CN102618810A

CN102618810A - 一种永磁感应密封垂直热镀锌装置

Info

Publication number: CN102618810A
Application number: CN2012101350770A
Authority: CN
Inventors: 李静; 唐荻; 胡水平
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2012-04-30
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2032-04-30
Also published as: CN102618810B

Abstract

本发明提供了一种使用永磁感应技术密封的钢带垂直热镀锌的永磁感应密封垂直热镀锌装置，该装置包括锌锅、变速箱、电动机，变频器、控制装置、换向辊室、炉鼻、气刀和永磁密封感应通道。永磁转子为表面装有极性相反交错排列的永磁磁极圆柱体，用于产生交变磁场。永磁转子的传动及控制装置用于拖动成对永磁转子旋转，产生磁场密封锌液并且在永磁密封感应通道中使钢带自动对中。本发明通过控制成对磁转子产生的交变磁场使锌锅底部的锌液３处于悬浮状态，通过控制的转速动态调节密封锌液的高度。

Description

一种永磁感应密封垂直热镀锌装置

技术领域

本发明涉及冶金行业钢板热镀锌领域，尤其涉及一种利用永磁感应原理的永磁感应密封垂直热镀锌装置。

背景技术

热镀纯锌产品及其合金化产品具有优良的耐蚀性能，成本也相对较低，而且随着热镀锌技术的进步，其产品表面质量几乎可以与电镀锌产品相媲美，因而在汽车上得到了广泛地应用。镀锌锅是热镀锌线的一个非常关键的设备,传统的锌锅如图１现有技术的热镀锌工艺流程图，其锌锅2设备浸泡在液态锌3中的钢件过多（如炉鼻11、沉没辊15、稳定辊16、支架和轴承等），且结构十分复杂因而带来许多弊端：（1）钢带9与沉没辊15之间形成锌渣；（2）造成辊面磨损腐蚀及辊轴及轴承的腐蚀和磨损；（3）产生因部件磨损而形成的锌渣；（4）旋转的沉没辊15和稳定辊16由于受到液态锌3的侵蚀及磨损，需要经常更换（约15~30天）；（5）热张紧装置设在高温退火炉内使操作困难等；（6）使生产率受到大的影响；（7）对镀层产品质量不利；（8）液态锌3较多。

电磁密封技术根据电磁移动场形成磁流体动力学封闭原理而设计的垂直型锌锅可取消常规锌锅中的部件，从而获得高速、无锌渣、节能和提高锌层表面质量等一系列好处。如图2现有技术的垂直热镀锌工艺流程图，这种锌锅的工作原理是：液态锌3从锅底滚出后进入通道17,当达到一定深度时(此深度取决于金属液密度/液面高度和电流大小等因素)，直流感应器18产生的外部电磁移动场在锌液中形成感应电流，此电流与外部电磁场相互作用而产生电磁力；电磁力作用于金属流体使之向上移动，避免液态锌3从锅底的开口处流出。这样，当钢带9从底部通道17进入锌锅2时，通道处的液态锌3始终处于一定高度，这种锌锅2内不需设置任何钢结构件。由于该技术的难点即如何封住锌锅2底部通道17及保证带钢9的稳定穿入在实际生产中没能有效的解决，故该技术还没有受到广泛采用。电磁封流技术按磁场发生方式可分为交流磁场封流技术和直流磁场封流技术，而交流磁场封流技术按照频率可分为低频、中频和高频种交流磁场封流技术，同时施加磁场和直流电流是其中的一种主要的封流思路，但由于大电流导致的流体力学不稳定性，甚至出现火花现象。在重力和表面张力的作用下，溶液末端呈现一定的曲率。凸起的溶液部分由于电流密度较小，洛伦兹力也较小，因而不能克服重力的影响，导致液面曲率越变越大直至滴落。故该技术就导致了目前的电磁技术在试验过程中均存在渗漏问题，即电磁垂直镀锌锅的密封问题。该问题严重影响了电磁垂直热镀锌在工业的广泛应用。

下表为目前试验中采用的电磁垂直热镀锌方法的比较。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通过对称旋转磁场感应的电磁力作用在锌液和钢带上，提高锌液密封的可靠性和钢带走带的稳定性的永磁感应密封垂直热镀锌装置。

本发明的技术方案是：一种永磁感应密封垂直热镀锌装置，该装置包括炉鼻、换向辊室、气刀，锌锅、永磁转子、变速箱、电动机，变频器和控制装置；其中，所述锌锅为垂直锌锅，且底部设有永磁密封感应通道；所述控制装置发出信号给变频器驱动电动机转动，电动机带动变速箱，变速箱的两个同步转轴带动2个所述永磁转子，2个所述永磁转子对称设置所述永磁密封感应通道的两侧。

进一步，所述永磁转子由至少2对尺寸相同近似矩形条状的永磁体极性相反并列放置组成，所述永磁体为烧结钕铁硼永磁体。

本发明的有益效果是：

（1）利用永磁体产生的磁场使导电性液体（锌液）产生悬浮，使用永磁密封技术实现垂直镀锌锅的密封，解决目前交流磁场密封和直流磁场密封技术无法克服的封流不稳定、走带不稳定和钢带对中问题；

（2）解决交流磁场密封和直流磁场密封技术因磁场可控性差带来的感应磁场不稳定和流体电流密度不稳定的问题。

（3）解决交流磁场密封和直流磁场密封技术所需电流较大而带来的高能耗的问题。

（4）解决交流磁场密封和直流磁场密封技术带来的电力谐波大而对电网造成污染的问题。

（5）下表为永磁密封技术和其它密封技术造在垂直锌锅上的比较。

附图说明

图1为现有技术的热镀锌工艺流程图。

图2为现有技术的垂直热镀锌工艺流程图。

图3为本发明永磁感应密封垂直热镀锌装置的结构示意图。

图4、图5为本发明的永磁转子的结构示意图。

图中：

1. 永磁转子，2. 锌锅，3.液态锌,4.变速箱，5.电动机，6.变频器，7. 控制装置，8. 永磁体，9.钢带，10换向辊室，11.炉鼻, 12.气刀，13.永磁密封感应通道、15.沉没辊、16.稳定辊、17.通道、18.直流感应器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案进行进一步详细说明。

如图3所示为永磁感应密封垂直热镀锌装置结构示意图。本发明一种永磁感应密封垂直热镀锌装置，该装置包括锌锅2、变速箱4、电动机5，变频器6、控制装置7、换向辊室10、炉鼻11、气刀12和磁密封感应通道13；其中，锌锅2为垂直锌锅，且底部与所述磁密封感应通道13连接，永磁密封感应通道13的两侧对称设置2个永磁转子1，控制装置7发出信号给所述变频器6驱动所述电动机5转动，所述电动机5带动所述变速箱4，所述变速箱4的两个同步转轴带动2个所述永磁转子1转动。

如图4、图5所示为永磁转子的结构示意图，该永磁转子1由至少2对尺寸相同近似矩形条状的永磁体8极性相反并列放置组成。

本发明的工作原理是：镀锌时，控制装置7发出信号给变频器6以合适的转速驱动电动机5转动，电动机5带动变速箱4，变速箱4的两个同步转轴带动两个永磁转子1，永磁转子1的NS极在中心位置保持一致。当液态锌2从锅底滚出后进入磁密封感应通道13,当达到一定深度时(此深度取决于金属液密度/液面高度和电流大小等因素)，两个永磁转子1以相反的转向和同步转速高速旋转，感应器产生的外部电磁移动场在锌液中形成感应电流，此电流与外部电磁场相互作用而产生电磁力；电磁力作用于金属流体使之向上移动，避免锌液从锅底的开口处流出，当钢带经过炉鼻11和换向辊室10，从下向上穿入垂直锌锅2底部的开口，然后垂直向上穿过垂直锌锅2的锌液3，经过气刀12喷吹，完成镀锌过程。

Claims

1.一种永磁感应密封垂直热镀锌装置，该装置包括锌锅（3）、变速箱（4）、电动机（5），变频器（6）、控制装置（7）、换向辊室（10）、炉鼻（11）、气刀（12）和永磁密封感应通道（13）；其中，所述锌锅（2）为垂直锌锅，且底部与所述磁密封感应通道（13）连接，所述永磁密封感应通道（13）的两侧对称设置2个所述永磁转子（1），所述控制装置（7）发出信号给所述变频器（6）驱动所述电动机（5）转动，所述电动机（5）带动所述变速箱（4），所述变速箱（4）的两个同步转轴带动2个所述永磁转子（1）转动。

2.根据权利要求1所述的永磁感应密封垂直热镀锌装置，其特征在于，所述永磁转子（1）由至少2对尺寸相同近似矩形条状的永磁体（8）极性相反并列放置组成，所述永磁体（8）为烧结钕铁硼永磁体。