CN111519121A - 一种减少热镀锌锌蒸汽的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少热镀锌锌蒸汽的方法，所述方法是向锌液封闭腔内的锌液中加入铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒，通过铵盐颗粒与锌液中的铝形成漂浮在锌液表面的化合物隔离层以降低锌蒸发。本发明通过在连续热镀锌生产线钢带进入锌液的封闭腔内添加氨和铝，氨和铝在锌液中形成氮和铝化合物，化合物浮在锌液表面，使锌液表面被隔离，锌蒸发困难。

Description

一种减少热镀锌锌蒸汽的方法

技术领域

本发明属于冷轧钢板表面处理技术领域，具体涉及一种减少热镀锌锌蒸汽的方法。

背景技术

冷轧薄钢板有时需要表面处理后使用。表面镀锌是常用的方法，镀锌分为电镀锌和热镀锌。尤其是连续热镀锌的生产量越来越大，主要是钢板冷轧到需要的厚度之后的退火和表面处理在一个生产线完成。

冷轧薄板的连续热镀锌生产线，过去主要是生产碳素非合金低强度冷轧钢卷。这种冷轧钢卷经过退火后，表面氧化轻微、氧化物容易被还原、能够完成直接热镀锌。在这种条件下，生产线使用的保护气体中氢气含量低，在钢卷退火、还原、冷却后进入锌锅时，锌被氧化且覆盖在锌液表面，锌不被蒸发。

随着市场需要的变化，冷轧薄板的连续热镀锌生产线要求生产高强度钢卷。钢卷采用合金化是必然的，由于合金含量的增加，退火后钢表面覆盖的氧化物增加。结果是热镀锌的孕育期增加，热镀锌困难，漏镀等问题严重影响高强度钢薄钢卷的生产。为了解决如上问题，在钢带进入的密闭通道内的保护气体中的氢气含量大幅度增加。结果使钢带镀锌时锌液表面的氧化物被还原，锌大量蒸发沿着钢带的通道反向运动，锌蒸汽接触到含铁制品(包括钢带本身)形成锌铁化合物固体或形成粉，会造成被镀的钢带表面质量严重降低。

针对连续热镀锌生产线，钢带进入锌液的封闭腔内锌液引起造成镀锌后表面质量降低的问题，已经存在如下的解决技术：

汉钢铁公司申请的申请号为201320336150.0的专利《热镀锌炉鼻子锌蒸汽吸收装置》，是被动排除蒸发的锌蒸汽来避免问题的继续。

上海梅山钢铁股份有限公司申请的专利《一种除锌灰装置》，申请号为201220713338.8，其方案是其清理已经形成的锌灰。

现有技术是处理锌蒸发后的存在问题，然后如何减少锌及其产物产生的不良后果，防止不良效果有限。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提供一种减少热镀锌锌蒸汽的方法，目的是使锌液表面被隔离，减少锌蒸发造成的镀锌质量问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种减少热镀锌锌蒸汽的方法，所述方法是向锌液封闭腔内的锌液中加入铵盐颗粒、气化后的铵盐或铝箔包裹的铵盐颗粒，通过铵盐与锌液中的铝形成漂浮在锌液表面的化合物隔离层以降低锌蒸发。

优选的，所述方法包括如下步骤：

步骤一、打开固体储罐的出料阀，通过固体输送管将铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒输送向封闭腔；

步骤二、将固体输送管导出的铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒加热气化，气化后的气体沿着锌液的宽度方向吹向锌液面，以形成所述漂浮在锌液表面的化合物隔离层。

通过加热输送机构对铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒加热及输送，通过保护气体输送管路向加热输送机构的出气端导入保护气体用以将气化后的气体引流导向分配梁，通过分配梁将气化后的气体吹向锌液液面。

所述加热输送机构包括气化气体输送管和设有加热器的加热罐，固体储罐通过固体输送管与加热罐的进料口连接，加热罐的出气口通过气化气体输送管路与分配梁的进气口连接，保护气体输送管路与气化气体输送管连接。

所述汽化气体输送管包括汇集管和多个分流管，加热罐的出气口和保护气体输送管路均与汇集管连接，所述分流管的两端分别与分配梁的进气口和汇集管的出气口连接。

所述分配梁设有与分流管个数相同的多个进气口，且多个进气口均布于分配梁的长度方向上，分流管与进气口一一对应连接。

所述保护气体输送管路为氮气输送管路，氮气输送管路上设有控制阀。

所述分配梁的长度方向与封闭腔的宽度方向相同。

所述封闭腔为锌鼻子、象鼻子或炉鼻子。

本发明的有益效果：本发明通过在连续热镀锌生产线钢带进入锌液的封闭腔内添加氨和铝，氨和铝在锌液中形成氮和铝化合物，化合物浮在锌液表面，使锌液表面被隔离，锌蒸发困难。因为锌蒸发量大幅度减少，降低冷轧钢板被污染的程度，显著改善镀锌后的产品表面质量。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明第一种加入装置的结构示意图；

图2是本发明第二种加入装置的结构示意图；

图3是采用实施例1的方法热镀锌产品的扫描电镜图；

图4是现有生产流程热镀锌产品的扫描电镜图。

图中标记为：

1、固体储罐，2、分配梁，3、保护气体输送管路，4、出气嘴，5、固体输送管，6、气化气体输送管，7、加热罐，8、汇集管，9、分流管。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”和“第三”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

本发明涉及一种降低热镀锌锌蒸汽的方法，该方法是向锌液封闭腔内的锌液中加入铵盐颗粒、气化后的铵盐或铝箔包裹的铵盐颗粒，通过铵盐与锌液中的铝形成漂浮在锌液表面的化合物隔离层以降低锌蒸发。上述方法是采用改变连续热镀锌生产线钢带进入锌液的封闭腔(锌鼻子、象鼻子、炉鼻子等)内锌液表面成分，表面成分的熔点高于现在的热镀锌锌液温度下，对锌液形成一定的隔离作用。使隔离层下的锌液蒸发困难，从而降低锌液蒸发。其中，在封闭腔内的锌液中添加氯化铵(熔点：340℃(升华)氯化铵的沸点：520℃)，使锌液中的铝与氨形成铝的氮化合物。向封闭腔内的锌液中加入上述铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒可通过两种结构形式的装置实现。具体如下：

如图1所示，作为一种可行的铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒加入装置，包括固体储罐1、分配梁2和对固体储罐输送来的铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒进行加热气化且通过保护气体输送管路的负压引流导向分配梁的加热输送机构，分配梁2设于锌液的封闭腔内，且分配梁2设有指向锌液液面的出气嘴4。其中，封闭腔可为锌鼻子、象鼻子或炉鼻子。分配梁2为管状梁，梁的长度小于锌液封闭腔的宽度，接近锌液液面。氯化铵气体可从出气嘴到达锌液表面。为了使氯化铵气体能够相对较均匀的喷向锌液面，在管状梁的长度方向均布多个出气嘴，且多个出气嘴之间的连线处于同一条直线上。分配梁2的长度方向与封闭腔的宽度方向相同。用此装置添加氯化铵，氯化铵以气体的状态与锌液中的铝反应，形成化合物漂浮在锌液表面，形成隔离层，进而防止锌蒸发。

为了便于下料，固体储罐1的下部为锥形结构，锥形结构的底部尖端处设有出料口。打开固体储罐底端的卸料阀，在重力的作用下，固体氯化铵经过固体输送管输送向加热罐内。

如图1所示，加热输送机构包括固体输送管5、气化气体输送管6和设有加热器的加热罐7，固体储罐1通过固体输送管5与加热罐7的进料口连接，加热罐7的出气口通过气化气体输送管6与分配梁2的进气口连接，保护气体输送管路3与气化气体输送管6连接。加热罐用于将导入的氯化铵加热气化，打开加热罐的出气口，在保护气体输送管路的负压引流作用下，将气化后的氯化铵引流导向分配梁内，进而通过分配梁的出气嘴喷向锌液。保护气体输送管路可为氮气输送管路，氮气输送管路上设有控制阀。保护气体输送管路中输送的也可以是与镀锌加热炉相同的气体。

如图2所示，作为另一种可行的铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒加入装置，其与第一种装置的不同点在于，气化气体输送管6包括汇集管8和多个分流管9，加热罐7的出气口和保护气体输送管路3均与汇集管8连接，分流管9的两端分别与分配梁2的进气口和汇集管8的出气口连接。分配梁可设有与分流管个数相同的多个进气口，且多个进气口均布于分配梁的长度方向上，分流管与进气口一一对应连接。为了简化结构，且能够达到较好的稳定连接效果，分流管可设置两个，两个分流管与分配梁连接形成等腰三角形连接结构，由于三角形的稳定性较好，此种连接结构加大了整体装置的稳定性。汇集管与两个分流管的夹角相同，均为120°。

采用上述两种颗粒添加装置降低热镀锌锌蒸汽的方法，包括如下步骤：

步骤一、打开固体储罐的出料阀，通过固体输送管将铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒输送向封闭腔；

步骤二、将固体输送管导出的铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒加热气化，气化后的气体沿着锌液的宽度方向吹向锌液面，以形成所述漂浮在锌液表面的化合物隔离层。该步骤中，通过上述加热输送机构对铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒加热及输送，通过保护气体输送管路向加热输送机构的出气端导入保护气体用以将气化后的气体引流导向分配梁，通过分配梁将气化后的气体吹向锌液液面。

具体工作流程为：固体氯化铵储存在固体储罐中，打开固体储罐底部的卸料阀，通过计量加入加热罐中。加热罐通过加热器被加热到350℃以上，氯化铵被气化。之后打开加热罐的底部出气口，通过氮气(连续热镀锌的保护气体)混合，经过气化气体输送管从分配梁的出气嘴喷向锌液。锌液中的铝(钢带镀锌时，液体锌添加有铝，保证热镀锌层的结合力)与氯化铵气体反应，使氨和铝在锌液中形成氮和铝化合物。氮和铝的化合物的比重比锌及其它化合物轻，因此漂浮在锌液表面形成隔离层，氮和铝形成的化合物熔点高，在现在的热镀锌锌液温度下蒸发困难。

通过向连续热镀锌生产线钢带进入锌液的封闭腔的锌液中添加氨和铝，以形成氮和铝化合物的具体的实例如下：

实施例1

如图1所示，氯化铵存储在固体储罐中1，按照需要通过固体输送管把氯化铵输送到加热罐7中。加热罐被加热器维持在538℃，氯化铵被气化。气化后的氯化铵通过气化气体输送管6输送，同时氮气通过保护气体输送管路3输送到气化气体输送管6中，调节氮气量从而能够调节输送的氯化铵的浓度和量。氯化铵气体和氮气混合后，控制氯化铵气体在混合气体中的质量分数不超过5％，气化气体输送管6把混合气体送入锌液封闭腔内的分配梁2。分配梁2上有多个出气嘴4，混合气体从出气嘴4到达锌液表面。到达锌液表面的氯化铵与锌液中的铝(钢带镀锌时，液体锌添加有铝，保证热镀锌层的结合力)反应生成氮铝化合物，氮铝化合物薄膜漂浮在锌液表面形成锌液隔离层，阻滞锌的蒸发。保护和保持被镀锌和空间的清洁。采用此方法对产品进行热镀锌，如图3所示，可以看出能够形成镀层良好的产品。图4为正常生产流程中热镀锌扫描电镜图，从图中可以看出，锌层明显脱落。

实施例2

如图2所示，使铝箔包裹的氯化铵颗粒存储在固体储罐中1，按照需要通过固体输送管把氯化铵输送到加热罐2中。加热罐被加热器维持在450℃，氯化铵升华被气化。气化后的氯化铵通过气化气体输送管6输送，同时氮气通过保护气体输送管路3输送到气化气体输送管6的汇集管中，调节氮气量从而能够调节输送的氯化铵的浓度和量。氯化铵气体和氮气混合后，控制氯化铵气体在混合气体中的质量分数不超过5％，气化气体输送管6把混合气体送入锌液的封闭腔，通过分流管输送到分配梁2的两端。分配梁2上有多个出气嘴4，混合气体从出气嘴4到达锌液表面。到达锌液表面的氯化铵与锌液中的铝反应生成氮铝化合物，氮铝化合物漂浮在锌液表面，阻滞锌的蒸发。保护和保持被镀锌和空间的清洁。采用铝箔包裹的氯化铵颗粒，铝箔是起到补充锌液中的铝含量，作为形成氮铝化合物的基础。

实施例3

本实施例是通过气化气体输送管6直接输入氯化铵气体，氯化铵气体输送到封闭腔的锌液表面。锌液中铝与氯化铵在锌液表面反应，氮与铝形成化合物，漂浮在锌液表面。氮与铝的化合物薄膜漂浮在锌液表面，形成锌与锌液的封闭腔隔离层。锌蒸发困难。保护和保持被镀锌和空间的清洁。

实施例4

本实施例与实施例1的不同点在于，直接将氯化铵粒装物输送到封闭腔的锌液表面。采用的加入装置不需要加热罐，分配梁的出气嘴替换为出料口。在锌液内加入氯化铵粒装物后，氯化铵颗粒进入锌液中会气化，通过调节加入氯化铵颗粒的量，控制气化后的氯化铵在封闭腔内混合气体中的质量分数不超过5％。锌液中铝与氯化铵在锌液表面反应，氮与铝形成化合物，漂浮在锌液表面，阻滞锌的蒸发。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种减少热镀锌锌蒸汽的方法，其特征在于，所述方法是向锌液封闭腔内的锌液中加入铵盐颗粒、气化后的铵盐或铝箔包裹的铵盐颗粒，通过铵盐与锌液中的铝形成漂浮在锌液表面的化合物隔离层以降低锌蒸发。

2.根据权利要求1所述减少热镀锌锌蒸汽的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一、打开固体储罐的出料阀，通过固体输送管将铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒输送向封闭腔；

步骤二、将固体输送管导出的铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒加热气化，气化后的气体沿着锌液的宽度方向吹向锌液面，以形成所述漂浮在锌液表面的化合物隔离层。

3.根据权利要求1或2所述减少热镀锌锌蒸汽的方法，其特征在于，通过加热输送机构对铵盐颗粒或铝箔包裹的铵盐颗粒加热及输送，通过保护气体输送管路向加热输送机构的出气端导入保护气体用以将气化后的气体引流导向分配梁，通过分配梁将气化后的气体吹向锌液液面。

4.根据权利要求3所述减少热镀锌锌蒸汽的方法，其特征在于，所述加热输送机构包括气化气体输送管和设有加热器的加热罐，固体储罐通过固体输送管与加热罐的进料口连接，加热罐的出气口通过气化气体输送管路与分配梁的进气口连接，保护气体输送管路与气化气体输送管连接。

5.根据权利要求4所述减少热镀锌锌蒸汽的方法，其特征在于，所述汽化气体输送管包括汇集管和多个分流管，加热罐的出气口和保护气体输送管路均与汇集管连接，所述分流管的两端分别与分配梁的进气口和汇集管的出气口连接。

6.根据权利要求5所述减少热镀锌锌蒸汽的方法，其特征在于，所述分配梁设有与分流管个数相同的多个进气口，且多个进气口均布于分配梁的长度方向上，分流管与进气口一一对应连接。

7.根据权利要求3所述减少热镀锌锌蒸汽的方法，其特征在于，所述保护气体输送管路为氮气输送管路，氮气输送管路上设有控制阀。

8.根据权利要求3所述减少热镀锌锌蒸汽的方法，其特征在于，所述分配梁的长度方向与封闭腔的宽度方向相同。

9.根据权利要求1所述减少热镀锌锌蒸汽的方法，其特征在于，所述封闭腔为锌鼻子、象鼻子或炉鼻子。

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