CN102691023A - 热浸涂锌包覆钢的下引成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，下引成型方法包括以下步骤：步骤1，钢芯矫直；步骤2，钢芯表面清理；步骤3，钢芯预热；步骤4，将钢芯从坩埚的顶部垂直向下牵引进入坩埚炉体；步骤5，钢芯经坩埚内锌液的浸涂；步骤6，钢芯经坩埚底部的结晶器结晶成型，再从结晶器的下部垂直拉出。本发明的有益效果是：锌覆层与钢芯形成冶金间的结合，不易脱开，复合金属层间接触电阻小。结构设计合理简单，产品质量较高，生产效率较高，造价成本较低，设备操作安全，同时也避免了因坩埚破裂浸出的锌液和从坩埚底部孔洞流出的锌液对操作人员人身安全的伤害。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产锌包覆钢的方法，特别是一种使用热浸涂生产锌包覆钢的方法，属于在钢芯基体上包覆锌层的复合材料领域。
背景技术
锌包覆钢复合金属材料（以下简称锌包覆钢）是在钢芯基体上包覆一层锌层的双金属复合材料。锌包覆钢具有钢芯较好的力学性能，同时又具有锌材料的阴极保护功能。锌包覆钢既可用于接地材料，又可用于阴极保护材料。
随着大型储油罐的建设，特别是国际储油罐区的建设，对于罐区的接地和阴极保护越来越重视。GB50650-2011《石油化工装置防雷设计规范》规定，用于石油化工装置接地的锌包覆钢材料锌层厚度应大于3mm，锌包覆钢直径应大于10mm。锌包覆钢具有良好的应用前景。
目前，锌包覆钢的生产制造工艺有套管工艺、热挤压工艺、水平连续铸造工艺。
套管工艺是将钢芯穿入锌管中，再利用模具将锌包覆钢进行冷拉到一定的规格制作方法。钢芯与包覆的锌层之间容易有间隙，不能形成冶金层的结合，复合层金属间接触电阻较大，不利于载流泄流。
电镀工艺生产的锌包覆钢，俗称镀锌钢，一般镀锌层厚度为50微米，锌层较薄，在常规土壤环境中一般使用寿命约2-5年，产品使用寿命较短，且镀锌液对环境也存在污染的因素。
公开号为CN 1747236Y的中国发明专利，申请公开了一种“制造锌包钢接地极的方法”，这种方法制造的锌包覆钢，其覆层的锌与钢芯之间通过机械力结合在一起，难以保证结合的紧密程度。材料表面氧化以及其它缺陷的影响，影响了锌包覆钢的性能和寿命。同时，在锌包覆钢切割过程中，夹具端的锌层也容易受到损伤，造成原材料的浪费较大，生产成本较高。
热浸涂工艺包括水平连续铸造方法和垂直连续铸造方法，垂直连续铸造方法可分为上引成型方法和下引成型方法。
公开号为CN 101409390B的中国发明专利，公开了一种“锌包钢接地极连续制造方法”，这种方法是将加热的圆钢从熔化炉的锌液中出来，经过结晶器形成内芯为钢、外层为锌的锌包钢接地极。
钢芯在水平方向经过炉体内，钢芯表面周温度不平等，锌结晶体不均匀，同时钢芯在水平方向具有重力作用， 锌的包覆就容易出现不均匀的偏心现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述方法生产的锌包覆钢的不足之处，提供一种具有锌层同心度较好，锌层与钢芯形成冶金间的结合层、生产效率较高及操作安全性的热浸涂锌包覆钢的下引成型方法。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，上述的下引成型方法包括以下步骤：
步骤1，钢芯矫直；
步骤2，钢芯表面清理；
步骤3，钢芯预热；
步骤4，将钢芯从坩埚的顶部垂直向下牵引进入坩埚炉体；
步骤5，钢芯经坩埚内锌液的浸涂；
步骤6，钢芯经坩埚底部的结晶器结晶成型，再从结晶器的下部垂直拉出。
更进一步的技术方案是：
上述的步骤1中，上述的钢芯经过机械矫直后，平直度应控制在3‰以内，以保证钢芯顺利通过结晶器，且锌液不外漏。
上述的步骤3中，上述的钢芯预热温度为80℃～300℃。
上述的步骤5中，上述锌液的温度为450℃～585℃。锌液的最佳温度为480℃±10℃，当温度低于470℃时，应及时进行炉体加热。
上述的步骤6中，浸涂后的锌包覆钢从结晶器拉出的速度为0.5～10m/min。生产的铜包覆钢锌层越薄，可用越快的拉丝速度进行生产；生产的铜包覆钢锌层越厚，应用越慢的拉丝速度进行生产，以保证锌液在钢基体上的结晶时间。
上述的结晶器的直径为3 mm～100 mm。调节温度、结晶器的直径可控制锌包覆钢的直径和锌层厚度，结晶器直径越大，生产的锌包覆钢直径越大；结晶器直径越小，生产的锌包覆钢直径越小。
上述的调节牵引速度可控制生产速度，牵引速度越快，生产速度越快；牵引速度越慢，生产速度越慢。
本发明的热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，能生产出导电率为15%IACS～25%IACS导电率的锌包覆钢。
本发明的热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，能生产出锌包覆层厚度为1 mm～40 mm的锌包覆钢。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，锌覆层与钢芯形成冶金间的结合，不易脱开，复合金属层间接触电阻小。结构设计合理简单，产品质量较高，生产效率较高，造价成本较低，设备操作安全，同时也避免了因坩埚破裂浸出的锌液和从坩埚底部孔洞流出的锌液对操作人员人身安全的伤害。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2是热浸涂锌包覆钢的下引成型方法的炉体示意图；
附图标记中1是钢芯，2是钢芯套管，3是炉体，4是锌液，5是结晶器，6是牵引机，7是锌包覆钢。
具体实施方式
一种热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，包括以下步骤：
步骤1，钢芯矫直；本步骤中钢芯经过机械矫直后，平直度应控制在3‰以内，以保证钢芯顺利通过结晶器，且锌液不外漏。
步骤2，钢芯表面清理；
步骤3，钢芯预热，本步骤中钢芯预热温度为80℃～300℃；
步骤4，将钢芯从坩埚的顶部垂直向下牵引进入坩埚炉体；
步骤5，钢芯经坩埚内锌液的浸涂，本步骤中锌液的温度为450℃～585℃；锌液的最佳温度为480℃±10℃，当温度低于470℃时，应及时进行炉体加热。
步骤6，钢芯经坩埚底部的结晶器结晶成型，再从结晶器的下部垂直拉出，浸涂后的锌包覆钢从结晶器拉出的速度为0.5～10m/min。生产的铜包覆钢锌层越薄，可用越快的拉丝速度进行生产；生产的铜包覆钢锌层越厚，应用越慢的拉丝速度进行生产，以保证锌液在钢基体上的结晶时间。
上述的结晶器的直径为3 mm～100 mm。调节温度、结晶器的直径可控制锌包覆钢的直径和锌层厚度，结晶器直径越大，生产的锌包覆钢直径越大；结晶器直径越小，生产的锌包覆钢直径越小。
上述的调节牵引速度可控制生产速度，牵引速度越快，生产速度越快；牵引速度越慢，生产速度越慢。
本发明的热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，能生产出导电率为15%IACS～25%IACS导电率的锌包覆钢。
本发明的热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，能生产出锌包覆层厚度为1 mm～40 mm的锌包覆钢。
下面再来结合附图，对本发明作进一步的叙述。
结合图1，本发明热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，生产工艺流程为钢芯矫直、钢芯表面清理、钢芯预热、钢芯在锌液热浸涂、锌液结晶成型和牵引拉出。其中，钢芯矫直是为了使盘圆的钢丝有用良好的平直度，包装钢芯与炉体结晶器有良好的配合，使锌包覆钢成品的锌层具有良好的同心度。钢芯表面清理是为了去除钢芯表面的油污、铁锈等杂质，以便使钢芯和锌液形成致密良好的结合层。钢芯预热是为了使钢芯在进入炉体前具有一定的温度和热量，使钢芯预热温度保持在80℃～300℃，避免钢芯从常温进入炉体瞬间高温的温度突变，同时也可使钢芯尽量少吸取炉体内的热量，保证炉体内锌液温度的稳定性。钢芯在锌液热浸涂是为了使钢芯被锌液良好包覆。锌液结晶成型过程中，钢芯已被锌液良好包覆，将液态锌结晶固化的过程。牵引拉出可以保证生产的连续性。
结合图2进行进一步说明本发明的具体实施方式。经过钢芯矫直、钢芯表面清理和钢芯预热工序后，钢芯1从炉体上方的定位装置钢芯套管2穿入，进入炉体3中，被锌液4良好包覆，之后被锌液包覆着的钢芯经过结晶器5进行固化结晶，结晶后的锌包覆钢毛坯经牵引机6牵引拉出，形成锌包覆钢7产品。
Claims (7)
1.一种热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，其特征在于：所述的下引成型方法包括以下步骤：
步骤1，钢芯矫直；
步骤2，钢芯表面清理；
步骤3，钢芯预热；
步骤4，将钢芯从坩埚的顶部垂直向下牵引进入坩埚炉体；
步骤5，钢芯经坩埚内锌液的浸涂；
步骤6，钢芯经坩埚底部的结晶器结晶成型，再从结晶器的下部垂直拉出。
2.根据权利要求1所述的热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，其特征在于：所述的步骤1中，所述的钢芯经过机械矫直后，平直度控制在3‰以内。
3.根据权利要求1所述的热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，其特征在于：所述的步骤3中，所述的钢芯预热温度为80℃～300℃。
4.根据权利要求1所述的热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，其特征在于：所述的步骤5中，所述锌液的温度为450℃～585℃。
5.根据权利要求4所述的热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，其特征在于：所述的步骤5中，所述锌液的温度为470℃～490℃。
6.根据权利要求1所述的热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，其特征在于：所述的步骤6中，浸涂后的锌包覆钢从结晶器拉出的速度为0.5～10m/min。
7.根据权利要求1所述的热浸涂锌包覆钢的下引成型方法，其特征在于：所述的结晶器的直径为3 mm～100 mm。
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN102691023A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53118230A (en) * | 1977-03-26 | 1978-10-16 | Shinko Wire Co Ltd | Preparation of metal covered wire |
| JPH01139745A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-06-01 | Nippon Steel Corp | メッキ装置 |
| CN101409390A (zh) * | 2008-09-18 | 2009-04-15 | 丁桂土 | 锌包钢接地极连续制造方法 |
| CN101629274A (zh) * | 2009-08-19 | 2010-01-20 | 曹佩荣 | 热浸涂铜包钢的上引成型方法及其上引成型装置 |
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2012
- 2012-06-08 CN CN2012101873735A patent/CN102691023A/zh active Pending
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