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1、热镀锌锌锅技术镀锌锅是钢带热镀锌的关键性设备，其功能是熔化锌锭，并在生产过程中实现钢带 的镀锌过程。因此,必须保证供应钢带带走的锌和热量，以维持稳定的镀锌温度和锌的 总量。锌锅工作时由于镀锌锅长年处于高温氧化及锌液腐蚀和负重条件下，锅体的材质十分重要。经过多年的实践，关于锅体的材质经历了从简单到复杂的过程。原始的锌锅是生铁铸造的，这种锅因含碳含硅高,其对锌液的耐蚀性差，使用寿命短。以后发展到由钢板焊制，采用工业纯铁钢板，但其强度较低,在镀锌温度下发生变形，而且使用寿命也较短。采用O8F.O5F低碳低硅钢板(厚50mm)焊制的锌锅在正常操 作条件下，使用寿命虽然可提高到1.5 2年，这一寿命对产
2、量大的钢带连续热镀锌仍然太低，特别是溶剂法的钢带连续热镀锌(例如美惠林公司的热镀锌机组)，其产量高(3O5()t/h),耗热量大，如果lh产量为10t，钢带入锅温度100七，则It钢带需从锌锅中 吸收2508()0kJ/h热量。然而经验得知，铁制锌锅的最大供热量为8360kJ/h，如要满足 l()t/h的镀锌钢带的产量，则锌钢的供热面至少需30m2才能维持锌钢的热平衡,而这样大的传热面的锌锅是不切实际的。因此铁制锌锅己无法满足要求。在此背景下开发了 工频感应加热的耐火材料砌筑的陶瓷锅。这种锌锅不仅解决了热量的供应问题，同时 解决锌液的腐蚀问题，从而大大延长了其使用寿命。耐火材料砌筑的陶瓷锌锅的
3、出现，使锌锅的加热方式也可以采用多种形式，并使进 一步节约能耗成为可能。在锌锅的加热方式上，以前使用的铁制锌锅经历了由燃煤、燃油、燃气到电阻加热 的变化过程。最初使用燃煤锌锅虽然设备简单，一次性投资低，但其热效率低（5% 15%片温度控制精度差（15 - 40比），操作条件差、劳动强度大，目前除一些小型玛钢 件镀锌锅外,这种锌锅已经淘汰。燃油、燃气加热的锌锅比燃煤锌锅有大的进步，热效 率可达1（）%25%以上，控温精度也大大提高（ （1（）15）兀），但设备的投资较大，加 热炉体复杂，维修困难.电阻带（丝）加热的锌钢，具有加热均匀、热效率高（8（）%90%）、炉子结构简单、操作环境好、温度控制
4、精度高等一系列优点。其主要缺点是投资较高，在电力供应条件差的地区，成本增大。陶瓷锌锅的加热方式主要有两种:外加热方式与内加热方式。外加热方式是指在锌锅的一侧用反射炉辐射加热锌液面对锌液供热。其热源主要 由燃油和燃气在反射炉的锌液面上燃烧发热。也有用电阻带布置在反射炉顶辐射加热 锌液面。这种方式加热，由于锌液面暴露在高温燃气废气下或高温空气流下，锌液面的 氧化严重，生成很厚的氧化锌层面渣，从而增加了锌耗,也降低了传热效率。此外，这种 上加热方式对锌液的加热面积小，供热量低,通常多用于耗热量较低的钢丝热镀锌和产 量较低的钢结构件热镀锌。第一节锌锅设备热镀锌装置主要包括:（1）沉没辐和稳定辗及其调节
5、装置，通常称其为“三辗六臂一 炉鼻”,即一个沉没辐、一个前稳定辐、一个后稳定辗以及支撑三个辗浸入锌锅的六个支 臂，还有一个将钢带引入锌锅的炉鼻子。（2）气刀及其调节蔓叠图1 - 1和图1 - 2为热镀锌装置的总图及总图的A视图。71-炉鼻子亡-钢带;3-沉-前稳定握;5-后稳定鳳6-气刀及其说节装置:7-停液浮-粹锅X视图图1-2热镀锌装置总图的A视图1-稳定:2-气刀:3 -气刀调节装置 图9-3为正在工作状态的热镀锌装置。图13正在工作状态的热镀锌装置1沉没鶴钢带经炉鼻进入锌锅中的锌液进行浸镀,绕过沉没辄后出锌锅，再通过稳定耙和气刀，进入合金化炉或冷却阶段在钢带热镀锌生产过程中，沉没規始终
6、浸没在锌液中,其本身无任何传动机构，是一个被动的转向探，完全靠钢带与魏子表面的摩擦力来驱 动。这样，整面稍有偏差或产生相对运动，钢带就会被划伤。另一方面,沉没辄还要受 到锌液浸蚀，即使釆用抗锌腐蚀的材料制造，沉没報總面和轴套的磨损和腐蚀仍很严 重,需要经常更换和整修。从使用角度来看，沉没轮结构主要存在以下几个问题。(1)因受锌液浸蚀在面形成的腐蚀点或金属化合物以及黏附在規面的锌渣(杂质及浮渣)都会增大辘面的粗糙度，从而影响镀锌板的表面质呈；2)沉没辘装置受锌液浸蚀后，大議的铁元素溶入锌液,影响了锌液的纯净度，间接 影响镀锌质量：(3)沉没辘線面、轴套在锌液中高速转动，受锌液浸蚀而加速磨损。由于
7、上述原因，沉没觀装置的使用寿命一般很短。沉没辘的频繁更换或维修不仅降低了作业效率，而且劳动强度高，给生产和操作带来了诸多不便。特别是合金化镀锌 板开始应用于汽车制造后，沉没規表而的耐腐蚀性能和耐磨性能直接影响到热镀锌产 品表面质最和机组的作业效率为获得良好的钢带表面质就,延长沉没繼的使用寿命,提高作业率才一方面必须保持锌液熔池干净,减少锌渣:另一方面还要防止或延缓輕面 老化。为此国内外就沉没辗使用技术开展了大屋的研究工作。图2-2沉没規表面沟槽示意图a -沟槽宽度;b-沟槽深度-间距沖-探径表2-1沉没幌上沟槽尺寸沉没辗径侔洶槽宽度Q)沟槽渓度沟擠间距仏)沉没梶径(*)沟槽蜜度G)洶槽深度(b
8、)沟槽间距)/mm/nun/nun/mm/mm/nwa/mm/nun500111463533386003L5i13345沉没觀因受锌液的腐蚀及磨损严重，通常15 孙天就要更换一次，因此要有备用品 置于锅侧，便于更换乜在更换前须将新幌预热到200300弋左右。不经预热的泠輕浸入锌液会由于激冷影响辘的使用寿命，同时会大幅度降低锌液温度而影响生产;也有新研制的材料可以不预热，直接入锅。更换新想时,要求在槻的轴头和吊臂的轴瓦之间2稳定辐浸在锌液中的稳定轮用于控制钢带摆动。当钢带从锌锅引出后在垂直向上运动时 经气刀和冷却风管以及冷却风箱的巨大气流喷吹过程中会发生摆动，使镀层厚度均匀 性发生很大波动乜因此
9、通常在沉没抠上部设稳定轮调整稳定辐水平移动的距离，可增 大钢带张力，以制止钢带的摆动。旧的机组一般仅设一个稳定覘，实践证明，在钢带两侧交错安装两个稳定辗更好。 这样可使钢带的移动距离缩小，有利于气刀位置的调整。由于稳定轮直径小（约2fX）rrini）,钢带对其包角小,摩擦力也很小。对薄钢带往往不 能带动其运转，因此，对薄板铜带镀锌机组，有的机组均将稳定醍设计成主动方式“3气刀为调节镀锌层厚度，最初的单张钢板热镀锌机组使用镀幌进行控制，即在钢带从锌 锅引出时通过设置在锌液面处的两个輕子夹紧的方法将多余的锌液挤回锌锅，通过调 整对辘的髙度和挤压力来控制镀锌层厚度然而+镀辘法擦拭只适用于机组速度低的
10、镀锌线&钢带运行速度提高时，就会形成中间薄两端厚的镀层，因为镀辘中间的锌液供应不足而镀辗两端供应的锌液较多，则在 镀辘中间形成凹陷的镀液面。为克服此缺点曾经把镀辘表面车成螺纹，以便通过螺纹 增加镀辗中部的锌液，但仍不能从根本上解决此问题，钢带的运行速度仍然只能保持较 低水平（80m/rnin 以 F ）e另外，镀輕擦拭法对镀层厚度控制很不精确，操作和维修均很繁琐。镀輻上经常黏 附氧化锌等,需要经常用刮铲刮除，换輻时间长，必须停炉，使镀锌的连续作业受到限 制.由于镀辗擦拭法已不适用于现代化大型连续运行的高速机组，于是出现了气体冲 击方法(1)气刀结构最初的气刀结构简单(图3-1),采用耦合体形式
11、。I = fl)2用螺栓将两个耦合体固定成为一个幣体气刀这种简单气刀的喷嘴缝隙宽度均匀 一致。试验表明这种宽度均匀的缝隙喷嘴中心部位具有较大的冲击压力厂使所得锌层 厚度在宽度方向上不能均匀，中间锌层厚度小于两端的厚度即出现中间薄两端厚的缺 陷，因而不利于卷取及板形控制。通过实践总结出气体的冲議与吹气的压力及气刀的 缝隙宽度有如下的关系：(3-1)式中I气流冲星；p吹气压力；b气刀缝隙宽度。由上式看出，气流冲毎受缝隙宽度的影响比吹气压力的影响大得多当缝隙宽度b 固定时则气流冲帛只与吹气压力有关。一般情况下，气刀缝隙的中部的吹气压力比两 端大，结果是中间部位气流冲毎比两端大，故从钢带表面吹下的锌液
12、星比钢带两端边部 多.从而使锌层厚度出现中间薄两端厚的情况“针对气刀等缝隙产生的上述缺陷，后来将气刀缝隙改为不等缝隙的结构（图3- 2），这种气刀的下唇镶入一个插入块，此插入块制成中间凸起，这样就使气刀喷嘴缝隙构成中间窄两端宽的结构,从而在一定程度上改进了镀锌层中间薄两端厚的缺陷。k冋不等缝隙的气刀结构示意图3-244图3 -3可调喷嘴缝隙的气刀结构简图1 -调节螺丝谆，嘶嘴壁皿-压缩空气收集器；4 -进气管;5 -气孔;6 -刀唇气室洞=密封舌（2）气刀擦拭法对镀层厚度的影响用气刀法控制镀层厚度的影响因素主要有喷嘴吹气压力、喷嘴到钢带表面的距离. 喷嘴到锌液面的距离、喷嘴缝隙、喷嘴角度及钢带
13、的速度，此外，还与钢带温度、厚度、宽度、板形、钢带表而状态（粗糙度）、锌液温度及成分等因素有关。然而，最主要的影响因 素是喷嘴的各参数及钢带速度。通常,在安装气刀时气刀喷嘴的缝隙均加以固定，对影 响镀层厚度的其余5个主要因素进行研究。喷嘴各参数的代表符号示于图3-兌图3-于气刀专用的罗茨风机截面示意图1-喷噬:2-凤机：3-吸气室试验了不同钢带速度下吹气压力与镀层厚度的关系（图3-7人从图3 - 7看出，吹气压力愈大，则镀层厚度愈小。压力每增大0.01 MPa,镀层厚度 （单面）减薄约4060g/m2.然而，在很低的钢带速度（例如30rTi/rmn）,吹气压力增大，镀 层厚度也增大，这是由喷吹
14、的压缩空气的冷却作用造成的。在低的吹气压力下，气体童 少冷却作用小，尚可吹掉锌液。但当吹气压力增大到0a03MPa时，吹气的冷却作用增 大，超过其吹锌的作用，锌液在钢带表面凝固，因而镀层厚度增大。M10020 030 04005吹气圧力陀图3-7吹气压力对镀层厚度的影喷唏高度1268.5mm:喷唏距离:27/25mtns喷喘角度;前7。后6。）钢带速度：1 - 30ni/nHn:2 - 60m/mim 3 - 90tn/minj二、钢带速度的影响在不同的吹气压力下，增大钢带速度，则镀层厚度也增大。压力愈低，其厚度增大 愈多乜为了获得一定的镀层厚度，钢带速度与吹气压力的关系示于图3-7。在制取薄
15、镀 层（例如100g/m2 ）时，为提髙钢带速度，必须大幅度提高吹气压力。反之，制取厚镀层 （例如250g/nC时,随钢带速度的提高,吹气压力的增大幅度则明显减小。4()0颊2WI()0池 60 9Q 120150T&0嗣带速度/mminT图3-8在不同吹气压力下钢带速度与镀层厚度的关系(喷喘高度:268.5mtn;喷喘距盅:27.25mm;喷嘴角度:前7。，后6。)吹气压力；1 -(k(X)5MPa；2-0.015MPA；3 -O.()25MPa:4 -0.035MPa:5-0.045MPa三、喷嘴距离的影响钢带是在前后气刀的喷嘴中间，因此+喷嘴与钢带的距离为喷嘴距离的一半（忽略钢带厚度人 喷嘴至钢带距离对镀层厚度影响的试验结果示于图3-10。显然，喷嘴距钢带的距离愈大，镀层厚度愈大，尤其在吹气压力较小的情况下更加明显。一般在正常操作条件卞，喷嘴至钢带的距离控制在15 30mm离愈近，吹气压力的
