CN101967616A - 一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置 - Google Patents
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Abstract
一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，涉及热浸镀锌技术领域，采用的技术方案为：在镀锌锌锅侧增加一低温静置锌锅，驱动锌铝熔体通过管道从镀锌锌锅中导出，使锌液流入低温静置锌锅，锌液中除铁过程在低温静置锌锅中进行。低温静置锌锅采用电阻带加热，并合理控制与镀锌锌锅温度差，利用不同温度下铁的溶解度不同以及含铁锌渣与锌铝熔体之间的密度差，使锌铝熔体中铁在低温静置锌锅中静置降温析出，生成含铁锌渣并沉降至锌铝熔体底部；静置净化后的锌铝熔体通过与镀锌锌锅相连的管道流回镀锌锌锅，完成对锌铝熔体的除铁过程。本发明可在热浸镀锌铝线内、线外使用，可是镀锌锌锅内锌液中的铁含量显著降低，提高镀层质量，并使锌铝损耗量减少。
Description
技术领域
本发明涉及热浸镀锌技术领域，具体是一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置。
背景技术
热浸镀锌是一种较为有效而方便的钢铁防腐方法，其镀层具有优良的牺牲防腐作用；热浸镀铝层致密、耐用期长。而锌铝合金镀层因其兼具了铝的耐久保护特性和锌的阴极保护特性、镀层的性能较单一元素镀层的性能优越、防腐性能比纯锌镀层要高出好几倍而得到广泛应用。由于镀锌铝板，比如Galvalume镀层钢板具有优异的综合性能和美丽的外观，国外出现了以该镀层板取代镀铝板及部分镀锌钢板的趋势，形成了一股锌铝合金镀层热，其产品主要用于建筑工业、汽车工业、家用电器和农业等。
目前，在热浸镀生产线上的一个严重的问题就是锌渣问题，由于锌铝合金镀层铝含量较高，与热镀纯锌的锌池相比，锌池的成分发生很大的变化，尤其当在锌铝池中加入硅等元素，将使得其中的相关系变得更为复杂。在锌铝锌池中的锌渣相为含有锌的FeAll3 和Fe-Al-Si金属间化合物。相比热镀纯锌的锌池密度锌铝池的密度要小，55%Al-Zn锌铝池大约是热镀纯锌的1/2。因此，在锌铝池中将更易于形成悬浮渣和底渣，锌渣的成因及影响因素要比热镀纯锌锌池中的复杂得多。目前典型的镀锌铝Galvalume 生产线很多都存在着困扰人们的锌渣问题，例如澳大利亚的Bluescope Steel有三条Galvalume 生产线存在严重锌渣问题，国内多条的Galvalume 生产线同样也存在锌渣问题。
铁是造成锌渣的罪魁祸首，对于锌池中铁的来源，有研究认为它们可能来自于钢板表面的铁屑和沉没在锌池中的硬件设施，然而大量工厂生产经验、实验室的实验和理论分析都表明钢板中铁的溶解是锌池中铁的主要来源。钢板刚进入锌池的瞬间，钢板与锌池处于亚稳平衡状态，此时钢板与锌池界面处的铁含量要远远高于铁在锌池中的溶解度。因此，界面处的铁除了参加反应生成合金镀层的部分，剩下的都进入了锌池。锌渣的产生是因为锌池中的铁含量超过了它在锌池中的饱和溶解度。要减少锌池锌渣的生产，控制锌池中铁的含量是关键，如果能通过某种方法降低锌池中铁的含量，将大大降低锌池的锌渣产生量，对提高镀锌铝产品质量、扩大产品应用范围具有极为重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于连续镀锌生产中锌铝熔池中除铁装置，利用不同温度下铁的溶解度不同以及含铁锌渣与锌铝熔体之间的密度差，使锌铝熔体中铁在低温静置锌锅中静置降温析出，生成含铁锌渣并沉降至锌铝熔体底部，能持续有效地降低锌池中铁的溶解度，从而减少锌池中的锌渣生成量，进而提高生产效率和产品质量，降低生产成本。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，包括镀锌锌锅，其特征在于：在镀锌锌锅旁边设有一低温静置锌锅，镀锌锌锅下部与低温静置锌锅下部之间设有导出管道，导出管道距低温静置锌锅底部1/3位置。在导出管道上设有驱动装置用以将锌铝熔体从镀锌锌锅导出至低温静置锌锅，镀锌锌锅上部与低温静置锌锅上部之间设有回流管道，用于将经降温除铁后的锌铝熔体回流到镀锌锌锅。
上述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，其特征在于：低温静置锌锅的位置高于镀锌锌锅的位置，高度差H为30～50cm，低温静置锌锅中的锌铝熔体液面高于镀锌锌锅中的锌铝熔体液面。
上述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，其特征在于：所述镀锌锌锅采用电磁感应加热方式加热，所述低温静置锌锅采用环绕电阻带加热进行加热保温，减少对锌铝熔体产生搅动而影响铁的析出和含铁锌渣的沉降积累。
上述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，其特征在于：所述导出管道和所述回流管道均采用耐火耐蚀石墨管道，导出管道和回流管道采用圆形或方形结构，管道横截面积为3～15cm2，导出管道连接镀锌锌锅的入口水平位置高于连接低温静置锌锅出口水平位，高度差以锌铝熔体能够顺利流入低温静置锌锅为准；回流管道连接低温静置锌锅的入口水平位置高于连接镀锌锌锅的出口水平位置，高度差以锌铝熔体能够顺利流入镀锌锌锅为准。
上述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，其特征在于：低温静置锌锅与镀锌锌锅的四周和底部内侧均采用耐火耐蚀材料，外层使用钢板层。
一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的方法，其特征在于：在镀锌锌锅旁边设置一低温静置锌锅，低温静置锌锅温度低于镀锌锌锅温度，通过驱动镀锌锌锅的锌铝熔体经过镀锌锌锅下部和低温静置锌锅下部之间的导出管道流入到低温静置锌锅中，利用低温静置锌锅和镀锌锌锅温度下铁的溶解度不同以及含铁锌渣与锌铝熔体之间的密度差，使锌铝熔体中铁在低温静置锌锅中静置降温析出，生成含铁锌渣并沉降至锌铝熔体底部；同时析出铁之后的锌铝熔体自由上浮，经过低温静置去除铁的锌铝熔体通过低温静置锌锅上部和镀锌锌锅上部之间的回流管道自然流回镀锌锌锅，完成对热浸镀锌镀液的净化。
上述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的方法，其特征在于：所述通过导出管道流入到低温静置锌锅中的锌铝熔体的流动速度为100-300kg/min。
上述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的方法，其特征在于：低温静置锌锅内温度低于镀锌锌锅温度15～30℃。
上述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的方法，其特征在于：锌铝熔体中20～40％的Fe形成了化合物析出。
上述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的方法，其特征在于：采用电磁驱动的方法使得镀锌锌锅的锌铝熔体流入到低温静置锌锅中。
所述装置的具体实施步骤为：
（1）驱动装置产生驱动力将锌铝熔体从镀锌锌锅中导出，通过导出管道流入到低温静置锌锅；低温静置锌锅均略高于镀锌锌锅，导出管道位于距锌锅底下部位置；通向低温静置锌锅管道内锌熔体流动速度为100-300kg/min。
（2）低温静置锌锅采用环绕电阻带加热，减少低温静置锌锅中锌熔体的流速和对流；并合理控制与镀锌锌锅温度差，低温静置锌锅内锌熔体温度低于镀锌锌锅温度15～30℃。
（3）利用不同温度下铁的溶解度不同以及含铁锌渣与锌铝熔体之间的密度差，使锌铝熔体中铁在低温静置锌锅中静置降温析出，生成含铁锌渣并沉降至锌铝熔体底部；同时析出铁之后的锌铝熔体自由上浮。
（4）经过低温静置去除铁的锌铝熔体通过与镀锌锌锅相连的回流管道自然流回镀锌锌锅，回流管道位于锌锅顶部，完成对热浸镀锌镀液的净化；锌熔体中约20～40％的Fe形成了化合物析出。
（5）在连续净化过程中，低温静置锌锅底部含铁渣滓持续增加，通过在线或暂停净化去除低温静置锌锅底部含铁渣滓。
本发明的体外循环静置降温除铁的方法，为连续热浸镀锌铝提供一种除铁减渣的方法，除铁过程在连续镀锌锌锅体外完成。在电磁驱动等驱动力作用下，使锌铝熔体流经导出管道进入低温静置锌锅，锌铝熔体在低温静置锌锅中缓慢上升中完成降温除铁的过程，析出的铁生成含铁锌渣并沉降至锌铝熔体底部并除去，而经过低温静置去除铁的锌铝熔体通过与镀锌锌锅相连的回流管道自然流回镀锌锌锅，减少镀锌锌锅中锌铝熔体铁溶解量，在根本上降低锌铝池的锌渣生成量，为生产高品质热浸镀钢板提供洁净的锌池环境，从源头上减少热浸镀锌铝钢板中锌渣缺陷，稳定热浸镀锌钢板的产品质量，为提供高热浸镀钢板品质提供保证，扩大产品应用范围，减少锌铝的损耗，具有可观的社会效益和经济效益。
附图说明
此处说明的附图用来对本发明作进一步解释，构成本申请的一部分，本发明的示意性图示用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，本发明的保护范围不限于下述示意图。
图1为传统热浸镀锌锅进行钢板热浸镀锌过程示意图。
图2为本发明连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置示意图。
图3为本发明连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置导出管处截面俯视图。
图4为本发明体外循环静置降温除铁示意图。
其中：[1] 镀锌锌锅，[2] 镀锌锌锅液面，[3]回流管道，[4] 低温静置锌锅液面，[5] 低温静置锌锅，[6] 加热电阻带，[7] 含铁锌渣沉积，[8] 含铁锌渣，[9] 锌铝熔体，[10] 驱动装置，[11] 导出管道，[12] 带钢，[13] 稳定辊，[14] 沉没辊 。
具体实施方式
下面结合附图来具体介绍本实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
结合图1、图2、图3和图4所示，本发明的连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的方法包括镀锌锌锅1和低温静置锌锅5。低温静置锌锅5放置位置高出镀锌锌锅1高度为H，高度差为30～50cm。钢板热浸镀锌过程在镀锌锌锅完成，低温静置锌锅用来静置降温除铁。镀锌锌锅1和低温静置锌锅5之间通过导出管道11、回流管道3相连，在导出管道11上装置有驱动装置10用以将锌铝熔体从镀锌锌锅导出至低温静置锌锅。
所述镀锌锌锅1采用电磁感应加热方式加热，低温静置锌锅5采用环绕电阻带6加热对其进行加热保温，采用环绕电阻带6加热的目的是防止电磁感应等加热方式对锌铝熔体产生搅动而影响铁的析出和含铁锌渣的沉降积累。
锌铝熔体在驱动装置10的驱动下，经由导出管道11流入低温静置铝锌锅5下部，锌铝熔体9在低温静置锌锅5中缓慢上升。通过环绕电阻带6的温度控制，使得低温静置锌锅5内锌熔体温度低于镀锌锌锅1温度15～30℃，由于温度的降低使得铁在锌铝熔体9中的溶解度降低，从而使铁从上升中的锌铝熔体9中析出，生成含铁锌渣8并长大逐步沉降至低温静置锌锅5底部形成含铁锌渣沉积7。锌铝熔体9通过降温除铁后经由回流管道3回流到镀锌锌锅1。对锌铝进行循环除铁，锌熔体中约20～40％的Fe形成了含铁化合物析出。
从上述实施实例可见，本发明连续热浸镀锌铝体外循环静置降温除铁的方法有利用静置降温析铁的方法，有效的去除锌铝熔体中的铁，通过降低锌铝熔体中的铁含量来减少锌渣的生成量，为生产高品质热浸镀钢板提供洁净的锌池环境，从根本上避免热浸镀锌铝钢板中锌渣缺陷的产生，稳定热浸镀锌钢板的产品质量，为提供高热浸镀钢板品质提供保证，扩大产品应用范围，同时可减少锌铝的损耗，带来可观的社会效益和经济效益。
Claims (7)
1.一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，包括镀锌锌锅（1），其特征在于：在镀锌锌锅（1）旁边设有一低温静置锌锅（5），镀锌锌锅（1）下部与低温静置锌锅（5）下部之间设有导出管道（11），在导出管道（11）上设有驱动装置（10）用以将锌铝熔体（9）从镀锌锌锅（1）导出至低温静置锌锅（5），镀锌锌锅（1）上部与低温静置锌锅（5）上部之间设有回流管道（3），用于将经降温除铁后的锌铝熔体（9）回流到镀锌锌锅（1）。
2.如权利要求1所述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，其特征在于：低温静置锌锅（5）的位置高于镀锌锌锅（1）的位置，高度差H为30～50cm，低温静置锌锅（5）中的锌铝熔体液面高于镀锌锌锅（1）中的锌铝熔体液面。
3.如权利要求1所述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，其特征在于：所述镀锌锌锅（1）采用电磁感应加热方式加热，所述低温静置锌锅（5）采用环绕电阻带（6）加热进行加热保温，减少对锌铝熔体（9）产生搅动而影响铁的析出和含铁锌渣的沉降积累。
4.如权利要求1所述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，其特征在于：所述导出管道（11）采用耐火耐蚀石墨管道，导出管道（11）采用圆形或方形结构，管道横截面积为3～15cm2，导出管道（10）连接镀锌锌锅（1）的入口水平位置高于连接低温静置锌锅（5）出口水平位，高度差以锌铝熔体（9）能够顺利流入低温静置锌锅（5）为准。
5.如权利要求1所述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，其特征在于：所述回流管道（3）采用耐火耐蚀石墨管道，回流管道（3）采用圆形或方形结构，管道横截面积为3～15cm2；回流管道（3）连接低温静置锌锅（5）的入口水平位置高于连接镀锌锌锅（1）的出口水平位置，高度差以锌铝熔体（9）能够顺利流入镀锌锌锅（1）为准。
6.如权利要求1所述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，其特征在于：低温静置锌锅（5）与镀锌锌锅（1）的四周和底部内侧均采用耐火耐蚀材料，外层使用钢板层。
7.如权利要求1或4所述的一种连续热浸镀锌铝中体外循环静置降温除铁的装置，其特征在于：所述导出管道（11）距离低温静置锌锅（5）底部1/3位置。
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