楊智超

摘要：分析了熱鍍鋅線氣刀工作時及維護過程中的不足，通過改進刀唇的結構形式、優(yōu)化設計參數(shù)、提高裝配精度、改善表面處理方式等措施，使氣刀在使用過程中，氣刀痕與鋅液結渣等缺陷有了明顯的遏制，降本增效的同時，保證了帶鋼表面質量，從而使生產可以連續(xù)穩(wěn)定的運行。

關鍵詞：氣刀;表面處理;鍍鋅;帶鋼

引言

氣刀是現(xiàn)代帶鋼連續(xù)熱鍍鋅產線控制鍍層質量的重要設備。氣刀的結構優(yōu)良與否，對取得好的鍍層的質量有重要的意義。提及改善鍍層的均勻性，必須強調的是高質量的鍍鋅板和一般企業(yè)生產的鍍鋅板在鋅層控制上有根本區(qū)別，一般企業(yè)鋅層控制在標準上下一定范圍內，而高質量的鍍鋅板鋅層要求板面上所有點的數(shù)值都必須大于標準要求，從這一點來看，為了降低生產成本，提高鍍層的均勻性，縮小其波動范圍就有十分重要的意義。

天津軋一冷軋薄板有限公司鍍鋅機組氣刀設備有DANIELI設計制造，與目前國內主流氣刀結構大體一致。其結構復雜、調節(jié)維護困難證、在生產過程中經(jīng)常會發(fā)生結渣的情況、以及刀唇硬度低易損壞等缺陷。經(jīng)常導致帶鋼鍍層質量不達標，產線被迫停車檢修，這對于連續(xù)生產的產線來說打擊是致命的。不僅造成了設備維修費用的增加，影響了產量及能源的浪費，為公司帶來了很大的經(jīng)濟損失，針對此類問題，本文分析了氣刀的幾處不足的地方，并提出了一些改進措施。

氣刀的主要結構缺陷分析

氣刀的結構

天津軋一鍍鋅線氣刀采用單側進氣，由兩個進氣孔分流，向氣刀腔進氣，然后流向刀唇縫隙處，形成壓力均勻的高壓氣流，從而達到控制帶鋼表面鋅層的目的，氣刀有上、下板面之分，但其除了框架朝向不同之外，其余所有備件都可以通用，保證備件的互換性。

氣刀的主要失效形式

刀唇結渣 刀唇表面為電鍍鉻處理，生產過程中，刀唇處噴出高壓的氣流，吹在帶鋼上的同時使鋅液四處飛濺，當鋅液濺到刀唇上冷卻后，就會粘在刀唇上形成結渣，結渣會隨時間變得越來越大，最終堵塞刀唇縫隙，形成氣刀痕缺陷。

風壓不穩(wěn)定 DANIELI氣刀由于采用刀唇兩端進氣，通過管道進入單一氣腔，然后直接從刀唇縫隙吹出，這樣的進氣方式，會在氣腔內產生對流，導致氣腔內風壓的不穩(wěn)定，直接導致的帶鋼鋅層厚度在長度方向無法保證。

刀唇的導流效應差 鋅層在寬度方向上厚度不均勻，表現(xiàn)為調節(jié)完畢的氣刀在投入生產時，容易出現(xiàn)厚邊或中間鼓起等缺陷。

缺陷原因分析

刀唇工藝處理分析

連續(xù)熱鍍鋅氣刀在理想狀態(tài)下工作時，可以認為刀唇不受外界影響，但實際的生產過程中，氣刀與帶鋼的距離較近，通常在8mm左右，其主要功能就是保證將從鋅鍋內出來的鋅液吹掃下去。當帶鋼的板型不良時，即存在邊浪或C行缺陷時，兩者之間容易產生剮蹭，由于刀唇材質較軟，極易將刀唇刮傷，影響帶鋼鋅層質量。并且刀唇表面粗糙度較高，鋅液容易黏連在刀唇上形成結渣，產生氣刀痕缺陷。

氣腔結構形式分析

生產過程中，風機產生的高壓氣體，經(jīng)過氣刀兩端的一次分流，進入腔體后直接從刀唇的縫隙吹掃出去，帶鋼表面的鋅層厚度在長度方向上一直在波動，很難在訂單的范圍內穩(wěn)定下來，經(jīng)技術人員深入的研究，根據(jù)系統(tǒng)反饋的氣腔內壓力，分別多次對氣刀相關的設備進行優(yōu)化測試，但效果差強人意。

當壓縮空氣進入腔體后沒有穩(wěn)流過程，這也是鋅層厚度難以控制的原因之一。

上下刀唇結構分析

帶鋼表面鍍層質量的好壞，主要取決于刀唇處高壓氣流是否均勻，而這與上、下刀唇的配合方式密不可分，當?shù)洞娇p隙為0時，兩者在長度方向上為線接觸，氣體經(jīng)由刀唇處無任何穩(wěn)定過程，繼而造成帶鋼鋅層在寬度方向上不均勻，在卷取機收卷時易出現(xiàn)鼓起缺陷。

調節(jié)方式分析

氣刀刀唇在調節(jié)縫隙時，下刀唇為水平方向移動，上刀唇為與水平呈45°角方向運動。調節(jié)時，上刀唇不僅有豎直方向上的運動，還有水平方向的移動，這種結構增加了調節(jié)難度，且精度難以保證，無法達到工藝要求，導致帶鋼表面質量的下降，甚至無法滿足客戶要求。

改進措施與效果

根據(jù)以上幾點分析，并結合生產實際情況，從氣刀的氣腔結構、刀唇的表面處理、刀唇的結構以及調節(jié)方式等角度出發(fā)，為氣刀的不足提出以下改進措施。

改進刀唇的材質及表面處理工藝

經(jīng)過研究與實踐，對刀唇的材質進行了改進，將其表面進行淬火工藝，提高其表面硬度，這樣的設計就可以避免帶鋼與刀唇刮蹭時損傷刀唇的情況發(fā)生。同時刀唇表面用碳化鎢噴涂工藝替代原有的電鍍鉻工藝，經(jīng)過碳化鎢噴涂處理后，可以降低鋅液的附著力，這樣的設計可以很大程度上的減少結渣缺陷的發(fā)生。

優(yōu)化氣刀腔體結構

新氣刀改變了氣刀的進氣方式，在結構上采用多點進氣，將進氣孔的數(shù)量由原來的2個增加至7個，氣流進入第一個氣腔之后，再通過一道配氣孔板穩(wěn)流后，再流向刀唇，這樣的設計極大程度的降低了空氣對流效應，使氣刀腔內形成一個穩(wěn)定的壓力環(huán)境，解決了帶鋼鍍層在長度方向上不均勻的問題。

刀唇結構的改善

進過實踐我們發(fā)現(xiàn)，氣刀刀唇各處氣流的穩(wěn)定對帶鋼鋅層厚度均勻性有著重要的影響，所以在設計與試驗過程中十分注重氣流的層流效應。與原刀唇最大的區(qū)別在于其下刀唇是平底的，而且上刀唇的平直段也較長。這對氣流有很好的導向作用，使其能均勻地以層流的形式噴出，所以，氣流對帶鋼的沖擊力和刮鋅效果較好，經(jīng)過實驗室試驗和現(xiàn)場論證，帶鋼寬度方向的鋅層均勻性非常穩(wěn)定，對防止帶鋼表面縱向吹痕和橫向鋅層鼓起最有利，也能較好地防止邊部過鍍鋅。

刀唇調節(jié)方式的改進

在氣刀維護時，主要的工作就是清理刀唇上的結渣與對刀唇縫隙的重新校驗。新式氣刀的上刀唇與刀架為豎直方向上的配合，這樣的設計你消除了上刀唇在水平方向上的移動，即在調節(jié)時，上刀唇只會有豎直方向上的運動，縮減了工作量，提高了工作效率的同時又可以很好的控制調節(jié)精度，是產品的鋅層質量有了更好的保障。

參考文獻

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