CN1605418A

CN1605418A - 一种生产锡粒的方法和设备

Info

Publication number: CN1605418A
Application number: CN 200410068082
Authority: CN
Inventors: 陈群; 苏飞虎; 沈智谋; 刘雅瑾; 秦辉; 黄琴; 符寒光
Original assignee: SHANGHAI BAOPENG NONFERROUS METAL PRODUCT FACTORY
Current assignee: SHANGHAI BAOPENG NONFERROUS METAL PRODUCT FACTORY
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2024-11-12
Also published as: CN1311942C

Abstract

本发明涉及一种生产锡粒的方法和设备，解决现有锡粒生产过程中存在的需要清洗以及锡粒表面易氧化和出现夹渣等缺陷。解决的技术方案是：锡锭预热后经输送辊进入熔化炉，锡锭熔化炉温度245℃～265℃。用1^#连通管将锡锭熔化炉和锡液保温炉相连，1^#连通管从底部连通渗流。熔化炉内的液面比保温炉内的液面高80mm～300mm。保温炉内温度245℃～265℃，锡液保温炉体积为熔化炉体积的30％～80％。用2^#连通管将锡液保温炉和造粒炉相连，2^#连通管采用从底部取液方式。1^#连通管的横截面积是2^#连通管横截面积的120％～160％。保温炉内的液面比造粒炉内的液面高0～50mm。造粒炉内的锡液温度245℃～265℃。造粒炉体积为保温炉体积的30％～80％。锡粒通过提升机，经甩水器、烘干机后，进入收集箱。用本发明制造的锡粒表面光洁、圆整、致密、颗粒均匀、无污染，锡粒内部无气孔、疏松和夹渣，生产工艺简单、能耗低。本发明主要用于制造电镀锡钢板。

Description

一种生产锡粒的方法和设备

技术领域

本发明属于金属颗粒加工技术领域，涉及一种金属颗粒的加工方法和设备，特别涉及一种用于制造电镀锡钢板的生产锡粒的方法和设备。

背景技术

电镀锡产品具有耐蚀、无毒等特点，已广泛应用于食品和饮料加工等行业。目前国内已建成了10多条电镀锡生产线，国外已建成了140多条电镀锡生产线，电镀锡产品的年生产能力超过2000万吨。制造电镀锡钢板时，电镀是关键工序，钢板电镀时，镀液中锡离子的补充主要采用添加锡锭或锡粒，通过锡锭或锡粒随后在镀液中电解来实现。镀液中通过添加锡锭补充锡离子的方法存在操作不方便、金属锡不易电解和镀液成分不均匀的不足，导致镀层均匀性差、镀层质量低。因此生产高级电镀锡钢板时，镀液中锡离子的补充主要采用添加锡粒的方法来实现。通过在镀液中加入表面光洁、成分稳定、无氧化、无夹渣的锡粒来补充锡离子，可获得均匀性和耐蚀性好的镀锡层，此外还具有工效高、操作方便等优点。因此，世界各国新建或改建的电镀锡生产线多数采用添加锡粒取代以往添加锡锭方法来补充镀液中的锡离子。

有关金属颗粒的加工方法主要有熔滴法、飞溅法和机械加工法。应用机械加工方法制造锡粒的流程是：锡锭→熔化→浇注→热压→冲压→锡粒→包装。其工艺成熟，能生产合格产品。但存在的主要问题是：①工艺过程复杂，加工工序多；②锡粒收得率低，小于78％；③能耗高，22％以上的边角料需返回重新熔化，多耗能22％以上；④冲压设备庞大，维修量大，劳动生产率低；⑤设备建设投资高；⑥对成品锡粒有污染。熔滴法和飞溅法主要包括金属熔化、滴注和冷凝等工序。

美国专利US3888956中公开了一种采用熔滴法加工金属颗粒的方法，在该方法中，使熔融金属的熔流朝着一个水平的固定部件落下，熔体撞击该部件时由于其本身的动能而破碎，形成不规则的熔滴，这些熔滴往上述部件的上方和向外运动，然后落入位于所连部件下面的冷却介质的溶液中。采用这种已知的方法可以制造金属颗粒，但这种方法有很多缺点和不足。主要表现在熔融金属撞击上述部件时所形成的熔滴尺寸会从很小的熔滴到相当大的熔滴，因此不可能有效地控制颗粒尺寸和颗粒尺寸分布。中国发明专利CN1127686中公开了一种镀锡钢板电镀用锡粒的制备方法，该方法中，将金属锡锭熔化后，通过出料口导入滴注罐，锡液经滴注口而滴入冷凝浴槽内，冷凝浴槽内装有油、水双层冷却液，熔融状锡液则先滴入上层油浴，再进入下层水浴冷却凝固而成颗粒状锡粒。应用该方法尽管可以加工出尺寸均匀的锡粒，但锡粒要进行脱脂清洗和烘干处理，既增加了生产工序，又增加了能耗，脱脂剂还污染环境。而且该方法还存在锡液滴注温度高，达到280℃～300℃，导致锡粒表面易产生锡渣和生产锡粒的能耗增加的不足。中国发明专利CN1257767也公开了一种锡粒的制备方法，是发明专利公开号为CN1127686的一项改进发明，其主要特征在于其冷凝工序的改进。熔融状锡液滴入具有一定温度的水浴中冷却凝固而成锡粒。本发明与发明专利公开号为CN1127686相比较，具有工艺简化，生产成本明显降低，但本发明仅利用余热脱水，取消了烘干，锡粒表面易氧化发黄，而且锡粒表面易出现夹渣，影响锡粒在镀锡槽中的使用。中国发明专利CN1438085中公开了用于制造电镀锌钢板的锌粒加工方法，该方法是将锌锭经熔化炉熔化后，进入保温炉，保温炉采用陶瓷内加热套管供热，锌液保温时用N₂或Ar₂保护。在保温炉下部，设有1个或1个以上的通孔，通孔直接与定量器相连，锌液流经定量器，经滴嘴后滴入石墨冷却辊上，冷却辊辊身面积的50％～80％浸泡在冷凝水箱内。由于冷却辊的快速导热，锌液迅速变成锌粒，在离心力作用下，锌粒被抛入锌粒收集箱内。用本发明制造的锌粒表面光洁、圆整、致密、颗粒均匀、无污染，锌粒内部无气孔、疏松和夹杂，不需要进行表面清洗和烘干处理，可以直接包装入库待用。但是用该方法加工锡粒，锡渣多，收得率低，造粒能力低，锡粒表面易氧化、颜色不光亮、甚至易出现疏松和夹渣。

发明内容

本发明目的是提供一种效率高、设备简单、操作方便、锡粒表面光洁、无氧化、夹渣、裂纹等缺陷和生产成本低的用于制造电镀锡钢板的锡粒生产方法和设备。

本发明目的是通过以下技术方案实现的：一种生产锡粒的方法，首先用加热管预热锡锭，锡锭预热温度100℃～160℃，锡锭预热段长度为1.0m～5.0m。用感应电炉、电阻炉或加热管将锡锭熔化，锡锭熔化炉温度245℃～265℃。在熔化炉上部开一个通孔，通孔中安装1^#连通管，用1^#连通管将锡锭熔化炉和锡液保温炉相连，锡液通过1^#连通管由熔化炉进入锡液保温炉，锡液保温炉内温度控制在245℃～265℃。在锡液保温炉上方开一个通孔，通孔中安装2^#连通管，用2^#连通管将锡液保温炉和造粒炉相连，锡液通过2^#连通管由保温炉进入造粒炉，造粒炉内的锡液温度控制在245℃～265℃。在造粒炉底部，设有1个或1个以上的通孔，使锡液流经通孔而滴入置于水箱的提升机里成锡粒。锡粒通过提升机，经甩水器、烘干机后，进入收集箱。水箱里的冷却水温度为20℃～50℃，烘干机温度为60℃～80℃。进入锡粒收集箱的锡粒表面温度为60℃～80℃，锡粒表面光洁、圆整、致密、颗粒均匀、无污染，锡粒内部无气孔、疏松和夹渣。

一种生产锡粒的设备，由加热熔融装置、造粒装置和收集装置组成。加热熔融装置为中空腔体结构，装置外壳为保温层，在锡锭入口处安置有预热炉，预热炉底部设有耐火层，耐火层上铺设有输送辊，在输送辊的上方设有若干个加热管，在输送辊末端通过滑槽与熔化炉连接，在熔化炉侧下方设置有保温炉，在熔化炉上部开一个通孔，通孔中安装1^#连通管，用1^#连通管将锡锭熔化炉和锡液保温炉相连，在加热熔融装置外侧设置有造粒炉，在锡液保温炉上方开一个通孔，通孔中安装2^#连通管，用2^#连通管将锡液保温炉和造粒炉相连，在造粒炉底部，设有1个或1个以上的通孔，在造粒炉下方设置有水箱，提升机下端伸入水箱位于造粒炉下方，提升机上端与甩水器、烘干机、收集箱依次连接。

锡液保温炉体积为熔化炉体积的30％～80％。1^#连通管用不锈钢、石墨或陶瓷制造。锡液保温炉采用强度高、传热效率高和电绝缘性能优良的陶瓷内加热套管供热，采用陶瓷内加热套管供热还具有降低能耗、减少锡的损耗、提高控温精度和安全性高等优点。造粒炉体积为保温炉体积的30％～80％。2^#连通管用不锈钢、石墨或陶瓷制造。

本发明的熔化炉内的液面比保温炉内的液面高80mm～300mm，可以确保熔化炉内的锡液能够快速地进入保温炉内。保温炉内的液面比造粒炉内的液面高0～50mm，可以确保保温炉内的锡液平稳进入造粒炉，锡液平稳地进入造粒炉有利于锡液平稳地从造粒炉底部的通孔流出而进入冷却水箱，可以确保锡粒尺寸均匀稳定，也有利于锡粒表面光洁。锡液从熔化炉进入保温炉，本发明采用1^#连通管从底部连通渗流，可以大幅度减少熔化炉中的杂质和锡渣流入保温炉，提高保温炉锡液的纯净度。锡液从保温炉进入造粒炉，本发明通过2^#连通管采用从底部取液的方式，提高了溢出液体的纯净度，造粒炉中锡液纯净度的提高，可以大幅度提高滴液效率，还可以防止锡粒表面出现夹渣。本发明1^#连通管的横截面积是2^#连通管横截面积的120％～160％，有利于造粒炉内锡液的稳定，有利于获得尺寸和形状稳定的锡粒。

本发明与现有技术对比，具有如下优点：

①本发明锡锭预热、熔化、锡液保温、锡粒成形、冷却、烘干及收集一次完成，工艺简单，生产效率高。

②本发明锡液从熔化炉进入保温炉，1^#连通管从底部连通渗流，可以大幅度减少流到保温炉的杂质和锡渣，提高了保温炉中锡液的纯净度。

③本发明锡液从保温炉进入造粒炉，2^#连通管采用从底部取液，提高了溢出液体的纯净度，锡液纯净度的提高，可以提高滴液效率12％～18％，还可以防止锡粒表面出现夹渣，有利于获得光洁、无裂纹、无夹渣和尺寸均匀稳定的锡粒。

④采用本发明可以实现连续添加锡锭、连续熔化锡锭、连续生产锡液和连续生产锡粒。

⑤用本发明制造锡粒收得率高，收得率大于98％。

⑥用本发明制造锡粒的锡液滴注温度低，只有245℃～265℃，导致锡粒表面不易产生锡渣和生产锡粒的能耗下降，生产锡粒的能耗为0.055kw.h/kg～0.085kw.h/kg。

附图说明

附图是本发明生产锡粒设备示意图。

图中：1——耐火层，2——加热管，3——输送辊，4——保温层，5——锡锭，6——熔化炉，7——锡液，8——1^#连通管，9——保温炉，10——2^#连通管11——造粒炉，12——锡粒，13——水箱，14——提升机，15——甩水器16——烘干机，17——收集箱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详述：

实施例1

一种生产锡粒的设备，由加热熔融装置、造粒装置和收集装置组成。加热熔融装置为中空腔体结构，装置外壳为保温层4，在锡锭入口处安置有预热炉，预热炉底部设有耐火层1，耐火层上铺设有输送辊3，在输送辊的上方设有若干个加热管2，在输送辊术端通过滑槽与熔化炉6连接，在熔化炉6侧下方设置有保温炉9，在熔化炉6上部开一个通孔，通孔中安装1^#连通管8，用1^#连通管将锡锭熔化炉6和锡液保温炉9相连，在加热熔融装置外侧设置有造粒炉11，在锡液保温炉上方开一个通孔，通孔中安装2^#连通管10，用2^#连通管10将锡液保温炉9和造粒炉11相连，在造粒炉底部，设有25个通孔，在造粒炉下方设置有水箱13，提升机14下端伸入水箱位于造粒炉下方，提升机上端与甩水器15、烘干机16、收集箱17依次连接。

生产方法为：首先将锡锭5置于3.0m长的预热炉内，预热炉用6个总功率为16.2KW的陶瓷加热管加热，锡锭预热温度128℃，然后进入熔化炉6，熔化炉是采用6个总功率为18KW的陶瓷加热管加热，锡液熔化炉温度为258℃，锡液熔化后，通过内径φ25mm的1^#不锈钢管8进入保温炉9，锡液保温炉体积为熔化炉体积的45％。保温炉用3个总功率为6KW的陶瓷加热管加热，熔化炉内的液面比保温炉内的液面高130mm，当保温炉内温度为261℃，锡液7通过φ22mm的2^#不锈钢管10进入造粒炉11，造粒炉体积为保温炉体积的45％。保温炉内的液面比造粒炉内的液面高12mm，造粒炉的锡液温度达到260℃时，锡液直接从造粒炉底部的通孔流出，底部通孔数量为25个，锡液滴入水箱13中的斗式提升机14。锡粒12通过斗式提升机，经甩水器15、烘干机16后，进入收集箱17。水箱里的冷却水温度为30℃，烘干机温度为70℃。进入锡粒收集箱的锡粒表面温度为70℃。锡粒颗粒尺寸φ3mm～φ6mm，锡粒加工速度是530kg/h，加工锡粒的能耗为0.076kw.h/kg。锡粒的不圆度＜0.12mm，锡粒表面光洁、致密、颗粒均匀、无污染，锡粒内部无气孔、疏松和夹渣。

实施例2

首先将锡锭5置于4.0m长的预热炉内，预热炉用7个总功率为17.5KW的陶瓷加热管加热，锡锭预热温度145℃，然后进入熔化炉6，熔化炉采用功率为25KW的电阻炉加热，锡液熔化炉温度为260℃，锡液熔化后，通过内径φ28mm的1^#陶瓷管8进入保温炉9，锡液保温炉体积为熔化炉体积的65％。保温炉用3个总功率为6KW的陶瓷加热管加热，熔化炉内的液面比保温炉内的液面高240mm，当保温炉温度为262℃，锡液通过φ23mm的2^#陶瓷管10进入造粒炉11，造粒炉体积为保温炉体积的70％。保温炉内的液面比造粒炉内的液面高30mm，造粒炉的锡液温度达到261℃时，锡液直接从造粒炉底部的通孔流出，底部通孔数量为35个，锡液滴入水箱13中的斗式提升机14。锡粒通过斗式提升机，经甩水器15、烘干机16后，进入收集箱17。水箱里的冷却水温度为28℃，烘干机温度为65℃。进入锡粒收集箱的锡粒表面温度为64℃。锡粒颗粒尺寸φ2mm～φ6mm，锡粒加工速度是620kg/h，加工锡粒的能耗为0.078kw.h/kg。锡粒的不圆度＜0.12mm，锡粒表面光洁、致密、颗粒均匀、无污染，锡粒内部无气孔、疏松和夹渣。

实施例3

首先将锡锭5置于2.0m长的预热炉内，预热炉用5个总功率为17.5KW的陶瓷加热管加热，锡锭预热温度150℃，然后进入熔化炉6，熔化炉采用功率为30KW的感应电炉加热，锡液熔化炉温度为250℃，锡液熔化后，通过内径φ30mm的1^#石墨管8进入保温炉9，锡液保温炉体积为熔化炉体积的75％。保温炉用4个总功率为8KW的陶瓷加热管加热，熔化炉内的液面比保温炉内的液面高260mm，当保温炉温度为253℃，锡液通过φ26mm的2^#石墨管10进入造粒炉11，造粒炉体积为保温炉体积的75％。保温炉内的液面比造粒炉内的液面高40mm，造粒炉的锡液温度达到251℃时，锡液直接从造粒炉底部的通孔流出，底部通孔数量为45个，锡液滴入水箱13中的斗式提升机14。锡粒通过斗式提升机，经甩水器15、烘干机16后，进入收集箱17。水箱里的冷却水温度为40℃，烘干机温度为75℃。进入锡粒收集箱的锡粒表面温度为73℃。锡粒颗粒尺寸φ4mm～φ8mm，锡粒加工速度是850kg/h，加工锡粒的能耗为0.065kw.h/kg。锡粒的不圆度＜0.12mm，锡粒表面光洁、致密、颗粒均匀、无污染，锡粒内部无气孔、疏松和夹渣。

Claims

1、一种锡粒生产方法，依次包括预热、熔化、保温、造粒、冷却、脱水、烘干和锡粒收集工序，其特征是：

锡锭预热后，经感应电炉、电阻炉或加热管将锡锭熔化，锡液从1^#连通管进入保温炉，锡液在保温炉经加热管加热后，从2^#连通管进入造粒炉，锡液从造粒炉底部的通孔滴入置于水箱的提升机，水箱内有冷却水，锡粒通过提升机，经甩水器、烘干机后，进入收集箱。

2、根据权利要求1所述的锡粒生产方法，其特征是：锡锭预热温度为100℃～160℃，锡锭预热段长度为1.0m～5.0m。

3、根据权利要求1所述的锡粒生产方法，其特征是：锡液保温炉温度为245℃～265℃，造粒炉内的锡液温度为245℃～265℃。

4、根据权利要求1所述的锡粒生产方法，其特征是：熔化炉内的液面比保温炉内的液面高80mm～300mm，保温炉内的液面比造粒炉内的液面高0～50mm。

5、根据权利要求1所述的锡粒生产方法，其特征是：1^#连通管采用底部连通渗流的方式，2^#连通管采用底部取液的方式。

6、根据权利要求1所述的锡粒生产方法，其特征是：锡粒冷却水温度为20℃～50℃，锡粒烘干机温度为60℃～80℃。

7、一种用于权利要求1所述锡粒生产方法的设备，由加热熔融装置、造粒装置和收集装置组成，其特征是：加热熔融装置为中空腔体结构，装置外壳为保温层，在锡锭入口处安置有预热炉，预热炉底部设有耐火层，耐火层上铺设有输送辊，在输送辊的上方设有若干个加热管，在输送辊末端通过滑槽与熔化炉连接，在熔化炉侧下方设置有保温炉，在熔化炉上部开一个通孔，通孔中安装1^#连通管，用1^#连通管将锡锭熔化炉和锡液保温炉相连，在加热熔融装置外侧设置有造粒炉，在锡液保温炉上方开一个通孔，通孔中安装2^#连通管，用2^#连通管将锡液保温炉和造粒炉相连，在造粒炉底部，设有1个或1个以上的通孔，在造粒炉下方设置有水箱，提升机下端伸入水箱位于造粒炉下方，提升机上端与甩水器、烘干机、收集箱依次连接。

8、根据权利要求7所述的锡粒生产设备，其特征是，1^#和2^#连通管均为不锈钢、石墨或陶瓷件，1^#连通管的横截面积是2^#连通管横截面积的120％～160％。

9、根据权利要求7所述的锡粒生产设备，其特征是，锡液保温炉体积为熔化炉体积的30％～80％，造粒炉体积为保温炉体积的30％～80％。