專利名稱：熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種生產(chǎn)鋅包覆鋼的方法，特別是ー種使用熱浸涂生產(chǎn)鋅包覆鋼的方法，屬于在鋼芯基體上包覆鋅層的復(fù)合材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋅包覆鋼復(fù)合金屬材料(以下簡稱鋅包覆鋼)是在鋼芯基體上包覆一層鋅層的雙金屬復(fù)合材料。鋅包覆鋼具有鋼芯較好的力學(xué)性能，同時又具有鋅材料的陰極保護功能。鋅包 覆鋼既可用于接地材料，又可用于陰極保護材料。隨著大型儲油罐的建設(shè)，特別是國際儲油罐區(qū)的建設(shè)，對于罐區(qū)的接地和陰極保護越來越重視。GB50650-2011《石油化工裝置防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，用于石油化工裝置接地的鋅包覆鋼材料鋅層厚度應(yīng)大于3mm，鋅包覆鋼直徑應(yīng)大于10mm。鋅包覆鋼具有良好的應(yīng)用前景。目前，鋅包覆鋼的生產(chǎn)制造エ藝有套管エ藝、熱擠壓エ藝、水平連續(xù)鑄造エ藝。套管エ藝是將鋼芯穿入鋅管中，再利用模具將鋅包覆鋼進行冷拉到一定的規(guī)格制作方法。鋼芯與包覆的鋅層之間容易有間隙，不能形成冶金層的結(jié)合，復(fù)合層金屬間接觸電阻較大，不利于載流泄流。電鍍エ藝生產(chǎn)的鋅包覆鋼，俗稱鍍鋅鋼，一般鍍鋅層厚度為50微米，鋅層較薄，在常規(guī)土壤環(huán)境中一般使用壽命約2-5年，產(chǎn)品使用壽命較短，且鍍鋅液對環(huán)境也存在污染的因素。公開號為CN 1747236Y的中國發(fā)明專利，申請公開了一種“制造鋅包鋼接地極的方法”，這種方法制造的鋅包覆鋼，其覆層的鋅與鋼芯之間通過機械カ結(jié)合在一起，難以保證結(jié)合的緊密程度。材料表面氧化以及其它缺陷的影響，影響了鋅包覆鋼的性能和壽命。同時，在鋅包覆鋼切割過程中，夾具端的鋅層也容易受到損傷，造成原材料的浪費較大，生產(chǎn)成本較高。熱浸涂エ藝包括水平連續(xù)鑄造方法和垂直連續(xù)鑄造方法，垂直連續(xù)鑄造方法可分為上引成型方法和下引成型方法。公開號為CN 101409390B的中國發(fā)明專利，公開了ー種“鋅包鋼接地極連續(xù)制造方法”，這種方法是將加熱的圓鋼從熔化爐的鋅液中出來，經(jīng)過結(jié)晶器形成內(nèi)芯為鋼、外層為鋅的鋅包鋼接地極。鋼芯在水平方向經(jīng)過爐體內(nèi)，鋼芯表面周溫度不平等，鋅結(jié)晶體不均勻，同時鋼芯在水平方向具有重力作用，鋅的包覆就容易出現(xiàn)不均勻的偏心現(xiàn)象
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述方法生產(chǎn)的鋅包覆鋼的不足之處，提供一種具有鋅層同心度較好，鋅層與鋼芯形成冶金間的結(jié)合層、生產(chǎn)效率較高及操作安全性的熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法。為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，上述的下引成型方法包括以下步驟
步驟I，鋼芯矯直；
步驟2，鋼芯表面清理；
步驟3，鋼芯預(yù)熱；
步驟4，將鋼芯從坩堝的頂部垂直向下牽引進入坩堝爐體；
步驟5，鋼芯經(jīng)坩堝內(nèi)鋅液的浸涂；
步驟6，鋼芯經(jīng)坩堝底部的結(jié)晶器結(jié)晶成型，再從結(jié)晶器的下部垂直拉出。更進ー步的技術(shù)方案是
上述的步驟I中，上述的鋼芯經(jīng)過機械矯直后，平直度應(yīng)控制在3%。以內(nèi)，以保證鋼芯順利通過結(jié)晶器，且鋅液不外漏。上述的步驟3中，上述的鋼芯預(yù)熱溫度為80°C 300°C。上述的步驟5中，上述鋅液的溫度為450°C 585 °C。鋅液的最佳溫度為480で± 10°C，當(dāng)溫度低于470 V時，應(yīng)及時進行爐體加熱。上述的步驟6中，浸涂后的鋅包覆鋼從結(jié)晶器拉出的速度為O. 5 10m/min。生產(chǎn)的銅包覆鋼鋅層越薄，可用越快的拉絲速度進行生產(chǎn)；生產(chǎn)的銅包覆鋼鋅層越厚，應(yīng)用越慢的拉絲速度進行生產(chǎn)，以保證鋅液在鋼基體上的結(jié)晶時間。上述的結(jié)晶器的直徑為3 mm 100 mm。調(diào)節(jié)溫度、結(jié)晶器的直徑可控制鋅包覆鋼的直徑和鋅層厚度，結(jié)晶器直徑越大，生產(chǎn)的鋅包覆鋼直徑越大；結(jié)晶器直徑越小，生產(chǎn)的鋅包覆鋼直徑越小。上述的調(diào)節(jié)牽引速度可控制生產(chǎn)速度，牽引速度越快，生產(chǎn)速度越快；牽引速度越慢，生產(chǎn)速度越慢。本發(fā)明的熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，能生產(chǎn)出導(dǎo)電率為15%IACS 25%IACS導(dǎo)電率的鋅包覆鋼。本發(fā)明的熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，能生產(chǎn)出鋅包覆層厚度為I mm 40mm的鋅包覆鋼。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，鋅覆層與鋼芯形成冶金間的結(jié)合，不易脫開，復(fù)合金屬層間接觸電阻小。結(jié)構(gòu)設(shè)計合理簡單，產(chǎn)品質(zhì)量較高，生產(chǎn)效率較高，造價成本較低，設(shè)備操作安全，同時也避免了因坩堝破裂浸出的鋅液和從坩堝底部孔洞流出的鋅液對操作人員人身安全的傷害。


圖I為本發(fā)明的流程 圖2是熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法的爐體示意 附圖標(biāo)記中I是鋼芯，2是鋼芯套管，3是爐體，4是鋅液，5是結(jié)晶器，6是牽引機，7是鋅包覆鋼。
具體實施例方式—種熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，包括以下步驟
步驟1，鋼芯矯直；本步驟中鋼芯經(jīng)過機械矯直后，平直度應(yīng)控制在3%。以內(nèi)，以保證鋼芯順利通過結(jié)晶器，且鋅液不外漏。步驟2，鋼芯表面清理；
步驟3，鋼芯預(yù)熱，本步驟中鋼芯預(yù)熱溫度為80°C 300°C ；
步驟4，將鋼芯從坩堝的頂部垂直向下牽引進入坩堝爐體； 步驟5，鋼芯經(jīng)坩堝內(nèi)鋅液的浸涂，本步驟中鋅液的溫度為450°C 585°C ;鋅液的最佳溫度為480°C ±10°C，當(dāng)溫度低于470°C吋，應(yīng)及時進行爐體加熱。步驟6，鋼芯經(jīng)坩堝底部的結(jié)晶器結(jié)晶成型，再從結(jié)晶器的下部垂直拉出，浸涂后的鋅包覆鋼從結(jié)晶器拉出的速度為O. 5 10m/min。生產(chǎn)的銅包覆鋼鋅層越薄，可用越快的拉絲速度進行生產(chǎn)；生產(chǎn)的銅包覆鋼鋅層越厚，應(yīng)用越慢的拉絲速度進行生產(chǎn)，以保證鋅液在鋼基體上的結(jié)晶時間。上述的結(jié)晶器的直徑為3 mm 100 mm。調(diào)節(jié)溫度、結(jié)晶器的直徑可控制鋅包覆鋼的直徑和鋅層厚度，結(jié)晶器直徑越大，生產(chǎn)的鋅包覆鋼直徑越大；結(jié)晶器直徑越小，生產(chǎn)的鋅包覆鋼直徑越小。上述的調(diào)節(jié)牽引速度可控制生產(chǎn)速度，牽引速度越快，生產(chǎn)速度越快；牽引速度越慢，生產(chǎn)速度越慢。本發(fā)明的熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，能生產(chǎn)出導(dǎo)電率為15%IACS 25%IACS導(dǎo)電率的鋅包覆鋼。本發(fā)明的熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，能生產(chǎn)出鋅包覆層厚度為I mm 40mm的鋅包覆鋼。下面再來結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進ー步的敘述。結(jié)合圖1，本發(fā)明熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，生產(chǎn)エ藝流程為鋼芯矯直、鋼芯表面清理、鋼芯預(yù)熱、鋼芯在鋅液熱浸涂、鋅液結(jié)晶成型和牽引拉出。其中，鋼芯矯直是為了使盤圓的鋼絲有用良好的平直度，包裝鋼芯與爐體結(jié)晶器有良好的配合，使鋅包覆鋼成品的鋅層具有良好的同心度。鋼芯表面清理是為了去除鋼芯表面的油污、鐵銹等雜質(zhì)，以便使鋼芯和鋅液形成致密良好的結(jié)合層。鋼芯預(yù)熱是為了使鋼芯在進入爐體前具有一定的溫度和熱量，使鋼芯預(yù)熱溫度保持在80°C 300°C，避免鋼芯從常溫進入爐體瞬間高溫的溫度突變，同時也可使鋼芯盡量少吸取爐體內(nèi)的熱量，保證爐體內(nèi)鋅液溫度的穩(wěn)定性。鋼芯在鋅液熱浸涂是為了使鋼芯被鋅液良好包覆。鋅液結(jié)晶成型過程中，鋼芯已被鋅液良好包覆，將液態(tài)鋅結(jié)晶固化的過程。牽引拉出可以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。結(jié)合圖2進行進一步說明本發(fā)明的具體實施方式
。經(jīng)過鋼芯矯直、鋼芯表面清理和鋼芯預(yù)熱エ序后，鋼芯I從爐體上方的定位裝置鋼芯套管2穿入，進入爐體3中，被鋅液4良好包覆，之后被鋅液包覆著的鋼芯經(jīng)過結(jié)晶器5進行固化結(jié)晶，結(jié)晶后的鋅包覆鋼毛坯經(jīng)牽引機6牽引拉出，形成鋅包覆鋼7產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，其特征在于所述的下引成型方法包括以下步驟 步驟I，鋼芯矯直； 步驟2，鋼芯表面清理； 步驟3，鋼芯預(yù)熱； 步驟4，將鋼芯從坩堝的頂部垂直向下牽引進入坩堝爐體； 步驟5，鋼芯經(jīng)坩堝內(nèi)鋅液的浸涂； 步驟6，鋼芯經(jīng)坩堝底部的結(jié)晶器結(jié)晶成型，再從結(jié)晶器的下部垂直拉出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，其特征在于所述的步驟I中，所述的鋼芯經(jīng)過機械矯直后，平直度控制在3%。以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，其特征在于所述的步驟3中，所述的鋼芯預(yù)熱溫度為80°C 300°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，其特征在于所述的步驟5中，所述鋅液的溫度為450°C 585°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，其特征在于所述的步驟5中，所述鋅液的溫度為470°C 490°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，其特征在于所述的步驟6中，浸涂后的鋅包覆鋼從結(jié)晶器拉出的速度為O. 5 10m/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，其特征在于所述的結(jié)晶器的直徑為3 mm IOO mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱浸涂鋅包覆鋼的下引成型方法，下引成型方法包括以下步驟步驟1，鋼芯矯直；步驟2，鋼芯表面清理；步驟3，鋼芯預(yù)熱；步驟4，將鋼芯從坩堝的頂部垂直向下牽引進入坩堝爐體；步驟5，鋼芯經(jīng)坩堝內(nèi)鋅液的浸涂；步驟6，鋼芯經(jīng)坩堝底部的結(jié)晶器結(jié)晶成型，再從結(jié)晶器的下部垂直拉出。本發(fā)明的有益效果是鋅覆層與鋼芯形成冶金間的結(jié)合，不易脫開，復(fù)合金屬層間接觸電阻小。結(jié)構(gòu)設(shè)計合理簡單，產(chǎn)品質(zhì)量較高，生產(chǎn)效率較高，造價成本較低，設(shè)備操作安全，同時也避免了因坩堝破裂浸出的鋅液和從坩堝底部孔洞流出的鋅液對操作人員人身安全的傷害。
文檔編號C23C2/06GK102691023SQ20121018737
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者陳范嬌 申請人:成都桑萊特科技股份有限公司