[發明專利]電磁驅動鋅鍋底部鋅液、撈取鋅鍋底渣的方法及裝置

在審

• 申請號: 202010164939.7
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111394673A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 雷作勝;李嘉勛;盧海彪;王異軍;張曉良
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明公開了一種電磁驅動鋅鍋底部鋅液、撈取鋅鍋底渣的方法及裝置，在鋅鍋底部放置兩對正負電極對，正負極相對安裝，電流方向相同；磁體區域有兩個，分別放置在正負電極對相對中間區域的底部；兩個磁體都單磁極面向上，向上的磁極不同，產生兩個方向相反的電磁驅動力，驅動含渣鋅液運動定向運動；沉積在鋅鍋底部的底渣被電磁驅動下的鋅液攜帶著流動到帶孔漏斗中，鋅液從孔中流出，底渣被收集打撈；所述裝置包括電磁驅動鋅鍋底部鋅液系統、撈渣系統。本發明方法和裝置可極大的提高熱鍍鋅生產線效率，減少人力，降低成本。此外，本發明裝置可以在大部分熱鍍鋅生產線上直接安裝使用，無需對生產線設備進行大改造，降低企業額外費用。

技術領域

本發明涉及一種熱鍍鋅的鋅液處理方法及裝置，特別是涉及一種去除鋅液中的鋅渣的方法及其裝置，應用于熱鍍鋅工藝技術領域。

背景技術

熱鍍鋅技術是一項在國民經濟中應用廣泛的技術，尤其是在建筑業、汽車業和電器業，該技術的歷史已有200余年的歷史。至21世紀初，全世界鋼帶連續熱鍍鋅生產線約為500條，設計年生產能力逾億噸。雖然連續熱鍍鋅技術發展歷史悠久，工業應用廣泛，但是在工程上還有很多問題沒有解決。因此，連續熱鍍鋅技術仍然擁有巨大的經濟效益和開發空間。

一般來說，工件熱鍍鋅過程是在鋅鍋中完成的。鋅鍋中的溫度常常要保持在460℃左右，在該溫度下，鋅鍋中的鋅元素、鋁元素與帶鋼中帶入的鐵元素極容易發生化學反應，形成Zn-Fe-Al系三元金屬化合物。由于熱鍍鋅過程中的化學反應很復雜，一般會在鋅鍋中形成面渣(密度比鋅液輕)、底渣(密度比鋅液重)與懸浮渣。由于鋅鍋尺寸巨大，所以鋅鍋中的溫度和濃度處于動態平衡，局部區域溫度高時鐵溶解度變大，鐵元素融入鋅鋁液中，當溫度低時就會析出鋅渣。所以，鋅鍋中鋅渣的產生是不可避免的。面渣與底渣的存在對熱鍍鋅工件表面質量有很嚴重的影響，很多企業為此損失巨大。由于鋅鍋內部溫度高，且鋅液不透明難以觀測流場內部情況。所以，目前對熱鍍鋅鋅鍋中的底渣處理是該產業的一大難題。

在鋅鍋中，剛形成的鋅渣質點很小，也很不穩定，可能隨鋅液溫度的升高或鐵濃度的下降而重新融入鋅液中。相當一部分初期形成的顆粒較小的鋅渣質點通過在鋅液中發生的布朗運動時的相互碰撞，或通過后續的鐵鋅反應，體積迅速長大，當其直徑超過一定臨界尺寸時，便成為永久的固體顆粒，下降到底部，這就是鋅液的底渣。底渣積厚，一旦觸到沉沒輥，底渣會進入輥系中，粘附在輥子上，對工件的表面質量有致命的影響。一般來說，不停產撈渣需要每隔7～10天進行一次。

目前，行業內大多數企業的撈渣工序還由人工配合專門的叉式車帶動撈渣鏟或者利用吊車帶動專用的抓斗進行撈渣操作。但這樣的操作方式生產效率有限，且對操作人員的人身安全有很大的威脅。這些技術已經不能滿足當下熱鍍鋅企業的生產要求，所以近十年來有很多技術方案致力于解決鋅鍋底渣的在線治理。

中國專利201821614576.7公開了一種放入式鋅渣撈取裝置，其發明的核心要點是打撈斗一端固定彈性膜，沿著固定的導軌移動撈渣裝置，可以打撈更多的鋅渣。該方法對鋅鍋底渣的攪動較大，不適合不停機撈渣，實用性并不強。

中國專利201320603389.X公開了一種放入式鋅渣撈取裝置，其發明核心要點是鋅渣鏟結構設計簡單，撈渣速度快。該專利撈渣時需沿著鍋底撈渣，同樣不適合不停機撈渣，生產效率沒有顯著提高。

中國專利201210525392.4公開了一種把鋅液從鋅鍋中抽離到離心旋流器中，通過高速旋轉的離心作用除去鋅渣的辦法，該專利隨時可以去除鋅渣。但是在抽取鋅液與分離過程中溫降較大，且分離設備結構復雜，增加保溫困難。該專利的實用性并不強。

中國專利201810237833.8公布了一種用鋅液泵抽取鋅鍋中鋅液，通入纏繞導直流電線圈的耐火材料管中，分離底渣和鋅液。該專利無需人工撈渣，但鋅液泵在鋅液中長時間高速運轉，泵容易損壞，且鋅液管道較長，鋅液保溫困難。除此之外，該專利預留的渣通過的縫隙不好把握，容易造成渣堵塞管道的現象。

發明內容