带钢气雾冷却设备底部密封装置 【技术领域】
本发明属于带钢冷却技术领域， 尤其涉及一种带钢气雾冷却设备部件。背景技术 带钢热镀锌 ( 热镀铝锌 ) 镀后冷却一般采用喷气冷却， 因冷却速度较低， 冷却时 间较长， 为确保镀锌后带钢完全冷却， 冷却塔高度很高， 会加剧带钢不稳定性和镀层质量 不均， 同时机组速度也难以提高。近年来， 为满足镀层热处理钢板和厚规格钢板镀后冷却 的要求， 一种可显著降低冷却段长度， 同时还能提高带钢质量的以两相流为介质的冷却技 术 - 气雾冷却技术开始应用于生产厚规格和高强度带钢。气雾冷却是采用水滴和气体混合 物直接喷射到带钢表面以较快冷却速率冷却带钢且终点温度可控的技术。 其具有换热系数 高， 冷却速度可控， 带钢板形良好等优点。
如图 1 所示， 在连续生产中， 带钢 5’ 在冷却塔 1’ 内一般都是自下而上运行， 在冷 却塔 1’ 的下部设有冷却塔带钢入口 3’ 。为了防止带钢划伤和撞击， 带钢 5’ 与冷却塔带钢 入口 3’ 的四周边缘留有约 50 ～ 200mm 左右的间隙。气雾冷却工艺是利用水气喷嘴 2’ 采 用水滴和气体混合物形成的气雾对带钢 5’ 进行冷却， 但气雾冷却过程中， 气雾会遇冷凝结， 并且会在冷却塔 1’ 内形成一定数量的冷凝水， 冷凝水会沿着带钢 5’ 和冷却塔 1’ 内壁往下 流， 或直接往下落。沿冷却塔 1’ 内壁往下流的那一部分冷凝水会经冷却塔 1’ 下部的冷却 塔集水槽 7’ 和冷却塔排水管 8’ 回流到循环水箱中 ； 但沿着带钢 5’ 往下流或直接往下落的 冷凝水， 如果不在冷却塔带钢入口 3’ 采取水密封措施的话， 冷凝水就会往下流， 影响到冷却 塔 1’ 下面其它设备的正常运行， 而且冷凝水最终会流到冷却塔 1’ 下面的锌锅 6’ 内， 冷凝 水与锌液相遇， 会导致水花和锌液飞溅， 甚至会引起锌锅 6’ 爆炸。因此， 为了防止事故的发 生， 必须在带钢入口设置密封装置 4’ 。
图 2、 3、 4 为现有气雾冷却塔底部密封装置示意图， 主要由气刀 1、 气刀筒体 2、 进气 口 3、 带钢入口 5、 遮水板 6、 集水槽 7 和挡水板 8 构成。采用气刀 1、 挡水板 8 和遮水板 6 等 部件对冷却塔带钢入口 3’ 处进行密封。两个气刀 1 对称放置在带钢入口 5 上部， 呈轴线水 平放置， 可沿圆周方向旋转一定角度。气刀 1 的喷气口为一长条形狭缝， 运行 ( 合上 ) 状态 时， 喷气口横截面跟水平面呈 20 ～ 30°往上朝向带钢。遮水板 6 设置在带钢 5’ 宽度方向 边部外、 气刀 1 的下面、 集水槽 7 的上方， 其位置可根据运行带钢 5’ 的宽度通过机械方式横 向移动， 使距带钢 5’ 边部保持约 50 ～ 200mm， 用于遮挡端部落下的冷凝水。气刀 1 上的挡 水板 8 用于阻挡落在气刀 1 上的冷凝水， 防止流向气刀 1。集水槽 7 用于收集从遮水板 6、 气刀筒体 2 及其它位置滴落的冷凝水， 并从集水槽排出口流出。 密封装置的作用原理是 ： 用 一定压力风机 ( 约 6 ～ 7kpa) 把空气从进气口 3 送入气刀筒体 2， 空气从气刀 1 的喷气口高 阻止冷凝水落到带钢入口 速往带钢 5’ 方向喷出， 气流在带钢 5’ 的两侧形成一层隔水气帘， 5 区域内， 从而达到密封的目的。
在实际使用中， 由于遮水板的移动装置故障频出， 遮水板只固定于一个位置， 成了 一个摆设， 隔水作用不大。另外， 现有的气雾冷却密封装置的气刀喷气口为一长条形狭缝，
可以隔离从上部落下的冷凝水， 但不能隔离从带钢两个边部落下的冷凝水。边部虽然有遮 水板可隔离部分冷凝水， 但由于遮水板与气刀之间留有一定的间隙， 而且空气从喷气口高 速喷出时， 会产生射流效应， 在气刀周围形成负压， 有一部分冷凝水和水汽会因此从气刀下 方和带钢边部抽吸至气刀下面， 并从带钢入口落到下面的锌锅内， 造成安全事故。 也正是由 于这个原因现有的气雾冷却装置不是直接设置在锌锅上方， 而是要隔着其它如气冷或再加 热等装置， 与气冷或再加热装置配合使用。 发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种带钢气雾冷却设备底部密封装置， 以解决 现有技术中的密封效果不好， 气雾冷却装置和锌锅之间还需要增加气冷或再加热装置的缺 陷。
一种带钢气雾冷却设备底部密封装置， 包括气刀、 气刀筒体、 进气口、 带钢入口、 集 水槽和挡水板， 所述的集水槽为方环形槽， 由斜底板、 排水口、 内侧方形板、 外侧板、 底板和 内侧弧形板构成， 集水槽中间为一对内侧方形板和一对内侧弧形板围成内圈方形槽， 内圈 方形槽正对带钢入口， 带钢通过带钢入口时宽面朝向内内侧方形板， 侧边朝向内侧弧形板， 所述的内圈方形槽通过斜底板架在底板上， 所述的排水口开在斜底板与外侧板之间的底板 上； 所述的气刀的喷口为环形喷口， 气刀喷口由上喷气口、 下喷气口、 下弧形喷气口、 侧喷气口和上弧形喷气口构成， 上喷气口和侧喷气口之间的过渡位置为上弧形喷气口， 下 喷气口和侧喷气口之间的过渡位置为下弧形喷气口。
所述的气刀 (1) 的喷口和集水槽 (7) 的关系有， 以集水槽的底板为基准面， 气刀 工作状态下， 上喷气口中心线高度为 H ； 下弧形喷气口中心线高度为 H1 ； 集水槽内侧方形 板的高度为 H2 ； 集水槽内侧弧形板的高度为 H3， 它们之间关系有 ： H ≥ H3 ≥ H2 ≥ H1 ； 上喷 气口往上跟水平面呈 θ1 角度， 15° ≤ θ1 ≤ 35°， 下喷气口往下跟水平面呈 θ2 角度， 0°≤ θ2 ≤ 90°， 侧喷气口的端面为从靠近带钢侧逐步向气刀筒体侧过渡的弯曲面， 其沿 长度方向的截面跟气刀筒体横截面平行 ； 上喷气口与带钢厚度中心的间距 T 小于内侧方形 板与带钢厚度中心的间距 T1 ； 两边侧喷气口的中心线距离 W1 大于内侧弧形板的中心线距离 W2。
所 述 的 下 弧 形 喷 气 口 的 弧 形 半 径 R1 和 上 弧 形 喷 气 口 的 弧 形 半 径 R2 分 别 为 5mm ≤ R1 ≤ 50mm， 5mm ≤ R2 ≤ 50mm。
所 述 的 内 侧 方 形 板 和 内 侧 弧 形 板 之 间 通 过 圆 角 过 渡， 过 渡 圆 半 径 R3 为 200mm ≥ R3 ≥ 5mm。
所述的斜底板跟内侧方形板和内侧弧形板之间的角度 θ3 为 90°≤ θ3 ≤ 150°。
所述上喷气口 (11) 与带钢厚度中心的间距 T 为 100mm ≤ T ≤ 200mm， 所述内侧方 形板 (72) 与带钢厚度中心的间距 T1 为 100mm ≤ T1 ≤ 200mm， T ＜ T1。
所述内侧弧形板和带钢侧边的间距 W 为 50mm ≤ W ≤ 400mm。
所述的气刀筒体上装有拉伸机构。
本发明的环形喷气口和方环形集水槽， 一方面可阻止喷气口上方的冷凝水和水汽 落到带钢入口区域内， 从而达到密封的目的， 另一方面可阻止冷凝水和水汽从气刀下方和
带钢边部被负压抽吸至气刀下方的带钢入口， 密封效果好， 能达到安全生产的目的， 并且取 消了遮水板及移动机构， 设备简单， 工作稳定， 提高了设备运行可靠性， 减少了设备的维护 作业量 ； 在镀后气雾快速冷却领域具有广阔的推广价值， 可用于热镀锌、 热镀铝锌、 锌层合 金化生产线， 同时也适用于其它需要气雾冷却的场合。 附图说明
图 1 为气雾冷却塔结构示意图 ；
图 2 为现有气雾冷却塔底部的密封装置结构示意图的主视图 ；
图 3 为现有气雾冷却塔底部的密封装置结构示意图的侧视图 ；
图 4 为现有气雾冷却塔底部的密封装置结构示意图的俯视图 ；
图 5 为本发明结构示意图的主视图 ；
图 6 为本发明结构示意图的俯视图 ；
图 7 为气刀部分的局部放大图 ；
图 8 为气刀的环形喷口的示意图 ；
图 9 为气刀的立体结构示意图。
图中 ： 1- 气刀、 2- 气刀筒体、 3- 进气口、 4- 拉伸机构、 5- 带钢入口、 6- 遮水板、 7- 集 水槽、 8- 挡水板、 11- 上喷气口、 12- 下喷气口、 13- 下弧形喷气口、 14- 侧喷气口、 15- 上弧形 喷气口、 70- 斜底板、 71- 排水口、 72- 内侧方形板、 73- 外侧板、 74- 底板、 75- 内侧弧形板 ； 1’ - 冷却塔、 2’ - 水气喷嘴、 3’ - 冷却塔带钢入口、 4’ - 密封装置、 5’ - 带钢、 6’ - 锌锅、 7’ -冷 却塔集水槽、 8’ - 冷却塔排水管。 具体实施方式
下面结合具体实施例， 进一步阐述本发明。 应理解， 这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。 此外应理解， 在阅读了本发明讲授的内容之后， 本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改， 这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
如图 5、 6、 7 所示， 一种带钢气雾冷却设备底部密封装置， 包括气刀 1、 气刀筒体 2、 进气口 3、 拉伸机构 4、 带钢入口 5、 集水槽 7 和挡水板 8， 所述的拉伸机构 4 装在气刀筒体 2 上， 所述的集水槽 7 为方环形槽， 由斜底板 70、 排水口 71、 内侧方形板 72、 外侧板 73、 底板 74 和内侧弧形板 75 构成， 集水槽 7 中间为一对内侧方形板 72 和一对内侧弧形板 75 围成内圈 方形槽， 内圈方形槽正对带钢入口 5， 带钢 5’ 通过带钢入口 5 时宽面朝向内内侧方形板 72， 侧边朝向内侧弧形板 75， 所述的内圈方形槽通过斜底板 70 架在底板 74 上， 所述的斜底板 70 跟内侧方形板 72 和内侧弧形板 75 之间的角度 θ3 为 90°≤ θ3 ≤ 150° ； 所述的排水 口 71 开在斜底板 70 与外侧板 73 之间的底板 74 上， 所述的内侧方形板 72 和内侧弧形板 75 之间通过圆角过渡， 过渡圆半径 R3 为 200mm ≥ R3 ≥ 5mm。
如图 8、 9 所示， 所述的气刀 1 的喷口为环形喷口， 气刀 1 喷口由上喷气口 11、 下喷 气口 12、 下弧形喷气口 13、 侧喷气口 14 和上弧形喷气口 15 构成， 上喷气口 11 和侧喷气口 14 之间的过渡位置为上弧形喷气口 15， 下喷气口 12 和侧喷气口 14 之间的过渡位置为下弧 形喷气口 13 ； 所述的下弧形喷气口 13 的弧形半径 R1 和上弧形喷气口 15 的弧形半径 R2 分别为 5mm ≤ R1 ≤ 50mm， 5mm ≤ R2 ≤ 50mm。
以集水槽 7 的底板 74 为基准面， 气刀工作状态下， 上喷气口 11 中心线高度为 H ； 下弧形喷气口 13 中心线高度为 H1 ； 集水槽内侧方形板 72 的高度为 H2 ； 集水槽内侧弧形板 75 的高度为 H3， 它们之间关系有 ： H ≥ H3 ≥ H2 ≥ H1 ； 上喷气口 11 往上跟水平面呈 θ1 角 度， 15°≤ θ1 ≤ 35°， 下喷气口 12 往下跟水平面呈 θ2 角度， 0°≤ θ2 ≤ 90°， 侧喷气口 的端面为从靠近带钢侧逐步向气刀筒体侧过渡的弯曲面， 其沿长度方向的截面跟气刀筒体 横截面平行 ； 上喷气口 11 与带钢厚度中心的间距 T 和内侧方形板 72 与带钢厚度中心的间 距 T1 的关系为 100mm ≤ T ≤ 200mm， 100mm ≤ T1 ≤ 200mm， T ＜ T1 ； 两边侧喷气口 15 的中 心线距离 W1 大于内侧弧形板 75 的中心线距离 W2， 且内侧弧形板 75 和带钢侧边的间距 W 为 50mm ≤ W ≤ 400mm。
气体从进气口 3 进入后， 经气刀筒体 2 稳压后由气刀 1 的环形喷口喷出， 上喷气口 11 和下喷气口 12 形成的气帘分别用于隔离气刀上方落下的水和气刀下方负压吸入或飞溅 的水汽， 侧喷气口 14 用于隔离气刀 1 端面负压吸入或飞溅的水汽 ； 下弧形喷气口 13 和上弧 形喷气 15 分别用于隔离气刀 1 上喷气口 11 和下喷气口 12 跟侧喷气口 14 之间的过渡位置 由于负压吸入或飞溅的水汽， 此种环形喷口喷出的气体形成环形隔水气帘， 将气刀 1 下方 的矩形带钢入口 5 罩在环形气帘之内， 而将水汽和冷凝水隔离在环形气帘之外， 冷凝水落 到集水槽 7， 并从集水槽 7 的排水口 71 排出， 需要维护和修理时， 由拉伸机构 4 拉动气刀筒 体 2 向外旋转。