一种抑制边部过镀锌的气刀设计方法及其产品

摘要

本发明公开了一种抑制边部过镀锌的气刀设计方法，属于带钢热镀锌领域，其将气刀下刀唇设计为向下弯曲的弧面，使刀唇与气流接触面为一个光滑弧面，形成的弧面会使边部气流向下偏转增强带钢表面压强梯度，减弱边部效应，减小边部镀锌层厚度，从而使锌层厚度相对均匀。本发明的气刀设计方法，通过改变下刀唇的弧度，使其弧度连续变化，保证了镀锌层的厚度均匀合适，达到抑制边部过镀锌的效果，该方法简单安全，效果显著，使用方便且能耗小，具有投入实用的较大可能。

权利要求

1.一种抑制边部过镀锌的气刀设计方法，其特征在于，将气刀下刀唇设计有向下弯曲的弧面，该弧面具有沿气刀下刀唇上边沿中心点对称设置的两个，两个弧面均位于气刀下刀唇两侧，气刀下刀唇中间部分为平齐状，上刀唇也为平齐状，弧面的设计使下刀唇与气流接触面为一个光滑弧面，该光滑弧面会使边部气流向下偏转增强带钢表面压强梯度，从而能减小带钢边部镀锌层厚度，使得带钢中部锌层和带钢边部锌层厚度均匀。

2.根据权利要求1所述的一种抑制边部过镀锌的气刀设计方法，其特征在于，该弧面在靠近下刀唇上边沿边部的弧度最大，在靠近下刀唇上边沿中心的弧度最小，所述弧面在弧度最小处至弧度最大处间的弧度连续变化。

3.根据权利要求2所述的一种抑制边部过镀锌的气刀设计方法，其特征在于，弧度最小为0度。

4.根据权利要求2所述的一种抑制边部过镀锌的气刀设计方法，其特征在于，弧度最大为9°。

5.根据权利要求4所述的一种抑制边部过镀锌的气刀设计方法，其特征在于，根据气刀下刀唇与带钢横向边部距离调整气刀下刀唇向下弯曲弧度，使喷出的气流在带钢横向方向向下偏转程度产生差异，以用于提高边部的吹锌能力。

6.如权利要求1-5之一方法制备的气刀。

说明书

一种抑制边部过镀锌的气刀设计方法及其产品

技术领域

[0001] 本发明属于带钢热镀锌领域，更具体地，涉及一种抑制边部过镀锌的气刀设计方法。

背景技术

[0002] 近年来，随着国内热镀锌工艺的提高，热镀锌带钢的质量逐渐提高，但一些领域对其表面质量的要求也越来越高，目前，在连续热镀锌的过程中，主要是利用气刀吹出的高速气流将多余的锌液吹去，从而控制带钢表面的锌层厚度。

[0003] 但是，目前的工艺水平仍然存在一些问题，无法保证镀锌层的厚度是否均匀合适，在带钢边部常会出现锌层过厚的问题，即边部过度锌问题，主要原因是气刀射流在带钢边部出现压力衰减，对边部的吹锌能力有所降低，这样的问题对钢板的质量造成了较大的影响，不利于镀锌钢板的后期加工处理，同时，由于边部锌层较厚，对锌液也是一种较大的浪费，增加了生产成本。

[0004] 康达效应(又称Coanda Effect)亦称附壁作用或柯恩达效应。流体(水流或气流)有离开本来的流动方向，改为随着凸出的物体表面流动的倾向。当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时(也可以说是流体粘性)，只要曲率不大，流体会顺着物体表面流动。

[0005] 在文献《A study on the air knife flow with Coanda effect》中，Lee等利用康达效应提出一款新型气刀——康达单气刀，他们研究了不同气刀下刀唇的弯曲角度对镀锌层的影响，计算结果表明刀唇弯曲角度为9度时能够得到更薄的镀锌层厚度，不足在于没有能够成功解决边部效应，仅仅使刀唇弯曲，无法使锌层边部和中部厚度尽可能地保持均匀。

[0006] 在文献《A Noble Gas Wiping System to Prevent the Edge Overcoating in Continuous Hot-dip Galvanizing》中，Ahn等通过在气刀下刀唇加一个与之相切的小圆柱的方法使得从气刀喷出的气体向下偏转，喷出的气流变得稳定，从而起到减弱边部过镀锌的作用，原理同样是康达效应，但不足是小圆柱在一段距离上弧度不变，不能很好的使锌层厚度均匀。

[0007] 因此，需要开发一种确实能够实现带钢镀层均匀性的气刀。

发明内容

[0008] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种抑制边部过镀锌的气刀设计方法，其目的在于通过改变带钢不同部位所对刀唇的弯曲弧度，改变刀唇的弯曲角度使气流向下偏转，提高了气刀在带钢边部的吹锌能力，使得锌层中部和边部厚度趋于均匀，抑制了边部过镀锌问题。

[0009] 为了实现上述目的，本发明提供一种抑制边部过镀锌的气刀设计方法，用于提高气刀在带钢边部的吹锌能力，抑制边部过镀锌，使得带钢中部锌层和边部锌层厚度均匀将气刀下刀唇设计有向下弯曲的弧面，该弧面具有沿气刀下刀唇上边沿中心点对称设置的两个，两个弧面均位于气刀下刀唇两侧，弧面的设计使下刀唇与气流接触面为一个光滑弧面，该光滑弧面会使边部气流向下偏转增强带钢表面压强梯度，从而能减小带钢边部镀锌层厚度，使得带钢中部锌层和带钢边部锌层厚度均匀。

[0010] 以上发明构思中，弧面类似于两个尖牙齿般设置在下刀唇侧部，从平板状的下刀唇顶面向气流移动方向上延伸，弧面为下刀唇顶面延伸出的位于下刀唇两侧的光滑曲面，这样的设计，会使边部气流向下偏转增强带钢表面压强梯度，从而能减小带钢边部镀锌层厚度，使得带钢中部锌层和带钢边部锌层厚度均匀。

[0011] 作为本发明的进一步优选，靠近下刀唇边部的部位设置有弧面，该弧面在靠近下刀唇上边沿边部的弧度最大，在靠近下刀唇上边沿中心的弧度最小，所述弧面在弧度最小处至弧度最大处间的弧度连续变化。

[0012] 作为本发明的进一步优选，所述弧度的中部最小弧度为0度。

[0013] 作为本发明的进一步优选，所述弧度的边部最大弧度为9度。

[0014] 作为本发明的进一步优选，所述下刀唇向下弯曲的弧度根据气刀下刀唇与带钢横向边部距离来调整，以使喷出的气流在带钢横向方向向下偏转程度产生差异，用于提高边部的吹锌能力。

[0015] 按照本发明的第二个方面，还提供一种如上方法制备的气刀，该气刀夹具用于带钢热镀锌。

[0016] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

[0017] (1)该气刀通过改变下刀唇边沿扇形弧度，使该扇形弧度连续变化，从而使喷出的气流在带钢横向方向向下偏转程度产生差异，能提高对带钢边部的吹锌能力，进而保证了镀锌层的厚度均匀合适，达到抑制边部过镀锌的效果。

[0018] (2)本发明方法在不改变现有气刀型号的基础上对气刀进行改造，在普通单气刀下刀唇处增加一个弧度连续变化的辅助刀唇，方法简单，效果显著，使用方便且能耗小，具有极大的投入实际应用的前景。

附图说明

[0019] 图1为本发明实施例的一种抑制连续热镀锌过程中边部过镀锌的气刀的三维结构示意图。

[0020] 图2为按照本发明方法制备气刀下刀唇的示意图。

[0021] 其中，相同的附图标记自始至终都表示相同的部件：

[0022] 1--气刀上刀唇     2--进气口      3--气流

[0023] 4--气刀下刀唇     5--渐变弧线    6--扇形弧度

具体实施方式

[0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0025] 本发明中，将气刀下刀唇设计有向下弯曲的弧度，弧度大小沿气刀下刀唇上边沿中心点对称并沿气刀下刀唇上边沿中部向两侧逐渐增大，靠近中部有最小弧度0度，边部有最大弧度9度，弧度连续变化，使刀唇与气流接触面为一个光滑弧面。形成的弧面会使边部气流向下偏转增强带钢表面压强梯度，减弱边部效应，减小边部镀锌层厚度。

[0026] 图1为本发明实施例的一种抑制连续热镀锌过程中边部过镀锌的气刀的三维结构示意图，如图1所示，在普通单气刀下刀唇处增加一个弧度连续变化的辅助刀唇，将下刀唇设计为向下弯曲的弧度，弧度大小沿气刀中心点向两侧逐渐增大，改造成渐变弧线，中部有最小弧度0度，边部有最大弧度，弧度连续变化，使刀唇与气流接触面为一个光滑弧面。

[0027] 采用本发明方法设计的气刀进行工作的过程如下：

[0028] 气流3从进气口2进入，接着在气刀上刀唇1和气刀下刀唇4之间形成的狭窄通道通过，向气刀出口移动并射出，气刀下刀唇4具有弧度连续变化的辅助刀唇，该辅助刀唇具有渐变弧线5和扇形弧度6，这样的设计使得下刀唇与气流接触面为一个光滑曲面。

[0029] 由于康达效应，气刀下刀唇4所形成的弧面会使边部气流向下偏转，增强带钢表面压强梯度，提高了对边部的吹锌能力，减弱边部效应，减小边部镀锌层厚度。并且由于是渐变弧线，带钢表面的压强到边部是连续变化的，这会缓解气流在带钢边部出现压力衰减的现象，使镀锌层厚度均匀。

[0030] 图2为按照本发明方法制备气刀下刀唇的示意图，由图可知，实际工程实践中，按照本发明方法制备气刀的一种方式如下：

[0031] 首先，建立一个圆柱形，在底面上取圆心角譬如为九度的扇形，并将该扇形沿圆柱母线切开，得到立体图形OABCDE，

[0032] 接着，连接BD，并将线段BD投影到弧面ABED上得到弧线“弧BD”，进而得到立体图形OABCD和立体图形OBCDE，此即气刀下刀唇的制作方法，

[0033] 最后，立体图形OABCD和立体图形OBCDE即为关于气刀正中心竖直线(或者称为气刀下刀唇边沿中心点)对称的两个下刀唇辅助刀唇。本发明实施例中，气刀包括呈板状的下刀和横截面呈三角形的上刀，上刀呈块状，上刀包括五个面，一个底面和四个侧面，其一个侧面与下刀的顶面相对设置，形成窄缝装的气流通道。气刀正中心的竖直线为垂直下刀顶面的直线，也是穿过整个气刀中心点的竖直线。将弧度最大处与气刀下刀唇边部对齐，分别将立体图形OABCD中的平面OADC和立体图形OBCDE中的平面OBEC与普通气刀下刀唇拼接即可得到新型气刀。

[0034] 其中，具体参数依照实际气刀而设定，在本发明的一个实施例中，圆柱半径譬如为5cm、高度譬如为5cm。所得弧面ABE即为弧度连续变化的刀唇弧度面。E点弧度为0，弧度最小，位于气刀下刀唇靠近中部处，AB处弧度为9度，弧度最大，其位于气刀下刀唇最外部。

[0035] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。