專利名稱：一種生產(chǎn)錫粒的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬顆粒加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金屬顆粒的加工方法和設(shè)備，特別涉及一種用于制造電鍍錫鋼板的生產(chǎn)錫粒的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
電鍍錫產(chǎn)品具有耐蝕、無毒等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于食品和飲料加工等行業(yè)。目前國內(nèi)已建成了10多條電鍍錫生產(chǎn)線，國外已建成了140多條電鍍錫生產(chǎn)線，電鍍錫產(chǎn)品的年生產(chǎn)能力超過2000萬噸。制造電鍍錫鋼板時(shí)，電鍍是關(guān)鍵工序，鋼板電鍍時(shí)，鍍液中錫離子的補(bǔ)充主要采用添加錫錠或錫粒，通過錫錠或錫粒隨后在鍍液中電解來實(shí)現(xiàn)。鍍液中通過添加錫錠補(bǔ)充錫離子的方法存在操作不方便、金屬錫不易電解和鍍液成分不均勻的不足，導(dǎo)致鍍層均勻性差、鍍層質(zhì)量低。因此生產(chǎn)高級電鍍錫鋼板時(shí)，鍍液中錫離子的補(bǔ)充主要采用添加錫粒的方法來實(shí)現(xiàn)。通過在鍍液中加入表面光潔、成分穩(wěn)定、無氧化、無夾渣的錫粒來補(bǔ)充錫離子，可獲得均勻性和耐蝕性好的鍍錫層，此外還具有工效高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，世界各國新建或改建的電鍍錫生產(chǎn)線多數(shù)采用添加錫粒取代以往添加錫錠方法來補(bǔ)充鍍液中的錫離子。
有關(guān)金屬顆粒的加工方法主要有熔滴法、飛濺法和機(jī)械加工法。應(yīng)用機(jī)械加工方法制造錫粒的流程是錫錠→熔化→澆注→熱壓→沖壓→錫?！b。其工藝成熟，能生產(chǎn)合格產(chǎn)品。但存在的主要問題是①工藝過程復(fù)雜，加工工序多；②錫粒收得率低，小于78％；③能耗高，22％以上的邊角料需返回重新熔化，多耗能22％以上；④沖壓設(shè)備龐大，維修量大，勞動(dòng)生產(chǎn)率低；⑤設(shè)備建設(shè)投資高；⑥對成品錫粒有污染。熔滴法和飛濺法主要包括金屬熔化、滴注和冷凝等工序。
美國專利US3888956中公開了一種采用熔滴法加工金屬顆粒的方法，在該方法中，使熔融金屬的熔流朝著一個(gè)水平的固定部件落下，熔體撞擊該部件時(shí)由于其本身的動(dòng)能而破碎，形成不規(guī)則的熔滴，這些熔滴往上述部件的上方和向外運(yùn)動(dòng)，然后落入位于所連部件下面的冷卻介質(zhì)的溶液中。采用這種已知的方法可以制造金屬顆粒，但這種方法有很多缺點(diǎn)和不足。主要表現(xiàn)在熔融金屬撞擊上述部件時(shí)所形成的熔滴尺寸會(huì)從很小的熔滴到相當(dāng)大的熔滴，因此不可能有效地控制顆粒尺寸和顆粒尺寸分布。中國發(fā)明專利CN1127686中公開了一種鍍錫鋼板電鍍用錫粒的制備方法，該方法中，將金屬錫錠熔化后，通過出料口導(dǎo)入滴注罐，錫液經(jīng)滴注口而滴入冷凝浴槽內(nèi)，冷凝浴槽內(nèi)裝有油、水雙層冷卻液，熔融狀錫液則先滴入上層油浴，再進(jìn)入下層水浴冷卻凝固而成顆粒狀錫粒。應(yīng)用該方法盡管可以加工出尺寸均勻的錫粒，但錫粒要進(jìn)行脫脂清洗和烘干處理，既增加了生產(chǎn)工序，又增加了能耗，脫脂劑還污染環(huán)境。而且該方法還存在錫液滴注溫度高，達(dá)到280℃～300℃，導(dǎo)致錫粒表面易產(chǎn)生錫渣和生產(chǎn)錫粒的能耗增加的不足。中國發(fā)明專利CN1257767也公開了一種錫粒的制備方法，是發(fā)明專利公開號為CN1127686的一項(xiàng)改進(jìn)發(fā)明，其主要特征在于其冷凝工序的改進(jìn)。熔融狀錫液滴入具有一定溫度的水浴中冷卻凝固而成錫粒。本發(fā)明與發(fā)明專利公開號為CN1127686相比較，具有工藝簡化，生產(chǎn)成本明顯降低，但本發(fā)明僅利用余熱脫水，取消了烘干，錫粒表面易氧化發(fā)黃，而且錫粒表面易出現(xiàn)夾渣，影響錫粒在鍍錫槽中的使用。中國發(fā)明專利CN1438085中公開了用于制造電鍍鋅鋼板的鋅粒加工方法，該方法是將鋅錠經(jīng)熔化爐熔化后，進(jìn)入保溫爐，保溫爐采用陶瓷內(nèi)加熱套管供熱，鋅液保溫時(shí)用N2或Ar2保護(hù)。在保溫爐下部，設(shè)有1個(gè)或1個(gè)以上的通孔，通孔直接與定量器相連，鋅液流經(jīng)定量器，經(jīng)滴嘴后滴入石墨冷卻輥上，冷卻輥輥身面積的50％～80％浸泡在冷凝水箱內(nèi)。由于冷卻輥的快速導(dǎo)熱，鋅液迅速變成鋅粒，在離心力作用下，鋅粒被拋入鋅粒收集箱內(nèi)。用本發(fā)明制造的鋅粒表面光潔、圓整、致密、顆粒均勻、無污染，鋅粒內(nèi)部無氣孔、疏松和夾雜，不需要進(jìn)行表面清洗和烘干處理，可以直接包裝入庫待用。但是用該方法加工錫粒，錫渣多，收得率低，造粒能力低，錫粒表面易氧化、顏色不光亮、甚至易出現(xiàn)疏松和夾渣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種效率高、設(shè)備簡單、操作方便、錫粒表面光潔、無氧化、夾渣、裂紋等缺陷和生產(chǎn)成本低的用于制造電鍍錫鋼板的錫粒生產(chǎn)方法和設(shè)備。
本發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種生產(chǎn)錫粒的方法，首先用加熱管預(yù)熱錫錠，錫錠預(yù)熱溫度100℃～160℃，錫錠預(yù)熱段長度為1.0m～5.0m。用感應(yīng)電爐、電阻爐或加熱管將錫錠熔化，錫錠熔化爐溫度245℃～265℃。在熔化爐上部開一個(gè)通孔，通孔中安裝1#連通管，用1#連通管將錫錠熔化爐和錫液保溫爐相連，錫液通過1#連通管由熔化爐進(jìn)入錫液保溫爐，錫液保溫爐內(nèi)溫度控制在245℃～265℃。在錫液保溫爐上方開一個(gè)通孔，通孔中安裝2#連通管，用2#連通管將錫液保溫爐和造粒爐相連，錫液通過2#連通管由保溫爐進(jìn)入造粒爐，造粒爐內(nèi)的錫液溫度控制在245℃～265℃。在造粒爐底部，設(shè)有1個(gè)或1個(gè)以上的通孔，使錫液流經(jīng)通孔而滴入置于水箱的提升機(jī)里成錫粒。錫粒通過提升機(jī)，經(jīng)甩水器、烘干機(jī)后，進(jìn)入收集箱。水箱里的冷卻水溫度為20℃～50℃，烘干機(jī)溫度為60℃～80℃。進(jìn)入錫粒收集箱的錫粒表面溫度為60℃～80℃，錫粒表面光潔、圓整、致密、顆粒均勻、無污染，錫粒內(nèi)部無氣孔、疏松和夾渣。
一種生產(chǎn)錫粒的設(shè)備，由加熱熔融裝置、造粒裝置和收集裝置組成。加熱熔融裝置為中空腔體結(jié)構(gòu)，裝置外殼為保溫層，在錫錠入口處安置有預(yù)熱爐，預(yù)熱爐底部設(shè)有耐火層，耐火層上鋪設(shè)有輸送輥，在輸送輥的上方設(shè)有若干個(gè)加熱管，在輸送輥末端通過滑槽與熔化爐連接，在熔化爐側(cè)下方設(shè)置有保溫爐，在熔化爐上部開一個(gè)通孔，通孔中安裝1#連通管，用1#連通管將錫錠熔化爐和錫液保溫爐相連，在加熱熔融裝置外側(cè)設(shè)置有造粒爐，在錫液保溫爐上方開一個(gè)通孔，通孔中安裝2#連通管，用2#連通管將錫液保溫爐和造粒爐相連，在造粒爐底部，設(shè)有1個(gè)或1個(gè)以上的通孔，在造粒爐下方設(shè)置有水箱，提升機(jī)下端伸入水箱位于造粒爐下方，提升機(jī)上端與甩水器、烘干機(jī)、收集箱依次連接。
錫液保溫爐體積為熔化爐體積的30％～80％。1#連通管用不銹鋼、石墨或陶瓷制造。錫液保溫爐采用強(qiáng)度高、傳熱效率高和電絕緣性能優(yōu)良的陶瓷內(nèi)加熱套管供熱，采用陶瓷內(nèi)加熱套管供熱還具有降低能耗、減少錫的損耗、提高控溫精度和安全性高等優(yōu)點(diǎn)。造粒爐體積為保溫爐體積的30％～80％。2#連通管用不銹鋼、石墨或陶瓷制造。
本發(fā)明的熔化爐內(nèi)的液面比保溫爐內(nèi)的液面高80mm～300mm，可以確保熔化爐內(nèi)的錫液能夠快速地進(jìn)入保溫爐內(nèi)。保溫爐內(nèi)的液面比造粒爐內(nèi)的液面高0～50mm，可以確保保溫爐內(nèi)的錫液平穩(wěn)進(jìn)入造粒爐，錫液平穩(wěn)地進(jìn)入造粒爐有利于錫液平穩(wěn)地從造粒爐底部的通孔流出而進(jìn)入冷卻水箱，可以確保錫粒尺寸均勻穩(wěn)定，也有利于錫粒表面光潔。錫液從熔化爐進(jìn)入保溫爐，本發(fā)明采用1#連通管從底部連通滲流，可以大幅度減少熔化爐中的雜質(zhì)和錫渣流入保溫爐，提高保溫爐錫液的純凈度。錫液從保溫爐進(jìn)入造粒爐，本發(fā)明通過2#連通管采用從底部取液的方式，提高了溢出液體的純凈度，造粒爐中錫液純凈度的提高，可以大幅度提高滴液效率，還可以防止錫粒表面出現(xiàn)夾渣。本發(fā)明1#連通管的橫截面積是2#連通管橫截面積的120％～160％，有利于造粒爐內(nèi)錫液的穩(wěn)定，有利于獲得尺寸和形狀穩(wěn)定的錫粒。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比，具有如下優(yōu)點(diǎn)①本發(fā)明錫錠預(yù)熱、熔化、錫液保溫、錫粒成形、冷卻、烘干及收集一次完成，工藝簡單，生產(chǎn)效率高。
②本發(fā)明錫液從熔化爐進(jìn)入保溫爐，1#連通管從底部連通滲流，可以大幅度減少流到保溫爐的雜質(zhì)和錫渣，提高了保溫爐中錫液的純凈度。
③本發(fā)明錫液從保溫爐進(jìn)入造粒爐，2#連通管采用從底部取液，提高了溢出液體的純凈度，錫液純凈度的提高，可以提高滴液效率12％～18％，還可以防止錫粒表面出現(xiàn)夾渣，有利于獲得光潔、無裂紋、無夾渣和尺寸均勻穩(wěn)定的錫粒。
④采用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)添加錫錠、連續(xù)熔化錫錠、連續(xù)生產(chǎn)錫液和連續(xù)生產(chǎn)錫粒。
⑤用本發(fā)明制造錫粒收得率高，收得率大于98％。
⑥用本發(fā)明制造錫粒的錫液滴注溫度低，只有245℃～265℃，導(dǎo)致錫粒表面不易產(chǎn)生錫渣和生產(chǎn)錫粒的能耗下降，生產(chǎn)錫粒的能耗為0.055kw.h/kg～0.085kw.h/kg。


附圖是本發(fā)明生產(chǎn)錫粒設(shè)備示意圖。
圖中1——耐火層，2——加熱管，3——輸送輥，4——保溫層，5——錫錠，6——熔化爐，7——錫液，8——1#連通管，9——保溫爐，10——2#連通管11——造粒爐，12——錫粒，13——水箱，14——提升機(jī)，15——甩水器16——烘干機(jī)，17——收集箱。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述實(shí)施例1一種生產(chǎn)錫粒的設(shè)備，由加熱熔融裝置、造粒裝置和收集裝置組成。加熱熔融裝置為中空腔體結(jié)構(gòu)，裝置外殼為保溫層4，在錫錠入口處安置有預(yù)熱爐，預(yù)熱爐底部設(shè)有耐火層1，耐火層上鋪設(shè)有輸送輥3，在輸送輥的上方設(shè)有若干個(gè)加熱管2，在輸送輥術(shù)端通過滑槽與熔化爐6連接，在熔化爐6側(cè)下方設(shè)置有保溫爐9，在熔化爐6上部開一個(gè)通孔，通孔中安裝1#連通管8，用1#連通管將錫錠熔化爐6和錫液保溫爐9相連，在加熱熔融裝置外側(cè)設(shè)置有造粒爐11，在錫液保溫爐上方開一個(gè)通孔，通孔中安裝2#連通管10，用2#連通管10將錫液保溫爐9和造粒爐11相連，在造粒爐底部，設(shè)有25個(gè)通孔，在造粒爐下方設(shè)置有水箱13，提升機(jī)14下端伸入水箱位于造粒爐下方，提升機(jī)上端與甩水器15、烘干機(jī)16、收集箱17依次連接。
生產(chǎn)方法為首先將錫錠5置于3.0m長的預(yù)熱爐內(nèi)，預(yù)熱爐用6個(gè)總功率為16.2KW的陶瓷加熱管加熱，錫錠預(yù)熱溫度128℃，然后進(jìn)入熔化爐6，熔化爐是采用6個(gè)總功率為18KW的陶瓷加熱管加熱，錫液熔化爐溫度為258℃，錫液熔化后，通過內(nèi)徑φ25mm的1#不銹鋼管8進(jìn)入保溫爐9，錫液保溫爐體積為熔化爐體積的45％。保溫爐用3個(gè)總功率為6KW的陶瓷加熱管加熱，熔化爐內(nèi)的液面比保溫爐內(nèi)的液面高130mm，當(dāng)保溫爐內(nèi)溫度為261℃，錫液7通過φ22mm的2#不銹鋼管10進(jìn)入造粒爐11，造粒爐體積為保溫爐體積的45％。保溫爐內(nèi)的液面比造粒爐內(nèi)的液面高12mm，造粒爐的錫液溫度達(dá)到260℃時(shí)，錫液直接從造粒爐底部的通孔流出，底部通孔數(shù)量為25個(gè)，錫液滴入水箱13中的斗式提升機(jī)14。錫粒12通過斗式提升機(jī)，經(jīng)甩水器15、烘干機(jī)16后，進(jìn)入收集箱17。水箱里的冷卻水溫度為30℃，烘干機(jī)溫度為70℃。進(jìn)入錫粒收集箱的錫粒表面溫度為70℃。錫粒顆粒尺寸φ3mm～φ6mm，錫粒加工速度是530kg/h，加工錫粒的能耗為0.076kw.h/kg。錫粒的不圓度＜0.12mm，錫粒表面光潔、致密、顆粒均勻、無污染，錫粒內(nèi)部無氣孔、疏松和夾渣。
實(shí)施例2首先將錫錠5置于4.0m長的預(yù)熱爐內(nèi)，預(yù)熱爐用7個(gè)總功率為17.5KW的陶瓷加熱管加熱，錫錠預(yù)熱溫度145℃，然后進(jìn)入熔化爐6，熔化爐采用功率為25KW的電阻爐加熱，錫液熔化爐溫度為260℃，錫液熔化后，通過內(nèi)徑φ28mm的1#陶瓷管8進(jìn)入保溫爐9，錫液保溫爐體積為熔化爐體積的65％。保溫爐用3個(gè)總功率為6KW的陶瓷加熱管加熱，熔化爐內(nèi)的液面比保溫爐內(nèi)的液面高240mm，當(dāng)保溫爐溫度為262℃，錫液通過φ23mm的2#陶瓷管10進(jìn)入造粒爐11，造粒爐體積為保溫爐體積的70％。保溫爐內(nèi)的液面比造粒爐內(nèi)的液面高30mm，造粒爐的錫液溫度達(dá)到261℃時(shí)，錫液直接從造粒爐底部的通孔流出，底部通孔數(shù)量為35個(gè)，錫液滴入水箱13中的斗式提升機(jī)14。錫粒通過斗式提升機(jī)，經(jīng)甩水器15、烘干機(jī)16后，進(jìn)入收集箱17。水箱里的冷卻水溫度為28℃，烘干機(jī)溫度為65℃。進(jìn)入錫粒收集箱的錫粒表面溫度為64℃。錫粒顆粒尺寸φ2mm～φ6mm，錫粒加工速度是620kg/h，加工錫粒的能耗為0.078kw.h/kg。錫粒的不圓度＜0.12mm，錫粒表面光潔、致密、顆粒均勻、無污染，錫粒內(nèi)部無氣孔、疏松和夾渣。
實(shí)施例3首先將錫錠5置于2.0m長的預(yù)熱爐內(nèi)，預(yù)熱爐用5個(gè)總功率為17.5KW的陶瓷加熱管加熱，錫錠預(yù)熱溫度150℃，然后進(jìn)入熔化爐6，熔化爐采用功率為30KW的感應(yīng)電爐加熱，錫液熔化爐溫度為250℃，錫液熔化后，通過內(nèi)徑φ30mm的1#石墨管8進(jìn)入保溫爐9，錫液保溫爐體積為熔化爐體積的75％。保溫爐用4個(gè)總功率為8KW的陶瓷加熱管加熱，熔化爐內(nèi)的液面比保溫爐內(nèi)的液面高260mm，當(dāng)保溫爐溫度為253℃，錫液通過φ26mm的2#石墨管10進(jìn)入造粒爐11，造粒爐體積為保溫爐體積的75％。保溫爐內(nèi)的液面比造粒爐內(nèi)的液面高40mm，造粒爐的錫液溫度達(dá)到251℃時(shí)，錫液直接從造粒爐底部的通孔流出，底部通孔數(shù)量為45個(gè)，錫液滴入水箱13中的斗式提升機(jī)14。錫粒通過斗式提升機(jī)，經(jīng)甩水器15、烘干機(jī)16后，進(jìn)入收集箱17。水箱里的冷卻水溫度為40℃，烘干機(jī)溫度為75℃。進(jìn)入錫粒收集箱的錫粒表面溫度為73℃。錫粒顆粒尺寸φ4mm～φ8mm，錫粒加工速度是850kg/h，加工錫粒的能耗為0.065kw.h/kg。錫粒的不圓度＜0.12mm，錫粒表面光潔、致密、顆粒均勻、無污染，錫粒內(nèi)部無氣孔、疏松和夾渣。
權(quán)利要求
1.一種錫粒生產(chǎn)方法，依次包括預(yù)熱、熔化、保溫、造粒、冷卻、脫水、烘干和錫粒收集工序，其特征是錫錠預(yù)熱后，經(jīng)感應(yīng)電爐、電阻爐或加熱管將錫錠熔化，錫液從1#連通管進(jìn)入保溫爐，錫液在保溫爐經(jīng)加熱管加熱后，從2#連通管進(jìn)入造粒爐，錫液從造粒爐底部的通孔滴入置于水箱的提升機(jī)，水箱內(nèi)有冷卻水，錫粒通過提升機(jī)，經(jīng)甩水器、烘干機(jī)后，進(jìn)入收集箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫粒生產(chǎn)方法，其特征是錫錠預(yù)熱溫度為100℃～160℃，錫錠預(yù)熱段長度為1.0m～5.0m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫粒生產(chǎn)方法，其特征是錫液保溫爐溫度為245℃～265℃，造粒爐內(nèi)的錫液溫度為245℃～265℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫粒生產(chǎn)方法，其特征是熔化爐內(nèi)的液面比保溫爐內(nèi)的液面高80mm～300mm，保溫爐內(nèi)的液面比造粒爐內(nèi)的液面高0～50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫粒生產(chǎn)方法，其特征是1#連通管采用底部連通滲流的方式，2#連通管采用底部取液的方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫粒生產(chǎn)方法，其特征是錫粒冷卻水溫度為20℃～50℃，錫粒烘干機(jī)溫度為60℃～80℃。
7.一種用于權(quán)利要求1所述錫粒生產(chǎn)方法的設(shè)備，由加熱熔融裝置、造粒裝置和收集裝置組成，其特征是加熱熔融裝置為中空腔體結(jié)構(gòu)，裝置外殼為保溫層，在錫錠入口處安置有預(yù)熱爐，預(yù)熱爐底部設(shè)有耐火層，耐火層上鋪設(shè)有輸送輥，在輸送輥的上方設(shè)有若干個(gè)加熱管，在輸送輥末端通過滑槽與熔化爐連接，在熔化爐側(cè)下方設(shè)置有保溫爐，在熔化爐上部開一個(gè)通孔，通孔中安裝1#連通管，用1#連通管將錫錠熔化爐和錫液保溫爐相連，在加熱熔融裝置外側(cè)設(shè)置有造粒爐，在錫液保溫爐上方開一個(gè)通孔，通孔中安裝2#連通管，用2#連通管將錫液保溫爐和造粒爐相連，在造粒爐底部，設(shè)有1個(gè)或1個(gè)以上的通孔，在造粒爐下方設(shè)置有水箱，提升機(jī)下端伸入水箱位于造粒爐下方，提升機(jī)上端與甩水器、烘干機(jī)、收集箱依次連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的錫粒生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，1#和2#連通管均為不銹鋼、石墨或陶瓷件，1#連通管的橫截面積是2#連通管橫截面積的120％～160％。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的錫粒生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，錫液保溫爐體積為熔化爐體積的30％～80％，造粒爐體積為保溫爐體積的30％～80％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)錫粒的方法和設(shè)備，解決現(xiàn)有錫粒生產(chǎn)過程中存在的需要清洗以及錫粒表面易氧化和出現(xiàn)夾渣等缺陷。解決的技術(shù)方案是錫錠預(yù)熱后經(jīng)輸送輥進(jìn)入熔化爐，錫錠熔化爐溫度245℃～265℃。用文檔編號B22F9/06GK1605418SQ20041006808
公開日2005年4月13日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者陳群, 蘇飛虎, 沈智謀, 劉雅瑾, 秦輝, 黃琴, 符寒光 申請人:上海寶鵬有色金屬制品廠