CN109868437A - 一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉及使用方法，属于无渣镀炉的技术领域。设有镀锅、镀渣搅拌装置、镀前热处理装置和张紧装置，镀锅的内部设有带有镀液回流孔的隔离墙，将镀锅的分隔成热镀区和镀渣熔解区，镀渣熔解区的底面设置有镀渣沟槽，热镀区的底面与镀渣沟槽的夹角设置成10～30度。镀锅的顶面上设有气体保护罩，且与镀液液面之间充有惰性气体保护镀液不被氧化，镀渣搅拌装置设置在镀渣熔解区的顶部气体保护罩上，用于搅拌镀渣沟槽内的镀渣使其镀液主材料回熔至镀液中再次热镀利用。本发明可以有效控制镀渣生成量，同时大大降低镀渣在镀锅底面的堆积量，使热镀材料得到最大利用化，节约镀液的使用成本。
Description
技术领域
本发明属于无渣镀炉的技术领域，尤其涉及一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉及使用方法。
背景技术
锌铝灰镀渣不仅严重影响到浸锌层质量，造成镀层粗糙，产生锌或铝瘤，而且使热镀锌或铝成本大大升高。通常每镀1t工件耗锌30～ 60kg，如果锌灰镀渣严重，其耗锌量会高达100～150kg，大大增加其锌的使用成本。
现有镀锅在镀锌过程中的镀渣生成为以下两种问题存在，对于镀液中镀渣的形成主要是溶解在镀液中的铁含量超过该温度下的溶解度时所形成的流动性极差的锌铁合金，镀渣中锌含量可高达94～97％，其次是镀液表面的锌被空气氧化生成氧化物也是镀渣的主要成分，这是热镀锌成本高的关键所在，同时镀渣的生成沉淀大大降低锌锅的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决现有技术中的不足，故此提出一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉及使用方法，大大降低镀渣生成量，增加设备的使用寿命，大大节约锌的使用成本，同时大大提高其镀锌质量。
为了实现上述目的，本发明采用以下方案：
一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉，包括内盛有熔融的镀液的镀锅、镀件、镀渣搅拌装置、镀前热处理装置和张紧装置；
所述镀锅的顶面固定安装有气体保护罩；所述气体保护罩与镀液液面之间充有惰性气体；所述镀锅的内部纵向设有隔离墙；所述隔离墙的一侧为热镀区，所述隔离墙的另一侧为镀渣熔解区，所述热镀区的底部与镀渣熔解区的底部连通；所述热镀区内固定安装有热镀压辊；所述热镀区的底面沿热镀压辊靠近隔离墙的方向向下倾斜设置；所述镀渣熔解区的底面开设有镀渣沟槽；
所述镀渣搅拌装置包括支架、连接臂和电磁搅拌器；所述支架通过螺栓固定安装在镀锅一侧的地面上；所述电磁搅拌器垂直固定连接在气体保护罩上，所述电磁搅拌器的搅拌叶伸至镀渣沟槽处；
所述镀前热处理装置包括预热管，所述预热管沿镀渣熔解区向热镀区的方向向下倾斜设置，所述预热管的底端贯穿气体保护罩并部分伸入热镀区的镀液内；所述预热管的内壁上固定连接有氮气加热装置和密封盖；所述密封盖位于氮气加热装置的上部，所述密封盖与镀液液面之间充有惰性气体；
所述张紧装置包括张紧轮；所述张紧轮轴承连接在镀锅的顶面上；所述张紧轮和热镀压辊之间的镀件与地面垂直。
进一步的，所述镀渣沟槽的底面与热镀区的底面的夹角为10～ 30度。
进一步的，所述镀渣沟槽的深度比热镀区的底面深度大100～200 毫米；所述镀渣沟槽与热镀区的底面转接处设为弧形面。
进一步的，所述隔离墙的顶面与镀液液面齐平，所述隔离墙距离顶面100～200毫米处开设有镀液回流通孔。
进一步的，所述隔离墙的底面与热镀区的底面之间留有50～100 毫米的缝隙，且所述隔离墙正对热镀区的一侧壁底端设为弧形面。
进一步的，所述气体保护罩上开设有捞渣管道，所述捞渣管道的底端伸入镀液内，所述捞渣管道设置在隔离墙和电磁搅拌器之间。
本发明还公开了一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：对内盛有锌块或锌铝合金块的镀锅加热至锌块或锌铝合金块熔融后，向气体保护罩和密封盖内通入足量的惰性气体，在气体保护罩和密封盖与镀液液面之间形成气体保护层隔绝外界空气；
步骤二：镀件依次贯穿密封盖和氮气加热装置，利用镀液的温度对密封盖和预热管内的镀件进行干燥处理，氮气加热装置对镀件进行热镀前的预热处理，通过氮气加热装置后的镀件的表面温度需达到 120～150℃；
步骤三：镀件通过热镀区处时，镀渣受重力作用下沉至热镀区的底面，沿热镀区的底面聚集在镀渣沟槽内，通过电磁搅拌器对镀渣沟槽内的镀渣进行搅拌；
步骤四：镀渣内的锌或锌铝合金熔至镀渣熔解区内的镀液里，镀液通过镀液回流通孔回流至热镀区继续热镀；
步骤五：张紧轮与热镀压辊将镀锌或锌铝合金完成的镀件张紧呈竖直状态，镀液受自身重力影响均匀热镀在镀件的表面。
与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：
(1)本发明设有隔离墙将镀锅炉分隔成热镀区和镀渣熔解区，镀渣熔解区的底面开设有镀渣沟槽，热镀区的底面与镀渣沟槽的夹角设置成10～30度，保证镀锅内镀液的容量和防止镀渣在热镀区的底面产生积瘤，镀件在热镀区内热镀过程中产生的锌铁合金受重力影响下沉至热镀区的底面，进而沿底面的坡度聚集在镀渣沟槽内，再通过电磁搅拌器进行搅拌将锌铁合金中的锌熔至镀液中。由于镀锅底部的镀液流动性较大、扰乱锌铁合金的下沉和顶面的镀液温度相对较低镀液流动性较低回流阻力较大，故在隔离墙距离顶面100～200毫米处开设有镀液回流通孔，此处的镀液稳定性较好且锌铁合金的含量较低，然后通过镀液回流孔回流至热镀区进行热镀，实现对锌铁合金内锌的回收再利用，大大降低锌铁合金的堆积量，同时保证锌的最大利用化，有效提高镀锅的使用寿命，同时大大节约其生产成本。
(2)本发明在镀锅的顶部安装有气体保护罩，气体保护罩与镀液液面之间充有惰性气体，将镀液与空气隔绝防止其内部的锌被氧化生成氧化锌造成资源的浪费，大大节约锌的使用成本；同时预热管伸入镀液中，利用镀液的高温对其镀件进行干燥处理，节省传统干燥处理的成本，同时在预热管内、密封盖与镀液之间形成密闭空间，有效降低该处氧化锌的生成量，氮气加热装置对镀件进行预加热处理，降低镀件与镀液之间的温度差，有效减少锌铁合金的生成量，大大提高镀层的质量。
(3)通过热镀压辊和张紧轮对热镀完成的镀件进行张紧，同时镀件呈竖直状态，可以将镀液在受自身重力作用下均匀热镀在镀件的表面，有效保证镀层的均匀性和厚度，有效保证镀层的质量。
附图说明
图1为本发明的整体结构的俯视图；
图2为图1中A-A处的剖面图；
图3为图2中的A处的局部放大图；
图4为实施例1中热镀区底面坡度；
图5为实施例2中热镀区底面坡度；
图6为实施例3中热镀区底面坡度；
图7为镀渣在不同热镀区底面坡度的逗留时间。
图中：1、镀锅，11、热镀区，12、镀渣熔解区，121、镀渣沟槽，2、镀渣搅拌装置，21、支架，22、连接臂，23、电磁搅拌器，3、镀前热处理装置，31、预热管，32、氮气加热装置，33、密封盖，4、气体保护罩，41、捞渣管道，5、隔离墙，51、镀液回流通孔，6、热镀压辊，7、张紧轮，8、镀件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1至图2所示，一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉，包括内盛有熔融的锌液的镀锅1、镀件8、镀渣搅拌装置2、镀前热处理装置3和张紧装置；
镀锅1的顶面固定安装有气体保护罩4，气体保护罩4与锌液液面之间充有惰性气体，防止锌液表面的锌被氧化，保证锌液最大利用化，同时大大降低锌渣的生成量。镀锅1的内部纵向设有隔离墙5，隔离墙5的左侧为热镀区11，隔离墙5的右侧为镀渣熔解区12，热镀区11的底部与镀渣熔解区12的底部连通。热镀区11内固定安装有用于张紧镀件8的热镀压辊6，热镀区11的底面沿热镀压辊6靠近隔离墙5的方向斜向下设置，镀渣熔解区12的底面开设有镀渣沟槽121，在镀件8通过热镀区11时会产生锌渣，镀渣沿热镀区11的底面聚集在镀渣沟槽121内，防止锌渣在镀锅1的底面大面积堆积，便于锌渣的集中收集。
镀渣搅拌装置2包括支架21、连接臂22和电磁搅拌器23；支架 21通过螺栓固定安装在镀锅1右侧的地面上，电磁搅拌器23垂直固定连接在气体保护罩4上，电磁搅拌器23的搅拌叶伸至镀渣沟槽121 处，通过电磁搅拌器23对镀渣沟槽121内的锌渣进行电磁搅拌，使其锌渣内的锌熔至镀液中，实现锌液再利用，大大降低锌渣的残留量趋至无渣。
镀前热处理装置3包括预热管31，预热管31沿镀渣熔解区12 向热镀区11的方向向下倾斜设置，预热管31的底端贯穿气体保护罩 4并部分伸入热镀区11的锌液内；预热管31的内壁上固定安装有氮气加热装置32和密封盖33，氮气加热装置32的型号为 SY-DJRQ-7777，密封盖33位于氮气加热装置32的上部，密封盖33 与锌液液面之间充有惰性气体。利用锌液的熔融温度对其预热管31 内部的气体进行加热对其镀件8的表面进行干燥处理，同时利用氮气加热装置32对镀件8进行镀前预热处理，大大降低干燥处理的成本，同时将改变镀件8与锌液之间的温度差，进而控制锌渣的生成量。
张紧装置包括张紧轮7，张紧轮7轴承连接在镀锅1的顶面上，张紧轮7和热镀压辊6之间的镀件8与地面垂直，利用锌液自身的重力均匀热镀在镀件8的表面，保证镀锌层的均匀性和厚度。
如图4所示，在本实施里中，优选的，镀渣沟槽121的底面与热镀区11的底面的夹角为10度，通过模拟实验，在该角度斜面工况下，锌渣在热镀区11的底面的停留时间为160～170秒之间，在热镀区 11的底面不会形成堆积层。
在本实施里中，优选的，镀渣沟槽121的深度比热镀区11的底面深度大150毫米，防止镀渣在镀渣沟槽121与热镀区11的底面转接处堆积产生积瘤，故在该处设为弧形面。
如图2所示，在本实施里中，优选的，隔离墙5的顶面与镀液液面齐平，由于镀液表面的温度相对较低，流动锌较差，隔离墙5的底部有电磁搅拌器23搅拌，锌渣会悬浮在镀液中，故在隔离墙5距离顶面150毫米处开设有镀液回流通孔51，该处的镀液流动性较好同时还可以避免锌渣回流到热镀区11导致锌渣颗粒中的锌含量增加，有效保证锌最大利用化，降低生产成本。
在本实施里中，优选的，为保证锌渣能通过隔离墙5的底部进入到镀渣熔解区12内，同时还防止锌渣在电磁搅拌器23的作用下回至热镀区11内在热镀区11的底面形成积瘤，在隔离墙5的底面与热镀区11的底面之间留有80毫米的缝隙，且隔离墙5底面的左端设置成弧形面进行锌渣的导流。
如图2所示，在本实施里中，优选的，残留的镀渣在镀渣沟槽 121内聚集，每隔一段时间需进行清理一次，为便于清理在气体保护罩4上开设有捞渣管道41，为防止在捞渣时锌液液面被氧化产生大量氧化锌，将捞渣管道41的底端伸入镀液内，捞渣管道41设置在隔离墙5和电磁搅拌器23之间，管道内的氧化锌直接下沉镀渣沟槽121 内便于清理，大大降低了该处氧化锌的生成量。
实施例2：
如图5和图7所示，在本实施里中，优选的，镀渣沟槽121的底面与热镀区11的底面夹角为15度，通过模拟实验，在该角度工况下，锌渣在热镀区11的底面的停留时间大约为150秒左右，在热镀区11 的底面仍不会形成堆积层。该角度下的锌渣流速相对实施例1中的较快，锌渣顺着缝隙进入镀渣沟槽121的内部，未发现锌渣触碰隔离墙 5，对镀渣沟槽121内的锌渣几乎无冲击。
实施例3：
如图6和图7所示，在本实施里中，优选的，镀渣沟槽121的底面与热镀区11的底面的夹角为30度，通过模拟实验，在该角度斜面工况下，锌渣在热镀区11的底面的停留时间为130秒左右，在热镀区11的底面不会形成堆积层，但是此时镀锅1的深度需大大增加，会造成施工成本的增加。锌渣在通过隔离墙5底部的缝隙处时有较小的冲击，锌渣的流速相对较快会对镀渣沟槽121内的锌渣有一定的冲击，但不影响电磁搅拌器23对锌渣内锌的回熔效率。
实施例4：
本发明的一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：对镀锅1加热至其内部盛有的锌或锌铝合金块熔融后，向气体保护罩4和密封盖33内通入足量的惰性气体，在气体保护罩 4和密封盖33与锌液液面之间形成气体保护层隔绝外界空气；
步骤二：镀件8依次贯穿密封盖33和氮气加热装置32，利用锌液的温度对密封盖33和预热管31内的镀件8进行干燥处理，氮气加热装置32对镀件8进行镀锌前的预热处理，通过氮气加热装置32后的镀件8的表面温度需达到130℃；
步骤三：镀件8通过热镀区11处时，锌渣受重力作用下沉至热镀区11的底面，沿热镀区11的底面聚集在镀渣沟槽121内，通过电磁搅拌器23对镀渣沟槽121内的锌渣进行搅拌；
步骤四：锌渣内的锌熔至镀渣熔解区12内的镀液里，镀液通过镀液回流孔51回流至热镀区11继续镀锌；
步骤五：张紧轮7与热镀压辊6将镀锌完成的镀件8张紧呈竖直状态，锌液受自身重力影响均匀热镀在镀件8的表面。
通过本发明镀锌层的质量可以大大提高，同时实现镀锌过程无渣状态，大大节约锌的使用成本，同时提高镀锅的使用寿命。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉，其特征在于，包括内盛有熔融的镀液的镀锅(1)、镀件(8)、镀渣搅拌装置(2)、镀前热处理装置(3)和张紧装置；
所述镀锅(1)的顶面固定安装有气体保护罩(4)；所述气体保护罩(4)与镀液液面之间充有惰性气体；所述镀锅(1)的内部纵向设有隔离墙(5)；所述隔离墙(5)的一侧为热镀区(11)，所述隔离墙(5)的另一侧为镀渣熔解区(12)，所述热镀区(11)的底部与镀渣熔解区(12)的底部连通；所述热镀区(11)内固定安装有热镀压辊(6)；所述热镀区(11)的底面沿热镀压辊(6)靠近隔离墙(5)的方向向下倾斜设置；所述镀渣熔解区(12)的底面开设有镀渣沟槽(121)；
所述镀渣搅拌装置(2)包括支架(21)、连接臂(22)和电磁搅拌器(23)；所述支架(21)通过螺栓固定安装在镀锅(1)一侧的地面上；所述电磁搅拌器(23)垂直固定连接在气体保护罩(4)上，所述电磁搅拌器(23)的搅拌叶伸至镀渣沟槽(121)处；
所述镀前热处理装置(3)包括预热管(31)，所述预热管(31)沿镀渣熔解区(12)向热镀区(11)的方向向下倾斜设置，所述预热管(31)的底端贯穿气体保护罩(4)并部分伸入热镀区(11)的镀液内；所述预热管(31)的内壁上固定连接有氮气加热装置(32)和密封盖(33)；所述密封盖(33)位于氮气加热装置(32)的上部，所述密封盖(33)与镀液液面之间充有惰性气体；
所述张紧装置包括张紧轮(7)；所述张紧轮(7)轴承连接在镀锅(1)的顶面上；所述张紧轮(7)和热镀压辊(6)之间的镀件(8)与地面垂直。
2.根据权利要求1所述的一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉，其特征在于，所述镀渣沟槽(121)的底面与热镀区(11)的底面的夹角为10～30度。
3.根据权利要求2所述的一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉，其特征在于，所述镀渣沟槽(121)的深度比热镀区(11)的底面深度大100～200毫米；所述镀渣沟槽(121)与热镀区(11)的底面转接处设为弧形面。
4.根据权利要求1所述的一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉，其特征在于，所述隔离墙(5)的顶面与镀液液面齐平，所述隔离墙(5)距离顶面100～200毫米处开设有镀液回流通孔(51)。
5.根据权利要求4所述的一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉，其特征在于，所述隔离墙(5)的底面与热镀区(11)的底面之间留有50～100毫米的缝隙，且所述隔离墙(5)正对热镀区(11)的一侧壁底端设为弧形面。
6.根据权利要求1所述的一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉，其特征在于，所述气体保护罩(4)上开设有捞渣管道(41)，所述捞渣管道(41)的底端伸入镀液内，所述捞渣管道(41)设置在隔离墙(5)和电磁搅拌器(23)之间。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种无渣热镀锌或锌铝合金的镀炉的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对内盛有锌块或锌铝合金块的镀锅(1)加热至锌块或锌铝合金块熔融后，向气体保护罩(4)和密封盖(33)内通入足量的惰性气体，在气体保护罩(4)和密封盖(33)与镀液液面之间形成气体保护层隔绝外界空气；
步骤二：镀件(8)依次贯穿密封盖(33)和氮气加热装置(32)，利用镀液的温度对密封盖(33)和预热管(31)内的镀件(8)进行干燥处理，氮气加热装置(32)对镀件(8)进行热镀前的预热处理，通过氮气加热装置(32)后的镀件(8)的表面温度需达到120～150°C；
步骤三：镀件(8)通过热镀区(11)处时，镀渣受重力作用下沉至热镀区(11)的底面，沿热镀区(11)的底面聚集在镀渣沟槽(121)内，通过电磁搅拌器(23)对镀渣沟槽(121)内的镀渣进行搅拌；
步骤四：镀渣内的锌或锌铝合金熔至镀渣熔解区(12)内的镀液里，镀液通过镀液回流孔(51)回流至热镀区(11)继续热镀；
步骤五：张紧轮(7)与热镀压辊(6)将镀锌或锌铝合金完成的镀件(8)张紧呈竖直状态，镀液受自身重力影响均匀热镀在镀件(8)的表面。
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