摘  要：介绍了宝山钢铁股份有限公司三期工程1550mm电工钢连续退火涂层机组中采用的带钢支撑、传送装置——飘浮器的种类、结构、工作原理和性能，飘浮器传送带钢时不与带钢接触，可有效保护带钢表面和涂镀层。

关键词：飘浮器；静压；纠偏

1  前言

    带钢生产线上通常采用辊子对带钢进行传送，辊子一般有钢辊、陶瓷辊、碳套辊等，大多数工况下使用钢辊。当温度较高时，带钢表面产生的大量亚氧化铁皮(主要成分为Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeO、FeSiO₄、SiO₂、Al₂O₃等)会粘附在钢辊表面，堆积结瘤而使带钢表面产生压痕缺陷，因此，高温情况下有时采用陶瓷辊或碳套辊。通常，陶瓷辊在温度低于600℃的区域内使用。在温度高于600℃时，带钢处于赤热较软状态，表面很容易被擦伤，此时宜采用碳套辊对带钢进行传送。这是因为碳套辊表面碳套的材质为石墨，石墨具有润滑减磨作用，不容易擦伤带钢。在宝山钢铁股份有限公司三期工程1550mm电工钢连续退火涂层机组中，因对电工钢带钢表面质量要求很高，为此在温度高于600℃的退火炉区域采用了碳套辊来支撑、传送带钢。

    但是，在宝钢1550mm电工钢连续退火涂层机组的退火炉第2加热段中，因对带钢采用湿式脱C退火，带钢中的C与H₂O反应，以减少带钢中的含C量，若在这样的湿式气氛中也使用碳套辊，则其表面的C容易被脱去，既破坏了碳套辊表面进而使带钢表面产生压痕缺陷，又不利于带钢的脱C处理。另外，在连续退火涂层机组的涂层干燥段，带钢在涂敷了绝缘层后进入烧结段进行涂层固化处理，若在炉中采用辊子支撑带钢，则带钢表面尚未干燥的涂液易与辊子表面粘结，破坏涂层表面质量，最终影响电工钢产品的表面质量和性能。针对这种状况，日本川崎公司开发了一种与带钢表面不接触的新型传送装置，宝钢1550mm连续退火涂层机组的退火炉第2加热段和涂层干燥段均采用了这种飘浮器。

2  飘浮器的分类、结构与工作原理

    飘浮器按用途、使用场合可分为：水平飘浮器、垂直飘浮器、转向飘浮器和密封飘浮器4种，如图1所示。这些飘浮器均有一个主要结构部件——飘浮器头，其基本结构如图2所示。飘浮器在带钢运行方向的前后两侧有狭窄的窄缝喷嘴，窄缝喷嘴相对且开口倾斜向上，沿带钢宽度方向的开口度可根据带钢宽度进行调节。从窄缝喷嘴喷出的气体(一般与炉内气氛相同)与带钢冲击后，流动方向迅速改变，从而使带钢与导流板之间形成一压力气垫，用以支撑、传送带钢。经窄缝喷嘴喷出的气流分别沿图2中箭头所示方向射出。

    飘浮器通过其窄缝喷嘴喷出的气体在导流板和带钢之间形成一静压来支撑、传送带钢。该静压值是通过差压变送器、压力显示控制器、VVVF型电动机和风机等设备来控制，可采用式(1)计算导流板上方带钢在承压区所受的静压Pc(见图2b)：

式中，δ为喷嘴宽度；θ为喷嘴与水平方向的倾斜角；ν为喷出气体速度；h为带钢飘浮高度；a为方向改变的气流在高度方向上的幅度系数；γ为气体密度。

从式(1)计算的结果及大量的生产实际可知，在带钢和导流板之间所形成的气体静压在带钢宽度方向上的分布为：靠近中央部分的静压最高且大致恒定，沿两侧方向的静压逐渐降低,最端部的静压与环境压力接近。另外，从图3可看出，对于不同宽度的带钢，其静压开始下降的位置与带钢端部的距离(l₁、l₂、l₃)与带钢的宽度及带钢在其中央附近所受的静压大小几乎无关，即l₁=l₂=l₃；而其所承受的平均静压却随带钢宽度的减小而减小，即P₁<P₂<P₃。

    从飘浮器的性能计算可知，假设飘浮器窄缝喷嘴喷出的气体流量恒定，若带钢宽度改变，则相应地带钢的飘浮高度也会发生改变，即带钢的宽度越窄则飘浮高度越低。也就是说，在窄缝喷嘴喷出的气体流量恒定时，若带钢宽度变窄，则会出现带钢飘浮高度下降的现象，当下降较多时则会发生事故。此时只能增大从窄缝喷嘴喷出的气体流量，以使带钢飘浮在某一高度范围内。因此，采用飘浮器来支撑、传送带钢的宽度越窄，生产成本越高，这是飘浮器应用中需解决的问题。

3飘浮器的纠偏方式

    用飘浮器传送带钢有多种纠偏方式，宝钢1550mm连续退火涂层机组采用可自动纠偏的飘浮器，这是最简单的纠偏方式(但不是最有效)。该种飘浮器由一般的飘浮器改进而成，其导流板在带钢宽度方向的两侧设计有凸缘筋板，见图4。假设带钢在运行过程中向机组驱动侧(DS)跑偏，即带钢中心线偏向机组DS侧，此时带钢所靠近的DS侧因凸缘筋板的阻挡作用，对应的气体压力升高，即P_D>P_W，从而使DS侧带钢的漂浮高度相对增加，导致带钢处于倾斜状态，此时带钢受图4中气体推力F作用，F在水平方向的分力F·sinα使带钢往工作侧(WS)回移，使其中心线回复到与机组中心线重合的位置，起到纠偏的作用。

4  结语

    采用飘浮器传送带钢具有很多优点，但在实际使用中还存在大量问题，如实际纠偏效果尚不太理想，尤其对板形不良的带钢，偶有跑偏则会导致炉内断带等事故发生；再者，用飘浮器传送带钢，其穿带较困难。因此，该装置还有待于进一步改进。