摘 要：爐鼻子是熱鍍鋅線的重要質量設備，如果爐鼻子控制存在問題，內部浮游的鋅渣和鋅灰將直接粘附帶鋼導致黑點狀或者片狀的鋅灰、鋅渣缺陷。爐鼻子附屬鋅渣泵改造，解決板帶粘渣和爐鼻子內部粘渣造成板面劃傷的問題。濕氮氣系統(tǒng)的優(yōu)化，爐鼻子內部露點得到有效控制，減少鋅灰缺陷發(fā)生。攝像頭系統(tǒng)改造及優(yōu)化，對減少鋅灰缺陷、板帶劃傷缺陷起到了重要作用。通過對爐鼻子系統(tǒng)的改造優(yōu)化，帶鋼表面質量有了明顯的改善，鋅灰缺陷明顯減少。

關鍵詞：表面缺陷；可調速鋅渣泵；攝像；PID控制

近年來，隨著高檔熱鍍鋅鋼板在汽車和家電行業(yè)中的應用量不斷擴大，人們對熱鍍鋅鋼板表面質量的要求越來越高。熱鍍鋅板在作為汽車外板使用時，表面質量標準需要達到05級別，即單面無任何影響使用的表面缺陷。爐鼻子是連接退火爐和鋅鍋的重要設備，帶鋼在鼻腔內穿行，由于所處位置特殊，其對帶鋼入鋅鍋的表面質量尤為重要。爐鼻子控制不良，內部浮游的鋅渣和鋅灰將直接粘附在帶鋼導致黑點狀或者片狀的鋅灰、鋅渣缺陷。[1]為了解決這些問題，我們對爐鼻子設備進行了改造。新爐鼻子主要由爐鼻子本體、小爐鼻子、伸縮控制、吹掃裝置、鋅渣泵、濕氮氣管路等幾部分組成，該系統(tǒng)控制部分以西門子S7 300系列PLC為核心搭建，并配備了變頻控制模塊對爐鼻子伸縮、鋅渣泵旋轉進行控制。

1 爐鼻子鋅渣泵系統(tǒng)的改造

爐鼻子是一個密閉的空間，鋅液面上的鋅渣和鋅灰長期累積后，會在爐鼻內部結塊，正常生產中，由于爐鼻子不能抬起而離開鋅液面，無法通過扒渣操作來清除掉。鋅渣結塊與帶鋼表面接觸后會對鍍鋅板表面質量造成不良影響，產生鋅渣、鋅灰和爐鼻內劃傷等帶鋼表面缺陷。

此前，我們一直采用文丘里原理抽取爐鼻內部鋅渣，但效果并不理想。為了解決板帶粘渣和爐鼻子內部粘渣造成板面劃傷的問題，我們對鋅渣泵進行了改造。在小爐鼻子操作側和驅動側各安裝一個鋅渣泵，采用變頻變速控制，根據鋅液面情況進行調速控制抽取鋅渣的力度。鋅渣泵下部連接著一個排渣螺旋槳，通過旋轉將爐鼻子內的鋅渣排出爐鼻子外部。操作人員可通過操作面板根據現(xiàn)場情況對鋅渣泵轉速進行調節(jié)。通過轉速調節(jié)配合爐鼻子伸縮控制的調整能夠很好的控制爐鼻子內的浮渣數(shù)量。

2 爐鼻子攝像頭系統(tǒng)的改造

此前爐鼻子攝像頭存在畫面昏暗，不清晰的問題，無法正常觀測到爐鼻子內的帶鋼位置，只能看到模糊的影像，對鋅灰無法檢測。對鋅灰的控制只能在鍍后人眼觀測到板帶上的鋅灰缺陷后再進行調整，滯后性比較大，造成了大量鋅灰缺陷導致的降級。

針對這一問題，我們對攝像頭系統(tǒng)進行了改造，在功能和控制上進行了優(yōu)化。更改攝像頭安裝方式，攝像頭可以在爐鼻子內360°旋轉調整，觀察范圍明顯增大。調整攝像頭輔助照明形式，設置明暗兩檔照明強度；改進照明吹掃形式，增強吹掃壓力，保證照明的持續(xù)性。將通訊線路改為光纖通訊，解決了之前使用同軸電纜時因為電磁干擾導致的畫面不清晰問題。通過改造，目前爐鼻子攝像頭畫面清晰，可以實時監(jiān)測爐鼻子內鋅灰的狀態(tài)，對減少鋅灰缺陷、板帶劃傷缺陷起到了重要作用。

3 爐鼻子濕氮氣系統(tǒng)改造及優(yōu)化

鋅液蒸氣在爐鼻子內大量蒸發(fā)后會形成鋅粉末， 為了減少鋅灰，需要在爐鼻子處安裝一套氮氣加濕系統(tǒng)，以提高爐鼻子處局部氣氛的含水量，抑制鋅蒸氣的繼續(xù)蒸發(fā)，減少爐鼻子內鋅灰的產生。但是如果露點過高時，也會因產生過多水蒸氣而導致帶鋼表面氧化，造成露鋼缺陷。[2]

（1）調整濕氮氣注入管路。此前濕氮氣的注入點在大爐鼻子上，距離鋅液面較遠，并且濕氮氣注入流量較小，對鋅灰的抑制效果抑制不是很理想。為了防止汽化形成的鋅灰附著在爐鼻子內部表面，我們將爐鼻子濕氮氣注入位置由大爐鼻子調整到小爐鼻子據鋅液面0.5m左右的位置，并在小爐鼻子內部的上、下側分別設置一個寬度約10mm貫穿小爐鼻子橫截面的濕氮氣噴嘴，保證潮濕的氮氣均勻的噴灑在鋅表面，在鋅液表面產生一層薄薄的氧化膜，防止汽化形成鋅灰。

（2）濕氮氣系統(tǒng)保溫改造。由于沒有加熱功能，在冬季濕氮氣管道內經常會凝露，積累到一定程度會隨濕氮氣一起進入到爐鼻子內，導致露點急劇上升，甚至導致漏鋼。通過對國外爐鼻子加濕系統(tǒng)的學習，完成技術轉化，在濕氮氣進入爐鼻子前增加電加熱設備。此外在整個濕氮氣管道外增加了電伴熱，并在伴熱帶外對管道進行了保溫處理。到目前為止，爐鼻子露點比較穩(wěn)定，未出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，沒有出現(xiàn)漏鋼事故。

（3）PID參數(shù)優(yōu)化。通過持續(xù)觀測我們發(fā)現(xiàn)，導致爐鼻子內鋅灰多的主要原因還是濕氮氣不穩(wěn)定，露點數(shù)值波動較大，露點測量響應滯后，控制精度無法滿足生產要求。根據理論計算及多次嘗試，對爐鼻子采樣點位置進行了調整，將位置調整到爐鼻子后方靠近鋅液面1.2米的位置，使采樣點更接近液面，可以更好的進行反饋。此外我們對加濕控制系統(tǒng)的PID參數(shù)進行了調整，經過反復試驗調整，最終比例參數(shù)由1.2調整到1，積分時間由300s調整到200s。通過調整，當濕氮氣流量穩(wěn)定在45Nm3/h時，爐鼻子露點較穩(wěn)定，滿足生產的需要。

4 結語

通過一系列的改造優(yōu)化，爐鼻子內部環(huán)境得到改善，有效控制住鋅灰、鋅渣等質量缺陷。爐鼻子附屬鋅渣泵改造，解決板帶粘渣和爐鼻子內部粘渣造成板面劃傷的問題。濕氮氣系統(tǒng)的優(yōu)化，爐鼻子內部露點得到有效控制，減少鋅灰缺陷發(fā)生。攝像頭系統(tǒng)改造及優(yōu)化，對減少鋅灰缺陷、板帶劃傷缺陷起到了重要作用。通過對爐鼻子系統(tǒng)的改造優(yōu)化，05級汽車面板的表面質量更加優(yōu)異，高檔板材整體質量提升方案得到完美實施。

參考文獻：

[1]劉順心，趙志堅.冷軋連續(xù)退火帶鋼表面麻點缺陷形成機理及對策[J].金屬熱處理，2014（9）：147-150.

[2]潘利波，胡吟萍，魏星.板帶退火生產過程中的露點問題探討[J].武漢工程職業(yè)技術學院學報，2012（2）：11-13.

作者簡介：只煒（1986-），男，漢族，河北張家口人，本科，中級職稱，研究方向：熱鍍鋅05級汽車面板。