鞍钢热镀锌生产线上DUMA气刀的应用分析
浅谈气刀在连续热镀锌生产线中的应用
2018·3（下） 军民两用技术与产品125气刀在冷轧带钢热镀锌生产工艺中起着关键性作用，是生产线中的核心设备，其性能的好坏直接影响镀锌产品质量。
因此在连续热镀锌生产线工艺控制过程中必须充分了解气刀设备的工作原理和设备结构。
文中结合我厂热镀锌生产实践，着重介绍了气刀的结构原理及其功能。
1 镀层控制的主要工艺参数在生产过程中镀层控制的主要工艺参数包括气刀开口度、气刀与带钢距离、气刀介质压力、带钢速度等。
气刀开口确定后，在生产过程中，气刀温度升高，开口度会因热膨胀而发生变化。
因此在控制气刀开口度时要充分考虑其受热膨胀因素。
导致气刀与带钢距离发生变化的原因主要有沉没辊系统的振动、带钢行走中发生振动、带钢退火后的平面度等，这些机械误差均会镀锌层厚度控制产生很大影响。
气刀介质压力与系统气体压力及气刀压力控制系统有直接关系。
带钢速度的波动也会对镀锌层厚度控制产生较大影响，这与生产线设备安装精度、自动化仪表监测精度及设备控制精度有关。
虽然设备安装精度、自动化仪表监测精度及设备控制精度足以满足生产要求，但仍会对镀层厚度控制产生一定影响。
这就需要从气刀设备本身着手，采取措施减小影响或对影响因素进行有效补偿。
如：当带钢行走中心线偏离轧制线后，可采用带钢中心线跟踪机构进行在线检测，通过气刀扭转机构的调整以消除这一影响，从而提高生产质量。
固定开口度气刀在使用过程中，由于开口度不能实现在线调整，对镀层厚度及均匀性影响较大。
气刀喷嘴曲率半径或开口度调整精度不符容易造成带钢边部镀层过厚或中部镀层过厚。
因此，在使用固定开口度气刀时，要根据生产计划及实际镀层厚度参数及时对气刀开口度参数进行调整，并定期对气刀开口度进行标定。
由此可见，气刀开口度是影响镀锌层厚度控制的关键性因素。
由于气刀开口度的标定是以中心线为基准，当带钢相对中心线发生偏离后，带钢两侧镀层厚度均会发生很大变化，此时，通过气刀位置检测，对气刀位置进行调整，以确保气刀与带钢中心线保持恒定距离。
镀锌生产中气刀设备使用与维护论文
镀锌生产中气刀设备的使用与维护摘要: 本文介绍了钢铁企业中镀锌生产中, 气刀设备的使用及维护，并介绍了个该设备的技术难点攻关情况。
关键词: 热镀锌气刀规程使用维护1.气刀设备使用1.1.性能与参数1.1.1.设备简介气刀设备位于锌锅上方带钢刚出锌锅处，由两个气刀、空气共给系统的支架、刀唇、仪表、侧挡板和热保护与绝缘系统组成。
另外还有一个气刀的离线存储支架。
在锌锅上方有一个主梁支撑气刀设备，主梁与风机之间通过软管相连，然后送到气刀中去。
气刀刀唇由碳钢制成，带碳化钨涂层以增加表面硬度防止锌尘粘附。
气刀刀唇形状（厚度和宽度）可调。
此外有不锈钢板防止锌液喷溅到气刀上，还有一系列的绝热板防止电机由于环境的原因过热。
侧挡板与带钢同在一个水平面上，由主横梁支撑，跟随带钢边部自由移动到正确的位置。
挡板的移动架由两个气缸驱动。
在气缸移动架上，一个辊子依靠低压气压缸跟随带钢边部。
在水平和垂直方向上有两套定位装置。
气刀的气室里的压力由风机的变速电机和两个控制阀调节。
控制阀采用电动执行机构而不是气动执行机构，防止控制阀执行机构的空气污染。
风机的速度自动调节以保持空气控制阀的开口度在30`70%，使控制阀可更好的控制气压。
整个气刀设备还包括辊部。
辊部由沉没辊、稳定辊和纠正辊组成，其中沉没辊和稳定辊一同装在稳定支架上，需要进行离线调整，使其在同一垂直平面上，并由标定系统标定。
沉没辊是一个无传动的转向辊，靠带钢与辊子之间的摩擦力来驱动。
锌锅附近固定支柱上的梁通过两个悬臂支撑沉没辊，同时也支撑稳定辊。
沉没辊通过特殊设计的轴承夹在悬臂上。
悬臂是螺栓连接件，便于拆卸和维护。
沉没辊的作用是使带钢转向并垂直通过两个气刀之间。
稳定辊和纠正辊交错布置在带钢两侧。
锌锅前的固定支柱上的一个梁通过两个悬臂支撑纠正辊，纠正辊也是通过特殊设计的轴承夹在悬臂上。
纠正辊的水平位置调节通过人工调整机械压下螺丝。
稳定辊和纠正辊使带钢保持在正确的位置并加大了锌锅与第一转向辊之间的张力。
气刀简介及常见问题的处理
气刀简介及常见问题的处理摘要：在镀锌机组运行过程中，气刀容易出现结溜问题，气刀结溜一直影响机组正常生产。
气刀一旦发生结溜将导致机组降速，产生大量的废次品，严重地影响到镀锌机组的正常运行，本文阐述了气刀的结构，形成气刀结溜原因以及对问题的解决方法。
关键词：气刀结溜处理方法1、气刀概述1.1气刀dak（dynamic air knifes）：气刀的功能是擦去锌锅出口钢带上的锌，通过锌层控制系统控制锌层厚度。
这一功能是通过气刀两个刀唇间产生的喷射气流执行的。
钢带表面的厚度控制方法基于钢带每侧两个气刀的气体压力及与刀唇与钢带间的距离的调节（操作员在hmi激活该功能或选自动时这些功能被激发）。
钢带表面的厚度控制方法是基于调节螺杆和螺母进而调节钢带每侧两个气刀的刀唇的截面积实现的。
（横梁拆卸后直接用手动旋转调节）气刀由垂直和水平运动伺服马达完成垂直和水平两个方向的运动驱动。
气刀从产生至今有诸多改进：第一，喷射介质由过热蒸汽改为压缩空气；第二，为了获得理想的镀层截面，把嘴均匀的缝形改为中间窄两头宽的不均匀缝形；第三，普遍采用了模拟电子计算机来控制气刀的空气流量，以此来自动控制锌层厚度。
1.2气刀设备主要设备有沉没辊、稳定辊、气刀等。
1.2.1沉没辊装置沉没辊装置由沉浸在锌液中的沉没辊和锌液面上部的调节系统及跨架焊接结构体等三个部分组成。
（l）沉没辊的运转锌锅中的沉没辊是一个被动的转向辊，完全靠带钢与辊子表面的摩擦力驱动。
在生产过程中，沉没辊应一直处于运转状态。
特别是在生产薄规格带钢时，应借助工具经常试探一下沉没辊是否在运行。
防止沉没辊停转的方法：a在辊子表面加工沟槽，增大摩擦力。
b使用大直径沉没辊。
沉没辊的直径越大，则带钢与辊子的包角越大，产生的摩擦力也越大。
c生产薄规格的带钢时，可适当降低预热炉或还原炉的温度，保证足够的带钢张力，或者适当降低机组运行速度，以便使沉没辊始终处于运转状态。
（2）沉没辊的纠偏作用沉没辊防止带钢跑偏一般有两种方法：一是使沉没辊有一定的凸度，即辊子直径中间比两边大。
DUMA气刀在鞍钢热镀锌生产线上的应用
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气刀发展对镀层影响的思考
气刀发展对镀层影响的思考作者：卢丰来源：《中国科技博览》2014年第14期[摘要]气刀的发展对提高镀锌板质量，外观美观具有重大意义，同时通过对锌耗的精确控制，有效的利用匮乏的锌资源，对于降低企业生产成本，提高企业市场竞争力，节约地球枯竭资源具有重大而深远的意义。
[关键词]气刀发展镀层闭环系统中图分类号： TG174.4 文献标识码：A 文章编号：随着国家经济的发展，国家镀锌板的发展也是迅猛的发展，特别是涂镀板核心设备之一的气刀发展就特别具有不同的意义，通过对气刀的使用现状研究，有了许多思考。
1、国内气刀的使用现状描述。
最早使用的辊镀法在实践中暴露出作业线速度慢、镀层控制误差大、操作维修麻烦等缺陷早已从市场上销声匿迹，取而代之的是吹气法，其优良适用的特点已经得到验证，已广泛应用在生产实践中。
据不完全统计，国内镀锌板大部流入建材行业，随着市场的发展趋势，家电板，汽车板也逐步扩大市场比例，但是占据市场主流的依然是建材板。
镀锌板的用途直接决定气刀的档次定位。
对于一般的建材板生产厂家，机组速度不是很快，板面质量要求不是很高，大部分选用的如图结构的气刀，即我们常说的科勒气刀，图1 气刀图也称三腔气刀。
它具有结构简单，使用方便，价格便宜的特点，是我们最早国产化引进的气刀。
气流从两端进入第一个圆柱形的气刀腔，然后通过管壁上的两排直径为19.5mm，间距为50.8mm的气流分配孔进入第二个气刀腔，再通过一个孔板，进入最后一个气腔，向最后一个气腔的中心方向流动。
气流向下偏转25°，最后以水平速度吹出，关键是喷嘴越接近锌液面，就越能放置锌液往四周飞溅。
这种气刀也有不足的地方：生产厚镀层容易造成厚边；无法生产薄镀层，如30～40g/㎡的镀层它就很难达到；气流不够稳定，生产GL产品时，易产生气刀横向条痕。
但目前，科勒气刀依然是建材板的首选。
随着社会经济的发展，人们对家电产品和汽车车身面板的要求也越来越高，这种产品除了本身需要具有优良的力学性能和深冲性能外，美丽而均匀的镀层也是用户选用的必要条件，显然科勒气刀无法满足这样的要求。
连续热镀锌线气刀吹锌过程中科安达双气刀的研究
连续热镀锌线气刀吹锌过程中科安达双气刀的研究国内建筑和汽车等工业的迅猛发展,激发了对高质量带钢的需求。
目前热镀锌工艺中,采用的是经气刀喷出的气体将粘附带钢外表过多的锌液刮掉的措施来控制镀层厚度。
首先,本文基于流体力学基本理论,推导了带钢外表锌液流动满足的控制方程,联合气刀射流场的模拟,带钢外表镀层厚度的数值预测模型便可得到;该模型的准确性得到了带钢外表镀层厚度实测结果和相关文献结果的验证。
针对某大型钢厂连续热镀锌带钢表面出现的锌波纹(锌层厚度不均),数值研究了气刀射流湍流场,联合气刀吹锌数值模型,分析了锌波纹产生的原因。
提出了一种基于气刀射流非稳态湍流场大涡模拟的镀锌层厚度分布数值计算方法,数值预测结果与某大型钢厂热镀锌带钢外表波纹进行了对比,两者符合较好,验证了该方法的准确性。
基于此方法研究了工况对锌波纹的影响。
结果表明,减小气刀与带钢的间距及刀缝的高度,增大气刀进口压强,能够使得带钢外表的镀层厚度分布的更均匀,锌波纹更不明显。
研究了一般单气刀、Coanda单气刀和一般双气刀的吹锌效果。
结果表明,与一般单气刀相比,Coanda单气刀能够使气流向下偏转从而提高气刀吹锌能力;一般双气刀主要依靠主气刀吹掉带钢外表多余锌液,副气刀能够维持主气刀气流的稳定从而有效抑制带钢表面锌波纹。
提出了结合Coanda单气刀和一般双气刀的优点的新型Coanda双气刀。
研究了三种不同结构形式的Coanda双气刀,即第二刀唇为Coanda刀唇、第三刀唇为Coanda刀唇和第二、三刀唇为Coanda刀唇的双气刀,对比了它们的吹锌效果。
结果表明,第三刀唇为Coanda刀唇的双气刀在提高吹锌能力的同时能够得到更均匀的镀锌层厚度分布。
本文的研究果,为改善热镀锌带钢外表质量、提高其市场占有率奠定了重要的理论基础。
气刀缺陷分析及改进措施
– 135 –《装备维修技术》2019年第3期（总第171期）doi:10.16648/ki.1005-2917.2019.03.117气刀缺陷分析及改进措施杨智超（天津轧一冷轧薄板有限公司，天津 300270）摘要：分析了热镀锌线气刀工作时及维护过程中的不足，通过改进刀唇的结构形式、优化设计参数、提高装配精度、改善表面处理方式等措施，使气刀在使用过程中，气刀痕与锌液结渣等缺陷有了明显的遏制，降本增效的同时，保证了带钢表面质量，从而使生产可以连续稳定的运行。
关键词：气刀；表面处理；镀锌；带钢一、 引言气刀是现代带钢连续热镀锌产线控制镀层质量的重要设备。
气刀的结构优良与否，对取得好的镀层的质量有重要的意义。
提及改善镀层的均匀性，必须强调的是高质量的镀锌板和一般企业生产的镀锌板在锌层控制上有根本区别，一般企业锌层控制在标准上下一定范围内，而高质量的镀锌板锌层要求板面上所有点的数值都必须大于标准要求，从这一点来看，为了降低生产成本，提高镀层的均匀性，缩小其波动范围就有十分重要的意义。
天津轧一冷轧薄板有限公司镀锌机组气刀设备有DANIELI 设计制造，与目前国内主流气刀结构大体一致。
其结构复杂、调节维护困难证、在生产过程中经常会发生结渣的情况、以及刀唇硬度低易损坏等缺陷。
经常导致带钢镀层质量不达标，产线被迫停车检修，这对于连续生产的产线来说打击是致命的。
不仅造成了设备维修费用的增加，影响了产量及能源的浪费，为公司带来了很大的经济损失，针对此类问题，本文分析了气刀的几处不足的地方，并提出了一些改进措施。
二、 气刀的主要结构缺陷分析（一） 气刀的结构天津轧一镀锌线气刀采用单侧进气，由两个进气孔分流，向气刀腔进气，然后流向刀唇缝隙处，形成压力均匀的高压气流，从而达到控制带钢表面锌层的目的，气刀有上、下板面之分，但其除了框架朝向不同之外，其余所有备件都可以通用，保证备件的互换性。
（二） 气刀的主要失效形式1. 刀唇结渣 刀唇表面为电镀铬处理，生产过程中，刀唇处喷出高压的气流，吹在带钢上的同时使锌液四处飞溅，当锌液溅到刀唇上冷却后，就会粘在刀唇上形成结渣，结渣会随时间变得越来越大，最终堵塞刀唇缝隙，形成气刀痕缺陷。
攀钢气刀氮气吹扫功能国产化解决方案
攀钢气刀氮气吹扫功能国产化解决方案杨晓东①（攀钢钒公司冷轧厂 四川攀枝花６１７０２３）摘 要 攀钢冷轧厂２＃镀锌机组使用的非氮气吹扫杜马气刀，在开发热镀锌铝镁合金镀层时，需要气刀有氮气功能，使用氮气代替空气作为气刀刀唇的喷吹介子，新增杜马气刀氮气功能价格贵，供货时间周期长。
本文从自主研发国产替代解决方案，从设计、控制策略及安装调试等多方面进行了阐述，新增氮气功能对压力控制精度达到同行业先进水平，满足新产品对气刀喷吹介子的要求。
关键词 冷轧厂 氮气 功能 解决方案中图法分类号 ＴＧ１５５．４ 文献标识码 ＡＤｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－１２６９ ２０２２ Ｚ２ ０３１１ 前言攀钢冷轧厂２＃镀锌机组生镀锌产品，单体设备气刀由杜马公司提供，不带氮气吹扫功能。
随着市场要求需要提高镀层耐腐蚀性和降低锌耗，热镀锌铝镁合金镀层产品商业化得到了迅速发展。
攀钢大力研发热镀锌铝镁合金镀产品并在２＃镀锌进行了试生产，开展多轮热镀锌铝镁的试生产，生产工艺环节基本打通，制约产品质量进一步提升的关键问题是表面质量存在镀层氧化黑变和锌流纹缺陷。
经过工艺人员的反复研究认为气刀的喷吹介子是空气，空气中的氧气与锌液产生氧化作用形成了氧化现象，改变气刀的喷吹介子，会改善新产品的表面质量缺陷。
现有的杜马气刀只有空气吹扫功能，所以新产品的开发需要杜马气刀新增氮气作为锌铝镁的吹扫，与西马克联系，购买国外成套氮气吹扫功能需要几百万元的费用，并且受疫情影响供货周期长。
新产品的开发处于紧要关头不能暂停。
经过实地论证决定启动国产化替代解决方案，自主研发氮气吹扫功能，打好热镀锌铝镁合金镀层开发的攻坚战。
２ 氮气工艺可行性分析热镀锌铝镁产品的镁元素是确保产品耐蚀性的关键，液态的镁元素较活泼，与氧的亲和力极强，氧化速度大大加快，特别是熔化后的镀液经过气刀喷吹时，液态镀层与空气的接触面积很大，产生严重氧化，并且表面氧化层会增大锌液粘度，降低锌液流动性，从而在锌铝镁形成中产生锌流纹缺陷。
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鞍钢热镀锌生产线上DUMA气刀的应用分析摘要：结合在鞍钢热镀锌生产线上DUMA气刀的应用实践，详细分析了气刀结构、功能及工作原理，包括气腔结构、喷嘴调节、定位装置、供气回路、沉没辊预热炉及镀层厚度控制等。
关键词：热镀锌线；气刀；DUMA；喷嘴；沉没辊预热炉引言气刀是带钢连续热镀锌生产线上的核心设备，气刀设备的性能直接关系到热镀锌板的质量和生产成本，因此了解掌握气刀设备的结构及工作原理对于带钢热镀锌生产至关重要。
目前应用比较广泛的气刀品牌有美国KOHLER、德国FOEN、法国CLECIM、日本HITACHI等。
德国DUMA气刀除了上述气刀的常规功能外，还具备一系列的独特设计，能够满足高端汽车面板生产的工艺要求。
本文结合在热镀锌线上DUMA气刀的应用实践，对DUMA气刀的功能、结构及其工作过程加以介绍。
一、DUMA气刀原理应用流体冲击学的原理来控制带钢镀锌层厚度的方法，习惯上称为吹气法镀锌。
这种方法采用的是一个横贯整个带钢宽度的缝形喷嘴，它喷出连续的象刀一样的扁平气流，把带钢表面多余的锌刮掉，“气刀”即由此而得名。
①作用：DUMA气刀装置通过测厚仪和引导压缩空气气流来测量锌层，把带钢表面多余的锌刮掉，从而留下一层均匀的正确厚度的镀层。
②结构：气刀装置主要包括带刀唇的喷嘴、主支撑梁、悬臂、提升机构/定位器、手动角度调整机构、边部挡板和氮气管道等。
③边部挡板的作用：边部挡板相当于延长带钢通过气刀时的宽度，减少带钢边部由于气流干扰而产生的边部过厚镀层和噪音。
二、DUMA气刀设备简介2.1气腔及径向控制器DUMA气刀的气腔结构如图1所示。
它是四腔式结构，气流从中间最小的管子内流入，先从内管壁上的孔和外管壁上的孔进入方形腔的右侧，即第二个气刀腔，再通过方形腔下面的分隔板上的孔进入方形腔的左侧，这是第三个气刀腔，最后再经过一道孔板进入气刀嘴腔，即第四个气刀腔。
这样就能使气体即使在压力极低的条件下，也能在气刀整个宽度方向上绝对一致。
在气腔内安装有径向控制器，可以快速调节供气压力，这是DUMA气刀的一项独特设计。
径向控制器由两个径向开口的管子构成，通过内管旋转来改变与外管之间的供气开度，从而控制气腔内气体压力和流量。
径向控制器距离气刀喷嘴较近，压力调节过程在5s内就可以完成，而常规气刀只调节风机来改变气腔压力，由于风机到喷嘴距离较远，压力调节过程一般需要10～20s。
径向控制器的使用加快了气刀压力调节的响应速度，从而保证镀层厚度快速达到目标值，降低锌原料损耗。
图1 DUMA气腔结构图2.2喷嘴1）喷嘴角度调整为防止带钢表面锌液飞溅，喷嘴并不垂直吹向带钢，而是向下偏转一定角度，一般-2°左右。
同时为防止喷吹的气流在钢带的两端相遇时产生大的涡流，将喷嘴角度设定为上气刀-1°、下气刀-3°。
喷嘴角度调整通过旋转刀梁上的手轮来完成，喷嘴角度采用编码器检测并在人机画面上显示，喷嘴最大偏转角度5°，调节精度±0.1°。
2）喷嘴间隙调整为防止低速状态下带钢边部镀层增厚缺陷，通常采用两侧宽中间窄的弧形刀缝形状。
从刀缝中部到两端，中间900mm范围内喷嘴间隙设定为1.0mm，两端喷嘴间隙设定为1.5mm。
喷嘴间隙调整通过旋转喷嘴上侧的螺丝完成，螺丝每旋转90°，喷嘴间隙变化0.1mm，调节精度±0.03mm。
3）刀缝长度调节为节约供气量和降低喷吹噪音，刀缝长度可以根据带钢位置自动调节，将带钢宽度范围以外的喷嘴关闭。
采用非接触式电磁寻边设备检测带钢实际位置，根据带钢位置计算对应的刀缝位置并进行刀缝长度调节。
刀缝长度调节可以节约供气量13%～65%，尤其在氮气喷吹模式下，具有很大的经济效益。
2.3定位装置气刀分别位于带钢上下表面两侧，即上气刀和下气刀。
气刀水平方向运动用于调节喷嘴到带钢的距离，上、下气刀分别由两台变频电机驱动，定位控制精度±0.1mm。
气刀垂直方向运动用于调节气刀到锌液面的距离，气刀的操作侧和传动侧各一台变频电机驱动，定位控制精度±1mm。
沉没辊、稳定辊和矫正辊及其支臂是气刀的辅助设备，又称为三辊六臂装置，其作用是使带钢浸没在锌锅中并调节带钢运行位置和建立张力。
稳定辊和矫正辊可以在水平方向定位移动，保证带钢处于上、下气刀的中心位置，分别由两台普通电机驱动，定位控制精度1mm。
2.4供气系统DUMA气刀具有空气、氮气两种供气方式，氮气供气生产成本较高，只有在产品表面质量要求较高时采用氮气供气方式。
两种供气方式可以在线自由切换，切换过程在30s内完成，切换过程中气刀供气压力没有波动。
此外，还可以在带钢一侧采用氮气供气，另一侧采用空气供气，可以兼顾生产成本和产品表面质量。
气刀供气系统原理图如图2所示。
图2气刀供气系统原理图采用空气供气时，通过改变风机转速调节供气压力；采用氮气供气时，通过改变氮气压力调节阀（5）开度调节供气压力。
供气系统具有良好的冗余和实用性能，在空气供气时，如果上、下气刀一侧供气回路出现故障，可以打开旁路供气阀（6），利用一台风机为上、下气刀供气；在氮气供气时，空气供气回路处于备用状态，此时可以对气刀风机及回路上的其它设备进行维修处理。
2.5预热炉三辊六臂装置在安装前要进行预加热处理，预热温度控制在400℃左右。
通过预加热可以消除机械加工的内应力，防止进入锌锅后发生急热变形，同时能够防止锌锅温度下降，有利于快速投产。
加热过程有快速、慢速两种模式，预加热曲线见图3。
通常情况下，采用慢速加热模式，加热过程需要8h，根据机组运转要求也可以采用快速加热模式，加热过程只需要2h，当炉内气氛温度达到设定温度范围时，开始减小加热功率，进入保温模式。
图3预加热曲线三、镀层厚度控制原理镀层厚度及均匀性是热镀锌板的重要性能指标，精确的镀层厚度控制可以提高产品质量，降低锌原料消耗。
气刀是镀层厚度控制的主要设备，给定合理的气刀压力、高度、刀距、刀缝形状等工艺参数，可以获得良好的镀层质量。
热镀锌过程本身是稳定的，但镀层厚度规格和带钢速度变化及其它外部扰动将导致镀层厚度波动，采用传统的人工操作进行镀层厚度控制很难达到理想效果。
热镀锌控制对象是一个复杂的多个变量系统，镀层厚度与气刀压力、间距、速度之间的关系是非线性的，压力与气刀间距及速度之间存在强耦合特性，尤其是镀层测厚仪与气刀之间距离有140m左右，镀层厚度检测存在严重的纯滞后，随着带钢速度的变化，还具有一定的时变特性。
经典PID控制和基于模型的现代控制理论都不能获得很好的控制效果。
热镀锌是多次重复性生产过程，具有一定的规律性，采用模型自适应结合智能学习算法进行控制系统开发，可以解决控制对象的非线性和纯滞后问题。
控制系统原理如图4所示。
图 4 镀层厚度控制原理图镀层厚度控制程序实时采集带钢速度、镀层厚度等实际值数据，利用数学模型计算气刀压力和位置的设定值数据并发送到气刀控制程序，调节气刀压力和位置实现镀层厚度闭环控制。
气刀位置可以控制镀层厚度，但在很多情况下调整气刀压力可以获得更好的控制效果，所以选择气刀压力作为主要调节手段。
气刀位置具有良好的动态性能，因此在镀层厚度变规格时采用气刀位置来控制镀层厚度。
数学模型是整个镀层厚度控制的核心，它能够连续描述热镀锌过程各个工艺参数之间的非线性关系，从而及时消除镀层厚度波动。
在精确数学模型基础上，又开发了镀层厚度虚拟热态测量功能，在镀层厚度手动控制模式下，操作工可以根据虚拟镀层厚度进行手动控制。
三、气刀维护当带钢的板形不好，喷嘴距带钢又近，同时带钢的张力也低的情况下，最易把气刀的喷嘴唇碰坏，所以必须经常检查气刀的喷嘴有无损伤。
必须有两对喷嘴唇作备品，才能保证随坏随换，不误生产。
在每个锌锅辊周期更换时需要对气刀本体进行清理，打磨掉刀唇上由于锌液飞溅而粘上的锌渣。
同时定期对传动机构加油润滑，以保证气刀的正常工作。
另外，为了保证喷吹气体的清洁，还应该对空气过滤器进行定期清洗。
四、应用情况目前DUMA气刀及镀层厚度闭环控制系统已在热镀锌线上成功应用，产品质量都达到了汽车面板的工艺要求。
机组具备多种规格热镀锌板的生产能力，带钢宽度800～1880mm，带钢厚度0.4～2.5mm，线速度30～160m/min，在镀纯锌模式（GI）镀层厚度覆盖50～350g/m2，锌铁合金模式（GA）镀层厚度覆盖60～180g/m2。
气刀设备动作控制及连锁功能采用SIEMENS S7-400PLC实现，人机界面采用SIEMENSWinCC7.0和WINCCflexibleAdvantage2008开发，气刀PLC配置两块CP443-1以太网通讯模块，通过ISOpro-tocolonTCP/IP协议与人机界面建立通讯连接，通过TCP/IP协议与生产线PLC及镀层测厚仪建立通讯连接。
同时还配置一块CP443-5现场总线通讯模块，通过PROFIBUSDP协议与现场设备及传动装置建立通讯连接。
镀层厚度控制系统采用德国Beckhoff工业PC开发，采用TCP/IP协议与气刀PLC建立连接。
结合热镀锌控制对象分析，制定如下控制策略，选择气刀压力作为镀层厚度主要调节手段，通过模型自适应结合学习控制来消除速度变化及其它扰动对镀层厚度的影响。
刀距、刀高等参数不作实时调整，根据速度变化范围进行分段控制，气刀刀距设定值和高度设定值如表1、2所示。
镀层厚度影响因素众多，选取气刀压力、刀距、带钢速度作为主要影响手段建立镀层厚度数学模型，根据镀层规格、刀距、带钢速度等工艺数据实时调节气刀压力，然后再根据镀层厚度偏差进行学习控制，不断优化气刀压力设定值，有效解决了检测滞后和非线性影响等问题。
表 1刀距设定值表表 2气刀高度设定值表五、结束语镀锌生产线气刀使用的好坏直接决定镀锌产品的最终表面质量，科学有效运用气刀对产品质量起着关键作用。
研究掌握DUMA气刀的结构、功能和工作原理对于气刀设备的制造及热镀锌板产品质量的提高都具有重要意义。
参考文献：[1]现场总线技术在镀锌线气刀控制系统中的应用[J].丁钢，李明河，张千峰.安徽工业大学学报（自然科学版）.2010（01）[2]热镀锌线气刀吹锌过程的数值模拟研究[J].成计民，严洪凯，聂兴利，黄河，吴安民. 重型机械.2009（02）[3]DAK10B气刀对锌层厚度质量控制的影响因素[J].刘闯. 设备管理与维修.2009（11）[4]带钢连续热镀锌层厚度控制技术的研究[J].郑永春，岑耀东，田荣彬. 电镀与环保.2012（06）[5]热轧钢带连续热镀锌生产实践[J].刘宏强. 河北冶金.2012（06）[6]连续热镀锌线锌层厚度自动控制[J].张先明. 自动化与仪表.1998（04）。