CN102925839A - 一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的方法，使含锌渣的锌液通过氧化铝泡沫陶瓷过滤器和高频调幅磁场离心分离装置之后，更加有效的除去锌液中的锌渣，避免锌渣在锌锅中沉淀积聚，以减少Galvalume钢材表面的锌渣缺陷，从而提高生产效率和钢材表面质量；此外，通过加热保温装置，把除去锌渣之后的锌液保温到和锌池温度一致，重新输送回锌锅，达到了锌液的循环利用。

Description

一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的方法

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高频调幅磁场离心分离锌渣的方法。

背景技术

热浸镀锌是一种经济而有效的保护钢材防止其腐蚀的方法，其镀层有良好的牺牲防护性能，但耐用周期短；热浸铝镀层致密，耐用周期长，但是阴极保护能力差；而锌铝合金镀层则兼顾了铝的耐久保护性和锌的阴极保护性，其镀层的性能较单一元素镀层的性能更加优越，防腐性能更是比纯锌镀层高出数倍；Galvalume镀层（镀铝锌板，含有重量比为55%的Al，43.4%的Zn，1.6%的Si）具有独特的显微结构，其优良的耐腐蚀性能、成型性能及焊接性能在汽车工业、建筑工业及家电等行业得到了广泛应用，有取代镀铝板和部分镀锌板的趋势。

但是，Galvalume熔池中渣量过多的问题严重影响到产品质量；一直以来，熔池渣滓问题是连续镀锌生产线上普遍存在的一个问题；Galvalume熔池的密度大约为热镀纯锌的1/2；因此，在Galvalume熔池中更容易形成锌渣；目前澳大利亚的Bluescope Steel 有几条Galvalume生产线存在严重的锌渣问题，国内的宝钢、攀钢等公司的Galvalume生产线同样存在锌渣问题；因此避免锌渣缺陷对于生产高质量的Galvalume钢板十分关键。

对现有的技术文献进行检索发现，申请号为CN201110045122.9的专利涉及到一种连续热浸镀锌铝中循环冷却降温除渣的方法，该方法是在锌锅内部设置一循环冷却降温除渣装置，装置内部为两端开口的迂回槽，并且在迂回槽内嵌带冷却管，通过在冷却管内压入低温低熔点熔融金属液对迂回槽内部的锌铝液进行冷却，降低锌铝液温度使锌渣从中析出长大，沉淀于底部锌渣收集器，而除去锌渣后的锌铝液重新流入锌锅；但缺点是当锌渣达到一定数量时，会积聚在底部锌渣收集器，而除渣装置位于锌锅内部，不易对锌渣收集器中的锌渣进行清理，还有就是，除渣后的锌铝液因为之前进行了冷却，因此和锌锅内锌铝液温度有一个温度差，在重新流入锌锅时会对锌锅内锌铝液温度造成波动；本发明的除渣装置在锌锅外部，易于对积聚的锌渣进行清理。经过除渣之后的锌铝液在重新流入锌锅前会有一个加热保温的过程，使除渣之后的锌铝液温度和锌锅内锌铝液的温度保持一致，从而避免锌锅内锌铝液的温度产生波动，使钢板有一个良好、稳定的热浸镀环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的方法，使含锌渣的锌液通过氧化铝泡沫陶瓷过滤器和高频调幅磁场离心分离装置之后，更加有效的除去锌液中的锌渣，避免锌渣在锌锅中沉淀积聚，以减少Galvalume钢材表面的锌渣缺陷，从而提高生产效率和钢材表面质量；此外，通过加热保温装置，把除去锌渣之后的锌液保温到和锌池温度一致，重新输送回锌锅，达到了锌液的循环利用。

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高频调幅磁场离心分离锌渣的装置，位于锌锅外部，其特征在于：所述装置包括：锌液输送装置、一级过滤锌渣装置和二级高频调幅磁场离心分离锌渣装置；所述锌液输送装置包括锌液泵和锌液流槽；锌液流槽的进口通过锌液输送管与锌锅相连，锌液输送管上设有锌液泵，锌液流槽的出口通过锌液导出管与锌锅相连，构成回路；一级过滤锌渣装置为氧化铝泡沫陶瓷过滤器，位于锌液流槽内，靠近锌液流槽的进口；所述二级高频调幅磁场离心分离锌渣装置包括：高频感应加热电源、调幅发生器、变压器、电动机、耐高温材料外壳、转筒、多孔陶瓷管、感应加热线圈、隔热套筒、加热棒和热电偶测温仪；多孔陶瓷管镶嵌在转筒内部，转筒又放置于感应加热线圈内部，隔热套筒用来分隔转筒和感应加热线圈，多孔陶瓷管、转筒、感应加热线圈和隔热套筒均放置于耐高温材料外壳内部；耐高温材料外壳位于锌液流槽内，靠近锌液流槽的出口；高频感应加热电源、调幅发生器、变压器、电动机均放置于锌液流槽外部，加热棒装置在锌液流槽底部，热电偶测温仪装置在锌液流槽的靠近锌液流槽出口的一侧，高频感应加热电源通过导线与调幅发生器和变压器相连接，变压器通过导线与感应加热线圈相连接、电动机通过导线与转筒相连接，热电偶测温仪通过导线与位于锌液流槽内的热电偶连接。

所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的装置，其特征在于：所述的锌液导出管伸入锌锅的锌液液面下150–500mm。

所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的装置，其特征在于：所述的氧化铝泡沫陶瓷过滤器的最高使用温度为1350℃，规格为10–50ppi。

所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的装置，其特征在于：所述的感应加热线圈采用直径为8mm的紫铜管绕成，其内径为120–300mm，匝数为15–25匝，内部通循环水冷却，在高频感应加热电源及变压器作用下能产生25–40KHz的高频感应磁场，磁感应强度为0.05–0.15T。

所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的装置，其特征在于：所述的调幅发生器为能够产生正弦波、方波或三角波波形的调幅发生器，频率调节范围为1-15KHz。

所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的装置，其特征在于：所述的多孔陶瓷管外径为80–200mm，其孔的半径为6mm的圆形孔。

所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的装置，其特征在于：所述转筒的外径为100–250mm。

所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的装置，其特征在于：所述电动机为交流异步电动机，额定频率为50Hz，额定电压为220V。

所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的装置，其特征在于：所述的隔热套筒，其材料为硅酸铝纤维材料；所述的耐高温材料外壳为电熔莫来石材料。

所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的装置，其特征在于：所述锌液导出管上还设有电磁阀，位于锌液泵上方。

一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）    采用锌液泵将锌锅中的锌液通过锌液输送管泵入锌液流槽中；

（2）    泵入锌液流槽中首先通过氧化铝泡沫陶瓷过滤器，锌渣粒度大于35μm的锌渣被除去；

（3）    通过氧化铝泡沫陶瓷过滤器的锌液进入到转筒中，启动高频感应加热电源、调幅发生器和变压器，位于转筒外部的感应加热线圈产生高频感应磁场，同时启动电动机带动镶有多孔陶瓷管的转筒转动，此时含锌渣的锌液不仅受到电磁压力的作用，还受到离心力作用，锌渣在两种力的作用下最终附在多孔陶瓷管内而被去除；

（4）    净化后的锌液在加热棒的作用下，保温到和锌锅内温度一样，重新输送回锌锅。

  所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的方法，其特征

在于：所述高频感应磁场的频率为25–40KHz，磁感应强度为0.05–0.15T。

所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的方法，其特征在

于：所述转筒的转速为800–1200转/分钟。

一级过滤锌渣装置为氧化铝泡沫陶瓷过滤器，锌液泵抽锌管浸入锌池中，在锌液泵作用下不断抽取锌锅内部的锌液首先流至锌液流槽，含有锌渣的锌液经过氧化铝泡沫陶瓷过滤器之后大颗粒的锌渣被除去；之后锌液流入二级高频调幅磁场离心分离锌渣装置。

二级高频调幅磁场离心分离锌渣装置安装在锌液流槽中部，所述的二级电磁除渣装置包括耐高温材料外壳、高频感应加热电源、调幅发生器、感应加热线圈、隔热套筒、镶有多孔陶瓷管的耐高温转筒和电动机。感应加热线圈在高频感应加热电源及变压器作用下，内部通循环水冷却，可以产生25–40KHz的高频感应磁场,磁感应强度为0.05–0.15T；感应加热线圈用直径为8mm的紫铜管绕成,其内径为120–300mm，匝数为15–25匝；所述的调幅发生器，其频率调节范围为1-15KHz，调幅发生器工作时将其低频波调制到高频载波上去，感应加热线圈内部便会产生高频调幅磁场，在施加正弦波调幅磁场的一个周期内，磁场的变化频率为原来的两倍，电磁力的变化频率也是原来的两倍，在含有锌渣的锌液中施加这种电磁力时，由于锌渣和锌液在导电上的较大差异，造成了锌液和锌渣的之间有一个电磁压力，而在高频调幅磁场的作用下，电磁压力更为明显。

同时利用电机带动镶有多孔陶瓷管的转筒转动，多孔陶瓷管镶嵌在转筒内部，此时含锌渣的锌液不仅受到电磁压力的作用，还受到很强的离心力作用，锌渣在两种力的作用下最终附在多孔陶瓷管内而被去除；多孔陶瓷管外径为80–200mm,其孔的半径为6mm的圆形孔；转筒的外径为100–250mm，电机为交流异步电动机，电机的额定频率为50Hz，额定电压为220V；所述的隔热套筒由隔热性能优越的硅酸铝纤维材料制成，用来分隔感应加热线圈和转筒，用来保护感应加热线圈；感应加热线圈、隔热套筒和镶有多孔陶瓷管的转筒均置于耐高温材料外壳内部。

本发明的高频调幅磁场离心分离锌渣的装置在工作时放置于锌锅外部，在锌液泵的作用下，不断的把锌锅内部的锌液抽取到分离锌渣的装置内，分别流经一级氧化铝泡沫陶瓷过滤器和二级高频调幅磁场离心分离锌渣装置，一级流经氧化铝泡沫陶瓷过滤器时，锌渣粒度大于35μm的锌渣被除去；之后，流经二级高频调幅磁场离心分离锌渣装置时，由于锌渣和锌液在导电上的较大差异，在电磁压力和离心力的共同作用下粒度小于35μm的锌渣发生移动并最终沉淀在多孔陶瓷管的壁面上，之后经过净化的锌液在加热棒的作用下，保温到和锌锅内温度一样，重新输送回锌锅，这样就能达到连续净化锌液的效果。极大的降低了Galvalume产品产生锌渣缺陷的可能性。

本发明的分离锌渣装置放置于锌锅外部进行处理，感应加热线圈在高频感应加热电源作用下，内部通循环水，冷却产生频率为35KHz、磁感应强度为0.12T的高频感应磁场, 调幅发生器调节的频率为5KHz，采用直径为100mm、长度为400mm、单孔尺寸半径为6mm多孔陶瓷管，转筒的转速设为500r/min，在锌液流量为15t/h的情况下，连续净化20h，可使锌锅内锌液中的锌渣降低80%以上。

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，本发明的结构示意图用于解释本发明，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。

在附图中：

图1为一般生产线上热浸镀锌锅进行钢板热浸镀锌过程示意图；

如图1所示1为锌锅、2为沉没辊、3为钢板、4为炉鼻子和5为气刀；

图2为本发明高频调幅磁场离心分离锌渣结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实例，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的实施例。

如图2 所示，本实例方法包括：锌液输送装置、一级过滤锌渣装置和二级高频调幅磁场离心分离锌渣装置。其中所述的锌液输送装置包括锌液泵13、锌液输送管14、电磁阀15和锌液流槽20，锌液泵13放置于锌锅上方，一级过滤锌渣装置为氧化铝泡沫陶瓷过滤器11，放置于锌液流槽20右部，二级高频调幅磁场离心分离锌渣装置安装在锌液流槽中部，所述的高频调幅磁场离心分离锌渣装置包括以下几种部件，高频感应加热电源17、调幅发生器18、变压器16、电动机19、耐高温材料外壳6、转筒7、多孔陶瓷管8、感应加热线圈9和隔热套筒10，多孔陶瓷管8镶嵌在转筒7内部，转筒7又放置于感应加热线圈9内部，隔热套筒10用来分隔转筒7和感应加热线圈9，转筒7、多孔陶瓷管8、感应加热线圈9和隔热套筒10均放置于耐高温材料外壳6内部，高频感应加热电源17、调幅发生器18、变压器16和电动机19均放置于锌液流槽20外部，加热棒12装置在锌液流槽20底部，热电偶测温仪21装置在锌液流槽20侧部。

所述锌液流槽20设有锌液输送管14，锌液输送管14与锌液流槽20通过法兰连接，锌液流槽20与锌锅1之间设有锌液导出管。

所述氧化铝泡沫陶瓷过滤器11最高使用温度为1350℃，规格为10–50ppi。

所述感应加热线圈在高频感应加热电源17及变压器16作用下，内部通循环水冷却可以产生25–40KHz的高频感应磁场,磁感应强度为0.05–0.15T。再施加调幅波之后就能产生高频调幅磁场；调幅发生器18，其频率调节范围为1–15KHz。感应加热线圈用直径为8mm的紫铜管绕成，其内径为120–300mm，匝数为15–25匝。

所述电动机19为交流异步电动机，其额定频率为50Hz，额定电压为220V。

所述多孔陶瓷管外径为80–200mm,其孔的半径为6mm的圆形孔，转筒的外径为100–250mm，转速为800–1200转/分钟。

所述隔热套筒10的材料为硅酸铝纤维材料。

所述耐高温材料外壳6为电熔莫来石材料。

所述锌液流槽20，一级氧化铝泡沫陶瓷过滤器11和二级高频调幅磁场离心分离锌渣装置在工作时均置于锌锅1外部。

本实施例工作时，锌液输送管14浸入锌液液面一下150–500mm，锌液在锌液泵13的作用下不断的抽取锌液置于锌液流槽20内，首先锌液经过一级氧化铝泡沫陶瓷过滤器11，氧化铝泡沫陶瓷过滤器11装置在锌液流槽20右部，锌液中直径大于35μm的锌渣被除去，直径小于35μm的锌渣随着被一级过滤后的锌液流入二级高频调幅磁场离心分离锌渣装置，二级高频调幅磁场离心分离锌渣装置放置于锌液流槽20中部，当锌液通过电磁压力和离心力共同作用下的多孔陶瓷管8时，多孔陶瓷管8可捕获其中的锌渣，通过二级高频调幅磁场离心除渣装置后，直径小于35μm的锌渣将会被除去，经过净化后的锌液在加热棒12的作用下，使锌液温度与锌锅内锌液温度一致，再通过锌液流槽20侧部的锌液导出管流回锌锅，锌液流槽20与锌液导出管之间通过法兰连接，实现锌液的循环净化。

从上述实施实例可见，本发明连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的方法能有效的除去锌液中的锌渣，为生产高品质热浸镀钢板提供洁净的锌池环境，能有效的避免热浸镀锌铝钢板中锌渣缺陷的产生，稳定热浸镀锌铝钢板的质量，为提供高热浸镀钢板品质提供保证，同时可减少锌液的消耗，带来可观的社会效益和经济效益。 

Claims (3)

1.一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的方法，其特征在于包括如下步骤：

采用锌液泵将锌锅中的锌液通过锌液输送管泵入锌液流槽中；泵入锌液流槽中首先通过氧化铝泡沫陶瓷过滤器，锌渣粒度大于35μm的锌渣被除去；通过氧化铝泡沫陶瓷过滤器的锌液进入到转筒中，启动高频感应加热电源、调幅发生器和变压器，位于转筒外部的感应加热线圈产生高频感应磁场，同时启动电动机带动镶有多孔陶瓷管的转筒转动，此时含锌渣的锌液不仅受到电磁压力的作用，还受到离心力作用，锌渣在两种力的作用下最终附在多孔陶瓷管内而被去除；净化后的锌液在位于锌液流槽加热棒的作用下，保温到和锌锅内温度一样，重新输送回锌锅。

2.如权利要求1所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的方法，其特征在于：所述高频感应磁场的频率为25–40KHz，磁感应强度为0.05–0.15T。

3.如权利要求1所述的一种连续热浸镀锌铝中高频调幅磁场离心分离锌渣的方法，其特征在于：所述转筒的转速为800–1200转/分钟。

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