[发明专利]一种锌锅底渣动态堆积的监控方法

说明书

本发明公开了一种锌锅底渣动态堆积的监控方法，其包括步骤：获取需要被监控的锌锅中的锌液和锌锅底渣的参数；选定模拟锌液的流体，获得模拟锌液的流体的参数；确定模拟锌锅底渣的颗粒的密度ρ_inc,m；确定模拟锌锅底渣的颗粒的直径D_inc,m；根据所述密度ρ_inc,m和直径D_inc,m选定模拟锌锅底渣的颗粒；根据选定的模拟锌液的流体和选定的模拟锌锅底渣的颗粒构建锌锅底渣动态堆积模型；确定锌锅底渣动态堆积模型中的底渣颗粒泛起时的模拟带钢运行速度V_L：求得实际锌锅内底渣泛起时带钢的临界速度Vp，并将带钢的实际运行速度控制为≤Vp。该方法与无渣流场实验相比，更适用于研究锌锅底渣相对于锌液的运动和堆积行为，从而对底渣泛起进行有效控制。

技术领域

本发明涉及冶金领域中底渣动态堆积的监控方法，尤其涉及一种锌锅底渣动态堆积的监控方法。

背景技术

在连续热镀锌生产过程中，带钢经过高温预处理后在沉没辊的带动下持续进入锌锅内460℃锌液中热浸镀锌，由于铁、锌、铝等金属的冶金反应，在锌锅内将不断累积以铁、锌为主要成分的锌铁相合金—锌渣。锌渣根据与锌液的不同密度比分为浮渣、自由渣和底渣三种。其中，密度较大的底渣堆积在锌锅底部。由于带钢和沉没辊在锌液内的运动会引起锌液流场，在锌液流场下泛起的底渣会导致锌液流动性变差，并且会粘附于镀锌板表面而引起严重的表面质量问题。底渣堆积高度越高，越容易泛起，因此定期清理底渣有利于控制底渣的泛起。但频繁地清理底渣也使机组生产效率下降并增加生产成本。因此，需要研究锌锅底渣动态堆积的规律，找到有效控制底渣泛起的方法。

研究锌锅内锌渣运动和堆积问题通常采用数值仿真方法，但因其在计算过程中引入了假设条件和经验公式而使结果与现场情况偏差较大。模型实验是另一种重要的研究方法，通过有效的模型实验方法可以不受生产现场条件的限制，直接观测复杂系统。因而模型实验结果更接近现场情况并进而实现对生产的监控。

目前锌锅锌渣运动和堆积行为的模型实验采用无渣流场实验的近似方法，这种方法不适用于研究锌锅底渣这种粒径和密度较大的底渣相对于锌液的运动和堆积行为。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锌锅底渣动态堆积的监控方法，该方法基于适用于研究锌锅底渣相对于锌液的运动和堆积行为的模型实验得到锌锅底渣动态堆积的规律，并基于此对底渣泛起进行有效控制。

为了实现上述目的，本发明提出了一种锌锅底渣动态堆积的监控方法，其包括步骤：

获取需要被监控的锌锅中的锌液密度ρ_f,p、锌液粘度υ_f,p、锌锅底渣密度ρ_inc,p、锌锅底渣直径D_inc,p；其中锌液粘度υ_f,p的单位为m²/s，锌锅底渣密度ρ_inc,p的单位为kg/m³；锌液密度ρ_f,p的单位为kg/m³；锌锅底渣直径D_inc,p的单位为m；

选定模拟锌液的流体，获得模拟锌液的流体的粘度υ_f,m和密度ρ_f,m；其中模拟锌液的流体的粘度υ_f,m的单位为m²/s；模拟锌液的流体在常温下的密度ρ_f,m的单位为kg/m³；

根据下述公式(1)确定模拟锌锅底渣的颗粒的密度ρ_inc,m：

其中，颗粒的密度ρ_inc,m的单位为kg/m³；λ表示几何相似比，其取值范围为λ＜1；

根据下述公式(2)确定模拟锌锅底渣的颗粒的直径D_inc,m：