一种锌层厚度自动控制装置

技术领域

本发明涉及镀锌厚度控制技术领域，具体的说是一种带钢连续锌层厚度自动控制装置。

背景技术

热镀锌是使熔融金属与铁基体反应而产生合金层，从而使基体和镀层二者相结合，热镀锌是先将钢铁制件进行酸洗，酸洗是为了去除钢铁制件表面的氧化铁，酸洗后进行冷轧，随后进入连续热镀锌的生产流程，热镀锌具有镀层均匀，附着力强，使用寿命长等优点，热浸镀锌是延缓钢铁材料环境腐蚀的最有效手段之一，它是将表面经清洗、活化后的钢铁制品浸于熔融的锌液中，通过铁锌之间的反应和扩散，在钢铁制品表面镀覆附着性良好的锌合金镀层，与其他金属防护方法相比，热浸镀锌工艺在镀层的物理屏障与电化学保护相结合的保护特性上，镀层与基体的结合强度上、镀层的致密性、耐久性、免维护性和经济性及其对制品形状与尺寸的适应性上，具有无可比拟的优势。

目前，多数连续热镀锌生产线对镀层厚度的控制依然主要采用传统的控制方法，即由操作人员依据经验对气刀位置和气压进行手工调整，由于手工干预会因操作人员的不同而不同，因而不可避免地会引起锌层厚度上的偏差，影响产品的一致性、稳定性和成品率，同时人工操作耗时耗力，并且不方便进行自动进行厚度检测切割刮除，降低生产效率。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种锌层厚度自动控制装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锌层厚度自动控制装置，包括支撑机构、刮除机构、调节机构、滑动机构、锌锅、控制机构和退火炉，刮除机构设置于所述支撑机构的顶部，锌锅设置于所述刮除机构的底部；所述支撑机构的顶部安装有用于对钢带的锌层进行刮除切割的所述刮除机构；所述刮除机构与所述支撑机构之间安装有用于对所述刮除机构进行滑动的所述滑动机构；所述支撑机构的顶部内侧安装有两组对称分布的用于对所述滑动机构进行驱动调节的所述调节机构。

具体的，所述支撑机构包括底座、升降件、支撑板、固定块和刻度尺，所述控制机构设置于其中一个所述支撑板的内部，所述升降件分为两个螺杆和两个导杆，两个所述螺杆均转动连接于所述底座的顶部，两个所述导杆均固定连接于所述底座的顶部，两个所述支撑板分别设置于两个所述升降件的顶部，两个所述支撑板的顶部两端分别安装有所述固定块，所述固定块的底部宽度与所述支撑板的顶侧宽度相等。

具体的，所述固定块的底部宽度与所述支撑板的顶侧宽度相等，所述刻度尺固定连接于两个所述固定块的正面之间，所述锌锅的一侧顶部安装有所述退火炉，所述退火炉的底部安装有所述加强板，所述加强板的底部与所述锌锅侧壁连接，所述退火炉的内部设有所述导料槽。

具体的，所述刮除机构包括刀梁、刀唇、指针和导气槽，两个所述刀梁的底部安装有所述刀唇；所述刀梁和所述刀唇的内部设有所述导气槽，所述刀梁与所述刀唇的内部连通；所述支撑的底部一侧与所述固定块的外侧壁滑动连接，所述指针的底部位于所述刻度尺的顶部。

具体的，所述滑动机构包括支撑座、滑座、滑块、抵触弹簧和导轮，两个所述刀梁的底部分别与两个所述支撑座的顶部固定连接，两个所述指针分别固定连接于两个所述滑座的顶部，所述支撑座为圆柱形结构；所述支撑座的底部与所述滑座的顶部中心处垂直连接，且所述滑座与四个所述固定块的顶部内侧滑动连接；所述滑座的底部内侧滑动安装有两个所述滑块，所述滑块的顶部安装有所述抵触弹簧；所述滑块的底部延伸至所述滑座的底部外侧，所述滑块的底部转动安装有所述导轮，所述导轮的侧壁与所述固定块的内部底侧抵触，且所述导轮通过所述滑块与所述滑座的底部内侧转动连接。

具体的，所述调节机构包括伺服电机、减速机、丝杆和滑槽，四个所述固定块的顶部内侧设有所述滑槽，四个所述丝杆通过所述滑槽与四个所述固定块的内部转动连接；四个所述滑座内侧与所述丝杆的外侧壁螺纹连接，所述丝杆的一端延伸至所述固定块的一侧外部；四个所述减速机一端与四个所述固定块的一端外侧壁可拆卸连接，且所述减速机的一端与所述丝杆一端连接；所述减速机的另一端侧壁中心处安装有所述伺服电机，所述伺服电机一端与所述减速机内部连接。

具体的，所述控制机构包括控制面板、收纳盒、驱动器、变频器、端子板、测厚仪和把手，其中一个所述支撑板的外侧壁中心处可拆卸安装有所述控制面板，所述支撑板的内部滑动安装有所述收纳盒，所述收纳盒的一端延伸至所述支撑板的一端外侧，所述收纳盒的一端外侧壁中心处安装有所述把手；所述测厚仪设置于所述刮除机构的顶部；所述收纳盒的内部一端安装有四个所述驱动器，且所述驱动器分别与所述伺服电机电性连接；所述收纳盒的内部中心处安装有所述变频器，所述变频器与外部空压机电性连接；所述收纳盒的内部另一端安装有所述端子板，所述端子板与四个所述驱动器、所述测厚仪及所述变频器电性连接。

本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的一种锌层厚度自动控制装置，提高了产品质量，由于采用了锌层的闭环控制，在锌层厚度出现偏差时能够及时调整气刀间距和气压，快速使锌层厚度偏差减小，提高了锌层厚度的均匀性；另外，采用手动控制时由于各班组操作方法和操作习惯不同，会使锌层厚度波动范围和表面状态产生差异，采用锌层厚度自动控制系统后，会由计算机控制系统自动给出最佳工艺参数，不受生产班组人员变化的影响，最大限度地保持产品质量的一直性。

(2)本发明所述的一种锌层厚度自动控制装置，通过滑动机构的作用下使刮除机构能够自动滑动调节两个刮除机构中两个刀唇之间的间距，从而方便对带钢侧壁的锌层进行厚度刮除控制，能够有效的降低操作人员劳动强度，提高生产效率，由设备代替人工调整气刀，明显降低操作人员的工作量。

(3)本发明所述的一种锌层厚度自动控制装置，节约锌的用量，进而降低了生产成本。锌层厚度自动控制系统投入后，锌层厚度偏差明显减小，而且当产品品种变化时，锌层厚度切换时间大大缩短，过渡段带钢长度可较少70％以上，因为镀层锌是生产成本占比较大的一项，所以有助于降低生产成本。

(4)本发明所述的一种锌层厚度自动控制装置，可持续的产品质量提高和成本降低，锌层厚度自动控制实时采集工艺数据和锌层厚度数据，对其进行分析，有助于后续生产工艺的持续改进。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明提供的锌层厚度自动控制装置的一种较佳实施例的整体结构的结构示意图；

图2为图1所示的支撑机构、刮除机构、调节机构及锌锅侧面的剖面图；

图3为图1所示的刮除机构及控制机构的连接结构示意图；

图4为图1所示的A部结构放大示意图；

图5为图3所示的B部结构放大示意图。

图中：1、支撑机构，11、底座，12、升降件，121、螺杆，122、导杆，13、支撑板，14、固定块，15、刻度尺，2、刮除机构，21、刀梁，22、刀唇，23、指针，24、导气槽，3、调节机构，31、伺服电机，32、减速机，33、丝杆，34、滑槽，4、滑动机构，41、支撑座，42、滑座，43、滑块，44、抵触弹簧，45、导轮，5、锌锅，6、控制机构，61、控制面板，62、收纳盒，63、驱动器，64、变频器，65、端子板，66、测厚仪，67、把手，7、退火炉，8、加强板，9、导料槽。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图5所示，本发明所述的一种锌层厚度自动控制装置包括支撑机构1、刮除机构2、调节机构3、滑动机构4、锌锅5、控制机构6和退火炉7，刮除机构2设置于所述支撑机构1的顶部，锌锅5设置于所述刮除机构2的底部；所述支撑机构1的顶部安装有用于对钢带的锌层进行刮除切割的所述刮除机构2；所述刮除机构2与所述支撑机构1之间安装有用于对所述刮除机构2进行滑动的所述滑动机构4；所述支撑机构1的顶部内侧安装有两组对称分布的用于对所述滑动机构4进行驱动调节的所述调节机构3。

具体的，所述支撑机构1包括底座11、升降件12、支撑板13、固定块14和刻度尺15，所述控制机构6设置于其中一个所述支撑板13的内部，所述升降件12分为两个螺杆121和两个导杆122，两个所述螺杆121均转动连接于所述底座11的顶部，两个所述导杆122均固定连接于所述底座11的顶部，两个所述支撑板13分别设置于两个所述升降件12的顶部，两个所述支撑板13的顶部两端分别安装有所述固定块14，所述固定块14的底部宽度与所述支撑板13的顶侧宽度相等，两个所述导杆122均设置在所述支撑板13的底部，两个所述导杆122处于两个所述螺杆121之间，两个所述螺杆121通过和外部控制开关相连接的驱动电机带动旋转，两个所述螺杆121和所述支撑板13螺纹连接，通过两个所述螺杆121转动带动所述支撑板13和两个所述固定块14升降，以此调节所述刮除机构2到所述锌锅5中锌液液面的高度。

具体的，所述固定块14的底部宽度与所述支撑板13的顶侧宽度相等，所述刻度尺15固定连接于两个所述固定块14的正面之间，所述锌锅5的一侧顶部安装有所述退火炉7，所述退火炉7的底部安装有所述加强板8，所述加强板8的底部与所述锌锅5侧壁连接，所述退火炉7的内部设有所述导料槽9，所述锌锅5的内部通过辊臂转动安装有沉没辊，所述锌锅5的内部通过辊臂转动安装有两个稳定辊，且两个稳定辊均处于沉没辊的顶部，通过所述锌锅5的安装，方便对热锌进行盛装放置，同时通过所述退火炉7的作用下有利于对需要镀锌的钢带进行退火，并且导入至所述锌锅5内部镀锌，通过沉没辊的作用下有利于对钢带进行导向淹没至热锌内部，方便热锌与钢带侧壁粘附进行镀锌工作，通过两个稳定辊的作用下有利于对钢带进行导向，方便后续去锌工作。

具体的，所述刮除机构2包括刀梁21、刀唇22、指针23和导气槽24，两个所述刀梁21的底部安装有所述刀唇22；所述刀梁21和所述刀唇22的内部设有所述导气槽24，所述刀梁21与所述刀唇22的内部连通；所述支撑的底部一侧与所述固定块14的外侧壁滑动连接，所述指针23的底部位于所述刻度尺15的顶部，通过所述支撑座41的作用下有利于对所述刀梁21进行安装连接，从而方便与外部空气压缩机的气体进行连通，通过所述刀唇22的作用下有利于使所述刀梁21内部的气体排出从而对两个所述刀唇22之间的带钢表面的液态锌层进行刮除，实现设定的厚度，所述指针23和所述刻度尺15为手动调节时，便于操作者观察气刀位置用，另外所述指针23和所述刻度尺15也用于位置伺服系统/位置调整机构的原点标定，通过所述指针23在所述刻度尺15表面刻度上的指向，有利于对所述刀梁21和所述刀唇22的厚度距离进行调节和观察，方便对带钢表面锌液的厚度进行控制。

具体的，所述滑动机构4包括支撑座41、滑座42、滑块43、抵触弹簧44和导轮45，两个所述刀梁21的底部分别与两个所述支撑座41的顶部固定连接，两个所述指针23分别固定连接于两个所述滑座42的顶部，所述支撑座41为圆柱形结构；所述支撑座41的底部与所述滑座42的顶部中心处垂直连接，且所述滑座42与四个所述固定块14的顶部内侧滑动连接；所述滑座42的底部内侧滑动安装有两个所述滑块43，所述滑块43的顶部安装有所述抵触弹簧44；所述滑块43的底部延伸至所述滑座42的底部外侧，所述滑块43的底部转动安装有所述导轮45，所述导轮45的侧壁与所述固定块14的内部底侧抵触，且所述导轮45通过所述滑块43与所述滑座42的底部内侧转动连接，通过所述滑座42和所述支撑座41的作用下有利于对所述刀梁21的两端底侧进行支撑，同时在多个所述导轮45的作用下有利于使所述滑座42与所述固定块14的内部滑动，从而对所述刀梁21调节更加的顺畅，所述导轮45在所述抵触弹簧44和所述滑块43的作用下具有伸缩性，起到了抵触紧密和减震的作用下，防止设备抖动造成刮除不稳定。

具体的，所述调节机构3包括伺服电机31、减速机32、丝杆33和滑槽34，四个所述固定块14的顶部内侧设有所述滑槽34，四个所述丝杆33通过所述滑槽34与四个所述固定块14的内部转动连接；四个所述滑座42内侧与所述丝杆33的外侧壁螺纹连接，所述丝杆33的一端延伸至所述固定块14的一侧外部；四个所述减速机32一端与四个所述固定块14的一端外侧壁可拆卸连接，且所述减速机32的一端与所述丝杆33一端连接；所述减速机32的另一端侧壁中心处安装有所述伺服电机31，所述伺服电机31一端与所述减速机32内部连接，通过所述伺服电机31的控制转动，有利于使所述伺服电机31对所述减速机32进行转动控制，在所述减速机32的作用下有利于使所述丝杆33在所述固定块14内部的所述滑槽34内转动，通过所述滑座42与所述丝杆33的螺纹连接，从而使所述滑座42在所述丝杆33的作用下能够与所述滑槽34内部滑动，从而有利于对所述刀梁21的距离进行改变控制，方便对带钢表面的锌液进行刮除工作。

具体的，所述控制机构6包括控制面板61、收纳盒62、驱动器63、变频器64、端子板65、测厚仪66和把手67，其中一个所述支撑板13的外侧壁中心处可拆卸安装有所述控制面板61，所述支撑板13的内部滑动安装有所述收纳盒62，所述收纳盒62的一端延伸至所述支撑板13的一端外侧，所述收纳盒62的一端外侧壁中心处安装有所述把手67；所述测厚仪66设置于所述刮除机构2的顶部；所述收纳盒62的内部一端安装有四个所述驱动器63，且所述驱动器63分别与所述伺服电机31电性连接；所述收纳盒62的内部中心处安装有所述变频器64，所述变频器64与外部空压机电性连接；所述收纳盒62的内部另一端安装有所述端子板65，所述端子板65与四个所述驱动器63、所述测厚仪66及所述变频器64电性连接，通过外部电源的连接从而使所述控制面板61工作，通过所述控制面板61的数据输入计算，从而使数据和脉冲信号传输给所述端子板65内部，通过控制装置和测厚仪66的连接通讯，能够得到锌层厚度实际测量值，所述测厚仪66和所述驱动器63与所述端子板65的电性连接，有利于使输出信号对所述驱动器63进行控制，从而使所述驱动器63分别对所述伺服电机31进行控制编码，实现所述伺服电机31对所述丝杆33控制转动，从而有利于对所述刀梁21和所述刀唇22的距离控制，同时通过所述端子板65和所述变频器64的工作，有利于对外部空压机排出气压进行调节，从而实现气刀的气体压力变化，实现了钢带锌层厚度的自动刮除控制，提高了生产的效率。

本发明在使用时，首先通过底座11的作用下有利于对支撑板13进行支撑安装，在多个支撑杆12的作用下有利于使支撑板13支撑稳定牢固，并且方便工作人员进行操作，支撑板13的顶部安装有两个固定块14，通过固定块14的作用下有利于对刀梁21进行安装连接，通过锌锅5内部的沉没辊的有利于对带钢进行导向，使带钢淹没至热锌内部，方便热锌与带钢侧壁粘附进行镀锌工作，通过滑座42和支撑座41的作用下有利于对刀梁21的两端底侧进行支撑，同时在多个导轮45的作用下有利于使滑座42与固定块14的内部滑动，从而对刀梁21调节更加的顺畅，导轮45在抵触弹簧44和滑块43的作用下具有伸缩性，起到了抵触紧密和减震的作用下，防止设备抖动造成刮除不稳定，通过支撑座41有利于对刀梁21进行安装连接，从而方便与外部真空泵的气体进行连通，通过刀唇22的作用下有利于使刀梁21内部的气体排出从而对两个刀唇22之间的钢带进行锌层进行去除，实现设定的厚度，同时通过指针23和刻度尺24的作用下有利于对刀梁21和刀唇22的厚距离进行调节方便对刮除的厚度进行控制，通过外部电源的连接从而使控制面板61工作，通过控制面板61的数据输入计算，从而使数据和脉冲信号传输给端子板65内部，通过测厚仪66和驱动器63与端子板65的电性连接，有利于使输出信号对驱动器63进行控制，从而使驱动器63分别对伺服电机31进行控制编码，实现伺服电机31对丝杆33控制转动，从而有利于对刀梁21和刀唇22的距离控制，同时通过端子板65和变频器64的工作，有利于对外部空压机排出气压进行调节，从而实现气刀的力度变化，实现了钢带锌层厚度的自动刮除控制，提高了生产的效率，通过伺服电机31的控制转动，有利于使伺服电机31对减速机32进行转动控制，在减速机32的作用下有利于使丝杆33在固定块14内部的滑槽34内转动，通过滑座42与丝杆33的螺纹连接，从而使滑座42在丝杆33的作用下能够与滑槽34内部滑动，从而有利于对刀梁21的距离进行改变控制，方便进行刮除工作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。