连续热镀锌线上气刀技术的发展

【摘 要】气刀设备作为连续热镀锌线上的关键核心设备，近几年在应用技术上得到了革新和发展。本文作者经历了五条高端连续热镀锌机组的筹建和生产维修工作，将近几年来不同热镀锌线上气刀设备应用技术上的革新和发展进行详细介绍

【关键词】气刀设备；应用技术；革新和发展

前言

目前国内外带钢连续热镀锌机组通常采用吹气法来控制镀层的厚度。它是利用射流原理，采用一个横贯整个带钢宽度的矩形喷嘴在控制下连续向镀层表面喷吹扁平气流，将带钢表面多余的锌刮掉。因此，人们将采用吹气法来控制镀层厚度的设备称为“气刀”。气刀装置布置于热镀锌机组锌锅正上方，用于控制出锌锅后的带钢镀层厚度，主要包括气刀本体，气刀定位系统，气刀调节系统三大部分，如图1所示。气刀装置及其控制系统作为连续热镀锌机组的关键核心设备，其配置功能和控制水平的高低对镀锌板的产品质量起着决定作用。

随着市场对镀锌板镀层质量要求的不断提高，促进了气刀设备的技术也得到了飞速发展，下面就从近几年国内大型国企引进热镀锌生产线中气刀设备应用技术上的革新和发展进行详述:

1 准确的气刀定位系统

气刀唇到带钢距离的准确定位对镀层厚度控制非常关键。应保证两个气刀唇与带钢平行且能获得每个气刀唇到带钢的准确距离，使带钢居于两侧气刀唇的正中，这样才能使出锌锅的镀锌板面沿宽度方向上获得准确均匀的镀层。

普通结构形式的气刀采用固定式框架，生产中为了保证气刀唇与带钢平行且设定一个合适的间距，通常通过调整沉没辊和稳定辊来实现。这种调整方式的控制精度不高，误差较大，在生产中因更换生产规格使带钢张力变化时，如不重新调整会增大误差值，使得镀层厚度的均匀性很难控制。而近几年出现的采用激光测距和活动式框架的气刀系统可以较好的解决这个问题，该系统通过激光测距可以自动准确的完成带钢与刀唇的平行度和间距值的监测，根据监测后的数据通过活动式框架的浮动调节进行自动跟踪定位刀唇与带钢的距离，可确保在带钢发生倾斜运动时，气刀唇总与带钢保持平行。

2 更加完善的气刀镀层控制系统的数模

新型的气刀控制系统中的数学模型不但有镀层厚度控制，还具有镀层均匀性控制及自适应功能，同时能对气刀角度、带钢与气刀唇的距离及气刀高度等参数进行匹配，保证产品镀层的质量要求。

3 气刀喷吹介质的选择切换

普通气刀的喷吹介质一般有压缩空气，它具有生产成本低、噪音小、工作环境好，有利于维护设备的特点。但它对带钢有很强的冷却作用，容易产生边厚，另外容易使锌液表面氧化产生表渣。因而有的厂家采用氮气作为喷吹介质，虽然改善了锌液的氧化现象，但却提高了生产成本，同时造成了工作环境的恶化。

新型的气刀系统可以实现压缩空气和氮气两种喷吹介质的选择切换。对于汽车板的生产来说，要求有很高的表面质量，所以锌层的氧化要很小，采用氮气喷吹；而对于普通产品就可以用空气进行喷吹，这样既可以保证高端产品的质量又可以降低成本，优化工作环境。

4 刀唇喷吹宽度自动调节系统

普通气刀工作时刀唇喷吹宽度无法调节，而新型气刀内由于设计成分段式的喷嘴结构，该系统的可根据运行带钢的宽度变化自动调节喷吹的宽度。当生产线运行窄带钢时，为了避免风机风量的大量输出，可通过分段式控制各区间喷嘴的开关，关闭多余区间的喷嘴，以避免在没有带钢的部分浪费氮气或压缩空气。经过试验证明，该系统根据带钢的宽度调整喷嘴的宽度，比不用该系统可以节省氮气或空气消耗量高达50%。

5 气刀快速打开、复位及缩回装置

气刀的快速打开、复位装置是指当带钢有焊缝、波浪经过气刀或出现其它危险情况时，避免气刀和刀唇的损坏，使气刀能快速打开一定距离，当焊缝或波浪经过后气刀又能自动准确的复位。

缩回装置是指当更换沉没辊的时候不必吊走气刀，通过手动或自动装置使气刀沿轨道滑离开锌锅表面，这样能节省时间快速更换沉没辊。

6 刀唇快速清理装置

新型气刀通过远程控制一套气动执行装置，在刀唇的内部和外部快速滑动，能在一秒钟内完成对刀唇内部和外部的清理。该装置可在生产过程中等待适当时机快速操作，以便减少带钢镀层的缺陷。

气刀装置是热镀锌线上控制镀层厚度和均匀度的关键部件，虽然近几年国内引进的高端镀锌机组的都引进了新型气刀技术，使得机组具备了生产高级汽车钢板的能力，但是到目前为止，产品规模和产品质量较国外还有较大差距，中国汽车工业还在大量进口热镀锌板，所以还需要广大技术人员认真消化吸收这些先进技术，为国家的繁荣富强而努力。

参考文献：

[1]李久岭。钢带连续热镀锌。北京 冶金工业出版社 1995

[2]张启富，刘邦津等。现代钢带连续热镀锌。 北京 冶金工业出版社 2007

[3]朱立。钢材热镀锌。北京 化学工业出版社 2006

[4]张启富，刘邦津等。热镀锌技术的最新发展。 钢铁研究学报 2002，（8）

[5]首钢京唐钢铁联合有限公司镀锌线气刀技术附件

作者简介：

王利锋，1973年8月2日生，籍贯：河北承德，本科，毕业于北京科技大学，机电一体化专业