气刀简介及常见问题的处理
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气刀简介及常见问题的处理
摘要：在镀锌机组运行过程中，气刀容易出现结溜问题，气刀结溜一直影响机组正常生产。
气刀一旦发生结溜将导致机组降速，产生大量的废次品，严重地影响到镀锌机组的正常运行，本文阐述了气刀的结构，形成气刀结溜原因以及对问题的解决方法。
关键词：气刀结溜处理方法
1、气刀概述
1.1气刀dak（dynamic air knifes）：
气刀的功能是擦去锌锅出口钢带上的锌，通过锌层控制系统控制锌层厚度。
这一功能是通过气刀两个刀唇间产生的喷射气流执行的。
钢带表面的厚度控制方法基于钢带每侧两个气刀的气体压力及与刀唇与钢带间的距离的调节（操作员在hmi激活该功能或选自动时这些功能被激发）。
钢带表面的厚度控制方法是基于调节螺杆和螺母进而调节钢带每侧两个气刀的刀唇的截面积实现的。
（横梁拆卸后直接用手动旋转调节）气刀由垂直和水平运动伺服马达完成垂直和水平两个方向的运动驱动。
气刀从产生至今有诸多改进：第一，喷射介质由过热蒸汽改为压缩空气；第二，为了获得理想的镀层截面，把嘴均匀的缝形改为中间窄两头宽的不均匀缝形；第三，普遍采用了模拟电子计算机来控制气刀的空气流量，以此来自动控制锌层厚度。
1.2气刀设备
主要设备有沉没辊、稳定辊、气刀等。
1.2.1沉没辊装置
沉没辊装置由沉浸在锌液中的沉没辊和锌液面上部的调节系统及跨架焊接结构体等三个部分组成。
（l）沉没辊的运转
锌锅中的沉没辊是一个被动的转向辊，完全靠带钢与辊子表面的摩擦力驱动。
在生产过程中，沉没辊应一直处于运转状态。
特别是在生产薄规格带钢时，应借助工具经常试探一下沉没辊是否在运行。
防止沉没辊停转的方法：
a在辊子表面加工沟槽，增大摩擦力。
b使用大直径沉没辊。
沉没辊的直径越大，则带钢与辊子的包角越大，产生的摩擦力也越大。
c生产薄规格的带钢时，可适当降低预热炉或还原炉的温度，保证足够的带钢张力，或者适当降低机组运行速度，以便使沉没辊始终处于运转状态。
（2）沉没辊的纠偏作用
沉没辊防止带钢跑偏一般有两种方法：一是使沉没辊有一定的凸度，即辊子直径中间比两边大。
但是沉没辊凸度的导正作用，只限于带钢的厚度均匀和板形良好时才能实现。
另外，这种带有凸度的辊子，存在一定的不足之处，也就是带钢不能灵活地在辊子上左右移动，当辊子的一端结疤时，易在带钢表面产生压印。
因而，在生产实践中，大多数机组都不采用这种带凸度的沉没辊，而采用调
整沉没辊斜度的方法来纠正带钢跑偏：当带钢向某一端跑偏时，就把沉没辊的另一端下降，直到带钢回到对中位置，再使沉没辊保持水平状态，其原理与凸度辊导正原理相同。
1.2.2稳定辊
后稳定辊与沉没辊固定在同一支架上，把带钢保持在锌锅内，建立进出工作线，并和前稳定辊装置一起抚平和稳定带钢。
前稳定辊可以作水平移动，加大带钢的张力来保持带钢稳定。
1.2.3气刀
应用流体冲击学的原理来控制带钢镀锌层厚度的方法，习惯上称为吹气法镀锌。
这种方法采用的是一个横贯整个带钢宽度的缝形喷嘴，它喷出连续的象刀一样的扁平气流，把带钢表面多余的锌刮掉，“气刀”即由此而得名。
（l）kohlerjet气刀
a作用：kohlerjet气刀装置通过准确成形和引导压缩空气气流来测量熔金属层，把带钢表面多余的锌刮掉，从而留下一层均匀的正确厚度的镀层。
b结构：气刀装置主要包括带刀唇的喷嘴、主支撑梁、悬臂、提升机/定位器、手动角度调整机构、边部挡板和鼓风机空气供应系统等。
c边部挡板的作用：减少带钢边部由于气流
干扰而产生的边部过厚镀层和噪音。
（2）气刀的喷射介质
气刀最初采用过热蒸汽作为喷射介质。
目前大多使用压缩空气取代了过热蒸汽，改进后具有以下优点：
1降低了生产成本；
2减轻了噪音；
3改善了操作环境；
4有利于设备维修（用蒸汽易使设备受潮损坏）；
5减轻了带钢表面氧化，提高了镀锌质量。
（3）气刀维护
当带钢的板形不好，喷嘴距带钢又近，同时带钢的张力也低的情况下，最易把气刀的喷嘴唇碰坏，所以必须经常检查气刀的喷嘴有无损伤。
必须有两对喷嘴唇作备品，才能保证随坏随换，不误生产。
应该定期对传动机构加油润滑，以保证气刀的正常工作。
另外，为了保证喷吹空气的清洁，还应该对空气过滤器进行定期清洗。
2、问题解决
在生产中，当带钢从锌锅出来时带有锌液，这时气刀刀唇吹出的气流作用在带钢上将多余的锌液吹掉，原理简单但是要求气流在作用在锌液上时，带钢表面不留下气刀条纹，或者造成锌层脱落、结溜等影响质量的问题。
对第1种情况可以通过调节气刀刀唇离带钢的距离来消除。
在引进气刀的时候气刀的最小位置外方设定在
10mm，当气刀刀架移在最小位置时，如果薄带钢要求锌层在单面60 g/m2时，这时机组速度将超过120m/min，只有加大气流来吹掉带钢上多余的锌液，这时气流在吹扫锌液时会产生气刀条纹，并且带
钢在出锌锅会有些抖动。
如果减少气流压力，就能消除气刀条纹。
但是压力减少锌层就会超厚，降速生产可以使带钢带出锌液减少，同时会减少产量。
所以经过统计气刀位置和压力与锌层三者之间的关系，我们将原有的机械位置最小位置放大，然后将程序中的最小位置改为4 mm。
这时气刀刀架的位置就可以往前多移动6mm。
这样气刀的压力就可以下降到20 kpa，在配合锌锅段张力的调节后，气刀条纹问题解决了。
关于锌层脱落的问题，主要是因为带钢入锌锅的温度低于440℃，此时如果将出炉时锌锅温度控制在460～480℃，锌层就不容易脱落。
结溜是我们讨论的重点。
带钢结溜时气刀吹出的气流相互之间没有完全抵消，例如前气刀高，后气刀低，那么在两股气流交会处，气力的相对运动就会增强，气流将带钢边部的锌液吹起，在气刀上方会明显的感觉到锌粒的飞扬，同时气流的加速运行也加速了锌液的冷却，冷却的锌液一部分粘在气刀刀唇的边缘上，越聚越多，形成锌溜。
另外在机组速度变化，也会打破原来的对吹型气流的平衡，例如机组速度在130 m/min以下时，前后气刀水平，气刀吹出的气流也能相互抵消，当机组速度增加，气流被高速的带钢带起，同样会形成锌溜。
针对这两种结溜原因，我们每次更换气刀时，在前后气刀刀架下方垫2～3 mm的钢片。
让气刀刀架产生1～2℃的倾斜角度来抵消机组高速运行的对气刀产生的副作用；由于气刀刀架的下方就是锌锅，刀架在高温的作用下（锌锅里的锌液约为460℃，锌铝锅的锌
液温度达610℃），会发生细微的热变形（刀架离锌液面260mm）。
所以我们在前后刀唇之间放一块薄钢片，调节相应气刀刀架的底座螺丝，使气刀刀唇处于水平位置。
有时候气刀的边缘挡板（用于消除带钢边厚）投入使用的时候，气刀边缘挡板与带钢接触的地方容易出现结溜。
我们在边缘挡板接触带钢的地方安装一根风管，通过截留阀来控制风流量的大小。
风流量向下吹，把结溜的锌粒吹散。
3、结语
气刀在镀锌生产线的科学有效运用对产品质量起着关键作用。
通过以上措施解决了气刀常见的问题。
使气刀在镀锌机组中发挥出了积极作用。
参考文献：
[1] 成计民，严洪凯，聂兴利，黄河，吴安民. 热镀锌线气刀吹锌过程的数值模拟研究[j]. 重型机械. 2009（02）
[2] 丁钢，李明河，张千峰. 现场总线技术在镀锌线气刀控制系统中的应用[j]. 安徽工业大学学报（自然科学版）. 2010（01）。
