用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及冷卻設備技術領域，尤其涉及一種用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備及其控制方法。
【背景技術】
[0002]鋼材的防腐問題，在整個國民經濟中具有重要的經濟意義。目前，熱鍍鋅是應用最廣泛的金屬防銹方法。常用的熱鍍鋅方法包括森吉米爾法、改良森吉米爾法、全輻射美鋼聯法、薩拉斯法和莎倫法。
[0003]熱鍍后的冷卻是熱鍍鋅過程重要的工序之一，包括均熱爐至冷卻塔第一轉向輥之間的冷卻(冷卻塔上行冷卻)、塔頂水平段冷卻、冷卻塔下行冷卻以及淬水槽冷卻四個階段，其中冷卻塔第一轉向輥之間的冷卻，一方面為了阻止Fe與Zn之間的熱擴散，保證鍍層韌性，另一方面為了在接觸冷卻塔第一轉向輥之前將鍍層冷卻至300°C以下，避免損傷鋅層。該階段的冷卻，普遍采用氣體噴吹進行強制冷卻。
[0004]但是，目前采用氣體噴吹強制冷卻方法主要存在以下問題:
1)氣體強制噴吹冷卻速率較低，相同冷卻工藝條件下，要提高氣體強制噴吹冷卻速率，則所需要的冷卻設備長，冷卻塔高度高，使機組一次性投資高；
2)氣體噴吹強制冷卻方法其冷卻速率提高受到多方面因素限制而難以提高，如使用增加氣流速度提高冷卻速率方法，此時大幅增加風機功率，增加投資運行成本，而且還會引起帶鋼抖動和跑偏等問題，嚴重影響正常生產。
[0005]綜上，因氣體噴吹強制冷卻裝置存在冷卻速率較低以及提高受限等問題，從而制約了新鋼種的生產及新工藝的采用。
【發明內容】
[0006]本發明的主要目的在于提供一種用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備及其控制方法，旨在不增加冷卻設備高度的前提下提高帶鋼的冷卻速率。
[0007]為實現上述目的，本發明提供一種用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備，包括氣霧冷卻噴箱裝置、氣冷噴箱供風系統、排霧系統、氣霧冷卻壓縮空氣系統以及氣霧冷卻供水系統，其中，所述氣霧冷卻噴箱裝置包括殼體、安裝于所述殼體的腔室中的氣冷噴箱和氣霧冷卻噴管，所述殼體上設有與其腔室連通的入口、出口以及排霧口，所述入口與所述出口之間的腔室為帶鋼運行軌道，所述氣冷噴箱供風系統與所述氣冷噴箱的進風口通過管道連通，所述氣霧冷卻壓縮空氣系統與所述氣霧冷卻噴管的進氣口通過管道密封連通以向其供應空氣，所述氣霧冷卻供水系統與所述氣霧冷卻噴管的進水口通過管道密封連通，所述排霧系統與所述殼體的排霧口連通以將帶鋼冷卻過程產生的水蒸氣和霧化用的壓縮空氣排出。
[0008]優選地，所述用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備還包括氣刀供風系統，所述殼體的腔室中還安裝有用于吹掃帶鋼表面冷卻水的氣刀，該氣刀位于所述氣冷噴箱和氣霧冷卻噴管的下方，所述氣刀供風系統與所述氣刀通過管道連通。
[0009]優選地，所述用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備還包括位于所述氣刀下方、用于承接所述氣刀吹掃下來的水霧的底部密封裝置。
[0010]優選地，所述用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備還包括位于所述氣刀上方、用于排除由所述氣刀噴出并經帶鋼反彈后氣霧的氣刀排霧裝置，該氣刀排霧裝置包括集管以及與該集管連通的多個支管，其中，所述支管上設有排霧吸風口，所述集管通過管道與所述排霧系統連通。
[0011]優選地，所述氣冷噴箱和氣霧冷卻噴管在所述殼體的腔室中在帶鋼運行軌道兩側均設置有多個。
[0012]優選地，多個所述氣冷噴箱和氣霧冷卻噴管交錯布置。
[0013]優選地，所述氣冷噴箱供風系統包括與所述氣冷噴箱的進風口連通的第一供風管道以及依次安裝于所述第一供風管道上的第一鼓風機、第一消聲器和第一過濾器；所述氣刀供風系統包括與所述氣刀的進風口連通的第二供風管道以及依次安裝于所述第二供風管道上的第二鼓風機、第二消聲器和第二過濾器。
[0014]優選地，所述排霧系統包括排霧管道以及依次安裝于所述排霧管道上的氣水分離器、排霧風機和排廢煙囪。
[0015]優選地，所述氣霧冷卻壓縮空氣系統包括壓縮空氣集管、與該壓縮空氣集管連通的氣霧噴管前壓縮空氣管道，以及安裝于所述氣霧噴管前壓縮空氣管道上的第一自動切斷閥和第一手動調節閥；所述氣霧冷卻供水系統包括冷卻水集管、與該冷卻水集管連通的氣霧噴管前冷卻水管道，以及安裝于所述氣霧噴管前冷卻水管道上的第二自動切斷閥和第二手動調節閥。
[0016]本發明進一步提出一種基于上述的用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備的控制方法，包括:
對于冷卻速率要求低的工況，采用單純氣冷方式，帶鋼自下而上穿過殼體，氣冷噴箱供風系統向氣冷噴箱提供氣體以向帶鋼噴吹氣體，排霧系統將由所述氣冷噴箱噴出的與帶鋼換熱的氣體排出；
對于冷卻速率要求中等的工況，采用單純氣霧冷卻方式，帶鋼自下而上穿過殼體，氣霧冷卻壓縮空氣系統和氣霧冷卻供水系統分別向氣霧冷卻噴管提供霧化用壓縮空氣和冷卻水，所述氣霧冷卻噴管將冷卻水霧化成微細顆粒后噴吹帶鋼，所述排霧系統將帶鋼冷卻過程產生的水蒸氣和霧化用的壓縮空氣排出；
對于冷卻速率要求高的工況，采用氣冷加氣霧冷卻方式，帶鋼自下而上穿過殼體，所述氣冷噴箱供風系統向所述氣冷噴箱提供氣體以向帶鋼噴吹氣體，所述氣霧冷卻壓縮空氣系統和氣霧冷卻供水系統分別向所述氣霧冷卻噴管提供霧化用壓縮空氣和冷卻水，所述氣霧冷卻噴管將冷卻水霧化成微細顆粒后噴向帶鋼，所述排霧系統將帶鋼冷卻過程產生的水蒸氣和霧化用的壓縮空氣排出。
[0017]本發明提出的用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備，在不增加冷卻設備高度的前提下，通過設置氣冷噴箱和氣霧冷卻噴管配合使用，對于冷卻速率要求高的工況，可采用氣體噴吹加氣霧冷卻的方式，使帶鋼表面換熱系數大幅提高，冷卻速率最高可達現有設備的十倍，從而使新鋼種的生產及新工藝的采用提供了條件。同時，因本設備在冷卻速率要求高的工況可采用氣體噴吹加氣霧冷卻的方式，相對于現有技術中單純的提高風機鼓風量的方式，可有效地避免提高風機鼓風量而引起的帶鋼抖動以及跑偏等問題。另外，本用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備還提供了氣體噴吹和氣霧冷卻兩種冷卻方法，使本設備可適用于多種工況，不僅提高了設備的通用性，同時還可降低設備的運行成本。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備優選實施例的結構示意圖；
圖2為本發明用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備中氣霧冷卻噴箱裝置的俯視結構示意圖；
圖3為圖2所示的氣霧冷卻噴箱裝置A-A方向的剖視結構示意圖；
圖4為圖3所示的B處細節放大結構示意圖；
圖5為本發明用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備中氣冷噴箱的結構示意圖；
圖6為本發明用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備中氣霧冷卻噴管的結構示意圖；
圖7為本發明用于熱鍍鋅帶鋼鍍后冷卻的設備中氣刀排霧裝置的結構示意圖；
圖8為圖7所示的氣刀排霧裝置的俯視結構示意圖。
[0019]圖中，10-帶鋼，20-氣霧冷卻噴箱裝置，21-殼體，211-入口，212-出口，213-排霧口，22-氣冷噴箱，221-噴口，23-氣霧冷卻噴管，24-氣刀，25-底部密封裝置，26-氣刀排霧裝置，261-集管，262-支管，263-排霧吸風口，30-氣冷噴箱供風系統，31-第一供風管道,32-第一鼓風機,33-第一消聲器,34-第一過濾器,40-排霧系統,41-排霧管道,42-氣水分離器，43-排霧風機,44-排廢煙囪,45-排霧風機前管道,50-氣霧冷卻壓縮空氣系統，51-壓縮空氣集管，52-氣霧噴管前壓縮空氣