一种用于热镀锌炉鼻子加湿的加湿装置的制作方法

本发明涉及冷轧生产技术领域，具体来说是一种用于热镀锌炉鼻子加湿的加湿装置。

背景技术：

目前冷轧后热镀锌生产线广泛采用了改良性森吉米尔法技术，它采用了碱性电解脱脂技术，钢卷进入作业线后，首先进行热碱洗、电解洗及漂洗脱脂，后烘干，再通过有氮、氢保护气体的退火炉进行预热、加热、均热再结晶退火，后经过冷却最后在密封情况下进入锌锅沉没辊热镀锌，出锌锅经气刀控制镀层的均匀与厚度，再经后处理冷却至成品。

炉鼻子就是退火炉进入锌锅的装置，锌灰缺陷主要由炉鼻子里的锌液面上的锌蒸气冷凝形成，炉鼻锌液面上的浮锌灰造成带钢表面锌灰白条、划伤、甚至露铁等缺陷，严重影响到镀锌板的连续生产。被带钢带入锌锅的锌灰还会粘附到沉没辊的表面,造成沉没辊辊印。这就是为什么出锌锅后带钢下表面锌灰缺陷往往要比上表面严重的原因。如果锌灰进入到沉没辊、稳定辊、矫正辊的轴与轴套之间还会导致三辊的转动阻力增大,进一步加重了沉没辊辊印,严重的还导致沉没辊划伤和轴套磨损严重甚至磨穿锌灰缺陷是目前产品表面质量提高的主要瓶颈。带钢表面存在锌灰缺陷在进行涂装或喷漆后缺陷会在表面被放大。由于锌灰缺陷的存在,使热镀锌产品不能满足汽车面板、家电面板对表面质量要求较高的产品的需要。要生产出高表面质量的产品锌灰缺陷必须得到彻底的解决。

目前抑制锌灰的主要手段有：通过加湿器控制该区域的露点，减少锌灰的产生；人工敲击炉鼻子，使锌灰脱落；停机人工吹扫炉鼻子锌灰。其中传统的通过加湿器控制露点，锌蒸汽对对露点仪影响较大，控制精度不高，露点控制低了效果不明显，露点控制高了会产生氧化，造成漏镀等不良影响，此外冬季冷凝水现象比较严重；人工敲击炉鼻子，及停机人工吹扫炉鼻子锌灰，严重影响正常生产，而且维持正常生产时间较短，成本高且效果不明显。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种减少炉鼻子锌灰缺陷产生的加湿装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于热镀锌炉鼻子加湿的加湿装置，包括进气机构、储水罐以及排气机构，所述进气机构与储水罐相连接，所述排气机构与储水罐相连接；所述进气机构包括主进气管道，所述主进气管道通过分支进气管道与储水罐相连通，所述主进气管道连接有混合管道，所述混合管道向靠近炉鼻子一侧延伸；所述分支进气管道远离主进气管道的一端处于储水罐液面下方；所述排气机构包括排气管道，所述排气管道一端与储水罐相连接，另一端与混合管道相连接；所述排气管道处于储水罐内部的一端处于储水罐液面上方。

所述分支进气管道上设有用于控制进气流量的第一截止阀。

所述分支进气管道上还设有测量孔板；所述测量孔板设置在第一截止阀和储水罐之间的分支进气管道上。

所述储水罐连接有供水系统，所述供水系统包括进水管道，所述进水管道上设有第二截止阀和流量检测装置。

所述进水管道上设有气动切断阀。

所述进水管道上还设有第一蒸汽换热器。

所述储水罐内设有用于对储水罐水液加热的电加热器。

所述储水罐连接有测温装置。

所述混合管道上设有用于对混合管道内气体加热的电阻伴热带。

所述混合管道上还设有第二蒸汽换热器。

所述储水罐上设有泄压机构，所述泄压机构包括泄压管道，在泄压管道上设有泄压阀。

所述储水罐连接有循环机构，循环机构包括循环水泵和喷淋管道。

所述炉鼻子上方设有露点检测装置。

所述混合管道靠近炉鼻子的一端上设有上进气管道和下进气管道，所述上进气管道一端与混合管道相连接，另一端延伸至炉鼻子上方；所述下进气管道一端与混合管道相连接，另一端延伸至炉鼻子下方。

本发明的优点在于：

本发明公开了一种用于热镀锌炉鼻子加湿的加湿装置，通过干氮气和湿氮气混合形成的混合氮气可以抑制锌蒸汽在炉鼻子处冷凝形成锌灰缺陷，继而避免炉鼻子处产生锌灰缺陷。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明优化后的系统结构示意图。

上述图中的标记均为：

1、主进气管道截止阀，2、储水罐，3、并联水位计，4、测温装置，5、电加热器，6、排水截止阀，7、第一蒸汽换热器，8、第二截止阀，9、气动切断阀，10、水流量检测装置，11、第一截止阀，12、涡街流量计，13、泄压阀，14、第四截止阀，15、第三截止阀，16、气动调节阀，17、气体流量检测装置，18、电阻伴热带，19、第二蒸汽换热器，20、炉鼻子，21、冷凝排水阀，22、冷凝排水阀，23、露点检测装置，24、控制器，25、分支进气管道，26、循环水泵及喷淋管道，27、主进气管道，28、混合管道。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

一种用于热镀锌炉鼻子加湿的加湿装置，包括进气机构、储水罐2以及排气机构，所述进气机构与储水罐2相连接，所述排气机构与储水罐2相连接；所述进气机构包括主进气管道27，所述主进气管道27通过分支进气管道25与储水罐2相连通，所述主进气管道27连接有混合管道28，所述混合管道28向靠近炉鼻子20一侧延伸；所述分支进气管道25远离主进气管道27的一端处于储水罐2液面下方；所述排气机构包括排气管道28，所述排气管道28一端与储水罐2相连接，另一端与混合管道28相连接；所述排气管道28处于储水罐2内部的一端处于储水罐2液面上方；本发明公开了一种用于热镀锌炉鼻子20加湿的加湿装置，通过干氮气和湿氮气混合形成的混合氮气可以抑制锌蒸汽在炉鼻子20处冷凝形成锌灰缺陷，继而避免炉鼻子20处产生锌灰缺陷，在实际使用过程中，因为炉鼻子20是倾斜设置的，在实际使用过程中混合管道28处于锌液面和带钢接触的上方，因为锌蒸汽产生是由于锌液面与带钢接触后产生的，所以通过干湿混合氮气吹扫后，可以避免抑制锌蒸汽上浮，继而可以避免锌蒸汽上溢使得炉鼻子20处产生锌灰；同时作为优化的，本发明中主进气管道27上设有主进气管道27截止阀1，目的是用于控制主进气管道27的通断；这个主进气管道27截止阀1也是一个常用设备，和下文中第一截止阀11可以采用相同的阀体结构，因为用在不同的位置，为了区别使用了不同的名称，但是这些是公知技术，是清楚的技术方案，设置主进气管道27截止阀1的目的是用于控制整个管道进气，方便后续检修；同时在本发明中储水罐2下方连接有排水管道，排水管道用于储水罐2内水液的排出，在排水管道上设有排水截止阀6，设置排水管道用于储水罐2内水液的排出，保证后续检修以及实际使用效果，减少外界因素的影响；同时作为优化的，为了控制排气管道28排出的氮气含量，在排气管道28上也有第四截止阀14，这里第四截止阀14可以采用气动，气动的可以选用气动调节阀16，也可以采用手动的，例如手动截止阀，具体可以根据需要进行设置。

作为优选的，本发明中所述分支进气管道25上设有用于控制进气流量的第一截止阀11；第一截止阀11为第一手动截止阀，可以采用气动调节阀16；在实际中根据需要进行选择，本发明公开的结构通过第一截止阀11的设置，可以用于控制从分支进气管道25进入储水罐2中的氮气量，根据实际要求保证进入储水罐2内的氮气量，更能很好的在实际中应用。

同时作为优选的，本发明中分支进气管道25上设有涡街流量计12，涡街流量计12设置在气动调节阀16后；涡街流量计12的作用是用来测量从分支进气管进入储水罐2的氮气量；因为涡街流量计12的特殊性质，使得涡街流量计12可以更好的与控制器24相配合，可以实现分支进气管道25进气量的自主控制；更为自主的根据需要调节干氮气进入储水罐2中的量；当然除了上述结构的设置，本发明还可以采用另外一种结构，就是在所述分支进气管道25上还设有测量孔板；这里的测量孔板实际上就是流量测量孔板组件，属于公知技术，所述测量孔板设置在第一截止阀11和储水罐2之间的分支进气管道25上；本发明中分支进气管道25上设有测量孔板与第一截止阀11；所述测量孔板设置在第一截止阀11后；测量孔板的作用是用来测量从分支进气管的干氮气量，调节手动截止阀的开度控制测量孔板的流量。

作为优选的，本发明中所述储水罐2连接有供水系统，所述供水系统包括进水管道，所述进水管道上设有第二截止阀8和流量检测装置；这里的第二截止阀8可以是和上述第一截止阀11相同的结构，第二截止阀8可以是手动截止阀，在实际使用过程中是常处于开启状态，在需要进行系统检修时关闭，避免供水系统持续对储水罐2供水；同时作为更大的优化；所述进水管道上设有气动切断阀9；气动切断阀9的设置可以实现对进水管道通断的控制，同时方便与控制系统配合，方便后续使用；减少了人力的使用；同时作为更大的优化，本发明在进水管道上还设有流量检测装置，这里流量检测装置实际上就是管道流量监测仪，目的是为了测量出从供水管道进入储水管内的水液量，管道流量监测仪是一个常用设备，这里不在赘述；本发明供水系统通过以上部件和附图结构的设置，供水系统用于对储水罐2进行供水操作，起到补水的作用，在进水管道上设有第二截止阀8、气动切断阀9和流量检测装置，通过气动切断阀9和流量检测装置的设置，可以实现对供水量及水槽液位的控制，方便与控制系统相配合。

作为优选的，本发明中所述进水管道上还设有第一蒸汽换热器7；第一蒸汽换热器7用于对进入储水罐2中的水液进行加热操作，实现对补水预加热，保证进入储水罐2中的水液是初步加热过的水液，避免新进入储水罐2中的水液与原有储水罐2中水液具有较大的温差，减少因水液温差带来的后续混合氮气产生冷凝水，影响本装置对锌灰的抑制。

作为优选的，本发明中所述储水罐2内设有用于对储水罐2水液加热的电加热器5；电加热器5的设置用于对储水罐2内的水液进行加热操作，对水罐内水精确加热至目标温度；储水罐2内的水液进行加热操作是为了使得储水罐2保持恒温，避免因外界温度变化等因素的影响。

作为优选的，本发明中所述储水罐2连接有测温装置4，测温装置4也是一个工业常用部件，属于公知技术，在本发明中可以使用pt100，当然也可以选用其他部件；具体设置根据实际要求进行选择，基于这样的内容，本发明测温装置4的设置，是为了更为直观的观测到储水罐2内水液的水温，通过与控制系统的配合，可以与电加热器5更好的相互配合，使得储水罐2内的水液温度维持在一个合理的区间。

作为优选的，本发明中所述混合管道28上设有用于对混合管道28内气体加热的电阻伴热带18；对管道进行保温，防止管道内气体冷凝。

作为优选的，本发明中所述进气管道上设有第二蒸汽换热器19；对混合气体进行加热，减少混合气体与锌鼻子内气体温差。

作为优选的，本发明中所述储水罐2上设有泄压机构，所述泄压机构包括泄压管道，在泄压管道上设有泄压阀13；通过泄压机构的设置，使得储水罐2的内部压强保持一个合理的范围值，方便后续的其他操作。

作为优选的，本发明中所述储水罐2连接有循环机构，循环机构包括循环水泵和喷淋管道；循环水泵通过喷淋管道与储水罐2相连接，通过循环水泵使得水汽化，提高气氛湿润状态的均匀性；循环水泵及喷淋管道将储水罐2底部的水抽出至储水罐2上部由喷淋管喷出雾状水，使储水罐2内气体部分含水量均匀。

本发明原理是在热镀锌生产线锌锅区域增加一种热镀锌炉鼻子20加湿装置，该装置由储水罐2及相关加热温度及水位控制装置和补水流量检测，循环水泵及喷淋管道，主进气管道27、分支进气管道25以及混合管道28及加热装置，管道伴热装置，露点检测装置23，控制装置等组成，这里控制装置可以是plc控制器24，也可以是单片机，当然也可以是其他电脑主机，目的是为了实现控制功能；分支进气管道25进入储水罐2内工作水位以下，储水罐2排气管道28把干氮气经过加湿形成的湿氮气排出，在与混合管道28内的干氮气混合，并加热注入炉鼻子20区域，进而起到抑制锌蒸汽上浮的作用，从而实现对炉鼻子20上锌灰缺陷的控制。

基于以上陈述，可以发现本发明的目的是这样实现的：一种热镀锌炉鼻子20加湿装置，包括储水罐2及相关加热及水位控制装置、流量检测装置，循环水泵及喷淋管道，主进气管道27、分支进气管道25以及混合管道28及加热装置，管道伴热装置，露点检测装置23，控制装置等组成。

干氮气经过主进气管道27进入整个装置内部，一部分通过分支进气管道25进入储水罐2正常水位以下，该管道在储水罐2水位以下部分设置排气孔，该注入储水罐2氮气流量经第一截止阀11进行调节，可以被调节为固定流量，当然也可以通过涡街流量计12的设置，使得经过分支进气管道25进入储水罐2内的氮气流量是可以根据控制器24要求进行自主调节；同时储水罐2水位自动根据并联水位计3的水位高低位置控制，低位补水，高位停止补水，水位计3并联与储水罐2直接可见；进水管道经过第一蒸汽换热器7一级加热，储水罐2内采用电加热器5二次加热，由测温装置4测量储水罐2内水温，闭环控制电加热器5，低温加热，高温停止加热，保持储水罐2温度稳定；储水罐2连接的进水管道上安装第二截止阀8和气动切断阀9，安装流量检测装置检测水流量，实时掌握储水罐2的工作水量；该储水罐2连接有泄压机构，压力高于设定值自动打开泄压；这里测温装置4属于常规器件，可以使用温度传感器，也可以使用其他测温部件，因为属于常用零部件，这里不再赘述。

循环水泵及喷淋管道26将储水罐2底部的水抽出至储水罐2上部由喷淋管喷出雾状水，使储水罐2内气体部分含水量均匀。

经储水罐2加湿后的湿氮气与外部干氮气混合，两者混合处于混合管道2828内或者混合罐31内，因为上述一部分干氮气从主进气管道27进入分支进气管道25内，随后进入储水罐2内，另一部分进入混合管道2828内，从储水罐2内排出的氮气从排气管道28进入混合管道28或者混合罐31中，从而与混合管道28或者混合罐31内的干氮气相混合，混合后的干湿氮气经电阻伴热带18保温，再经第二蒸汽换热器19加热，最后注入炉鼻子20区域，从而实现本发明的目的；在具体使用过程中，混合前的湿氮气可以经第四截止阀14调节后续进入混合管道28内的湿氮气流量，为了更为精确控制进气流量，在排气管道28上还可以增设一个流量检测装置，流量检测装置属于现有技术，目的是用来检测从排气管道28进入混合罐31或者混合管道28内的湿氮气量；并使得该流量检测装置与露点设定值与检测值差闭环pid控制，露点检测值高于露点设定值时该第四截止阀14的阀门开口度减少，使湿氮气流量减少，露点检测值低于露点设定值时该第四截止阀14的阀门开口度增大，使湿氮气流量增加，这里第四截止阀14采用可以采用气动调节阀16，目的是为了与控制器24相配合，实现排气管道28的自主通断选择。

控制器24将露点检测值与控制值比较，调节湿氮气管道调节阀控制流量实现露点闭环控制；储水罐2温度、水位及补水量控制；混合后氮气加热温度控制；控制器24可以选取上文提到的相关控制部件，目的是为了更好的保证整个装置的自主控制，减少人力的使用。

如附图所示，控制器24将露点检测值与控制值比较，通过调节干氮气或/和调节湿氮气进入混合处或者混合罐31内的干湿氮气量，也就是使得本发明中第四截止阀14和第三截止阀15与控制器24相连接，通过露点检测装置23检测得到的检测值与控制值相比较，如果检测值超出控制值偏差范围，通过控制第四截止阀14和第三截止阀15的开启和闭合来调控干氮气和湿氮气的混合比例，从而更好的实现本发明的目的；具体使用时先调节整个装置上的阀体结构，使得阀体结构能够与控制器24和露点检测装置23闭环控制；保证储水罐2温度、水位及补水量控制；混合后氮气加热温度控制；当储水罐2水位正常、温度正常、电加热器5工作正常，蒸汽换热器工作正常、电阻伴热带18工作正常，各类阀门位置正常，总管氮气压力正常，各项条件满足，控制器24人工确认启动；

上述操作结束后，自动打开主进气管道27截止阀1，干氮气分别进入分支进气管路和混合管道28内，一路经过第一截止阀11控制进入储水罐2中的干氮气，另外一路经过进入与主进气管道27相连接的混合管道28，干氮气经过经气体流量检测装置17检测，气体流量检测装置实际上可以是气体流量计，主要目的是检测气体的流量，属于公知技术；经气动调节阀16和第三截止阀15来调节干氮气流量与湿氮气混合的混合流量；在本发明中湿氮气和干氮气的混合方式可以根据需要进行设置，可以使得湿流量恒定，改变干氮气流量来实现干湿氮气的混合，也可以使得干氮气流量恒定，改变湿氮气流量来改变干湿氮气混合方式，也可以采用干氮气流量采用可改变的方式，湿氮气流量也采用可改变的方式来实现干湿氮气的配合；具体实现方式是通过控制器24控制截止阀或者调节阀来改变排气管道28或者混合管道28内部的氮气流量来实现上述目的，并与露点检测值闭环控制，精确控制炉鼻子20区域露点抑制锌灰。

基于以上陈述可以很清楚的知晓，本发明中炉鼻子20上方设有露点检测装置23，露点检测装置23由一套经过滤，手动调节流量装置，抽气泵组成，型号可以选用已知设备：dmt143，也可以选用其他设备；为保证实际生产要求，露点检测范围为-80°至﹢20°，具体根据实际要求进行选择，取样位置在炉鼻子20中间上部区域；这部分是公知技术，这里不再赘述。

作为优选的，本发明中所述混合管道28靠近炉鼻子20的一端上设有上进气管道30和下进气管道29，所述上进气管道30一端与混合管道28相连接，另一端延伸至炉鼻子20上方；所述下进气管道29一端与混合管道28相连接，另一端延伸至炉鼻子20下方；本发明混合管道28连接有两个进气管道，也就是上文中的上进气管道30和下进气管道29，上进气管道30和下进气管道29分别处于炉鼻子20上的上方和下方，通过上下两侧的吹气操作，可以更好的抑制锌灰在炉鼻子20上下两侧的形成，更好到达实际使用要求；在不考虑优化结构的情况下，本发明可以只设置一个上进气管道30，具体设置方式可以根据需要进行设置；当然在本发明中作为优选的，本发明中在上进气管道30上设有第六截止阀301，在下进气管道29上设有第五截止阀291，第五截止阀291和第六截止阀301都是已知阀体结构，在上进气管道30和下进气管道29上设置截止阀是用于控制从上进气管道30或者下进气管道29对炉鼻子20的供气量的控制，同时作为优选的，上进气管道30和下进气管道29连接有排液管，排液管上包括第一排液管和第二排液管，第一排液管与上进气管道30相连接，第二排液管与下进气管道29相连接，并且在第一排液管上设有第一冷凝排水阀22，第二排液管上设有第二冷凝排水阀21，第一冷凝排水阀22和第二冷凝排水阀21的设置可以用于控制冷凝水的排出量。

作为优选的，本发明中混合管道28包括第一管道281和第二管道282，第一管道281和第一管道281之间通过混合罐31相连接，第一管道281一端与主进气管道相连接，另一端与混合罐31相连接；所述排气管道28通过混合罐31与混合管道28相连接，通过混合罐31的设置，使得排气管道28与混合管道28的连接更为方便，混合罐31是至少具有三个开口，并且内部中空的罐体结构，并且三个开口其中一个与第一管道281相连接，一个与第二管道282相连接，另一个与排气管道28相连接，三者如附图所示结构相互连接，混合罐31的设置为干氮气和湿氮气的混合更好的提供了场所，更好的保证两者混合的均匀性，减少排气管道28与混合管道28直接相连接时较容易发生干氮气与湿氮气混合不均匀的问题。

在本发明中设有两者流量检测装置，一个是设置在供水管道上的液体流量检测装置，也就是上文说的水流量检测装置，目的是用来检测供水管道为储水罐提供的供水量；在本发明中使用标号8进行标记，另外一种是气体流量检测装置，是用来检测各个气体管道相应的气体流量的，可以选用气体流量计代替，这里使用标号17标记，以上同时气体流量检测装置可以根据需要在任意气体管路上进行设置。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。