CN201024207Y - 一种密闭的钢丝镀锌装置 - Google Patents
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Abstract
一种密闭的钢丝镀锌装置，包括镀锌系统和自动补充系统。镀锌系统包括密闭的锌反应室、与锌反应室前端密闭连接内设置有至少加热一根钢丝的感应加热器和支承辊的前外罩，和与锌反应室后端密闭连接的内设置有冷却装置的后外罩，前外罩上、后外罩上、锌反应室上分别设有保护气体输气导管，锌反应室包括前、后两倾斜部及中间水平部，外侧设有感应加热器；自动补充系统包括：与锌反应室密闭连接的设置有液位控制器、感应加热器和保护气体输气导管的中间锌槽以及与中间锌槽密闭连接的设置有带密闭门的入料口的熔锌槽；中间锌槽与锌反应室中锌液的液面保持水平一致。本实用新型可避免锌蒸气散发到空气中，没有钢丝和锌液的氧化而产生氧化锌等锌灰等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种镀锌装置，尤其涉及一种密闭的钢丝镀锌装置。
背景技术
钢丝表面热浸镀锌或锌铝合金是减少腐蚀、保护材料、延长使用寿命的主要方法之一。目前通行的传统热浸镀锌技术，先将钢丝表面进行预处理(去油、去氧化皮及涂助锌剂等)，然后进入熔融的锌液中，锌液在熔锌槽内熔化，并在450℃左右保持恒温，锌槽是全部或局部敞口的，钢丝从敞口的一端进入，从另一端走出，完成镀锌过程。
这种工艺方法与设备存在严重的缺点：
a.锌的熔点为419.5℃，当锌液为450℃左右时，产生大量锌蒸汽，散发在空气中，污染环境，危害人类健康。
b.锌液与空气接触，生成氧化锌，成为锌灰，飘浮在锌液表面，使镀锌产生疵病，同时增加锌的消耗量20～30％左右。
c.室温的冷态钢丝进入450℃左右的锌液，钢丝首先要一定的时间加热到锌液相同的温度，然后才能产生镀锌反应，加热时间要大大长于镀锌反应时间，钢丝浸入锌液的时间大为增长。在相同的钢丝线速度条件，镀锌槽的长度必须加长，容积增加，熔化锌和散热的能源损失相应加大。同时锌液的表面积增加，与空气的接触面大，锌的氧化挥发损失也很严重。
d.镀锌槽和熔锌槽是同一个槽，加入固体锌锭熔化时，锌液的温度下降，镀锌液的温度产生波动，影响镀层质量。
e.由于锌蒸汽的挥发、氧化锌的产生和消除、以及镀锌槽的容积过大(达数十吨)，液锌的需求量大，需要能源加热熔化，大容积镀锌槽散热等热损失大，能源的消耗很大。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种密闭的钢丝镀锌装置，可以避免锌蒸气散发到空气中，没有钢丝的表面氧化和锌液的氧化而产生氧化锌等锌灰的等问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种密闭的钢丝镀锌装置，其特点在于，包括：镀锌系统和自动补充系统，所述镀锌系统包括，密闭的锌反应室、与所述锌反应室前端密闭连接的前外罩和与所述锌反应室后端密闭连接的后外罩，所述前外罩内设置有至少加热一根钢丝的感应加热器和支承辊，所述后外罩内设置有冷却装置，所述前外罩上、后外罩上、锌反应室上分别设有保护气体输气导管，所述锌反应室包括前、后两倾斜部及中间水平部分，外侧设有感应加热器。所述自动补充系统包括，与所述锌反应室密闭连接的中间锌槽和与中间锌槽密闭连接的熔锌槽，所述中间锌槽上设置有液位控制器、加热装置和保护气体输气导管，所述熔锌槽上设置有带密闭门的入料口和加热装置；所述中间锌槽中锌液与所述锌反应室中锌液的液面自动保持水平一致。
上述的密闭的钢丝镀锌装置，其特点在于，所述熔锌槽上设置有电磁泵。
或上述的密闭的钢丝镀锌装置，其特点在于，所述熔锌槽上设置有高压输气口和与其相连的调压阀。
上述的密闭的钢丝镀锌装置，其特点在于，所述锌反应室与所述中间锌槽、所述中间锌槽与所述熔锌槽，分别通过输锌管道相连且输锌管道上分别设置有感应加热器，或电阻加热器。
上述的密闭的钢丝镀锌装置，其特点在于，所述锌反应室前、后两部与中间水平部之间形成的前、后两夹角为10°～90°且前、后两夹角相同或不同。
上述的密闭的钢丝镀锌装置，其特点在于，所述后外罩内位于所述冷却装置之前还设有擦拭装置。
上述的密闭的钢丝镀锌装置，其特点在于，所述前外罩内位于所述感应加热器之间还设有矫直辊；所述锌反应室内位于所述前、后两倾斜部与所述中间水平部连接处还设有压线辊；所述后外罩外还设有支承辊和牵引辊。
上述的密闭的钢丝镀锌装置，其特点在于，所述入料口为设置在所述熔锌槽顶部的带有密闭门的管道，所述密闭门为两个以一定距离设置在该管道内。
上述的密闭的钢丝镀锌装置，其特点在于，所述锌反应室、中间锌槽、熔锌槽和输锌管道内设有内衬。
上述的密闭的钢丝镀锌装置，其特点在于，所述内衬为陶瓷件。
上述的密闭的钢丝镀锌装置，其特征在于，所述加热装置为感应加热器或电热管加热器。
本实用新型的功效在于，钢丝是在N2或H2保护下加热，液锌也在N2或H2的保护下与空气隔绝，钢丝表面不产生氧化，锌液也不会产生氧化；消除了氧化产生的氧化锌的损耗和镀层疵病；浸镀时间短，生产率高，所有的锌液液面都在N2或H2的保护下与空气隔绝，是密闭的管道式镀锌方式，没有锌挥发到周围的环境中，调整反应室的前后侧斜角α和β，可适应不同直径钢丝的镀锌；适用于Φ1～Φ6的钢丝热镀锌铝(ZnAl)，也适用于合金和铝(Al)合金、铅(Pb)锡(Sn)合金的热浸镀；也适用于钢带的热浸镀。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1为镀锌系统结构示意图；
图2为自动补充系统采用电磁泵输送锌液结构示意图；
图3为自动补充系统采用气压法输送锌液结构示意图。
其中，附图标记
1钢丝 2、10、12、16、19、29感应加热器
3-1锌反应室前段 3-2锌反应室中间段
3-3锌反应室后段 4-1、4-2锌液面
5-1、5-2压线辊 6-1矫直辊
6-2牵引辊 7输气导管
8-1前外罩 8-2后外罩
9支承辊 11中间锌槽
13熔锌槽 14电磁泵
17锌锭入料口 18-1、18-2密闭门
20、24输锌管道 22擦拭装置
23冷却装置 25液位控制器
27高压氮输气口 28调压阀
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参阅图1镀锌系统结构示意图。
本实用新型一种密闭的钢丝镀锌装置，包括：镀锌系统和自动补充系统，如图1所示，镀锌系统包括，密闭的锌反应室，与锌反应室前端密闭连接的前外罩8-1和与锌反应室后端密闭连接的后外罩8-2，锌反应室又包括，中间水平部3-2水平设置，前、后两倾斜部3-1、3-3倾斜设置，与水平所成的夹角为10°～90°，其外侧设有感应加热器10，前后夹角可以选择相同也可选择不同，三部均为矩形断面，三部的断面尺寸相同，反应室内的液锌量约为1～10L，在前外罩8-1内依次设置矫直辊6-1，容置多根钢丝的感应加热器2和支承辊9，后外罩内依次设置擦拭装置22和冷却装置23，在前外罩上、后外罩上、锌反应室的前、后段上分别设有保护气体输气导管7，在后外罩外还设有支承辊9和牵引辊6-2。
钢丝1经过预处理(酸洗或喷砂及涂助镀剂)后进入镀锌系统，经矫直辊61，再进入感应加热器2，快速加热到450℃左右(与液锌温度相同)本实用新型采用感应加热器同时加热4根钢丝。然后经支承辊9，钢丝1在压线辊5-1的作用下倾斜向前移动，进入斜锌反应室3-1，达到锌液面4-1以后，钢丝1开始浸入锌液中，到达压线辊5-1以后，钢丝1呈水平方向移动，直到5-2后，钢丝1斜向上运动，穿出液面4-2后与锌液脱离接触。表面镀着锌液的钢丝1，经22擦拭后表面的锌层均匀、光滑，进入23冷却后，镀锌层凝固，然后通过支承辊9和牵引辊6-2后，由收线机将镀锌钢丝收卷。
感应加热器2是由前外罩8-1密闭的，罩内通过导管7注入惰性气体N2或还原性气体H2等，8-1与3-1密闭接连，3-1中也通过7导入惰性气体N2或还原气体H2，钢丝1从加热直到进入锌液，都是和空气隔离的，由N2或H2保护。
请参阅图2和图3自动补充系统两种不同实施方式的结构示意图。
如图所示，自动补充系统包括：与锌反应室密闭连接的中间锌槽11和与中间锌槽11密闭连接的熔锌槽13，在中间锌槽上设置有液位控制器25、感应加热器12和输气导管7，在熔锌槽13上设置有锌锭入料口17，锌锭入料口17为设置在熔锌槽13顶部的管道，在管道内以一定距离设置两个密闭门18-1和18-2，锌反应室与中间锌槽11通过输锌管道24相连，输锌管道24上设有感应加热器16，中间锌槽11与熔锌槽13通过输锌管道20相连，输锌管道20上设有感应加热器19，中间锌槽11中的锌液与锌反应室中锌液的液面应保持水平一致。
如图2所示，本实用新型一种实施方式为自动补充系统采用电磁泵输送锌液，在熔锌槽与输锌管道20连接处设置电磁泵14。
在钢丝1的镀锌过程中，镀层带走的锌液，由于11中锌液的液压作用，通过输锌管道24自动流入3-1、3-2、3-3内，保持其液面高度恒定。25是液位控制器，当11中的液面下降后，由25将指令反馈到电磁泵14，14启动，将熔锌槽13中的锌液通过输锌管道20注入11中。在正常工作时，调节电磁泵14的流量，使其输送入11的液锌量与镀锌反应室3-1、3-2、3-3由于镀锌层带走的锌液量相等，锌液的液面始终保持恒定，也就是镀锌室3-1、3-2、3-3内的锌液量是恒定的并与11中的高度是相等的。
如图3所示，本实用新型另一种实施方式为自动补充系统采用气压法输送锌液。锌液从13输送到11也可以使用气压法。在图3中通过27输入高压氮N2，13的液面在高压N2的作用下将锌液经由20压送到11，再由25反馈控制N2的调压阀28调节13压送到11的流量。
锌锭由加料口17加入。在17中有两个密闭门18-1、18-2，先开启18-1，将锌锭加入，关闭18-1，再开启18-2，锌锭进入熔槽13，13采用感应加热式或内热管加热，由PID自动控制和设定锌液温度，例如设定450℃±2℃。
29是13的感应加热器，12是11的感应加热器，10是3-1、3-2、3-3的感应加热器，16是24的感应加热器，19是20的感应加热器，12是11的感应加热器。都是用于维持室内锌液的恒温。当然还可以采用另外的实施方式，11、13也可以用内热式电热管加热，20、24也可以用电阻加热。
本实用新型镀锌反应室3-1、3-2、3-3、中间贮槽11、熔锌槽13以及输锌管道24和20的内衬全部采用陶瓷。压线辊5-1、5-2也采用陶瓷，不受锌液侵蚀，在锌液的熔化贮存输送过程中，都不和钢、铁等金属接触。
感应加热器2内能同时加热多根钢丝，加热时间极短，在1秒内加热到450℃左右。多根钢丝(例如4根或更多钢丝)以100m/min或更高的速度加热和镀锌，达到高的生产能力。
熔锌槽13的容积小于1t，中间贮锌槽11小于0.5t。
本实用新型具有如下的特点和显著进步：
1)如图1所示，钢丝进入镀锌室3-1以前已经在感应加热器2中加热到与镀锌液相同的温度。镀锌室3-1、3-2、3-3不需要加热钢丝1的功能，单纯的起镀锌反应作用。
2)如图2所示，镀锌室3-1、3-2、3-3的锌液是由中间贮锌槽11自动流入的，其锌液的高度是恒定的。
3)由液面高度控制器25和电磁泵14将熔锌槽13中的适合与镀锌温度的液锌定量地连续地输入中间贮锌槽11，保持其锌液高度恒定。镀锌室3-1、3-2、3-3不需要熔锌的功能。
4)液锌的输送可以采用电磁泵14，也可采用气压式，在熔锌槽13中注入高压的氮气，可以液锌通过20输送到11，或者由电磁泵14将液锌输送到11，输送器与液锌之间没有机械的磨损和浸蚀。惰性气体N2或还原性气体H2通过输气导管7分别注入感应加热器2、锌反应室3-1、3-3、中间锌槽11以及熔锌槽13，钢丝1是在N2或H2的保护下加热，3-1、3-3、11和13内的液锌也在N2或H2的保护下与空气隔绝，钢丝表面不产生氧化，锌液也不会产生氧化。消除氧化产生的氧化锌的损耗和镀层疵病。
5)与锌液接触的镀锌反应室3-1、3-2、3-3、中间锌槽11、熔锌槽13以及输锌管道20、24的内衬都是陶瓷，不受锌液的浸蚀，不产生铁分子溶解在锌液中的锌渣，减小了锌的消耗，提高了镀层的质量，是资源节约型生产方式。
6)钢丝1的加热是多根同时加热。多根钢丝1进入镀锌反应室3-1、3-2、3-3。由于3-1、3-2、3-3只要起镀层反应作用，浸镀时间极短，生产率很高，同时减少Fe-Zn合金层的形成，镀层的脆性大为降低。
7)所有的锌液液面都在N2或H2的保护下与空气隔绝，是密闭的管道式镀锌方式，没有锌挥发到周围的环境中，是环境友好型的生产方式。
8)镀锌反应室3-1、3-2、3-3的容积很小(约1～5L)，熔锌槽13小于1t，中间贮锌槽11小于0.5t，方便更换和维修。
9)调整侧斜角α和β，可适应不同直径钢丝的镀锌。
10)本实用新型适用于Φ1～Φ6的钢丝热镀锌铝(ZnAl)，也适用于铝(Al)合金、铅(Pb)锡(Sn)合金的热浸镀。
11)本实用新型也适用于钢带的热浸镀。
当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (11)
1.一种密闭的钢丝镀锌装置，其特征在于，包括：镀锌系统和自动补充系统，所述镀锌系统包括，密闭的锌反应室、与所述锌反应室前端密闭连接的前外罩和与所述锌反应室后端密闭连接的后外罩，所述前外罩内设置有至少加热一根钢丝的感应加热器和支承辊，所述后外罩内设置有冷却装置，所述前外罩上、后外罩上、锌反应室上分别设有保护气体输气导管，所述锌反应室包括前、后两倾斜部，和中间水平部，外侧设有感应加热器；所述自动补充系统包括，与所述锌反应室密闭连接的中间锌槽和与中间锌槽密闭连接的熔锌槽，所述中间锌槽上设置有液位控制器、加热装置和保护气体输气导管，所述熔锌槽上设置有带密闭门的入料口和加热装置；所述中间锌槽中锌液与所述锌反应室中锌液的液面自动保持水平一致。
2.根据权利要求1所述的密闭的钢丝镀锌装置，其特征在于，所述熔锌槽上设置有电磁泵。
3.根据权利要求1所述的密闭的钢丝镀锌装置，其特征在于，所述熔锌槽上设置有高压氮输气口和与其相连的调压阀。
4.根据权利要求1、2或3所述的密闭的钢丝镀锌装置，其特征在于，所述锌反应室与所述中间锌槽、所述中间锌槽与所述熔锌槽，分别通过输锌管道相连且输锌管道上分别设置有感应加热器或电阻加热器。
5.根据权利要求1、2或3所述的密闭的钢丝镀锌装置，其特征在于，所述锌反应室前、后两部与中间水平部之间形成的前、后两夹角为10°～90°且前、后两夹角相同或不同。
6.根据权利要求1、2或3所述的密闭的钢丝镀锌装置，其特征在于，所述后外罩内位于所述冷却装置之前还设有擦拭装置。
7.根据权利要求1、2或3所述的密闭的钢丝镀锌装置，其特征在于，所述前外罩内位于所述感应加热器之间还设有矫直辊；所述锌反应室内位于所述前、后两倾斜部与所述中间水平部连接处还设有压线辊；所述后外罩外还设有支承辊和牵引辊。
8.根据权利要求1、2或3所述的密闭的钢丝镀锌装置，其特征在于，所述入料口为设置在所述熔锌槽顶部的管道，所述密闭门为两个以一定距离设置在该管道内。
9.根据权利要求1、2或3所述的密闭的钢丝镀锌装置，其特征在于，所述锌反应室、中间锌槽、熔锌槽和输锌管道内设有内衬。
10.根据权利要求9所述的密闭的钢丝镀锌装置，其特征在于，所述内衬为陶瓷件。
11.根据权利要求1、2或3所述的密闭的钢丝镀锌装置，其特征在于，所述加热装置为感应加热器或电热管加热器。
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