專利名稱：雙通道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，具體是一種雙通道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(yīng)用于汽車工業(yè)。高表面質(zhì)量是熱鍍鋅鋼板作為汽車用內(nèi)外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(yán)峻的挑戰(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(yīng)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)不同，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。鋅液中鋅渣一旦產(chǎn)生，面渣可以由工人不斷的手工撇去，底渣可以在停產(chǎn)時撈出，對于浮渣的去除則無能為力，這種鋅渣去除方法存在一定的局限性，例如撈出的鋅渣中夾帶有90％以上價格昂貴的純鋅，人工撈渣的效率低下等。為此，必須找到一種更高效的鋅渣分離方法來去除熱鍍鋅液中的鋅渣，以滿足經(jīng)濟(jì)和技術(shù)層面的雙重需要。近年來，利用電磁分離技術(shù)去除液態(tài)金屬中的非金屬夾雜已經(jīng)得到成功應(yīng)用。電磁分離技術(shù)具備無污染和高效等優(yōu)點，利用該技術(shù)可以分離液態(tài)金屬中粒度很小的非金屬夾雜。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?00510028882.3的中國發(fā)明專利涉及到一種去除熱鍍鋅液中鋅渣的方法，該方法是利用鋅渣與鋅液在導(dǎo)電性上的較大差異，通過直接或感應(yīng)的方式施加電磁力場，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(dǎo)電性差的鋅渣受周圍鋅液施與的電磁擠壓力的作用而發(fā)生定向遷移，被捕獲于陶瓷管壁面，從而達(dá)到去除鋅渣的目的。但該專利所描述的方法的缺點是不能做到鋅鍋內(nèi)絕大多數(shù)鋅液參與凈化，而且當(dāng)浸沒在鋅液中的陶瓷管壁吸附的鋅渣積累到一定數(shù)量時，必須對陶瓷管進(jìn)行更換，此時的電磁凈化只能中斷，不能做到熱鍍鋅液中鋅渣的連續(xù)分離，對鋅鍋整體的凈化效率及效果均存在一定不足。

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，提供一種雙通道電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法，使熱鍍鋅液在通過安裝在鋅鍋體外的雙通道電磁凈化流槽時得到凈化，鋅液中的鋅渣得到分離，避免其在鋅鍋中繼續(xù)長大或沉積粘連于鍍鋅輥或鍍件上，以減少熱鍍鋅鋼器表面的鋅渣缺陷，有效提高其表面質(zhì)量。并且使用雙通道電磁凈化方法可以保證熱鍍鋅液的連續(xù)凈化，增加單位時間內(nèi)的熔體處理量，提高凈化效率，不因更換電磁凈化裝置中的陶瓷管而使電磁凈化中止。
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雙通道電磁凈化流槽；該雙通道電磁凈化流槽每個通道前端都安裝有電磁閥，每個通道內(nèi)都安裝有一級過濾器和二級過濾電磁凈化裝置；(2)鋅渣從鋅液中的分離過程全部在所述雙通道電磁凈化流槽中進(jìn)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30μm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(jìn)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)鋅液從雙通道電磁凈化流槽中流出后，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(dāng)鋅渣積累到一定數(shù)量時，關(guān)閉安裝于該通道前端的電磁閥，切斷鋅液流通，同時打開另一通道的電磁閥，使鋅液流經(jīng)這個通道的兩級過濾裝置，保證鋅液凈化的不間斷性。
所述的泡沫陶瓷過濾器規(guī)格為5～60ppi，去除粒度大于30μm的鋅渣。
所述的陶瓷管，是外徑為70-200mm、長度為200-400mm的蜂窩狀方形孔或圓形孔陶瓷管。
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20-30kHz，磁感應(yīng)強(qiáng)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5-30μm的鋅渣。
本發(fā)明的雙通道電磁分離熱鍍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)的鋅液到雙通道電磁凈化流槽內(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30μm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(yīng)線圈施加電磁場，由于鋅渣與鋅液在導(dǎo)電性上的較大差異，粒度30μm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。當(dāng)其中一個通道中的陶瓷管內(nèi)壁由于吸附較多的鋅渣而需要更換時，可通過控制安裝于通道前端的電磁閥實現(xiàn)鋅液流通，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)明的雙通道電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法在鋅鍋外部進(jìn)行凈化處理，在線圈內(nèi)施加頻率為30kHz、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.10T的交變磁場時，采用直徑為70mm、長度為400mm、圓形孔直徑為10mm為10mm×10mm的蜂窩狀圓形孔陶瓷管，在鋅液流量為10t/h的情況下，連續(xù)凈化6h，可使鋅鍋內(nèi)鋅液中懸浮的鋅渣量降低85％以上，并使耗鋅量降低10％。當(dāng)采用直徑為70mm、長度為400mm、方形孔尺寸為10×10mm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6h，可使鋅鍋內(nèi)鋅液中懸浮的鋅渣量降低90％以上，并使耗鋅量降低12％。


圖1為施加交變磁場去除鋅渣的示意圖。
圖2為雙通道電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的實施方案示意圖。
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(xì)說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護(hù)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)線圈內(nèi)的方形孔或圓形孔多孔陶瓷管，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)置于鋅鍋外的雙通道電磁凈化流槽，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，使鋅液經(jīng)過鋅液導(dǎo)入管以及電磁閥流入放置到鋅鍋體外的雙通道電磁凈化流槽。鋅渣從鋅液中的分離過程全部在雙通道電磁凈化流槽中進(jìn)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30μm的鋅渣。通過高頻磁場發(fā)生裝置產(chǎn)生交變磁場，磁場頻率為20kHz，磁感應(yīng)強(qiáng)度有效值B為0.03T，采用長度為200mm、直徑為10mm的圓形孔陶瓷管，鋅液流動速度為50mm/s，凈化后可基本去除大于18μm的鋅渣。采用長度為200mm、橫截面尺寸為10mm×10mm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。鋅液從雙通道電磁凈化流槽中流出后，通過與鋅鍋相連的鋅液導(dǎo)出管流回鋅鍋，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(dāng)鋅渣積累到一定數(shù)量需要更換陶瓷管時，關(guān)閉安裝于該通道前端的電磁閥，同時打開另一通道前端的電磁閥，使鋅液流經(jīng)另一流槽，鋅液得到不間斷凈化。按本實施例中的工藝參數(shù)和陶瓷管規(guī)格，當(dāng)使用圓形孔陶瓷管時，經(jīng)10h凈化處理，鋅液中鋅渣的總?cè)コ士蛇_(dá)60％，耗鋅量可降低6％；當(dāng)使用方形孔陶瓷管時，經(jīng)過8h凈化處理，鋅液中鋅渣的總?cè)コ士蛇_(dá)65％，耗鋅量可降低6.5％。
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，使鋅液經(jīng)過鋅液導(dǎo)入管以及電磁閥流入放置到鋅鍋體外的雙通道電磁凈化流槽。鋅渣從鋅液中的分離過程全部在雙通道電磁凈化流槽中進(jìn)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30μm的鋅渣。通過高頻磁場發(fā)生裝置產(chǎn)生交變磁場，磁場頻率為20kHz，磁感應(yīng)強(qiáng)度有效值B為0.06T，采用長度為300mm、直徑為10mm的圓形孔陶瓷管，鋅液流動速度為40mm/s，凈化后可基本去除大于12μm的鋅渣。采用長度為300mm、橫截面尺寸為10mm×10mm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10μm的鋅渣。鋅液從雙通道電磁凈化流槽中流出后，通過與鋅鍋相連的鋅液導(dǎo)出管流回鋅鍋，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(dāng)鋅渣積累到一定數(shù)量需要更換陶瓷管時，關(guān)閉安裝于該通道前端的電磁閥，同時打開另一通道前端的電磁閥，使鋅液流經(jīng)另一流槽，鋅液得到不間斷凈化。按本實施例中的工藝參數(shù)和陶瓷管規(guī)格，當(dāng)使用圓形孔陶瓷管時，經(jīng)8h凈化處理，鋅液中鋅渣的總?cè)コ士蛇_(dá)70％，耗鋅量可降低7％；當(dāng)使用方形孔陶瓷管時，經(jīng)過8h凈化處理，鋅液中鋅渣的總?cè)コ士蛇_(dá)75％，耗鋅量可降低7.5％。
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，使鋅液經(jīng)過鋅液導(dǎo)入管以及電磁閥流入放置到鋅鍋體外的雙通道電磁凈化流槽。鋅渣從鋅液中的分離過程全部在雙通道電磁凈化流槽中進(jìn)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30μm的鋅渣。通過高頻磁場發(fā)生裝置產(chǎn)生交變磁場，磁場頻率為25kHz，磁感應(yīng)強(qiáng)度有效值B為0.10T，采用長度為300mm、直徑為10mm的圓形孔陶瓷管，鋅液流動速度為35mm/s，凈化后可基本去除大于10μm的鋅渣。采用長度為300mm、橫截面尺寸為10mm×10mm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8μm的鋅渣。鋅液從雙通道電磁凈化流槽中流出后，通過與鋅鍋相連的鋅液導(dǎo)出管流回鋅鍋，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(dāng)鋅渣積累到一定數(shù)量需要更換陶瓷管時，關(guān)閉安裝于該通道前端的電磁閥，同時打開另一通道前端的電磁閥，使鋅液流經(jīng)另一流槽，鋅液得到不間斷凈化。按本實施例中的工藝參數(shù)和陶瓷管規(guī)格，當(dāng)使用圓形孔陶瓷管時，經(jīng)6h凈化處理，鋅液中鋅渣的總?cè)コ士蛇_(dá)80％，耗鋅量可降低9％；當(dāng)使用方形孔陶瓷管時，經(jīng)過6h凈化處理，鋅液中鋅渣的總?cè)コ士蛇_(dá)85％，耗鋅量可降低10％。
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，使鋅液經(jīng)過鋅液導(dǎo)入管以及電磁閥流入放置到鋅鍋體外的雙通道電磁凈化流槽。鋅渣從鋅液中的分離過程全部在雙通道電磁凈化流槽中進(jìn)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30μm的鋅渣。通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，磁場頻率為30kHz，磁感應(yīng)強(qiáng)度有效值B為0.10T，采用長度為400mm、直徑為10mm的圓形孔陶瓷管，鋅液流動速度為30mm/s，凈化后可基本去除大于6μm的鋅渣。采用長度為400mm、橫截面尺寸為10mm×10mm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5μm的鋅渣。鋅液從雙通道電磁凈化流槽中流出后，通過與鋅鍋相連的鋅液導(dǎo)出管流回鋅鍋，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(dāng)鋅渣積累到一定數(shù)量當(dāng)鋅渣積累到一定數(shù)量需要更換陶瓷管時，關(guān)閉安裝于該通道前端的電磁閥，同時打開另一通道前端的電磁閥，使鋅液流經(jīng)另一流槽，鋅液得到不間斷凈化。按本實施例中的工藝參數(shù)和陶瓷管規(guī)格，當(dāng)使用圓形孔陶瓷管時，經(jīng)6h凈化處理，鋅液中鋅渣的總?cè)コ士蛇_(dá)85％，耗鋅量可降低10％；當(dāng)使用方形孔陶瓷管時，經(jīng)過6h凈化處理，鋅液中鋅渣的總?cè)コ士蛇_(dá)90％，耗鋅量可降低12％。
權(quán)利要求
1.一種雙通道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雙通道電磁凈化流槽；該雙通道電磁凈化流槽每個通道前端都安裝有電磁閥，每個通道內(nèi)都安裝有一級過濾器和二級過濾電磁凈化裝置；(2)鋅渣從鋅液中的分離過程全部在所述雙通道電磁凈化流槽中進(jìn)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(jìn)行；(3)經(jīng)過一級過濾后的熱鍍鋅液流入電磁凈化裝置進(jìn)行二級過濾，通過磁場發(fā)生裝置施加交變磁場，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)鋅液從雙通道電磁凈化流槽中流出后，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(dāng)鋅渣積累到一定數(shù)量需要更換陶瓷管時，關(guān)閉安裝于該通道前端的電磁閥，切斷鋅液流通，同時打開另一流槽前端的電磁閥，使鋅液流經(jīng)另一流槽，鋅液得到不間斷凈化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道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5～60ppi，去除粒度大于30μm的鋅渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道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的蜂窩狀方形孔或圓形孔陶瓷管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道電磁分離熱鍍鋅液中鋅渣的方法，其特征是，所述的通過磁場發(fā)生裝置施加交變磁場，其中磁場頻率為20-30kHz，磁感應(yīng)強(qiáng)度有效值B為0.03-0.10T。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙通道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)域的雙通道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，使鋅液流入放置到鋅鍋體外的雙通道電磁凈化流槽；該雙通道電磁凈化流槽每個通道前端都安裝有電磁閥，每個通道內(nèi)都安裝有一級過濾器和二級過濾電磁凈化裝置；經(jīng)過一級過濾后的熱鍍鋅液流入電磁除渣裝置；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。當(dāng)鋅渣需要更換陶瓷管時，關(guān)閉安裝于該通道前端的電磁閥，同時打開另一通道前端的電磁閥，使鋅液流經(jīng)另一流槽，鋅液得到不間斷凈化。本發(fā)明連續(xù)凈化6h，可使鋅鍋內(nèi)鋅液中懸浮的鋅渣量降低90％以上，并使耗鋅量降低12％。
文檔編號C23C2/06GK101092666SQ20071004170
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者董安平, 疏達(dá), 王俊, 孫寶德, 蔡西川 申請人:上海交通大學(xué)