CN103071803A - 一种制备电镀用锌粒的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的是一种制备电镀用锌粒的设备及方法。利用锌粒制备设备经过原料锌熔化过程、锌液恒温、熔滴过程和锌粒的接收冷却收集过程，制备电镀锌粒。采用本发明提出的锌粒制备设备和锌粒制备方法，所生产的锌粒色泽明亮、组织致密、无夹渣、无空洞，具有良好的导电性、溶解均匀，且短时间内释放锌量快，释放锌量多。适宜作为生产电镀锌锌粒的设备和方法应用。
Description
技术领域
本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及的是一种金属颗粒的加工方法，特别涉及一种制备电镀用锌粒的设备及方法。
背景技术
由于锌在常温下表面易生成一层保护膜，所以锌最大的用途是用于镀锌工业。与其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层，被广泛用于保护钢铁件，特别是防止大气腐蚀，并用于装饰。
电镀锌在电镀时，镀液中锌离子的补充主要添加锌锭或锌粒，依靠锌锭或锌粒不断在镀液中溶解来实现。在使用锌锭补充锌离子时，存在所使用的锌锭残极率高，损失浪费较大，造成电镀成本也随之提高的缺点。如果加入颗粒均匀、活性高的锌粒补充锌离子，镀层均匀性和耐蚀性有所提高，并且劳动效率提高、操作简单方便。随着国内电镀锌行业规模不断扩大，因此目前国内及国外新建或改建的电镀锌生产线都使用更为合理的锌粒代替锌锭，使生产时的残极率大大降低。目前电镀锌粒的生产常用的方法是熔滴法、飞溅法和机械加工法，其中熔滴法是比较常用和简便的生产制造方法，但生产能力和生产效率较低，不能满足大型电镀生产需要。
发明内容
为了能够生产适宜电镀锌用的锌粒，本发明提出了一种制备电镀用锌粒的设备及方法。该设备由锌熔化炉和石墨滴粒锅及接粒斗构成，该方法经过锌锭熔化和滴粒过程，制备出电镀锌用锌粒，解决电镀锌用锌粒制备的技术问题。
本发明解决技术问题采取的技术方案：
锌粒制备设备的构成：
锌粒制备设备由锌熔化炉、恒温箱、石墨滴粒锅、圆环接粒器和接料斗构成。
锌熔化炉：由炉体和炉腔及加热装置构成，并设有锌液出口。
恒温箱：由箱体、锌容器和保温体构成，锌容器底部设有锌液流出管。
石墨滴粒锅：石墨滴粒锅底部设有三排滴注孔，石墨滴粒锅上装有两段加热器；其中在石墨滴粒锅侧部装有电阻丝，其中在石墨滴粒锅底部并排装有加热棒。
圆环接粒器：圆环接粒器由轴承支架支撑在水平地面上，圆环接粒器上设置有均匀分布的挡料板和传动机构。圆环接粒器接料表面下设有水循环管和压力旋转接头；圆环接粒器上方放置2-4个石墨滴粒锅同时进行滴注。锌粒冷却后，在挡料板的作用下，进入到中间放置的接粒斗中。
锌熔化炉、恒温箱、石墨滴粒锅内的温度由PLC温度控制器控制。
锌粒制备过程：
1、原料锌熔化过程：原料锌锭进入锌熔化炉熔化后，锌液达到450-500℃时，通过锌包加入到恒温炉内保持恒温。
2、锌液恒温、熔滴过程：恒温箱内锌液温度保持在430-450℃，锌液经溜斗进入石墨滴粒锅中，当石墨滴粒锅中的锌液高度达到200-300mm时，加热并控制石墨滴粒锅的锅体和滴注孔温度，当滴注孔滴粒温度在425-430℃时，锌液开始滴注。
3、锌粒的接收冷却收集过程：锌液通过石墨滴粒锅的滴注孔滴落到距石墨滴粒锅滴孔距离为20-30mm的圆环接粒器接粒表面，圆环接粒器匀速旋转进行接收和收集锌粒。圆环接粒器旋转转数为20-80rpm，待锌粒冷却成型后，在圆环接粒器上的挡料板作用下，收集进入圆环接粒器中间放置的接粒斗中。圆环接粒器表面温度通过水循环管和压力旋转接头进行水循环冷却，保持圆环接粒器接粒表面温度在60℃以下。
积极效果，本发明提出的锌粒制备设备和锌粒制备方法，所生产的锌粒色泽明亮、组织致密、无夹渣、无空洞，具有良好的导电性、溶解均匀，且短时间内释放锌量快，释放锌量多。适宜作为生产电镀锌锌粒的设备和方法应用。
附图说明
图1为本发明制备电镀锌粒的设备构成图
图2为本发明石墨滴粒锅示意图
图3为本发明石墨滴粒锅滴注孔布置示意图
图4为本发明圆环接粒器结构示意图
图5为本发明圆环接粒器纵向结构图
图6为本发明圆环接粒器水循环冷却机构示意图
图7为本发明圆环接粒器水循环冷却机构纵向示意图
图8为本发明制备电镀锌粒的工艺流程图
其中1、锌熔化炉，2、恒温箱，3、石墨滴粒锅，3.1、电阻丝，3.2、滴注孔，3.3、加热棒，4、圆环接粒器，4.1、挡料板，4.2、传动机构，4.3、轴承支座， 4.4、水循环管，4.5、压力旋转接头，5、接料斗。
具体实施方式：
据图1-7所示，
锌粒制备设备的构成：
锌粒制备设备由锌熔化炉1、恒温箱2、石墨滴粒锅3、圆环接粒器4和接料斗5构成。
锌熔化炉：由炉体和炉腔及加热装置构成，并设有锌液出口。
恒温箱：由箱体、锌容器和保温体构成，锌容器底部设有锌液流出管。
石墨滴粒锅：石墨滴粒锅底部设有三排直径为1.0-1.2mm的滴注孔3.2，每排均匀分布5-8个，孔间距为20-25mm，石墨滴粒锅上装有两段加热器；其中在石墨滴粒锅侧部装有电阻丝3.1，用于加热锌液和温度控制；其中在石墨滴粒锅底部，与每排滴注孔3.2的20mm处并排装有加热棒3.3，用于加热滴注孔和温度控制。
圆环接粒器：圆环接粒器由轴承支架4.3支撑在水平地面上，圆环接粒器上设置有均匀分布的挡料板4.1和传动机构4.2。
圆环接粒器接料表面下设有水循环管4.4和压力旋转接头4.5。
圆环接粒器在接收锌滴过程中，圆环接粒器在接粒器底部传动机构作用下进行匀速转动，保证滴注的锌粒不重叠。
水循环管和压力旋转接头对圆环接粒器进行水循环冷却，并在圆环接粒器内的顶部接一排或多排开一定数量喷射小孔的水管，能够高效迅速对圆环接粒器表面降温。
圆环接粒器上方放置2-4个石墨滴粒锅同时进行滴注。锌粒冷却后，在挡料板4.1的作用下，进入到中间放置的接粒斗5中。
熔化炉、恒温箱、石墨滴粒锅内的温度由PLC温度控制器控制。
锌粒制备过程：
据图8所示，
锌锭加入到锌熔化炉中加热后熔化成为液态锌，液态锌加入到恒温箱中恒温，然后经过石墨滴粒锅滴成锌粒，锌粒流入到圆环接粒器中，经过冷却、收集和筛分工序，获得电镀锌粒成品；筛分后的不合格锌粒经收集，作为原料进行使用；而经过锌熔化炉后掉落的锌液进行回收锌，重新作为锌锭原料进行制备电镀锌粒使用。
具体过程如下：
1、原料锌熔化过程：原料锌锭进入锌熔化炉熔化后，锌液达到450-500℃时，通过锌包加入到恒温炉内保持恒温。
2、锌液恒温、熔滴过程：恒温箱内锌液温度保持在430-450℃，锌液经溜斗进入石墨滴粒锅中，当石墨滴粒锅中的锌液高度达到200-300mm时，加热并控制石墨滴粒锅的锅体和滴注孔温度，当滴注孔滴粒温度在425-430℃时，锌液开始滴注。
3、锌粒的接收冷却收集过程：锌液通过石墨滴粒锅的滴注孔滴落到距石墨滴粒锅滴孔距离为20-30mm的圆环接粒器接粒表面，圆环接粒器匀速旋转进行接收和收集锌粒。圆环接粒器旋转转数为20-80rpm，待锌粒冷却成型后，在圆环接粒器上的挡料板作用下，收集进入圆环接粒器中间放置的接粒斗中。圆环接粒器表面温度通过水循环管和压力旋转接头进行水循环冷却，保持圆环接粒器接粒表面温度在60℃以下。
实施例1：
将原料锌锭放入中频锌熔化炉中加热，锌锭熔化后，将其从锌熔化炉流出加到恒温箱中，恒温箱里的锌液保持435-440℃，再通过溜斗进入到石墨滴粒锅中，温度下降，在控温系统的作用下，滴注孔在425-430℃形成熔滴进行滴注，在圆环接粒器上快速冷却凝结，由挡料板收集到接料斗中，圆环接粒器表面温度小于60℃，滴注距离25mm，转数25rpm，滴注孔直径1.0mm，滴注孔数22个。
按此条件操作后生产电镀锌粒情况：
锌粒粒度Φ5-6mm，单粒重0.35-0.40克，锌粒生产速度800kg/h，加工能耗0.60kw/kg，锌粒成品率大于90%，回收率大于98%，其杂质含量符合标准GB/T470-2008的要求。
实施例2：
将精锌锌锭放入中频锌熔化炉中加热，锌锭溶化后，将其从锌熔化炉中流出到恒温箱中，恒温箱里的锌液保持435-4400C，再通过溜斗进入到石墨滴粒锅中，温度下降，在控温系统的作用下，滴注孔在428-430℃形成熔滴进行滴注，在圆环接粒器上快速冷却凝结，由挡料板收集到接料斗中，圆环接粒器表面温度小于60℃，滴注距离30mm，转数30rpm，滴注孔直径1.2mm，滴注孔数22个。
按此条件操作后生产电镀锌粒情况：
锌粒粒度Φ6-8mm，单粒重0.50-0.60克，锌粒生产速度1000kg/h，加工能耗0.52kw/kg，锌粒成品率大于90%，回收率大于98%，其杂质含量符合标准GB/T470-2008的要求。
本发明制备的锌熔滴一次粒化，并迅速冷却成型，生产过程中无表面处理及烘干工序，锌粒表面光洁、颗粒均匀、氧化少、活性高、无气孔及夹杂、形状饱满，生产连续性强，能耗低，产量高，回收率高，易操作，适用于大规模电镀锌粒的生产。
Claims (2)
1.一种制备电镀用锌粒的设备，其特征在于：
锌粒制备设备的构成：
锌粒制备设备由锌熔化炉（1）、恒温箱（2）、石墨滴粒锅（3）、圆环接粒器（4）和接料斗（5）构成；
锌熔化炉：由炉体和炉腔及加热装置构成，并设有锌液出口；
恒温箱：由箱体、锌容器和保温体构成，锌容器底部设有锌液流出管；
石墨滴粒锅：石墨滴粒锅底部设有三排直径为1.0-1.2mm的滴注孔（3.2），每排均匀分布5-8个，孔间距为20-25mm，石墨滴粒锅上装有两段加热器；其中在石墨滴粒锅侧部装有电阻丝（3.1），用于加热锌液和温度控制；其中在石墨滴粒锅底部，与每排滴注孔的20mm处并排装有加热棒（3.3），用于加热滴注孔和温度控制；
圆环接粒器：圆环接粒器由轴承支架（4.3）支撑在水平地面上，圆环接粒器上设置有均匀分布的挡料板（4.1）和传动机构（4.2）；
圆环接粒器接料表面下设有水循环管（4.4）和压力旋转接头（4.5）；
圆环接粒器在接收锌滴过程中，圆环接粒器在接粒器底部传动机构作用下进行匀速转动，保证滴注的锌粒不重叠；
水循环管和压力旋转接头对圆环接粒器进行水循环冷却，并在圆环接粒器内的顶部接一排或多排开一定数量喷射小孔的水管，能够高效迅速对圆环接粒器表面降温；
圆环接粒器上方放置2-4个石墨滴粒锅同时进行滴注；
锌粒冷却后，在挡料板的作用下，进入到中间放置的接粒斗中；
锌化炉、恒温箱、石墨滴粒锅内的温度由PLC温度控制器控制。
2.一种制备电镀用锌粒的方法，其特征是：
锌粒制备过程：
锌锭加入到锌熔化炉中加热后熔化成为液态锌，液态锌加入到恒温箱中恒温，然后经过石墨滴粒锅滴成锌粒，锌粒流入到圆环接粒器中，经过冷却、收集和筛分工序，获得电镀锌粒成品；筛分后的不合格锌粒经收集，作为原料使用；而经过锌熔化炉后掉落的锌液进行回收锌，重新作为锌锭原料进行制备电镀锌粒使用；
具体过程如下：
1）、原料锌熔化过程：原料锌锭进入锌熔化炉熔化后，锌液达到450-500℃时，通过锌包加入到恒温炉内保持恒温；
2）、锌液恒温、熔滴过程：恒温箱内锌液温度保持在430-450℃，锌液经溜斗进入石墨滴粒锅中，当石墨滴粒锅中的锌液高度达到200-300mm时，加热并控制石墨滴粒锅的锅体和滴注孔温度，当滴注孔滴粒温度在425-430℃时，锌液开始滴注；
3）、锌粒的接收冷却收集过程：锌液通过石墨滴粒锅的滴注孔滴落到距石墨滴粒锅滴孔距离为20-30mm的圆环接粒器接粒表面，圆环接粒器匀速旋转进行接收和收集锌粒；圆环接粒器旋转转数为20-80rpm，待锌粒冷却成型后，在圆环接粒器上的挡料板作用下，收集进入圆环接粒器中间放置的接粒斗中；圆环接粒器表面温度通过水循环管和压力旋转接头进行水循环冷却，保持圆环接粒器接粒表面温度在60℃以下。
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