在喷吹完成后，大部分锌灰和N2释放，炉鼻子本体11内的压力降低到1.5～2倍正常炉压时，循环风机降到满负荷的35～40％，放散口开合度10～20％直至炉鼻子本体11内的压力降低至正常炉压。可根据过渡料的多少，适当选取喷吹次数和间隔，次数不超过3次，间隔＜3min。
检修时，炉鼻子本体11内壁氮气吹扫时直接对炉鼻尖8进行锌灰的收集作业，循环泵启动满负荷30～50％，放散口开合度80～100％，喷吹持续间隔2次，喷吹时间1～2min。
在炉鼻子本体11内安装有与单片机相连的摄像头9，摄像头9每隔一段进行一次锌液面的扫描。在生产高品质镀锌板的锌锅10炉鼻子处安装一种智能的工作于热镀锌炉鼻处的锌液泵，通过CCD相机每隔3分钟进行一次锌液面的扫描，利用单片机图像处理得到锌液表面渣量以及分布情况，输出抽锌指令(具体位置坐标(100，160,15)及捞渣工艺路径1)给执行机构，根据具体位置驱动单侧的或两侧的锌液泵进行纵向水平、横向水平和竖直方向的执行机构移动，控制连通管位移到指定位置进行抽锌操作，当操作完成后连通管回到原点等待下一次执行操作。
最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子，其特征在于，包括炉鼻子本体、设于炉箅子本体下部的加热保温系统、设于炉鼻子本体上部的喷吹系统，以及放散系统；所述喷吹系统包括与N2供应管道连通的喷吹管及设于喷吹管端部的喷射头，喷射头伸入炉鼻子本体内部且沿其内壁周向布置，喷射头的喷吹方向沿炉鼻子本体的轴线方向向下；所述放散系统包括设于加热保温系统与喷射头之间的炉鼻子本体上的放散引出管，放散引出管与炉鼻子本体的内部连通；放散引出管端部的放散口通过循环风机与后续锌灰处理装置连通；N2供应管道内的喷吹气体为50-70℃的N2。
2.如权利要求1所述的具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子，其特征在于，所述放散引出管有两组，分别设于炉鼻子本体的操作侧和传动侧；两组放散引出管汇入总管后通过循环风机与后续锌灰处理装置连通。
3.如权利要求1所述的具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子，其特征在于，所述加热保温系统为加热电阻丝，加热电阻丝安装于炉鼻子本体的外壁。
4.如权利要求1所述的具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子，其特征在于，所述喷吹管布置于炉鼻子本体的外壁。
5.如权利要求1所述的具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子，其特征在于，沿炉鼻子本体外壁周向均匀间隔布置喷气孔，喷吹管端部的喷射嘴经喷气孔伸入炉鼻子本体的内壁。
6.如权利要求5所述的具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子，其特征在于，所述喷气孔为90-135°开孔设计，喷气孔的开口均对着炉鼻子尖方向，相邻两个喷气孔之间形成交叉覆盖。
7.如权利要求1所述的具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子，其特征在于，在炉鼻子本体内安装有与单片机相连的摄像头。
8.如权利要求1所述的具有锌灰喷吹放散处理功能的热镀锌炉鼻子，其特征在于，所述炉鼻子本体的上端设金属膨胀节，金属膨胀节的端部连接有气动密封门。
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