连续热镀锌带钢_边部过镀锌_的机理和预防
国外技术
连续热镀锌带钢“边部过镀锌”的机理和预防
示意图。镀锌钢带为150mm宽,0.7mm厚,由变
1 前 言
在连续热镀锌中,吹气工艺会产生“边部过镀
(以下简称EOC),此时的带钢边部锌层厚度是锌”
中部的1.2~2倍。EOC不仅造成卷取困难,而且还会使开卷平坦度不良,并在合金化退火处理时造成非合金化的边沿,即纯锌边。为了防止EOC,目前已采用了多种方法。一种方法是采用凹缝式气刀喷嘴,即面向带钢两边的气缝要比带钢中部的宽些。另一种方法是在带钢两边对面主气刀的位置安装一对边沿喷嘴。第三种方法是在带钢两边且平行于带钢的位置设置一对边档板。第一种方法会提高带钢两边的吹气压力,促进锌滴飞溅并粘附在带钢或气刀嘴上,有效地防止E。
本文的目的就是弄清楚EOC的机理,研究预防措施。通过“线束法”观察了气体在带钢上的流动,并用冷模型测量带钢边沿的镀层厚度。研制了一种“边罩”,并将其防止EOC的效果与挡板法进行比较。通过冷模型试验,在对“边罩”的形状做了优化后,在工业连续热镀锌生产线上对其防止效果进行了确认。
速电动机以箭头方向驱动。钢带持续地通过液体溶池,并由安装在其上的一对气刀进行吹扫。镀层厚度由喷嘴压力控制。线速度以0~3m/s的任一值调节
。
2 试验装置与方法
2.1 试验装置
图1(a)为观察气体在带钢上流动的试验装
图1 试验装置示意图
(a)观察气体流动用 (b)测量镀层厚度用
置示意图。气刀嘴将气体喷到300mm宽的透明
塑料板上,以50mm的间距将50mm长的毛线束附着在塑料板上。在靠近气刀嘴和挡板边部,毛线的间距是20mm。用摄像机从塑料板对面观察线束的运动。用外径为0.51mm,内径为0.26mm的皮托管气体测量仪测量气体在带钢上的运动速度。
图1(b)为用于测量钢带镀层厚度的冷模型
收稿日期:2002-11-24
图2为所用刀嘴的形状。气刀嘴的缝隙为1.7mm,观察试验宽度500mm,冷模型试验为200mm。吹扫气体是由一台37kW螺旋空压机提供的经冷却、过滤的室温空气。
使用电子探针法测量镀层厚度。横跨钢带两侧安装的电子探针是可以移动的,其测量精度为0.01mm。试验用镀层料是自来水、甘油和乙二醇。为了提高导电率,加入了少量的氯化钾。所用液体的物理性能见表1。
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连续热镀锌带钢“边部过镀锌”的机理和预防线速度和液体如何,这种趋势几乎是相同的。EOC最大值随着水、甘油、乙醇的表面张力的降低而减小。这种现象表明,
液体的表面张力也会引起EOC。
图2 所用气刀嘴的形状表1 所用液体的物理性能
液体水
66%的甘油74%的甘油乙二醇
温度/℃12171010
密度/
-[**************]5
粘度/
-11.2417.363.826.8
表面张力/
-1
74696837
2.2 所用挡板和边罩的形状
防止EOC罩。,,(b),沿的方式安装,见图3(c)。平行与垂直边板都是40mm宽,500mm长,安装位置在气刀嘴上方300mm和下方200mm处,边罩是203mm长,15mm
宽,安装在气刀嘴上方。
3 试验结果
3.1 带钢上的气流
用线束的方法对带钢上的气流进行了观察,图4(略)是其照片。线束在气刀嘴的碰撞线上上下移动。尽管带钢中部的线束平行于带钢移动,但是,附着在带钢边沿的线束轻微偏离带钢运动方向。这种偏离就是产生EOC的边沿锌液飞溅的原因之一。3.2 发生EOC的条件3.2.1 无气刀吹扫的情况
图5为无气刀吹扫的冷模型试验镀层厚度的分布情况。镀层厚度分布以带钢中心厚度比表示。虽然带钢中心区域的镀层厚度相当均匀,但是在离带钢边沿30mm处镀层较厚,在离带钢边沿10~15mm处,厚度最大。在离带钢边沿5mm处,镀层厚度比带钢中心的薄一些。无论所用的
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图3 试验用边板和边罩的形状
图6(略)为EOC值随距液面高度的不同而不
同。在离带钢边沿5mm的区域,镀层厚度稍厚于离液面较高位置的厚度,但其最大厚度较小。离液面较低位置的EOC最大值比较高位置的小。
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图7(略)为最大EOC值的位置与离液面高度的关系。最大EOC的位置随着离液面高度从带钢边沿移向带钢中心,在离液面高度350mm以上时,最大EOC的位置维持在离带钢边沿10~15mm之间不变
。
图5 无气刀吹扫时镀层厚度的分布情况
3.2.2 有气刀吹扫的情况
图8(略)为用气刀吹扫时镀层厚度的分布情
况。在图8中,在离液体表面以上485mm安装有一对气刀,线速度0.85图分布。(300mm和400mm高度)的EOC%,最大EOC位置在离带边沿10~15mm,其结果与不用气刀的相同。在气刀位置上方(离液面以上500mm高度,即气刀上方15mm高度)的EOC减少到10%以下。但是,在气刀嘴上方115mm高度处(离液面以上600mm高度),EOC增加到40%~50%。用气刀时的EOC比不用气刀时的多,而且最大EOC位置向带钢的边沿移动。EOC的位置从带钢边沿移向中心,镀层厚度逐步变薄。这种情况的发生,是带钢边沿向外偏转的气流偏离了带钢边沿的缘故。3.3 EOC的机理
从上述来看,发生EOC的机理可以看作是图9所示的情况,即粘附在带钢边沿的锌液由于表面张力而流到带钢表面周围。这种现象发生在不用气刀的时候。在使用气刀的时候,EOC会随着喷射气体的碰撞压力而减小,气刀位置处的带钢边沿镀层厚度几乎均匀一致。高于这一气刀位置,粘附在带钢边沿的锌液会在带钢边沿周围流动,EOC也会增加。带钢边沿向外偏转的气流会将锌液吹到带钢边沿,EOC便会在这个位置产生,因为此处的偏转气流的动压力与表面张力平衡。因此,为了防止EOC的产生,控制带钢边沿的向外偏转的气流十分重要
。
41和“边罩”对EOC的控制效果
用两种边板(平行和垂直于带钢边沿)和边罩
控制EOC的效果见图10。将平行边板安装在离带钢边沿2mm处时,对防止EOC的效果很小,而离带钢边沿5mm时,则没有效果。垂直的边板即使离带钢只有3mm,也几乎没有效果。
与边板相比,在边罩离带钢边沿7mm时,防止EOC的效果较好。但在离带钢边沿13mm时,控制EOC的效果减弱。
使用边罩的EOC与使用边板的情况不同。使用边板时,在离带钢边沿4~8mm处的最大EOC与不用边板的情况相同,而在使用边罩的情况下,最大EOC位置更接近于带钢边沿,并在离带钢边沿3~4mm处发生。这说明,使用边罩可以将带钢边沿的气流控制在带钢边沿周围。
上述清楚地表明,边罩防止EOC的效果比边板的好得多,因为边罩可以远离带钢边沿。边罩远离带钢边沿,便于安装和防止锌液飞溅,所以使用边罩更为实际。3.4.2 边罩的最佳尺寸
图11为边罩最佳尺寸对减少EOC的效果。图中○表示最大的EOC为10%以下,△表示为10%~20%,×表示为20%以上。从图11可以看出,为使EOC减少到10%以内,边罩的最佳尺寸是:宽40mm以内;深50mm以上。将这种尺寸的边罩安装在离带钢边沿约10mm处时,防止
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EOC的效果非常明显
。
长203mm,离带钢边沿的距离在5、10和15mm之间。不用边罩时,带钢上的气流速度在离带钢边沿30mm时开始减小。并且,带钢边沿气流速度比中心低30%~40%。图13(略)为使用边罩时气流在带钢边沿的分布情况
。
图11 边罩尺寸对减少EOC
的效果
图10 边板和边罩对控制EOC的效果
3.4.3 用边罩控制带钢上的气流
图12(略)为用和不用边罩,气流在带钢上的
分布速度。使用边罩时,边罩宽30mm,深50mm,
图14 安装在实际生产线上的边罩
表2 实际生产线实验结果
带钢
厚度/
mm
0.481.00
操作情况
镀层重量/gm-240140
生产线速度/气刀与带钢距离/
mmmmin-1
1331501822
气刀高度/
mm
490530
宽度/mm
9101000
气刀压力/
kPa
13.735.5
气体温度/℃
100
边罩由一支架承,在边罩和带钢之间装一接触辊,
4 实际生产实验
4.1 实验用边罩的开头与实验情况
在实际生产经上安装了长为500mm的边罩,
以便使边罩与带钢的距离保持恒定,见图14。实
验用的边罩宽30~40mm,深50~100mm。实验情况见表2。实际生产线的速度为133~150mm,气刀压力为13.7~35.5kPa,以便确保镀层重量
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达到40~140g/m2(厚度为5.6~19.6μm),这也是镀锌板生产中的正常厚度。4.2 实际生产线上EOC的减少
图15为用和不用边罩镀层重量的比较。镀锌量的确定用溶解锌的方法进行,即从镀锌板上切取10mm×10mm的试样,浸泡在稀盐酸溶液内。实验结果表明,安装边罩已能将EOC从45%减到10%以下。表3为边罩尺寸的评价结果。表中○表示EOC为10%以下;△表示满意和不太满意;×表示完全不满意。从表3可以看出,
防
止EOC的边罩最佳尺寸是30mm宽,75~100mm
深,边罩离带钢边沿4~10mm,效果最好。
表3 边罩的最佳形状(实际生产线)边罩的形状
宽度/mm深度/mm长度/mm50
3075500
100
40
75
边罩与带钢边沿的距离/mm
2
4
6
8
10
12
△△△△
△○××
△○××
×△△△
×△△△
×△△△
5 结 语
弄清了EOC的机理,即附着在带钢上的锌液在表面张力作用下围绕带钢边沿流动,从而产生了EOC。为了防止产生E,在带钢边沿安装了,,以深,安装在离带钢边沿4~10处。实际生产表明,边罩可将EOC从45%减
少到10%以下。
安守滨 摘译
图15 边罩对减少EOC的效果(实际生产线)
周有福 校□
邢钢优化烧结生产工艺
邢钢烧结厂4台处于末期特护阶段120m2烧结机2002年不但实现产量224万t,而且挖潜增效
降本效果显著,综合产品可比成本降低2993万元。
2002年以来,邢钢烧结厂面临180m2烧结机开工建设、4台烧结机处于末期维护和高炉扩容带来的生产压力。为此,该厂认真落实精料方针,制定了优化烧结矿产量,以稳定运行保产量、提高质量的生产方案,采取提高烧结废气温度、强化混合料和白灰的湿润及烧结机烟道漏风的治理等措施,保证了烧结生产的稳定,实现了高炉100%熟料入炉,并形成了65%烧结矿配35%球团矿的
最佳高炉原料配比。
该厂积极做好对材料、备件消耗的全过程控制,充分做好炼钢红泥、瓦斯灰、除尘灰的再利用。为减少二次搬倒费用,该厂开展了清仓利库和原料直接进仓工作,选取了质量稳定的几家供应商进行精粉直接进仓,仅此项年节约搬倒费192万元。在原料方面,该厂在烧结矿碱度提高的情况下,通过优化原料配比、加强工艺操作,使单耗不升反降,降低量达2.6kg/t,球团矿通过细化配比、造球、焙烧等关键工序,返粉率有效降低,成品产量明显提高。
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