马龙威+陈瀚

摘要：针对热镀锌钢板表面出现的锌波纹问题，通过带钢表面锌液流动的一维简化模型预测锌层稳态厚度；采用摄动法并结合三维气刀射流湍流流场的大涡模拟，提出热镀锌钢板表面锌波纹的数值预测模型；研究工艺参数对锌波纹的影响规律.结果表明：气刀距带钢的距离越远，刀唇间隙越大，气刀入口压强越小，带钢表面锌波纹越明显；气刀入口湍流强度对锌波纹影响可以忽略.

关键词：热镀锌； 冲击射流； 参数效应； 锌波纹； 大涡模拟

中图分类号： TG174.44

文献标志码： B

Abstract：As to the appearance of zinc ripples on the hot-dip galvanization steel strip surface， the zinc coating thickness in steady state is predicted by a 1D simplified model of zinc liquid flows on strip surface； using the perturbation method combined with the large eddy simulation on 3D turbulent flow field of air knife jet， a numerical prediction model is proposed for the zinc ripples on hot-dip galvanized steel strip surface； the effect of process parameters on the zinc ripples is studied. The results show that， a larger impingement distance， a larger slot gap and a smaller inlet pressure， which will result in more severe zinc ripples； the effect of turbulent intensity of jet inlet on zinc ripples is negligible.

Key words：hot-dip galvanization； impinging jet； parameter effect； zinc ripple； large eddy simulation

0 引 言

涂层技术大量运用于各种领域，例如建筑、汽车、造船等.其中，工业领域中热镀锌钢板表面防锈以其费用比其他漆料涂层低、防腐年限长、镀层致密等优点被广泛应用.热镀锌钢板由连续镀锌工艺产出，将成卷的钢板经一系列前处理后浸过高温锌液池，然后将带钢连同黏附在其表面的锌液自一对水平放置于锌液池上方对立的气刀间竖直向上拉.热镀锌过程示意见图1.通常，在不采取任何措施的情况下，经过锌液池的带钢表面黏附的锌层厚度比最后期望值大约厚几十倍，这些多余的锌液必须除掉.气刀吹锌采用水动力学的方法吹掉黏附在带钢表面的多余锌液.

虽然气刀能够有效吹掉带钢表面上的多余锌液，可以接近预想的结果，但最终得到的只是平均厚度.在实际的气刀吹拭过程中，带钢表面会出现很多凹凸的瑕疵.这些瑕疵是由多……