本發(fā)明涉及熱浸鍍鋅合金工藝及其所用的輔助設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種用于熱鍍鋅抑制鋅灰的干濕氣混合增濕裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

鋼鐵是世界上目前應(yīng)用得最多最廣泛的一種金屬，但是鋼鐵材料在空氣和水的共同作用下容易被腐蝕，為了減少鋼鐵材料的腐蝕，目前較為普遍的方法是在鋼材表面上涂覆保護(hù)層，由于鋅在大氣中有良好的耐腐蝕性，同時(shí)價(jià)格也較為便宜的金屬，用鋅層作保護(hù)層成本較低，因此熱鍍鋅成為應(yīng)用最廣泛的金屬防銹方法。

現(xiàn)代鍍鋅板生產(chǎn)時(shí)一般都要經(jīng)過沖壓工序，對帶鋼的延展性提出了很高的要求，所以連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組帶鋼進(jìn)入到鋅鍋前都要經(jīng)過退火工藝，退火爐內(nèi)為保證帶鋼在高溫情況不被氧化，一般都沖入由氮、氬等化學(xué)惰性的混合氣體予以保護(hù)，爐鼻是退火爐深入到鋅鍋內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備，起到對退火爐密封的作用。帶鋼從退火爐出來后直接伸入鋅鍋內(nèi)完成鍍鋅工藝。鋅鍋內(nèi)的溫度高達(dá)450℃，在此溫度下，鋅液在爐鼻內(nèi)會蒸發(fā)凝結(jié)形成鋅灰，鋅灰的密度小，將一直浮在鋅液表面。在爐鼻內(nèi)部，由于鋅液處于一個(gè)相對封閉的空間，因此浮在鋅液表面的鋅灰會粘附到帶鋼表面，形成鋅灰印，進(jìn)而在帶鋼表面留下壓痕、白條、鋅灰印等表面缺陷，嚴(yán)重影響帶鋼的表面質(zhì)量，不適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種抑制鋅灰效果好、帶鋼質(zhì)量高、控制精確、自動化程度高的熱鍍鋅輔助設(shè)備，本發(fā)明公開了一種用于熱鍍鋅抑制鋅灰的干濕氣混合增濕裝置及其使用方法。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案達(dá)到發(fā)明目的：

一種用于熱鍍鋅抑制鋅灰的干濕氣混合增濕裝置

一種用于熱鍍鋅抑制鋅灰的干濕氣混合增濕裝置，包括爐鼻，其特征是：還包括水箱、進(jìn)水管、排水管、進(jìn)氣管、閥門、調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、水位計(jì)、加熱器、露點(diǎn)儀、干氣總管、第一干氣支管、第二干氣支管、干濕混合管、濕氣管、干濕混合支管和控制裝置，

水箱的進(jìn)水口通過串聯(lián)了閥門的進(jìn)水管連接水源，水箱的排水口連接串聯(lián)了閥門的排水管，水箱內(nèi)注有水并設(shè)有水位計(jì)，水箱內(nèi)的底部設(shè)有進(jìn)氣管和加熱器，進(jìn)氣管的管壁上設(shè)有排氣孔；

干氣總管的一端連接氣源，干氣總管的另一端分別連接第一干氣支管和第二干氣支管，第一干氣支管的另一端穿入水箱后連接進(jìn)氣管，第一干氣支管上和第二干氣支管上都依次串聯(lián)調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)；

濕氣管的一端和水箱內(nèi)部貫通，干濕混合管的一端分別連接濕氣管的另一端和第二干氣支管的另一端，干濕混合管的另一端連接至少兩根干濕混合支管，干濕混合支管的另一端穿入爐鼻內(nèi)腔，爐鼻的內(nèi)腔設(shè)有露點(diǎn)儀；

控制裝置通過信號線分別連接閥門、調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、水位計(jì)、加熱器和露點(diǎn)儀。

所述的用于熱鍍鋅抑制鋅灰的干濕氣混合增濕裝置，其特征是：加熱器選用電加熱器；控制裝置選用可編程控制器。

所述的用于熱鍍鋅抑制鋅灰的干濕氣混合增濕裝置的使用方法，其特征是：按如下步驟依次實(shí)施：

i. 輸入干燥氣體：從氣源輸出的干燥氣體經(jīng)干氣總管分別輸入第一干氣支管和第二干氣支管；

ii. 加濕：輸入第一干氣支管的干燥氣體進(jìn)入水箱后再從進(jìn)氣管的排氣孔注入水箱內(nèi)的水中，隨后從水中逸出，加熱器同時(shí)對水實(shí)施加熱在保持水溫恒定的同時(shí)產(chǎn)生水汽，干燥氣體和水及水汽混合后成為濕潤氣體經(jīng)濕氣管排出水箱；

iii. 干濕混合：第二干氣支管內(nèi)的干燥氣體和濕氣管內(nèi)的濕潤氣體在干濕混合管內(nèi)混合成干濕混合氣體，再經(jīng)各個(gè)干濕混合支管注入爐鼻內(nèi)腔；

iv. 露點(diǎn)調(diào)控：露點(diǎn)儀實(shí)時(shí)向控制裝置傳輸爐鼻內(nèi)腔的露點(diǎn)數(shù)值，控制裝置內(nèi)存儲有爐鼻內(nèi)腔露點(diǎn)的正常范圍，

當(dāng)爐鼻內(nèi)腔露點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)值低于正常范圍時(shí)，控制裝置采用下述方法中的至少一種：a. 控制第一干氣支管上的調(diào)節(jié)閥增加打開度，b. 控制第二干氣支管上的調(diào)節(jié)閥減小打開度，從而增加干濕混合管內(nèi)干濕混合氣體中濕潤氣體的比例，提高爐鼻內(nèi)腔露點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)值至正常范圍；

當(dāng)爐鼻內(nèi)腔露點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)值高于正常范圍時(shí)，控制裝置采用下述方法中的至少一種：a. 控制第二干氣支管上的調(diào)節(jié)閥增加打開度，b. 控制第一干氣支管上的調(diào)節(jié)閥減小打開度，從而增加干濕混合管內(nèi)干濕混合氣體中干燥氣體的比例，降低爐鼻內(nèi)腔露點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)值至正常范圍。

所述的用于熱鍍鋅抑制鋅灰的干濕氣混合增濕裝置的使用方法，其特征是：水箱內(nèi)水溫控制在30℃～70℃，爐鼻內(nèi)腔露點(diǎn)的正常范圍為-20℃～-15℃。

本發(fā)明通過干濕氣體混合以提高露點(diǎn)的方法抑制鋅灰，并通過干濕氣體混合快速響應(yīng)進(jìn)行高精度的露點(diǎn)閉環(huán)控制。通過增加濕潤氣體，爐鼻內(nèi)腔的露點(diǎn)可以提高至-20℃～-15℃，干濕混合氣體進(jìn)入爐鼻內(nèi)腔，所含的H2O和爐鼻內(nèi)的Zn在高溫狀態(tài)下發(fā)生反應(yīng)生成ZnO，ZnO在鋅液表面形成薄膜從而阻止鋅液的蒸發(fā)，抑制鋅灰生成。

控制裝置根據(jù)流量計(jì)、水位計(jì)和露點(diǎn)儀傳輸來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)爐鼻內(nèi)腔露點(diǎn)的要求，經(jīng)計(jì)算得出相應(yīng)的流量控制信號，從而保證爐鼻內(nèi)腔露點(diǎn)恒定。通過干濕氣體混合的調(diào)節(jié)方法，可以快速響應(yīng)，使?fàn)t鼻內(nèi)腔露點(diǎn)的控制精度達(dá)到±1℃，大大優(yōu)于目前僅靠通入濕氮?dú)饬髁空{(diào)整所達(dá)到的±3℃的控制精度，高精度的露點(diǎn)控制，可以最大限度抑制爐鼻內(nèi)鋅灰生成并不會對帶鋼產(chǎn)生氧化影響，避免了露點(diǎn)精度控制精度低時(shí)因加濕氣不足難以有效抑制鋅灰或加濕量過大使帶鋼過度氧化削弱鋅附著力導(dǎo)致漏鍍?nèi)毕?，顯著提高帶鋼質(zhì)量。

本發(fā)明的有益效果是：抑制鋅灰效果好，帶鋼質(zhì)量高，控制精確，自動化程度高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。

實(shí)施例1

一種用于熱鍍鋅抑制鋅灰的干濕氣混合增濕裝置，包括爐鼻10、水箱1、進(jìn)水管21、排水管22、進(jìn)氣管23、閥門31、調(diào)節(jié)閥32、流量計(jì)33、水位計(jì)41、加熱器42、露點(diǎn)儀43、干氣總管5、第一干氣支管51、第二干氣支管52、干濕混合管6、濕氣管61、干濕混合支管62和控制裝置7，如圖1所示，具體結(jié)構(gòu)是：

水箱1的進(jìn)水口通過串聯(lián)了閥門31的進(jìn)水管21連接水源，水箱1的排水口連接串聯(lián)了閥門31的排水管22，水箱1內(nèi)注有水并設(shè)有水位計(jì)41，水箱1內(nèi)的底部設(shè)有進(jìn)氣管23和加熱器42，進(jìn)氣管23的管壁上設(shè)有排氣孔231；

干氣總管5的一端連接氣源，干氣總管5的另一端分別連接第一干氣支管51和第二干氣支管52，第一干氣支管51的另一端穿入水箱1后連接進(jìn)氣管23，第一干氣支管51上和第二干氣支管52上都依次串聯(lián)調(diào)節(jié)閥32和流量計(jì)33；

濕氣管61的一端和水箱1內(nèi)部貫通，干濕混合管6的一端分別連接濕氣管61的另一端和第二干氣支管52的另一端，干濕混合管6的另一端連接至少兩根干濕混合支管62，干濕混合支管62的另一端穿入爐鼻10內(nèi)腔，爐鼻10的內(nèi)腔設(shè)有露點(diǎn)儀43；

控制裝置7通過信號線分別連接閥門31、調(diào)節(jié)閥32、流量計(jì)33、水位計(jì)41、加熱器42和露點(diǎn)儀43。

本實(shí)施例中：加熱器42選用電加熱器；控制裝置7選用可編程控制器。

本實(shí)施例使用時(shí)，按如下步驟依次實(shí)施：

i. 輸入干燥氣體：從氣源輸出的干燥氣體經(jīng)干氣總管5分別輸入第一干氣支管51和第二干氣支管52，氣源選用氮?dú)猓?/p>

ii. 加濕：輸入第一干氣支管51的干燥氣體進(jìn)入水箱1后再從進(jìn)氣管23的排氣孔231注入水箱1內(nèi)的水中，隨后從水中逸出，加熱器42同時(shí)對水實(shí)施加熱在保持水溫恒定在30℃～70℃的同時(shí)產(chǎn)生水汽，干燥氣體和水及水汽混合后成為濕潤氣體經(jīng)濕氣管61排出水箱1；

iii. 干濕混合：第二干氣支管52內(nèi)的干燥氣體和濕氣管61內(nèi)的濕潤氣體在干濕混合管6內(nèi)混合成干濕混合氣體，再經(jīng)各個(gè)干濕混合支管62注入爐鼻10內(nèi)腔；

圖1中，單頭箭頭所示為氣體流向，雙頭箭頭所示為水流向；

iv. 露點(diǎn)調(diào)控：露點(diǎn)儀43實(shí)時(shí)向控制裝置7傳輸爐鼻10內(nèi)腔的露點(diǎn)數(shù)值，控制裝置7內(nèi)存儲有爐鼻10內(nèi)腔露點(diǎn)的正常范圍，正常范圍為-20℃～-15℃；

當(dāng)爐鼻10內(nèi)腔露點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)值低于正常范圍時(shí)，控制裝置7采用下述方法中的至少一種：a. 控制第一干氣支管51上的調(diào)節(jié)閥32增加打開度，b. 控制第二干氣支管51上的調(diào)節(jié)閥32減小打開度，從而增加干濕混合管6內(nèi)干濕混合氣體中濕潤氣體的比例，提高爐鼻10內(nèi)腔露點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)值至正常范圍；

當(dāng)爐鼻10內(nèi)腔露點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)值高于正常范圍時(shí)，控制裝置7采用下述方法中的至少一種：a. 控制第二干氣支管52上的調(diào)節(jié)閥32增加打開度，b. 控制第一干氣支管51上的調(diào)節(jié)閥32減小打開度，從而增加干濕混合管6內(nèi)干濕混合氣體中干燥氣體的比例，降低爐鼻10內(nèi)腔露點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)值至正常范圍。

本實(shí)施例通過干濕氣體混合以提高露點(diǎn)的方法抑制鋅灰，并通過干濕氣體混合快速響應(yīng)進(jìn)行高精度的露點(diǎn)閉環(huán)控制。干濕混合氣體進(jìn)入爐鼻10內(nèi)腔，所含的H2O和爐鼻10內(nèi)的Zn在高溫狀態(tài)下發(fā)生反應(yīng)生成ZnO，ZnO在鋅液表面形成薄膜從而阻止鋅液的蒸發(fā)，抑制鋅灰生成。