[发明专利]能自清除保护气体中的金属灰的热镀机组炉鼻子

说明书

技术领域

本发明涉及一种热镀机组的炉鼻子，特别涉及一种能自清除保护气体中的金属灰的热镀机组炉鼻子。

背景技术

参见图1，在连续热镀过程中，带钢1自退火炉进入到热张辊室2，再通过热张辊3转向，进入到炉鼻子中，带钢1下行穿过炉鼻子进入到锌锅7，锌锅7中为液态高温金属液体6(“锌锅”是一个本领域公知的专有名词，指的是盛装液态金属的锅形结构，不单单指液态锌液，也包括液态锌合金、铝合金等)。带钢下行进入锌锅7后通过沉没辊8转向后上行，离开锌锅7区域。

在实际的带钢连续热镀生产线上，炉鼻子多为分段式设计。如图1所示，炉鼻子本体包括炉鼻子上端4和炉鼻子下端5。炉鼻子上端4和下端5通过法兰11连接，炉鼻子上段和热张辊室2通过法兰12连接。上述设计目的为便于检修。另外，为了防止带钢在炉鼻子区域运行时，垂度过大引起划伤，部分炉鼻子本体设计中布置了炉鼻子内托辊10。

炉鼻子本体是一个相对封闭的空间，炉鼻子下端5插入到锌液6中约200-500毫米距离。通过此举，实现炉鼻子本体内部气体和外部大气环境的隔离。炉鼻子内部的气体和热张辊室2内的气体互通，均为氮氢保护气体。

在炉鼻子内部下方的液态金属，由于此区域是无氧气氛，金属液在高温下会蒸发，形成金属蒸汽13。金属蒸汽13呈自由状态弥漫在炉鼻子本体内部。金属蒸汽13自身会冷凝，形成微颗粒状金属，其也会和炉鼻子中少量的氧成分发生反应生成相应金属氧化物微颗粒，上述二者混合在一起，称为炉鼻子金属灰。

见图1，带钢1从热张辊室2，经由炉鼻子上端4和下端5，进入到锌锅7的过程中，热张辊室内的保护气体会随带钢进入到炉鼻子本体区域，见图2中的白色箭头；同时，炉鼻子本体内的保护气体也会在气体运动规律作用下，部分返回到热张辊室乃至炉子中，此部分回流气体的运动方向是逆向带钢运动方向的，见图2中的黑色箭头。金属液蒸发产生的金属蒸汽13在炉鼻子内部弥漫，其含量到一定量后会在炉鼻子本体内壁沉积。另外，回流的保护气体也会将金属蒸汽13或金属灰带入到热张辊室2，乃至炉子区域。

不论在炉鼻子本体内壁沉积的金属灰，还是进入到热张辊室和炉子区域的金属灰都对带钢的热镀工艺和产品质量有负面影响。实际生产线需要定期停机清理热张辊室和退火炉中金属灰沉淀，即是由此原因造成。

目前常见的处理方法是提高炉鼻子内部保护气体的露点，在炉鼻子金属液面的上方通入露点高的氮氢保护气体。此部分的保护气体，相比于热张辊室和炉鼻子本体内的保护气体的区别是，保护气体中水含量提高，其他成分则保持不变；提高保护气氛中水含量的机理是，水和金属液面的液态金属在高温下发生反应，生产了一层金属氧化物薄膜，此薄膜的存在阻止了液态金属的蒸发，从而实现控制金属灰发生量的目的。

上述的措施，从实际生产实践看，存在着困难，分析如下：炉鼻子内通入“多少水”这个度难以掌握。因为露点低，即水分少，则抑制金属蒸发效果低。而提高露点，即水分多，则液态金属表面生成的金属氧化物的量会增大，且保护气体中若含多余的水，则会发生“镀不上”的缺陷。基于以上的分析，炉鼻子内部金属灰的发生和因之造成的产品缺陷是热镀生产的难题，业内工作者也对该问题开展了针对性的改进工作。

发明内容

为此，本发明的目的在于，提出一种热镀机组炉鼻子的设计结构，其能够自清除保护气体中的金属灰，还具有结构紧凑、热损失小的优点。

本发明的能自清除保护气体中的金属灰的热镀机组炉鼻子，在所述炉鼻子的内壁上设置气体回流腔，所述气体回流腔从所述炉鼻子的下部开始向上延伸，最终通入所述热镀机组的热张辊室；在所述气体回流腔的靠近所述热张辊室的位置依次设置有过滤装置和抽气风机，以使得所述气体回流腔内的回流气体依次通过所述过滤装置和所述抽气风机之后进入所述热张辊室。

优选地，所述气体回流腔包括对称设置在所述炉鼻子的侧壁上的两个侧流腔，两个所述侧流腔在进入所述过滤装置之前的位置合并为一个腔体。

进一步地，所述气体回流腔的下沿高于所述热镀机组的锌锅内的金属液体的液面。

优选地，所述过滤装置具有耐高温陶瓷滤芯。所述抽气风机的流量的范围为100～500立方/小时，静压的范围为200～1000Pa。