[發明專利]一種熱鍍鋅鍋整流裝置及其結構參數優化方法

有效

• 申請號: 202010047102.4
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111188002B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 王魯;張春青;顧成勇;李健;費洪柱
• 申請（專利權）人: 寶鋼日鐵汽車板有限公司;東北大學
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06;C23C2/40;G06F30/20;G06F30/17;G06F111/06
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 徐笑陽

一種熱鍍鋅鍋整流裝置及其結構參數優化方法，所述整流裝置采用百葉窗式結構，該整流裝置包括橫梁、一對側板和葉片，所述橫梁固定在熱鍍鋅鍋鍋體兩側壁面上，所述側板設于熱鍍鋅鍋鍋內的橫梁兩側，所述葉片兩端分別安裝在兩側板上；本發明采用提出的PR?Froude水模型試驗方法，建立熱鍍鋅鍋水模型，開展熱鍍鋅鍋整流技術研究，由于鋅渣卷入帶鋼引起鍍鋅層表面質量缺陷問題與鋅鍋穩定輥區域形成的沖擊流密切相關，熱鍍鋅鍋整流方案主要通過整流裝置對該區域流場進行整流，整流裝置安裝在熱鍍鋅鍋穩定輥一側。本發明根據整流裝置結構參數優化方法，確定整流裝置優化或最佳的結構參數組合，最大限度提高整流效果。

技術領域

本發明涉及熱鍍鋅技術領域具體為一種熱鍍鋅鍋整流裝置及其結構參數優化方法。

背景技術

在鋼材表面鍍鋅是鋼材防腐諸法中應用最普遍、成本最低廉而且效果最顯著的措施。帶鋼鍍鋅過程主要在鋅鍋內完成，帶鋼經過預處理后，被轉入到充滿鋅液的鋅鍋內，在經過一個沉沒輥和一對穩定輥后，被垂直的從鋅鍋內帶出，帶鋼隨后經過鋅鍋上方的一對氣刀，氣刀噴出的高壓氣體，將多余的鋅液吹回到鋅鍋內，從而帶鋼表面獲得薄薄一層鍍鋅層。

雖然連續熱鍍鋅鋼的表面質量逐年提高，但是提供完全沒有瑕疵的鍍鋅層仍然是一大挑戰。影響帶鋼表面質量的因素很多，例如帶鋼表面清潔度、鋼鐵制件基本質量、鍍鋅工藝等，但影響最大的是鋅渣瑕疵。在連續熱鍍鋅生產過程中，鋼帶經過高溫預處理后持續進入455度鋅鍋熱浸鍍鋅，由于鐵、鋅、鋁等金屬的冶金反應，在鋅鍋內將不斷累積以鐵、鋅為主要成分的鋅渣。鋅渣隨著流體運動并粘附于帶鋼表面，根據粘附程度的不同，鋅渣會以“點”、“線”、“條”等形式表現在帶鋼上而形成不同形貌的缺陷，諸如：小黑點、小亮點、小黑線、小白條等。這些嚴重的帶鋼表面質量問題會造成沖壓缺陷而無法涂裝使用，嚴重的可能還會損傷模具。

開展熱鍍鋅鍋整流技術研究，合理控制鋅渣在鋅鍋內的運動，使其對帶鋼表面質量影響降到最低程度，這是解決鋅渣粘附問題最有效的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種熱鍍鋅鍋整流裝置及其結構參數優化方法，由于鋅渣卷入帶鋼引起鍍鋅層表面質量缺陷問題與鋅鍋穩定輥區域形成的沖擊流密切相關，熱鍍鋅鍋整流方案主要通過在該區域安裝整流裝置，改變鋅鍋局部區域流場的流速和流向，減小鋅渣附著在帶鋼表面的可能，通過PR-Froude水模型試驗方法，開展熱鍍鋅鍋整流技術研究，通過整流裝置結構參數優化方法，確定整流裝置優化或最佳的結構參數組合，最大限度提高整流效果。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種熱鍍鋅鍋整流裝置，所述整流裝置采用百葉窗式結構，該整流裝置包括橫梁、一對側板和葉片，所述橫梁固定在熱鍍鋅鍋鍋體兩側壁面上，所述側板設于熱鍍鋅鍋鍋內的橫梁兩側，所述葉片兩端分別安裝在兩側板上。

進一步地，由于鋅渣卷入帶鋼引起鍍鋅層表面質量缺陷問題與鋅鍋穩定輥區域形成的沖擊流密切相關，所述整流裝置設于熱鍍鋅鍋穩定輥一側，且設置方向與熱鍍鋅鍋穩定輥的軸向平行。

進一步地，所述葉片個數至少為兩個，相互平行且等間隔的安裝在側板上。

進一步地，所述葉片與水平方向呈角度設置，該角度大小可沿順時針方向或者逆時針方向調整。

本發明另一方面提供一種熱鍍鋅鍋整流裝置結構參數優化方法，提出了PR-Froude水模型試驗方法，建立熱鍍鋅鍋水模型，并在熱鍍鋅鍋水模型之上安裝所述熱鍍鋅鍋整流裝置，所述熱鍍鋅鍋水模型主要結構包括鋅鍋體、爐鼻、鋼帶、前穩定輥、后穩定輥、沉沒輥、主動輥和平衡輥；根據整流裝置結構參數建立正交試驗，以鋅渣泛起濃度為評價指標，在不同的鋼帶寬度和鋼帶速度條件下，得到整流裝置優化結構參數組合，進而也可確定最佳的結構參數組合。

進一步地，所述PR-Froude水模型實驗方法，通過熱鍍鋅鍋水模型和熱鍍鋅鍋原型滿足幾何相似、Froude數相似和顆粒雷諾數相似，保證模型和原型的流體相似和鋅渣相對于流體運動相似。