專利名稱：去除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)域的凈化方法，特別是一種去除熱鍍鋅液中鋅渣的方法。
背景技術(shù)：
熱鍍鋅是迄今為止鋼材防蝕方法中應(yīng)用最普遍和最有效的工藝措施?，F(xiàn)代化連續(xù)熱鍍鋅工藝生產(chǎn)的熱鍍鋅鋼板廣泛應(yīng)用于輕工、家電、建筑和汽車行業(yè)。特別是近年來，隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車用熱鍍鋅鋼板的需求不斷增加。而汽車板除了耐蝕性、強(qiáng)度、深沖性等方面的要求外，高表面質(zhì)量也是其必需具備的基本條件。熱鍍鋅液中的鋅渣是影響鍍鋅板表面質(zhì)量的最重要因素。鋅渣是帶鋼在熱鍍鋅過程中由于鋼基的溶解而與熔融Zn或與鋅液中添加的Al之間在高溫下反應(yīng)形成的Fe-Zn系或Fe-Al系金屬間化合物，硬度大于鍍鋅層。根據(jù)成分、結(jié)構(gòu)、密度和尺寸的不同，鋅渣在鋅液中可以呈底渣、面渣和浮渣等不同狀態(tài)。鋅渣的形成不僅消耗大量的鋅，一旦沉積或粘連在沉沒輥或鋼板上還會嚴(yán)重影響其表面質(zhì)量，因此避免鋅渣缺陷對于高質(zhì)量熱鍍鋅板的生產(chǎn)十分關(guān)鍵。目前，針對鋅渣主要采取“防”的辦法，如嚴(yán)格控制鋅浴溫度和浸鍍時間等工藝參數(shù)、采用感應(yīng)加熱或內(nèi)加熱陶瓷鋅鍋代替鐵質(zhì)鋅鍋等，目的是抑制Fe的溶解和Fe-Zn反應(yīng)速度，從源頭上減少鋅渣的形成。而一旦鋅渣形成以后，最常見的措施是通過手工或機(jī)械裝置從鋅液表面撈取面渣。撈渣不僅對危害性大的底渣和浮渣無能為力，還不可避免隨鋅渣夾帶出大量的純鋅，造成鋅這一緊缺資源的巨大浪費(fèi)。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，美國專利“鍍層生產(chǎn)線的除渣”(DrossRemoval on Coating Lines)，專利號為US6187257 B1，該專利公開了一種利用磁鐵去除鍍液中渣的方法及裝置。該方法利用渣的磁性實現(xiàn)其與非磁性的鍍液之間的分離。但由于鋅渣中除面渣外Fe含量均低于12wt.％，在高溫下磁性較弱，因此去除效率受到了很大限制。

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，提供一種去除熱鍍鋅液中鋅渣的電磁凈化方法，使熱鍍鋅液中的鋅渣在形成的第一時間內(nèi)就得到有效去除，避免其沉積或粘連于鍍鋅輥或鋼板上，以顯著改善熱鍍鋅板的表面質(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予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。
以下對本發(fā)明進(jìn)一步說明，步驟如下(1)通過鋅鍋內(nèi)鋅液的流動或采用電磁泵使鋅液連續(xù)地通過一個或一束圓形或矩形陶瓷管；(2)在陶瓷管內(nèi)通入直流電并同時施加一個與電流方向垂直的穩(wěn)恒磁場，或通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，或通過線性電機(jī)施加行波磁場，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；(3)鋅液中的鋅渣受到周圍鋅液施予的電磁擠壓力的作用，沿著與鋅液受到的電磁力方向相反的方向運(yùn)動，直到遷移至陶瓷管壁面而被捕獲；(4)定期更換捕獲鋅渣的陶瓷管，去除鋅渣。
電磁擠壓力的方向與鋅液受到的電磁力方向相反，大小與等體積鋅液受到的電磁力成正比。通過改變電磁力的大小，即可改變鋅渣的遷移速度和去除效率。
由于鋅鍋中的鋅液連續(xù)地流入陶瓷管，熱鍍鋅過程中形成的鋅渣也隨鋅液一起進(jìn)入管內(nèi)。在鋅液流通的過程中，鋅渣由于電磁場的作用而發(fā)生遷移并不斷沉積在陶瓷管壁面。這樣，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)明具有實質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，通過施加正交的直流電和穩(wěn)恒磁場或施加交變磁場，使熱鍍鋅液中的鋅渣在形成的第一時間內(nèi)就得到有效去除，避免其沉積或粘連于鍍鋅輥或鋼板上，顯著改善熱鍍鋅板的表面質(zhì)量，同時還避免了隨鋅渣夾帶出大量的純鋅，節(jié)約了資源，在凈化后可基本去除鋅液中大于20μm的鋅渣。
具體實施例方式
結(jié)合本發(fā)明的內(nèi)容描述以下實施例實施例1采用管徑為10mm、長度為800mm的圓形陶瓷管，鋅液流動速度為40mm/s，在陶瓷管內(nèi)通入電流密度為105A/m2的直流電，同時通過電磁鐵施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T并與電流方向垂直的穩(wěn)恒磁場，在鋅液內(nèi)產(chǎn)生電磁力密度為1×105N/m3，凈化后可基本去除大于20μm的鋅渣。
實施例2采用橫截面尺寸為10mm×10mm、長度為500mm的方形孔陶瓷管，鋅液流動速度為50mm/s，通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，磁場頻率為20kHz，磁感應(yīng)強(qiáng)度有效值為0.04T，在鋅液內(nèi)產(chǎn)生的最大電磁力密度為5×105N/m3，凈化后可基本去除大于15μm的鋅渣，10μm的鋅渣去除效率可達(dá)到70％。
實施例3采用管徑為6mm、長度為300mm的圓形陶瓷管束，鋅液流動速度為30mm/s，通過線性電機(jī)施加行波磁場，行波磁場的移動方向與鋅液流動方向垂直，氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T，在鋅液中產(chǎn)生的電磁力密度為1.2×105N/m3，凈化后大于20μm的鋅渣去除效率可達(dá)到90％。
權(quán)利要求
1.一種去除熱鍍鋅液中鋅渣的方法，其特征在于，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)的鋅液中建立起壓力梯度，使其中導(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，被捕獲于陶瓷管壁面，從而達(dá)到去除鋅渣的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除熱鍍鋅液中鋅渣的方法，其特征是，包括如下步驟(1)通過鋅鍋內(nèi)鋅液的流動或采用電磁泵使鋅液連續(xù)地通過一個或一束圓形或矩形陶瓷管；(2)在陶瓷管內(nèi)通入直流電并同時施加一個與電流方向垂直的穩(wěn)恒磁場，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；(3)鋅液中的鋅渣受到周圍鋅液施予的電磁擠壓力的作用，沿著與鋅液受到的電磁力方向相反的方向運(yùn)動，直到遷移至陶瓷管壁面而被捕獲；(4)定期更換捕獲鋅渣的陶瓷管，去除鋅渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的去除熱鍍鋅液中鋅渣的方法，其特征是，步驟(2)在陶瓷管內(nèi)通入直流電并同時施加一個與電流方向垂直的穩(wěn)恒磁場，或通過同軸螺線管線圈施加交變磁場，或通過線性電機(jī)施加行波磁場。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除熱鍍鋅液中鋅渣的方法，其特征是，電磁擠壓力的方向與鋅液受到的電磁力方向相反，大小與等體積鋅液受到的電磁力成正比。
全文摘要
一種金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域的去除熱鍍鋅液中鋅渣的方法，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)的鋅液中建立起壓力梯度，使其中導(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，被捕獲于陶瓷管壁面，從而達(dá)到去除鋅渣的目的。本發(fā)明通過施加正交的直流電和穩(wěn)恒磁場或施加交變磁場，使熱鍍鋅液中的鋅渣在形成的第一時間內(nèi)就得到有效去除，避免其沉積或粘連于鍍鋅輥或鋼板上，顯著改善熱鍍鋅板的表面質(zhì)量，同時還避免了隨鋅渣夾帶出大量的純鋅，節(jié)約了資源，在凈化后可基本去除鋅液中大于20μm的鋅渣。
文檔編號B03C1/023GK1730712SQ20051002888
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月18日
發(fā)明者孫寶德, 疏達(dá), 王俊, 崔健, 沈建國, 尹小東 申請人:上海交通大學(xué), 寶山鋼鐵股份有限公司