专利名称：双通道电磁分离热镀锌液中锌渣的方法
技术领域：
本发明涉及的是一种金属冶炼技术领域的方法，具体是一种双通道电磁分离热镀锌液中锌渣的方法。
背景技术：
热镀锌钢板由于具有良好的耐腐蚀性、焊接性、涂镀性和冲压成形性而被广泛地应用于汽车工业。高表面质量是热镀锌钢板作为汽车用内外板所必须具备的品质。尽管热镀锌汽车板的表面质量最近几年得到了很大提高，但生产无表面缺陷的汽车用热镀锌板仍然是一个严峻的挑战。
在影响热镀锌汽车板表面质量的缺陷中，锌渣缺陷是降低汽车板表面质量的最重要因素。锌渣是锌液中的Al、Fe和Zn相互反应生成的Fe-Al-Zn系三元金属间化合物相。根据锌渣的物理性质(主要根据密度)不同，锌渣可分为三类面渣、悬浮渣和底渣。在热镀锌生产中，即便能做到热镀锌液成分的精确控制，锌渣也会由于锌液中Al的添加、带钢中Fe的溶解和锌锅内锌浴温度的不均匀而不可避免的形成。锌液中锌渣一旦产生，面渣可以由工人不断的手工撇去，底渣可以在停产时捞出，对于浮渣的去除则无能为力，这种锌渣去除方法存在一定的局限性，例如捞出的锌渣中夹带有90％以上价格昂贵的纯锌，人工捞渣的效率低下等。为此，必须找到一种更高效的锌渣分离方法来去除热镀锌液中的锌渣，以满足经济和技术层面的双重需要。近年来，利用电磁分离技术去除液态金属中的非金属夹杂已经得到成功应用。电磁分离技术具备无污染和高效等优点，利用该技术可以分离液态金属中粒度很小的非金属夹杂。
经对现有技术的文献检索发现，申请号为200510028882.3的中国发明专利涉及到一种去除热镀锌液中锌渣的方法，该方法是利用锌渣与锌液在导电性上的较大差异，通过直接或感应的方式施加电磁力场，在陶瓷管内的锌液中建立起一定的压力梯度，使得其中导电性差的锌渣受周围锌液施与的电磁挤压力的作用而发生定向迁移，被捕获于陶瓷管壁面，从而达到去除锌渣的目的。但该专利所描述的方法的缺点是不能做到锌锅内绝大多数锌液参与净化，而且当浸没在锌液中的陶瓷管壁吸附的锌渣积累到一定数量时，必须对陶瓷管进行更换，此时的电磁净化只能中断，不能做到热镀锌液中锌渣的连续分离，对锌锅整体的净化效率及效果均存在一定不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种双通道电磁分离热镀锌液中锌渣的方法，使热镀锌液在通过安装在锌锅体外的双通道电磁净化流槽时得到净化，锌液中的锌渣得到分离，避免其在锌锅中继续长大或沉积粘连于镀锌辊或镀件上，以减少热镀锌钢器表面的锌渣缺陷，有效提高其表面质量。并且使用双通道电磁净化方法可以保证热镀锌液的连续净化，增加单位时间内的熔体处理量，提高净化效率，不因更换电磁净化装置中的陶瓷管而使电磁净化中止。
本发明是通过如下技术方案实现的，本发明包括以下步骤(1)采用可连续工作的锌液泵将锌液从锌锅中抽出，使锌液流入放置到锌锅体外的双通道电磁净化流槽；该双通道电磁净化流槽每个通道前端都安装有电磁阀，每个通道内都安装有一级过滤器和二级过滤电磁净化装置；(2)锌渣从锌液中的分离过程全部在所述双通道电磁净化流槽中进行。分离过程包括两个部分一级过滤和二级过滤。在一级过滤中，使用泡沫陶瓷过滤器去除粒度大于30μm的锌渣。
(3)经过一级过滤后的热镀锌液流入电磁净化装置进行二级过滤，通过同轴螺线管线圈施加交变磁场，使得陶瓷管内部的锌液受到垂直于陶瓷管壁面的电磁力作用，锌液中的锌渣在电磁场的作用下沿着与锌液受到的电磁力方向相反的方向运动，直到迁移至陶瓷管壁面而被捕获。
(4)锌液从双通道电磁净化流槽中流出后，通过与锌锅相连的管道流回锌锅，完成热镀锌液的锌锅体外连续净化过程。
(5)经过一段时间的净化后，锌渣会越来越多的附着在陶瓷管内壁上，当锌渣积累到一定数量时，关闭安装于该通道前端的电磁阀，切断锌液流通，同时打开另一通道的电磁阀，使锌液流经这个通道的两级过滤装置，保证锌液净化的不间断性。
所述的泡沫陶瓷过滤器规格为5～60ppi，去除粒度大于30μm的锌渣。
所述的陶瓷管，是外径为70-200mm、长度为200-400mm的蜂窝状方形孔或圆形孔陶瓷管。
所述的通过同轴螺线管线圈施加交变磁场，其中磁场频率为20-30kHz，磁感应强度有效值B为0.03-0.10T。
所述的锌液从电磁净化装置中流出，其锌液流动速度为30-50mm/s，净化后可基本去除大于5-30μm的锌渣。
本发明的双通道电磁分离热镀锌液中锌渣的方法为锌锅体外净化，在锌液泵的作用下抽取锌锅内的锌液到双通道电磁净化流槽内，流经一级泡沫陶瓷过滤器和电磁净化装置。流经一级泡沫陶瓷过滤器时，粒度大于30μm的锌渣被去除；从一级过滤器流出后，锌液不断从电磁净化装置的多孔陶瓷管中流过，在此过程中通过感应线圈施加电磁场，由于锌渣与锌液在导电性上的较大差异，粒度30μm以下的锌渣在电磁挤压力的作用下发生迁移并不断沉积在陶瓷管壁面。当其中一个通道中的陶瓷管内壁由于吸附较多的锌渣而需要更换时，可通过控制安装于通道前端的电磁阀实现锌液流通，这样，锌锅内的热镀锌液连续得到净化，其中大部分锌渣在形成的第一时间内被去除，大大降低产生锌渣缺陷的可能。
本发明的双通道电磁分离热镀锌液中锌渣的方法在锌锅外部进行净化处理，在线圈内施加频率为30kHz、磁感应强度为0.10T的交变磁场时，采用直径为70mm、长度为400mm、圆形孔直径为10mm为10mm×10mm的蜂窝状圆形孔陶瓷管，在锌液流量为10t/h的情况下，连续净化6h，可使锌锅内锌液中悬浮的锌渣量降低85％以上，并使耗锌量降低10％。当采用直径为70mm、长度为400mm、方形孔尺寸为10×10mm的蜂窝状方形孔陶瓷管，在锌液流量为10t/h的情况下，连续净化6h，可使锌锅内锌液中悬浮的锌渣量降低90％以上，并使耗锌量降低12％。
图1为施加交变磁场去除锌渣的示意图。
图2为双通道电磁分离热镀锌液中锌渣的实施方案示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本发明利用锌渣与锌液在导电性上的较大差异，通过施加交变磁场，在陶瓷管内的锌液中建立起一定的压力梯度，使得其中导电性差的锌渣受周围锌液施予的电磁挤压力的作用而发生定向迁移。锌液流经置于感应线圈内的方形孔或圆形孔多孔陶瓷管，锌渣迁移于陶瓷管壁，锌液得到净化。
如图2所示，热镀锌液通过锌液泵从锌锅中抽出，流经置于锌锅外的双通道电磁净化流槽，通过泡沫陶瓷过滤器和电磁净化装置，锌液得到连续净化。
实施例1本实施例采用可连续工作的锌液泵将锌液从锌锅中抽出，使锌液经过锌液导入管以及电磁阀流入放置到锌锅体外的双通道电磁净化流槽。锌渣从锌液中的分离过程全部在双通道电磁净化流槽中进行。分离过程包括两个部分一级过滤和二级过滤。在一级过滤中，使用泡沫陶瓷过滤器去除粒度大于30μm的锌渣。通过高频磁场发生装置产生交变磁场，磁场频率为20kHz，磁感应强度有效值B为0.03T，采用长度为200mm、直径为10mm的圆形孔陶瓷管，锌液流动速度为50mm/s，净化后可基本去除大于18μm的锌渣。采用长度为200mm、横截面尺寸为10mm×10mm的方形孔陶瓷管，锌液流动速度为40mm/s，净化后可基本去除大于15μm的锌渣。锌液从双通道电磁净化流槽中流出后，通过与锌锅相连的锌液导出管流回锌锅，完成热镀锌液的锌锅体外连续净化过程。经过一段时间的净化后，锌渣会越来越多的附着在陶瓷管内壁上，当锌渣积累到一定数量需要更换陶瓷管时，关闭安装于该通道前端的电磁阀，同时打开另一通道前端的电磁阀，使锌液流经另一流槽，锌液得到不间断净化。按本实施例中的工艺参数和陶瓷管规格，当使用圆形孔陶瓷管时，经10h净化处理，锌液中锌渣的总去除效率可达60％，耗锌量可降低6％；当使用方形孔陶瓷管时，经过8h净化处理，锌液中锌渣的总去除效率可达65％，耗锌量可降低6.5％。
实施例2本实施例采用可连续工作的锌液泵将锌液从锌锅中抽出，使锌液经过锌液导入管以及电磁阀流入放置到锌锅体外的双通道电磁净化流槽。锌渣从锌液中的分离过程全部在双通道电磁净化流槽中进行。分离过程包括两个部分一级过滤和二级过滤。在一级过滤中，使用泡沫陶瓷过滤器去除粒度大于30μm的锌渣。通过高频磁场发生装置产生交变磁场，磁场频率为20kHz，磁感应强度有效值B为0.06T，采用长度为300mm、直径为10mm的圆形孔陶瓷管，锌液流动速度为40mm/s，净化后可基本去除大于12μm的锌渣。采用长度为300mm、横截面尺寸为10mm×10mm的方形孔陶瓷管，锌液流动速度为40mm/s，净化后可基本去除大于10μm的锌渣。锌液从双通道电磁净化流槽中流出后，通过与锌锅相连的锌液导出管流回锌锅，完成热镀锌液的锌锅体外连续净化过程。经过一段时间的净化后，锌渣会越来越多的附着在陶瓷管内壁上，当锌渣积累到一定数量需要更换陶瓷管时，关闭安装于该通道前端的电磁阀，同时打开另一通道前端的电磁阀，使锌液流经另一流槽，锌液得到不间断净化。按本实施例中的工艺参数和陶瓷管规格，当使用圆形孔陶瓷管时，经8h净化处理，锌液中锌渣的总去除效率可达70％，耗锌量可降低7％；当使用方形孔陶瓷管时，经过8h净化处理，锌液中锌渣的总去除效率可达75％，耗锌量可降低7.5％。
实施例3本实施例采用可连续工作的锌液泵将锌液从锌锅中抽出，使锌液经过锌液导入管以及电磁阀流入放置到锌锅体外的双通道电磁净化流槽。锌渣从锌液中的分离过程全部在双通道电磁净化流槽中进行。分离过程包括两个部分一级过滤和二级过滤。在一级过滤中，使用泡沫陶瓷过滤器去除粒度大于30μm的锌渣。通过高频磁场发生装置产生交变磁场，磁场频率为25kHz，磁感应强度有效值B为0.10T，采用长度为300mm、直径为10mm的圆形孔陶瓷管，锌液流动速度为35mm/s，净化后可基本去除大于10μm的锌渣。采用长度为300mm、横截面尺寸为10mm×10mm的方形孔陶瓷管，锌液流动速度为35mm/s，净化后可基本去除大于8μm的锌渣。锌液从双通道电磁净化流槽中流出后，通过与锌锅相连的锌液导出管流回锌锅，完成热镀锌液的锌锅体外连续净化过程。经过一段时间的净化后，锌渣会越来越多的附着在陶瓷管内壁上，当锌渣积累到一定数量需要更换陶瓷管时，关闭安装于该通道前端的电磁阀，同时打开另一通道前端的电磁阀，使锌液流经另一流槽，锌液得到不间断净化。按本实施例中的工艺参数和陶瓷管规格，当使用圆形孔陶瓷管时，经6h净化处理，锌液中锌渣的总去除效率可达80％，耗锌量可降低9％；当使用方形孔陶瓷管时，经过6h净化处理，锌液中锌渣的总去除效率可达85％，耗锌量可降低10％。
实施例4本实施例采用可连续工作的锌液泵将锌液从锌锅中抽出，使锌液经过锌液导入管以及电磁阀流入放置到锌锅体外的双通道电磁净化流槽。锌渣从锌液中的分离过程全部在双通道电磁净化流槽中进行。分离过程包括两个部分一级过滤和二级过滤。在一级过滤中，使用泡沫陶瓷过滤器去除粒度大于30μm的锌渣。通过同轴螺线管线圈施加交变磁场，磁场频率为30kHz，磁感应强度有效值B为0.10T，采用长度为400mm、直径为10mm的圆形孔陶瓷管，锌液流动速度为30mm/s，净化后可基本去除大于6μm的锌渣。采用长度为400mm、横截面尺寸为10mm×10mm的方形孔陶瓷管，锌液流动速度为30mm/s，净化后可基本去除大于5μm的锌渣。锌液从双通道电磁净化流槽中流出后，通过与锌锅相连的锌液导出管流回锌锅，完成热镀锌液的锌锅体外连续净化过程。经过一段时间的净化后，锌渣会越来越多的附着在陶瓷管内壁上，当锌渣积累到一定数量当锌渣积累到一定数量需要更换陶瓷管时，关闭安装于该通道前端的电磁阀，同时打开另一通道前端的电磁阀，使锌液流经另一流槽，锌液得到不间断净化。按本实施例中的工艺参数和陶瓷管规格，当使用圆形孔陶瓷管时，经6h净化处理，锌液中锌渣的总去除效率可达85％，耗锌量可降低10％；当使用方形孔陶瓷管时，经过6h净化处理，锌液中锌渣的总去除效率可达90％，耗锌量可降低12％。
权利要求
1.一种双通道电磁分离热镀锌液中锌渣的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)采用可连续工作的锌液泵将锌液从锌锅中抽出，使锌液流入放置到锌锅体外的双通道电磁净化流槽；该双通道电磁净化流槽每个通道前端都安装有电磁阀，每个通道内都安装有一级过滤器和二级过滤电磁净化装置；(2)锌渣从锌液中的分离过程全部在所述双通道电磁净化流槽中进行，分离过程包括一级过滤和二级过滤，一级过滤使用泡沫陶瓷过滤器进行；(3)经过一级过滤后的热镀锌液流入电磁净化装置进行二级过滤，通过磁场发生装置施加交变磁场，使得陶瓷管内部的锌液受到垂直于陶瓷管壁面的电磁力作用，锌液中的锌渣在电磁场的作用下沿着与锌液受到的电磁力方向相反的方向运动，直到迁移至陶瓷管壁面而被捕获；(4)锌液从双通道电磁净化流槽中流出后，通过与锌锅相连的管道流回锌锅，完成热镀锌液的锌锅体外连续净化过程；(5)经过一段时间的净化后，锌渣会越来越多的附着在陶瓷管内壁上，当锌渣积累到一定数量需要更换陶瓷管时，关闭安装于该通道前端的电磁阀，切断锌液流通，同时打开另一流槽前端的电磁阀，使锌液流经另一流槽，锌液得到不间断净化。
2.根据权利要求1所述的双通道电磁分离热镀锌液中锌渣的方法，其特征是，所述的泡沫陶瓷过滤器规格为5～60ppi，去除粒度大于30μm的锌渣。
3.根据权利要求1所述的双通道电磁分离热镀锌液中锌渣的方法，其特征是，所述的陶瓷管，是外径为70-200mm、长度为200-400mm的蜂窝状方形孔或圆形孔陶瓷管。
4.根据权利要求1所述的双通道电磁分离热镀锌液中锌渣的方法，其特征是，所述的通过磁场发生装置施加交变磁场，其中磁场频率为20-30kHz，磁感应强度有效值B为0.03-0.10T。
5.根据权利要求1所述的双通道电磁分离热镀锌液中锌渣的方法，其特征是，所述的锌液从电磁净化装置中流出，其锌液流动速度为30-50mm/s。
全文摘要
一种金属冶炼技术领域的双通道电磁分离热镀锌液中锌渣的方法，步骤为采用锌液泵将锌液从锌锅中抽出，使锌液流入放置到锌锅体外的双通道电磁净化流槽；该双通道电磁净化流槽每个通道前端都安装有电磁阀，每个通道内都安装有一级过滤器和二级过滤电磁净化装置；经过一级过滤后的热镀锌液流入电磁除渣装置；锌液从电磁除渣装置中流出后，通过与锌锅相连的管道流回锌锅，完成热镀锌液的锌锅体外连续净化过程；去除锌渣。当锌渣需要更换陶瓷管时，关闭安装于该通道前端的电磁阀，同时打开另一通道前端的电磁阀，使锌液流经另一流槽，锌液得到不间断净化。本发明连续净化6h，可使锌锅内锌液中悬浮的锌渣量降低90％以上，并使耗锌量降低12％。
文档编号C23C2/06GK101092666SQ20071004170
公开日2007年12月26日 申请日期2007年6月7日 优先权日2007年6月7日
发明者董安平, 疏达, 王俊, 孙宝德, 蔡西川 申请人:上海交通大学