一种金属镀液熔池的加热方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种金属镀液熔池的加热方法和设备。该加热方法把镀件放入装有镀液的小熔池中实施金属镀层工艺，该小熔池置于装有热良导体金属液和加热源的大加热池中，以获得金属镀层所需的稳定热能。该加热设备包括内装加热源、外包保温层的大加热池，其特征在于该设备适用于本发明专利技术所述的加热方法，还包括可装金属镀液的小熔池，且小熔池安装在装有热良导体金属液的所述大加热池中。本发明专利技术加热方法和设备把金属镀层工艺与镀液加热工艺分开进行，具有镀液熔池容量小，能耗低，节约资源，加热池加热快，效率高，能耗少，适于工业化广泛应用等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金行业中的热镀层技术，具体为一种金属镀液熔池的加热方法和设备，特别是腐蚀性金属液熔池的加热方法和设备，国际专利主分类号拟为Int.Cl.C25D 3/00(2006.01)。
技术介绍
金属液体有着广泛的应用领域，例如核工业中用液体金属钠冷却某些高温部件如高速旋转的轴承、轴套等(中国腐蚀与防护学会主编，核工业中的腐蚀与保护，北京化学工业出版社，1993，P133)；玻璃制造业中浮法生产平板玻璃过程中采用液体金属锡作为玻璃流平的托举液，更为普遍而且重要的是在热镀锌工业中，为防止金属制品和构件腐蚀大量使用液体金属锌进行热镀锌处理(H.巴布利克，热镀锌理论与工艺，冶金工业出版社，1955)。需要热镀锌的工件包括线材、板材、钢卷、钢管、结构件、紧固件等等。所有这些应用都有如何将固体金属加热熔化，使之成为液体金属以便利用的问题。由于所述的镀层金属液体都具有强烈的腐蚀性，因此如何选用适宜的加热容器材料和以何种方式加热都成为关键技术。就热镀锌工艺而言，将固态金属锌加热至熔融状态，使之成为金属锌液体有两个作用一是消耗掉一部分锌液，完成金属制品的表面涂层镀锌；二是作为热量的存储介质和传导体，供应欲镀工件的热量，使之升至热镀锌温度，保证热量供应的动态平衡，完成热镀锌工艺过程。工业生产中，镀锌工艺需要的锌液非常多，其加热容器(锌池或锌锅)体积非常大，一般是镀锌产量的20-40倍，例如，钢丝镀锌的锌池容锌量30-100多吨不等，镀锌钢管的锌池容锌量为120吨左右，而大型结构件的锌池容锌量最大的可达到700多吨，对于如此巨大的锌容量，对锌池(锌锅)材料的选择和加热方法都成为技术难点问题。此外，巨大锌池的锌耗量和耗能量也必然巨大，不利于节约资源和减少能耗。目前熔池(如锌池或锌锅)的加热方法是将金属镀液(如锌液)装入大的加热容器中，然后通过外加热方法、上加热方法(黄颖，热镀锌熔炼锅的现状和发展，机械工程材料，Vol.1，1982)或内加热方式(曹晓明，温鸣，刘亚青用于热镀锌内加热的合金管内加热器，第20届国际热镀锌大会，2003，6，1-6，荷兰阿姆斯特丹；Cao Xiaoming Wen Ming Immersion Heating forhot-dip Galvanizing by Alloy Tube Immersion heaters，20thInternationalGalvanizing Conference，June1-6 2003，in Amsterdam Holland，)将锌池中的锌加热至热镀锌温度(460度左右)来实施热镀锌工艺(参见附图1-3)。这些现有技术中，无论那种所述的加热方式都存在以下问题1.镀层(如镀锌)液体与其加热器为同一金属液(锌液)，因此为工件镀层需要，必然使熔池容量巨大，一方面造成熔池的热负荷过大，需要并浪费了大量宝贵能源，另一方面需要大量投资，使得热镀层(如镀锌)工艺的成本居高不下，不利实际应用；2.镀液常常不是热的良导体，以镀液本身作为热源，必然也需要并浪费了大量宝贵能源；3.由于熔池内的镀液兼有热源的作用，因此，无法将熔池封闭，造成热源的能耗损失，加热效率不高，同样需要并浪费了大量宝贵能源；4.一般的镀液都具有较强的腐蚀性，它会加快熔池被镀液(如熔锌)的腐蚀速度，造成熔池(如锌锅)短寿，而熔池越大，短寿造成的损失就越大。
技术实现思路
针对现有技术加热方法的弊端，本专利技术主要解决的技术问题是，提供一种金属镀液熔池的加热方法和设备。该加热方法的金属镀层工艺与镀液加热工艺分开进行，具有镀液熔池容量小，能耗低，节约资源，加热池加热快，效率高，能耗少，适于工业化广泛应用等优点；该金属镀液熔池的加热设备分别设计了金属镀液熔池及其加热池，具有加热效率高，能耗低，耐腐蚀，寿命长，成本低，节约资源，适应性广等特点。本专利技术解决所述加热方法技术问题的技术方案是设计一种金属镀液熔池的加热方法，该加热方法把镀件放入装有镀液的小熔池中实施金属镀层工艺，该小熔池置于装有热良导体金属液和加热器的大加热池中，以获得金属镀层所需的稳定热能。本专利技术解决所述加热设备技术问题的技术方案是设计一种金属镀液熔池的加热设备，适用于本专利技术所述的加热方法，包括内装加热器、外包保温层的大加热池，其特征在于该加热设备还包括可装金属镀液的小熔池，且小熔池安装在还装有热良导体金属液的所述大加热池中。与现有技术相比，本专利技术方法及设备一方面将现有技术镀液作为蓄热介质和热量传输导体的功能转移，使镀液熔池只是完成镀层工艺过程中补充镀液的功能，不承担热量的存储介质和传导体功能，可将镀液熔池的容量减少数十倍甚至上百倍，因而解决了镀液熔池的储液量或体积巨大，非正常镀液消耗巨多，加热所需能耗惊人的问题；另一方面由于把镀层工艺与加热工艺分离，因而可把具有强烈腐蚀性的镀液导热体转换为没有腐蚀性、导热性能好，而且价廉易得的金属液为导热体，大大缩小了镀液熔池的容量，提高了镀液熔池的加热效率，同时也会因热负荷的大幅降低，加热均匀性的增加，不仅节约了大量宝贵能源，有效地减少了非正常锌损耗，而且大大提高了镀层设备的使用寿命，降低了工艺成本，因而具有巨大的经济意义和社会效益。附图说明图1为现有技术的外加热方法示意图；图2为现有技术的上加热方法示意图；图3为现有技术的内加热方法示意图；图4为本专利技术一种金属镀液熔池的加热方法和设备的原理示意图；图5为本专利技术一种金属镀液熔池的加热方法和设备的一种实施例(钢丝热镀锌)的示意图；图6为本专利技术一种金属镀液熔池的加热方法和设备另一种实施例(V形槽状小熔池钢管热镀锌)的示意图；图7为本专利技术一种金属镀液熔池的加热方法和设备第三种实施例(U形槽状小熔池钢管热镀锌)的示意图。具体实施例方式下面结合实施例及其附图详细描述本专利技术。本专利技术所述金属镀液熔池的加热方法(以下简称加热方法，参见图4-7)是把镀件8放入装有镀液6的小熔池1中实施金属制品镀层工艺。所述的小熔池1置于装有热良导体金属液7和加热器3的大加热池2中，以获得金属镀层所需的稳定热能。金属制品镀层工艺本身是现有技术。本专利技术加热方法的关键点是把金属镀液镀层工艺与镀液加热工艺分离开，使金属镀液6仅完成镀层补液的功能，功能单一化，而把镀液6的加热功能另行安排，即把加热功能交给装有热良导体金属液7和加热器3并套装在小熔池1外面的大加热池2来完成，这样非常便于加热功能的调整与控制。本专利技术金属镀液熔池的加热方法所述的金属镀液6包括锌金属镀液、钠金属镀液和锡金属镀液。但不排除其他金属镀液。本专利技术的加热方法设计了一个小熔池1和一个套装小熔池(如镀锌池或熔锌池)1的大加热池2。小熔池1用于热镀液(如锌液)6的补充，大加热池2用作对其内套装的小熔池1加热。两者功能明确，且单一化，非常便于调整和控制。本专利技术所述小熔池1的结构形状根据欲镀工件的形状特点和运行方式确定；其体积大小根据镀液的工艺消耗量和所需的添加频率确定，并采用高导热性材料制作。特别应当指出的是，由于本专利技术加热方法的改进，根据欲镀工件的形状特点和运行方式的不同，完全可以引起镀层工艺方法的改进或提高。例如，当镀件8为钢丝时，本专利技术所述小熔池1可以设计为其上开有补液口的管状结构小熔池1，把常规的压入式钢丝镀锌工艺改变为直线式钢丝镀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属镀液熔池的加热方法，该方法把镀件放入装有镀液的小熔池中实施金属镀层工艺，该小熔池置于装有热良导体金属液和加热器的大加热池中，以获得金属镀层所需的稳定热能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹晓明，温鸣，曹博皓，
申请(专利权)人：河北工业大学，天津市工大镀锌设备有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]