專利名稱：連續(xù)電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種連續(xù)電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法。
背景技術(shù)：
熱鍍鋅鋼板由于其具有良好的耐腐蝕性、焊接性、涂鍍性和沖壓成形性而被廣泛地應用于汽車工業(yè)。高表面質(zhì)量是熱鍍鋅鋼板作為汽車用外板和內(nèi)板所必須具備的品質(zhì)。盡管熱鍍鋅汽車板的表面質(zhì)量最近幾年得到了很大提高，但生產(chǎn)無表面缺陷的汽車用熱鍍鋅板仍然是一個嚴重的挑戰(zhàn)。
在影響熱鍍鋅汽車板表面質(zhì)量的缺陷中，鋅渣缺陷是降低汽車板表面質(zhì)量的最重要因素。鋅渣是鋅液中的Al、Fe和Zn相互反應生成的Fe-Al-Zn系三元金屬間化合物相。根據(jù)鋅渣的物理性質(zhì)(主要根據(jù)密度)，鋅渣可分為三類面渣、懸浮渣和底渣。在熱鍍鋅生產(chǎn)中，即便能做到熱鍍鋅液成分的精確控制，鋅渣也會由于鋅液中Al的添加、帶鋼中Fe的溶解和鋅鍋內(nèi)鋅浴溫度的不均勻而不可避免的形成。
避免鋅渣缺陷的途徑目前主要集中在兩個方面。第一是通過工藝優(yōu)化來控制熱鍍鋅過程中鋅渣的生成，在熱鍍鋅的源頭控制鋅渣數(shù)量。例如，通過改變鋅液成分或改變熱鍍工藝參數(shù)來減少鋅渣的生成數(shù)量。第二是在設備方面加以改進，通過熱鍍鋅設備的升級改造來減少或抑制鋅渣的產(chǎn)生量，例如通過改變鋅鍋的材質(zhì)和鋅鍋加熱方式等。這些針對鋅渣的措施都是建立在“防”的層面上，一旦鋅渣產(chǎn)生，便顯得無能為力，只能用傳統(tǒng)的撈取方法去除表面的浮渣。撈渣不僅對危害性大的底渣和懸浮渣無能為力，還夾帶出90％以上價格昂貴的純鋅，造成資源的浪費，增加熱鍍鋅的成本?；阡\渣的形成和目前鋅渣去除手段的不足之處，必須有一種更好更高效的鋅渣去除工藝來去除熱鍍鋅液中的鋅渣，以滿足經(jīng)濟和技術(shù)層面的雙重需要。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?00510028882.3的中國發(fā)明專利涉及到一種熱鍍鋅液電磁凈化方法，該方法是將電磁捕渣器放置于鋅鍋內(nèi)的某幾個特定位置，利用鋅液內(nèi)部紊流的交換作用實現(xiàn)鋅渣的去除，但是不能做到鋅鍋內(nèi)絕大多數(shù)鋅液參與凈化，因此只能在局部區(qū)域起作用，對鋅鍋整體的凈化效率及效果均存在一定不足。且電磁捕渣器的銅線圈內(nèi)通有冷卻水，長時間浸沒于溫度高達460℃的鋅液中，存在較大的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能夠從鋅鍋中連續(xù)去除熱鍍鋅液中鋅渣的連續(xù)電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法，使熱鍍鋅液中的鋅渣在形成初期就得到有效去除，避免其繼續(xù)長大或沉積粘連于鍍鋅輥或鋼板上，以減少熱鍍鋅鋼板的鋅渣缺陷，有效提高其表面質(zhì)量。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟(1)采用可連續(xù)工作的鋅液泵將鋅液從鋅鍋中抽出，使鋅液流入放置到鋅鍋體外的一個凈化流槽。
(2)鋅渣從鋅液中的分離過程全部在流槽中進行。分離過程包括兩個部分一級過濾和二級過濾。在一級過濾中，使用泡沫陶瓷過濾器去除粒度大于40μm的鋅渣。
(3)經(jīng)過一級過濾后的熱鍍鋅液流入電磁凈化裝置進行二級過濾，通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，使得陶瓷管內(nèi)部的鋅液受到垂直于陶瓷管壁面的電磁力作用，鋅液中的鋅渣在電磁場的作用下沿著與鋅液受到的電磁力方向相反的方向運動，直到遷移至陶瓷管壁面而被捕獲。
(4)鋅液從電磁凈化裝置中流出后，通過與鋅鍋相連的管道流回鋅鍋，完成熱鍍鋅液的鋅鍋體外連續(xù)凈化過程。
(5)經(jīng)過一段時間的凈化后，鋅渣會越來越多的附著在陶瓷管內(nèi)壁上，當鋅渣積累到一定數(shù)量時，可通過更換陶瓷管的方式去除鋅渣。
所述的泡沫陶瓷過濾器規(guī)格為5～40ppi，去除粒度大于40μm的鋅渣。
所述的陶瓷管，是外徑為70-200mm、長度為200-400mm的蜂窩狀方形孔陶瓷管。
所述的通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，其中磁場頻率為20kHz，磁感應強度有效值B為0.03-0.10T。
所述的鋅液從電磁凈化裝置中流出，其鋅液流動速度為30-50mm/s，凈化后可基本去除大于6-20μm的鋅渣。
本發(fā)明的連續(xù)復合凈化鋅液中鋅渣的方法為鋅鍋體外凈化，在鋅液泵的作用下抽取鋅鍋內(nèi)的鋅液到凈化流槽內(nèi)，流經(jīng)一級泡沫陶瓷過濾器和電磁凈化裝置。流經(jīng)一級泡沫陶瓷過濾器時，粒度大于40μm的鋅渣被去除；從一級過濾器流出后，鋅液不斷從電磁凈化裝置的多孔陶瓷管中流過，在此過程中通過感應線圈施加電磁場，由于鋅渣與鋅液在導電性上的較大差異，粒度40μm以下的鋅渣在電磁擠壓力的作用下發(fā)生遷移并不斷沉積在陶瓷管壁面。這樣，鋅鍋內(nèi)的熱鍍鋅液連續(xù)得到凈化，其中大部分鋅渣在形成的第一時間內(nèi)被去除，大大降低產(chǎn)生鋅渣缺陷的可能。
本發(fā)明的連續(xù)電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法在鋅鍋外部進行凈化處理，在線圈內(nèi)施加頻率為20kHz、磁感應強度為0.06T的交變磁場時，采用直徑為70mm、長度為300mm、單孔尺寸為10mm×10mm的蜂窩狀方形孔陶瓷管，在鋅液流量為10t/h的情況下，連續(xù)凈化10h，可使鋅鍋內(nèi)鋅液中懸浮的鋅渣量降低60％以上，并使耗鋅量降低6％。


圖1為施加交變磁場去除鋅渣的示意圖。
圖2為熱鍍鋅液連續(xù)凈化的整體實施方案圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖1所示，本發(fā)明利用鋅渣與鋅液在導電性上的較大差異，通過施加交變磁場，在陶瓷管內(nèi)的鋅液中建立起一定的壓力梯度，使得其中導電性差的鋅渣受周圍鋅液施予的電磁擠壓力的作用而發(fā)生定向遷移。鋅液流經(jīng)置于感應線圈的多孔陶瓷管，鋅渣遷移于陶瓷管壁，鋅液得到凈化。
如圖2所示，熱鍍鋅液通過鋅液泵從鋅鍋中抽出，流經(jīng)置于鋅鍋外的電磁凈化流槽，通過泡沫陶瓷過濾器和電磁凈化裝置，鋅液得到連續(xù)凈化。
實施例1本實施例采用可連續(xù)工作的鋅液泵將鋅液從鋅鍋中抽出，使鋅液流入放置到鋅鍋體外的一個電磁凈化流槽。鋅渣從鋅液中的分離過程全部在流槽中進行。分離過程包括兩個部分一級過濾和二級過濾。在一級過濾中，使用泡沫陶瓷過濾器去除粒度大于40μm的鋅渣。通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，磁場頻率為20kHz，磁感應強度有效值B為0.03T，采用橫截面尺寸為10mm×10mm、長度為200mm的方形孔陶瓷管，鋅液流動速度為50mm/s，凈化后可基本去除大于20μm的鋅渣。鋅液從電磁凈化裝置中流出后，通過與鋅鍋相連的管道流回鋅鍋，完成熱鍍鋅液的鋅鍋體外連續(xù)凈化過程。經(jīng)過一段時間的凈化后，鋅渣會越來越多的附著在陶瓷管內(nèi)壁上，當鋅渣積累到一定數(shù)量時，可通過更換陶瓷管的方式去除鋅渣。
實施例2本實施例采用可連續(xù)工作的鋅液泵將鋅液從鋅鍋中抽出，使鋅液流入放置到鋅鍋體外的一個電磁凈化流槽。鋅渣從鋅液中的分離過程全部在流槽中進行。分離過程包括兩個部分一級過濾和二級過濾。在一級過濾中，使用泡沫陶瓷過濾器去除粒度大于40μm的鋅渣。通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，磁場頻率為20kHz，磁感應強度有效值B為0.06T，采用橫截面尺寸為10mm×10mm、長度為300mm的方形孔陶瓷管，鋅液流動速度為40mm/s，凈化后可基本去除大于15μm的鋅渣。鋅液從電磁凈化裝置中流出后，通過與鋅鍋相連的管道流回鋅鍋，完成熱鍍鋅液的鋅鍋體外連續(xù)凈化過程。經(jīng)過一段時間的凈化后，鋅渣會越來越多的附著在陶瓷管內(nèi)壁上，當鋅渣積累到一定數(shù)量時，可通過更換陶瓷管的方式去除鋅渣。
實施例3本實施例采用可連續(xù)工作的鋅液泵將鋅液從鋅鍋中抽出，使鋅液流入放置到鋅鍋體外的一個電磁凈化流槽。鋅渣從鋅液中的分離過程全部在流槽中進行。分離過程包括兩個部分一級過濾和二級過濾。在一級過濾中，使用泡沫陶瓷過濾器去除粒度大于40μm的鋅渣。通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，磁場頻率為20kHz，磁感應強度有效值B為0.10T，采用橫截面尺寸為10mm×10mm、長度為300mm的方形孔陶瓷管，鋅液流動速度為35mm/s，凈化后可基本去除大于10μm的鋅渣。鋅液從電磁凈化裝置中流出后，通過與鋅鍋相連的管道流回鋅鍋，完成熱鍍鋅液的鋅鍋體外連續(xù)凈化過程。經(jīng)過一段時間的凈化后，鋅渣會越來越多的附著在陶瓷管內(nèi)壁上，當鋅渣積累到一定數(shù)量時，可通過更換陶瓷管的方式去除鋅渣。
實施例4本實施例采用可連續(xù)工作的鋅液泵將鋅液從鋅鍋中抽出，使鋅液流入放置到鋅鍋體外的一個電磁凈化流槽。鋅渣從鋅液中的分離過程全部在流槽中進行。分離過程包括兩個部分一級過濾和二級過濾。在一級過濾中，使用泡沫陶瓷過濾器去除粒度大于40μm的鋅渣。通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，磁場頻率為20kHz，磁感應強度有效值B為0.10T，采用橫截面尺寸為10mm×10mm、長度為400mm的方形孔陶瓷管，鋅液流動速度為30mm/s，凈化后可基本去除大于6μm的鋅渣。鋅液從電磁凈化裝置中流出后，通過與鋅鍋相連的管道流回鋅鍋，完成熱鍍鋅液的鋅鍋體外連續(xù)凈化過程。經(jīng)過一段時間的凈化后，鋅渣會越來越多的附著在陶瓷管內(nèi)壁上，當鋅渣積累到一定數(shù)量時，可通過更換陶瓷管的方式去除鋅渣。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)采用可連續(xù)工作的鋅液泵將鋅液從鋅鍋中抽出，使鋅液流入放置到鋅鍋體外的一個凈化流槽；(2)鋅渣從鋅液中的分離過程全部在所述凈化流槽中進行，分離過程包括一級過濾和二級過濾，一級過濾使用泡沫陶瓷過濾器進行；(3)經(jīng)過一級過濾后的熱鍍鋅液流入電磁凈化裝置進行二級過濾，通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，使得陶瓷管內(nèi)部的鋅液受到垂直于陶瓷管壁面的電磁力作用，鋅液中的鋅渣在電磁場的作用下沿著與鋅液受到的電磁力方向相反的方向運動，直到遷移至陶瓷管壁面而被捕獲；(4)鋅液從電磁凈化裝置中流出后，通過與鋅鍋相連的管道流回鋅鍋，完成熱鍍鋅液的鋅鍋體外連續(xù)凈化過程；(5)經(jīng)過一段時間的凈化后，鋅渣會越來越多的附著在陶瓷管內(nèi)壁上，當鋅渣積累到一定數(shù)量時，通過更換陶瓷管的方式去除鋅渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法，其特征是，所述的泡沫陶瓷過濾器規(guī)格為5～40ppi，去除粒度大于40μm的鋅渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法，其特征是，所述的陶瓷管，是外徑為70-200mm、長度為200-400mm的蜂窩狀方形孔陶瓷管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法，其特征是，所述的通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，其中磁場頻率為20kHz，磁感應強度有效值B為0.03-0.10T。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法，其特征是，所述的鋅液從電磁凈化裝置中流出，其鋅液流動速度為30-50mm/s。
全文摘要
一種金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域的連續(xù)電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法，步驟為采用鋅液泵將鋅液從鋅鍋中抽出，使鋅液流入凈化流槽；鋅渣從鋅液中的分離過程在流槽中進行，一級過濾使用泡沫陶瓷過濾器；經(jīng)過一級過濾后的熱鍍鋅液流入電磁除渣裝置，通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，使得陶瓷管內(nèi)部的鋅液受到垂直于陶瓷管壁面的電磁力作用，鋅液中的鋅渣在電磁場的作用下沿著與鋅液受到的電磁力方向相反的方向運動，直到遷移至陶瓷管壁面而被捕獲；鋅液從電磁除渣裝置中流出后，通過與鋅鍋相連的管道流回鋅鍋，完成熱鍍鋅液的鋅鍋體外連續(xù)凈化過程；去除鋅渣。本發(fā)明連續(xù)凈化10h，可使鋅鍋內(nèi)鋅液中懸浮的鋅渣量降低60％以上，并使耗鋅量降低6％。
文檔編號C22B9/02GK101033532SQ20071003860
公開日2007年9月12日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者孫寶德, 董安平, 疏達, 王俊, 蔡西川 申請人:上海交通大學