一种用于镀锌/铝气刀的氮气空气混和系统
阅读说明：本技术 一种用于镀锌/铝气刀的氮气空气混和系统 (Nitrogen and air mixing system for zinc/aluminum plating air knife ) 是由 李文 于 2021-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种用于镀锌/铝气刀的氮气空气混和系统,包括制氮机、第一输氮管、空压机、第一供气管和混和气控制系统,制氮机通过第一输氮管与混和气控制系统相连,空压机通过第一供气管与混和气控制系统相连,混和气控制系统通过第一混和气管与气刀相连,混和气控制系统用于调控氮气和空气的混和情况,混和气控制系统包括第一气动控制器、第一压力调节阀、第二气动控制器、第二压力调节阀和汇集管,第一压力调节阀设于第一输氮管上,第二压力调节阀设于第一供气管上,本发明可以在保证退火炉用氮气的情况下,能充分利用氮气站产生的富余氮气(改前全部排放),节约了成本,可利用氮气量：12000000m～3。(The invention provides a nitrogen and air mixing system for a zinc/aluminum plating air knife, which comprises a nitrogen making machine, a first nitrogen conveying pipe, an air compressor and a first nitrogen conveying pipeAir supply pipe and gas mixing control system, the nitrogen generator links to each other with gas mixing control system through first defeated nitrogen pipe, the air compressor machine links to each other with gas mixing control system through first air supply pipe, gas mixing control system links to each other with the air knife through first mixed gas pipe, gas mixing control system is used for regulating and controlling the mixed condition of nitrogen gas and air, gas mixing control system includes first pneumatic controller, first pressure regulating valve, second pneumatic controller, second pressure regulating valve and header, first pressure regulating valve locates on first defeated nitrogen pipe, second pressure regulating valve locates on first air supply pipe, the invention can be under the condition of guaranteeing the nitrogen gas for the annealing furnace, the abundant nitrogen gas that the ability make full use of nitrogen gas station produced (discharge all before changing), and the cost is saved, usable nitrogen gas volume: 12000000m 3 。)
技术领域
本发明涉及带钢生产
技术领域
，具体涉及一种用于镀锌/铝气刀的氮气空气混和系统。背景技术
TKASCQ镀锌线具有镀锌和镀铝两种产品，带钢表面多余的锌/铝液需要气刀吹落，而气刀一般使用两种介质：(1)空气：风机直接产生常压空气，通过气刀给带钢表面吹扫，生产表面质量要求较低的7级板，风机功率400KW，但表面质量较差，客户的投诉率较高；(2)纯氮：通过氮气站制氮机提供纯氮，通过气刀，吹扫带钢，生产3级板(O5板)等高表面质量要求，生产3～7级板之间的产品，往往为满足用户需求，高代低用，投用纯氮生产，但投入的成本较高。
氮氢站制氮机(给镀锌气刀供气)基本负荷为3400m3/h氮气左右，除保证退火炉(平均1600m3/h)使用外，平均约1700m3/h及以上富余氮气被排放到空气中，浪费了。如果气刀全部投入纯氮，通常在2700m3/h及以上，退火炉一旦提高用量，故长时间投入液氮，其消耗成本较高。同时，空压站给机组供压缩空气大约需要1400-1600m3/h，单台空压机额定流量为2000m3/h，共有3台，如果启动1台空压机，满足机组需要。
至此，经初步核算，制氮机富余氮气(约1700m3/h及以上)，加上启动2台空压机，将两种气体混和在一起，既满足了退火炉和机组用气外，还可满足气刀气体用量，但存在几个难点和风险：
(1)、如何在满足退火炉和机组前提下，将两者混和在一起；
(2)、即使能混和在一起，一旦混和不均匀，存在影响板面质量的风险；
(3)、压缩空气的氧含量(约21％)与退火炉要求的氧含量(要求≤20PPM)相差很大，一旦空气中氧泄漏到退火炉，将带来严重后果；
(4)、如何保证退火炉与气刀压力的匹配。
可见，亟待提供一种新的氮气空气混和系统来解决现有技术中存在的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于镀锌/铝气刀的氮气空气混和系统，包括制氮机、第一输氮管、空压机、第一供气管和混和气控制系统，所述制氮机通过第一输氮管与所述混和气控制系统相连，所述空压机通过所述第一供气管与所述混和气控制系统相连，所述混和气控制系统通过第一混和气管与气刀相连，所述混和气控制系统用于调控氮气和空气的混和情况。
进一步的，所述混和气控制系统包括第一气动控制器、第一压力调节阀、第二气动控制器、第二压力调节阀和汇集管，所述第一压力调节阀设于所述第一输氮管上，所述第一气动控制器用于控制所述第一压力调节阀的开合情况，所述第二气动控制器用于控制第二压力调节阀的开合情况，所述第二压力调节阀设于所述第一供气管上。
进一步的，所述第一气动控制器一端与所述第一输氮管前端相连，所述第一气动控制器另一端与所述第一压力调节阀相连，所述第一气动控制器用于获取所述第一输氮管管道前端的压力信号；
所述第二气动控制器一端与所述第一混和气管相连，所述第二气动控制器另一端与所述第二压力调节阀相连，所述第二气动控制器用于获取所述第一混和气管管道内的压力信号。
进一步的，所述第一压力调节阀和第二压力调节阀上面皆设有定位器和执行器，所述第一气动控制器和第二气动控制器分别与所述第一压力调节阀和第二压力调节阀上面的定位器相连接，所述第一气动控制器和第二气动控制器分别通过仪表气管与所述第一压力调节阀和第二压力调节阀上面的执行器相连，所述执行器用于控制相应的第一压力调节阀或第二压力调节阀。
进一步的，所述仪表气管靠近所述第一气动控制器或第二气动控制器一端设有两级减压器，所述仪表气管靠近所述执行器一端设有减压器。
进一步的，所述第一输氮管在所述第一压力调节阀与汇集管之间至少设有两个单向阀，从而防止汇集管内的气体逆流至第一输氮管前端，所述第一输氮管在所述制氮机与第一压力调节阀之间设有氧含量检测仪，所述氧含量检测仪用于检测第一输氮管内的氧气含量信息。
进一步的，所述第一输氮管和第一供气管上皆设有流量计和压力表，所述流量计用于监测所述第一输氮管或第一供气管内的气体流量信息，所述压力表用于监测所述第一输氮管或第一供气管内的气体压强信息。
进一步的，所述第一混和气管通过第二混和气管与放散管相连，所述第一供气管通过第二供气管与所述放散管相连，所述第二混和气管和所述第二供气管上面皆设有球阀。
进一步的，所述制氮机通过第二输氮管与退火炉相连，所述制氮机通过第三输氮管直接与所述气刀相连，所述第二输氮管和所述第三输氮管上皆设有球阀。
进一步的，所述空压机通过第三供气管与镀锌/铝机组相连，所述第三供气管上设有球阀。
本发明的有益效果：
1)、本发明可以在保证退火炉用氮气的情况下，能充分利用氮气站产生的富余氮气(改前全部排放)，节约了成本，可利用氮气量：12000000m3。
2)、本发明改变了以往气刀不敢轻易投氮气的模式，退火炉氮气不够用的状态，同时，稳定了退火炉和气刀供气压力，减少了液氮投入，混和气体压力误差均低于0.1bar。每年节约液氮约100吨。
3)、采用本发明混和后的气体氮气含量明显增加，明显提高了带钢表面质量。
下面结合附图对本发明的
具体实施方式
作进一步详细的说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例中的一种用于镀锌/铝气刀的氮气空气混和系统的结构示意图。
图2是本发明实施例中的混和气控制系统的结构示意图。
附图标记：10-制氮机，20-第一输氮管，21-单向阀，22-氧含量检测仪，23-第二输氮管，24-退火炉，25-第三输氮管，30-空压机，40-第一供气管，41-第二供气管，42-第三供气管，43-镀锌/铝机组，50-混和气控制系统，51-第一气动控制器，52-第一压力调节阀，53-第二气动控制器，54-第二压力调节阀，55-汇集管，56-定位器，57-执行器，58-仪表气管，59-两级减压器，591-减压器，60-第一混和气管，61-第二混和气管，62-放散管，70-气刀，80-流量计，90-压力表。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参照图1-图2，图1是本发明实施例中的一种用于镀锌/铝气刀的氮气空气混和系统的结构示意图，该用于镀锌/铝气刀的氮气空气混和系统包括制氮机10、第一输氮管20、空压机30、第一供气管40和混和气控制系统50，所述制氮机10通过第一输氮管20与所述混和气控制系统50相连，所述空压机30通过所述第一供气管40与所述混和气控制系统50相连，所述混和气控制系统50通过第一混和气管60与气刀70相连，所述混和气控制系统50用于调控氮气和空气的混和情况，气刀70则用于将带钢表面多余的锌/铝液吹落，防止多余的锌/铝液在带钢表面沉积，造成产品表面镀层不均匀，引起产品质量缺陷。
在一些优选的实施方式中，所述混和气控制系统50包括第一气动控制器51、第一压力调节阀52、第二气动控制器53、第二压力调节阀54和汇集管55，所述第一压力调节阀52设于所述第一输氮管20上，所述第一气动控制器51用于控制所述第一压力调节阀52的开合情况，所述第二气动控制器53用于控制第二压力调节阀54的开合情况，所述第二压力调节阀54设于所述第一供气管40上。
在某些优选的实施方式中，所述第一气动控制器51一端与所述第一输氮管20前端相连，所述第一气动控制器51另一端与所述第一压力调节阀52相连，所述第一气动控制器51用于获取所述第一输氮管20管道前端的压力信号；
所述第二气动控制器53一端与所述第一混和气管60相连，所述第二气动控制器53另一端与所述第二压力调节阀54相连，所述第二气动控制器53用于获取所述第一混和气管60管道内的压力信号。
在一些优选的实施方式中，所述第一压力调节阀52和第二压力调节阀54上面皆设有定位器56和执行器57，所述第一气动控制器51和第二气动控制器53分别与所述第一压力调节阀52和第二压力调节阀54上面的定位器56相连接，所述第一气动控制器51和第二气动控制器53分别通过仪表气管58与所述第一压力调节阀52和第二压力调节阀54上面的执行器57相连，所述执行器57用于控制相应的第一压力调节阀52或第二压力调节阀54。
在某些优选的实施方式中，所述仪表气管58靠近所述第一气动控制器51或第二气动控制器53一端设有两级减压器59，所述仪表气管58靠近所述执行器57一端设有减压器591，这样可以将气源压力减至0～2bar，从而保证气动控制不会因气源压力过高造成损坏。
在一些优选的实施方式中，所述第一输氮管20在所述第一压力调节阀52与汇集管55之间至少设有两个单向阀21，从而防止汇集管55内的气体逆流至第一输氮管20前端，所述第一输氮管20在所述制氮机10与第一压力调节阀52之间设有氧含量检测仪22，所述氧含量检测仪22用于检测第一输氮管20内的氧气含量信息，在实际使用中，设计一个单向阀21也可以防止逆流，但使考虑到一个单向阀21损坏之后，第一输氮管20前端就会涌入空气，影响整个生产线，因此在该线路上至少设置两个单向阀21，在其中一个单向阀21发生损坏之后，另一个可以继续使用，留给工作人员充足的维修时间。
在某些优选的实施方式中，所述第一输氮管20和第一供气管40上皆设有流量计80和压力表90，所述流量计80用于监测所述第一输氮管20或第一供气管40内的气体流量信息，所述压力表90用于监测所述第一输氮管20或第一供气管40内的气体压强信息。
在一些优选的实施方式中，所述第一混和气管60通过第二混和气管61与放散管62相连，所述第一供气管40通过第二供气管41与所述放散管62相连，所述第二混和气管61和所述第二供气管41上面皆设有球阀。
在某些优选的实施方式中，所述制氮机10通过第二输氮管23与退火炉24相连，所述制氮机10通过第三输氮管25直接与所述气刀70相连，所述第二输氮管23和所述第三输氮管25上皆设有球阀。
在一些优选的实施方式中，所述空压机30通过第三供气管42与镀锌/铝机组43相连，所述第三供气管42上设有球阀。
本发明的工作原理是：
1、由平台上预留的氮气主管、空气主管分别接入混和系统对应的管路，两种气体经过汇集管55充分混和后供用气设备使用。气刀70优先使用氮气。当氮气压力低于气体控制器设定压力(5.9bar)时，由压缩空气补充，此过程为自动控制，即：控制两种介质(分别为氮气和压缩空气)管路上的定位器56由气动控制器分别输入压力信号从而控制调节阀阀的开启角度。为了防止空气进入到上游氮气管路内，在氮气管道上至少安装了1套对夹式单向阀，从而保证氮气上游管道不被泄漏，同时，设定混和气体出口压力(5.0-5.1bar)，低于氮气设定压力。当设备汇集管55内压力和空气管道内压力超过设定压力时，由放散管62将超压气体排放至车间外。
2、控制氮气管路上的第一压力调节阀52的第一气动控制器51，从氮气管道前端取管道压力信号，输出给氮气管路上的定位器56，由定位器56联动执行器57，从而使第一压力调节阀52开启角度变化，调节完成后氮气管路上的第一压力调节阀52阀瓣处于稳定状态，其中，第一压力调节阀52阀瓣初始状态为全开。
3、控制压缩空气管路上的第二压力调节阀54的第二气动控制器53从设备混和气出口管道前端取管道压力信号。输出给空气管路上的定位器56，由定位器56联动执行器57从而使第二压力调节阀54开启角度变化，调节完成后空气管路上的第二压力调节阀54阀瓣处于稳定状态，其中，第二压力调节阀54阀瓣初始状态为全闭。
4、气动控制器驱动气源入口安装两级减压器，将气源压力减至0～2bar，从而保证气动控制不会因气源压力过高造成损坏。
5、在实际使用中，采用风轮式的汇集管55，可以使两种气体充分混和，从而使气刀吹出的气体更加稳定，保证气刀对带钢表面镀层的稳定吹扫，避免因气体未充分混和，造成带钢各段吹扫力度不同，造成带钢各段性能不稳。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
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