一种非密闭通道式连续渗锌设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种非密闭通道式连续渗锌设备和方法，设备包括：一个通道，其由若干节构成，各节的一端设有工件入口，另一端设有工件出口，其中的一节或几节作为渗锌节，其中具有渗锌空间；预热保温系统；加热保温系统，其加热元件设于渗锌节；保护气体施加装置，其保护气体输送口连通至渗锌空间；锌粉施加装置，其锌粉输送口连通至渗锌空间；输送系统，其具有沿预定路线输送金属工件的工件输送部，其预定路线的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。通过在渗锌空间中形成气体保护氛围，使得可以在开放式的通道中进行渗锌，使得渗锌工艺可以连续进行，既可以省去每炉升温、降温所占用的大量时间，提高生产效率，又可以避免由此造成的能源浪费。

Non closed channel type continuous zinc infiltrating equipment and method

The invention relates to a non sealed channel type continuous zinc impregnation device and method, apparatus includes: a channel, which is composed of a plurality of sections, each section of the entrance end of a workpiece, the other end is provided with a workpiece outlet, one or several festival festival as a sherardized Festival, which has a sherardized space; preheating system in the heating system; heating element, zinc; protective gas applying device, the protective gas delivery port connected to the penetrating zinc space; zinc powder applying device, the powder delivery port connected to the sherardizing space; its delivery system, delivery department of workpiece transporting metal workpiece along a predetermined route, part of its scheduled route the export of the workpiece, and the workpiece entrance channel layout. Through the formation of gas atmosphere in zinc space, which makes it possible for infiltration of zinc in open channel, the sherardizing technology can be carried out continuously, can save a lot of time in each furnace heating and cooling occupied, improve production efficiency, but also can avoid the waste of energy.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属表面化学处理和金属材料扩散处理
，具体地说，本专利技术涉及一种非密闭通道式连续渗锌设备及连续渗锌方法。
技术介绍
渗锌是用热扩散方法在金属工件表面获得锌铁合金层的表面保护工艺，是将渗锌剂与金属工件等共置于渗锌炉中，在预定工艺温度下，锌原子由金属工件表面向内部渗透，同时铁原子则由内向外扩散，借此，在金属工件表层形成一层均匀的锌-铁化合物，即渗锌层，通过渗锌层对金属工件实现阴极保护。目前，对金属工件表面的粉末渗锌处理，主要是在密闭的真空环境下进行的，具体有如下两种方式：一是采用密封炉“静态”渗锌，即将金属工件、锌粉和各种助渗剂装入密封炉内，令金属工件埋于复合粉剂中，加热到预定工艺温度后，保温一定时间，实现“静态”下扩散式渗锌，渗锌结束之后，降温到预定温度后出炉。该种渗锌方式，由于在渗锌前需要进行填炉密封操作，在处理后又需要开封出炉，因此，其处理工艺只能是逐炉处理的方式，加之每一炉均需要在处理前升温，并在处理后降温，每一炉的全程处理时间大约需要6～8小时，其渗锌处理无效时间花费过长，造成工艺处理效率低下，升温、降温过程浪费了大量的时间、能源和劳动力。二是采用旋转式渗锌炉“动态”渗锌。旋转式渗锌炉主要由托轮、炉膛本体、加热元件、密封旋转式渗锌罐、滚筒电机组成；操作时，将金属工件、锌粉、各种助剂、惰性冲击介质一并装入密封旋转式渗锌罐中，然后将密闭的渗锌罐吊装放入炉膛本体内，并架设于两侧托轮上，由滚筒电机带动渗锌罐旋转，同时对渗锌罐进行加热，在预定温度下处理预定时间后，关闭加热元件，渗锌罐随炉冷却到预定温度，随后关闭滚筒电机并吊出渗锌罐，最后打开渗锌罐取出处理后的工件。当金属工件批量大时，也可将大量工件一次分装至几个渗锌罐内，将几个渗锌罐同时吊装至网带传输式渗锌炉内处理，并集中进行下罐取件。该种渗锌方式，借助渗锌罐的滚动，使得锌粉颗粒与金属工件之间形成机械摩擦，以加快锌原子与金属工件表面原子的反应，达到机械助渗的效果，但是，受渗锌罐滚动转速所限制，获得的动能能量小，不能有效地激发锌原子的活化能，而且，由于在渗锌前需要进行填炉密封操作，在处理后又需要开封出炉，因此，其处理工艺仍然只能是逐炉处理，加之每一炉均需要在处理前升温，并在处理后降温，每一炉零件的全程处理时间仍需要5～6小时，其通过机械旋转助渗的方式以期提高渗锌效率效果依然有限，很难满足连续化、大规模生产的节拍要求。另外，虽然旋转式渗锌炉通过将密封旋转式渗锌罐与炉膛分开的结构，可以借助渗锌罐的滚动提高渗锌效率，但是，由于密封旋转式渗锌罐的旋转运动使得其不能实现内部加热，而只能是通过设于炉膛与密封旋转式渗锌罐之间的加热元件，先对密封旋转式渗锌罐从外部加热，然后再由渗锌罐将热量传输给其内部的金属工件，这就导致，加热元件辐射的热量会被炉胆消耗一部分，不能快速有效地传导至金属工件，延长了加热金属工件所需的时间(同时也延长了降温时间)，降低了效率，使得每一罐的整体处理时间变长，同时，加热和冷却渗锌罐又因额外增加了热量的损耗而造成能源浪费，以及增加了对环境的热污染。由此可知，现有渗锌技术，由于设备和工艺的局限性，其只能分炉处理，且单炉处理量少、时间长，以每炉处理300～800千克、6～8小时每炉计算，每天最多也只能处理3吨，生产效率十分低下，不能满足大规模生产的需要，而且还难以保证产品品质的均一性，同时，其金属工件装炉、出炉操作频繁，劳动力消耗大，而且，每一炉均需要升温、降温，不仅浪费了大量的能源，还可能会带来对环境的污染，不符合节能减排的环保趋势。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种非密闭通道式连续渗锌设备，其通过在开放式的通道中进行渗锌，使得渗锌工艺可以连续进行，既可以省去每炉升温、降温所占用的大量时间，提高生产效率，又可以避免由此造成的能源浪费。本专利技术还提供一种非密闭通道式连续渗锌方法，其通过在开放式的通道中进行渗锌，使得渗锌工艺可以连续进行，既可以省去每炉升温、降温所占用的大量时间，提高生产效率，又可以避免由此造成的能源浪费。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种非密闭通道式连续渗锌设备，其包括：一个通道，其由若干节构成，其各节的一端设有工件入口，另一端设有工件出口(其中，各节的两端既可以是直通道相对的两端，也可以是弯通道相对的两端，例如，U形通道、L形通道、弧形通道等)，其中的一节或几节作为渗锌节，渗锌节中设置有渗锌空间，通道的一节或几节设置为预热节，预热节设于渗锌空间前；预热保温系统，其加热元件设置于预热节内；加热保温系统，其加热元件设于渗锌节；保护气体施加装置，其保护气体输送口连通至渗锌空间；锌粉施加装置，其锌粉输送口连通至渗锌空间(其既可以是输送纯锌粉、也可以是混合有助渗剂的锌粉混合物)；输送系统，其具有工件输送部，工件输送部沿预定路线输送金属工件，工件输送部的预定路线的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。通过在渗锌空间中形成气体(例如惰性气体、氮气等在渗锌环境下不易与锌、铁发生化学反应的气体)保护氛围，使得可以在开放式的通道中进行渗锌，使得渗锌工艺可以连续进行，既可以省去每炉升温、降温所占用的大量时间，提高生产效率，又可以避免由此造成的能源浪费，尤其是，由于锌是非常活泼的金属元素，在有氧环境下，极易被氧化，而且，在相对密闭的空间下若形成粉尘云(况且还有加热状态)，如果大量氧气存在极可能形成爆炸的危险，而本专利技术通过形成气体保护氛围，能将氧气浓度降到极低(可以媲美真空环境)，不仅可以减少对锌粉活性的破坏，并且，可以有效地控制渗锌室内氧浓度在安全范围内，可以降低因氧气浓度过高导致爆炸的危险，借助在渗锌空间前设置预热节，不仅可以在金属工件进入渗锌空间之前进行预热，减少在渗锌空间中的升温时间，减少工件在渗锌空间中的停留时间，提高效率，还可以使渗锌空间中向外散发的一部分热量得到再利用，减少热排放和加热能耗。其中，保护气体施加装置的保护气体输送口可以直接和/或间接连通至渗锌空间。本专利技术一个实施例的非密闭通道式连续渗锌设备，其中：通道的一节或几节设置为保护气体填充节，保护气体填充节连通渗锌空间设置，保护气体施加装置的保护气体输送口接入保护气体填充节中，并借助保护气体填充节连通至渗锌空间，保护气体填充节包括设置于渗锌空间靠近工件入口侧的入口保护气体填充节和/或设置于渗锌空间靠近工件出口侧的出口保护气体填充节。借助入口保护气体填充节和/或出口保护气体填充节由工件入口和/或工件出口侧向渗锌空间中充填保护气体，可以减少由工件入口和/或工件出口逸出的保护气体，有利于保持渗锌空间中的保护气体具有较高压力，并可以减少粉尘由工件入口和/或工件出口的逸出，避免造成污染，同时减少浪费。较佳的，保护气体填充节的保护气体输送口朝向渗锌空间方向。借此提高保护气体向渗锌空间中的输送效率。本专利技术一个实施例的非密闭通道式连续渗锌设备，其中，保护气体施加装置直接向渗锌空间中输入保护气体时，可以由渗锌节的工件入口与工件出口之间的位置向渗锌空间中直接充填保护气体，较佳的，由渗锌空间中部位置直接输送。借此，可以更容易地将渗锌空间中的空气、氧气排净，进而形成较好的气体保护氛围，尤其是当渗锌空间较长时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非密闭通道式连续渗锌设备，其特征在于，其包括：一个通道，其由若干节构成，其各节的一端设有工件入口，另一端设有工件出口，其中的一节或几节作为渗锌节，其中具有渗锌空间，通道的一节或几节设置为预热节，预热节设于渗锌空间前；预热保温系统，其加热元件设于预热节；加热保温系统，其加热元件设于渗锌节；保护气体施加装置，其保护气体输送口连通至渗锌空间；锌粉施加装置，其锌粉输送口连通至渗锌空间；输送系统，其具有工件输送部，工件输送部沿预定路线输送金属工件，工件输送部的预定路线的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。

【技术特征摘要】
1.一种非密闭通道式连续渗锌设备，其特征在于，其包括：一个通道，其由若干节构成，其各节的一端设有工件入口，另一端设有工件出口，其中的一节或几节作为渗锌节，其中具有渗锌空间，通道的一节或几节设置为预热节，预热节设于渗锌空间前；预热保温系统，其加热元件设于预热节；加热保温系统，其加热元件设于渗锌节；保护气体施加装置，其保护气体输送口连通至渗锌空间；锌粉施加装置，其锌粉输送口连通至渗锌空间；输送系统，其具有工件输送部，工件输送部沿预定路线输送金属工件，工件输送部的预定路线的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。2.如权利要求1所述的非密闭通道式连续渗锌设备，其特征在于：保护气体施加装置的保护气体输送口包括直接和/或间接连通至渗锌空间。3.如权利要求1所述的非密闭通道式连续渗锌设备，其特征在于：通道的一节或几节设置为保护气体填充节，保护气体填充节连通渗锌空间设置，保护气体施加装置的保护气体输送口接入保护气体填充节中，并借助保护气体填充节连通至渗锌空间，保护气体填充节包括设置于渗锌空间靠近工件入口侧的入口保护气体填充节和/或设置于渗锌空间靠近工件出口侧的出口保护气体填充节。4.如权利要求3所述的非密闭通道式连续渗锌设备，其特征在于：保护气体填充节的保护气体输送口朝向渗锌空间方向。5.如权利要求3所述的非密闭通道式连续渗锌设备，其特征在于：预热节邻接入口保护气体填充节；和/或通道的一节或几节设置为输出保温节，输出保温节邻接出口保护气体填充节。6.如权利要求5所述的非密闭通道式连续渗锌设备，其特征在于，还包括抽吸装置：抽吸装置的负压抽气口直接或间接连通入口保护气体填充节远离预热节的一侧，和/或抽吸装置的负压抽气口直接或间接连通出口保护气体填充节远离输出保温节的一侧。7.如权利要求6所述的非密闭通道式连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松琦，张远庆，姜海龙，姜蓓蓓，李明，陈肖越，金璐，魏金龙，
申请(专利权)人：北京铁科首钢轨道技术股份有限公司，天津先知邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11