一种能在真空下带钢高效镀膜的真空镀膜装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种能在真空下带钢高效镀膜的真空镀膜装置，所述真空镀膜装置设于钢板的下方，包括坩埚，其外侧设有感应加热器，所述坩埚顶部通过蒸汽管道连有布流箱体，所述蒸汽管道至所述布流箱体方向上设有调压阀和分流阀，所述布流箱体内设有一水平向的稳压板，所述布流箱体顶部连有若干个子喷嘴；所述分流阀内设有若干个气流分配腔，所述气流分配腔的总面积S

【技术实现步骤摘要】
一种能在真空下带钢高效镀膜的真空镀膜装置
本专利技术涉及真空镀膜
，更具体地说，涉及一种能在真空下带钢高效镀膜的真空镀膜装置。
技术介绍
物理蒸发镀(PVD)是指在真空条件下加热被镀金属，使之以气态的方式沉积到基材上形成镀膜的工艺技术。根据加热方式的不同又分为电加热(电阻或感应式)和电子束枪加热(EBPVD)等。真空镀膜作为表面改性和镀膜工艺，已经在电子、玻璃、塑料等行业得到了广泛的应用，真空镀膜技术主要优点在于其环保、良好的镀膜性能和可镀物质的多样性。连续带钢运用真空镀膜技术的关键在于镀膜生产连续化、大面积、高速率、大规模生产等几个方面，从上世纪八十年代开始，世界各大钢铁公司都对此技术进行了大量的研究，随着热镀锌和电镀锌技术的成熟，该技术正在受到空前的重视，并被人为是创新型的表面镀膜工艺。而在真空镀膜的过程中关键点就是如何通过喷嘴的布置得到厚度均匀一致的镀层。国外目前公开的资料中，主要包含以下几个方面：1)蒸发坩埚与布流喷嘴一体式结构欧洲专利BE1009321A6、BE1009317A61分别公开了如图1、图2的坩埚喷嘴结构，在图1的结构中，坩埚1上部加上盖2，使得上盖2和炉壁之间形成喷嘴结构，用于蒸发金属的直接喷射。在图2的结构中，则在蒸发坩埚中添加过滤板3，而后由顶部的狭缝喷嘴用于金属蒸汽的喷射。在这两个装置喷嘴的设计过程中，一个采用了拉瓦尔喷嘴结构，另一个采用了收缩喷嘴，而喷嘴的朝向位置一个是侧向喷射，另一个是垂直喷射。在专利JPS59177370A、US4552092A中亦公开了相关蒸发坩埚及喷嘴结构，图3给出了一种带自动补充金属液的坩埚喷嘴结构，喷嘴4采用较宽的出口，在坩埚上部也布置了加热器5用于蒸汽等的加热。图4给出的坩埚喷嘴结构中其结构由一侧弧形6展开，侧向喷射，在坩埚壁的外侧同样布置了加热管7用于壁面的加热。2)蒸发坩埚与布流喷嘴分体式结构在专利WO2018/020311A1公布了一种分体式坩埚喷嘴结构，如图5所示，在该装置中，坩埚在底部连接一个金属液供给槽8，其上部通过分体式管道9将金属蒸汽送至管状的分配器和前端的蒸汽喷嘴中，而后金属蒸汽通过喷嘴以高速将蒸汽喷射至金属板材。在专利CN103249860A公开了一种分体式布流器及喷嘴结构，如图6所示，通过一个管道将蒸汽送至上部水平管道10中，水平管道10顶部具有多孔喷嘴，用以将金属蒸汽均匀的喷涂在金属板材表面。在专利CN101175866A公开了一种金属蒸汽布流器及喷嘴形式，如图7所示了喷嘴的截面形式，布流器管道11外部缠绕导线从而实现对管道的加热，喷嘴部分为方形外壳，如图8所示，方形外壳12内部嵌套了另一种材质的环形管道，用于金属蒸汽的喷射，喷嘴使用的蒸汽出口形式为多孔式。上述这些专利都涉及到了在镀膜过程中喷嘴的具体形式，但是并不能表明利用这些喷嘴进行的镀膜都能达到均匀的程度，例如图7和图8来说，由于其孔采用间隔的圆孔用以在钢板表面形成均匀的涂层，而基于高压气体在沿小孔喷出以后，形成放射状的圆斑，所以在钢板运动的过程中，这种圆斑和圆斑之间如果不重合，则很容易形成长条状的涂层；而圆斑和圆斑之间太靠近，则圆斑之间的重合部分又容易形成较厚的涂层，而不重合部分形成较薄的涂层，从而出现钢板之间涂层的不均匀。此外，这些专利并未给出如何实现带钢快速高效实现真空镀的方法，而在现场带钢生产线的匹配来说，在高拉速的情况下，需要真空镀的镀锌流量一次达到要求，这就需要不断的增大输送管直径和增加蒸发器的容积，与此同时还需增大喷嘴开口度，开口度的加大，不利于纵向截面形成均匀的喷射层，所以需要避免。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种能在真空下带钢高效镀膜的真空镀膜装置，能形成均匀的喷射流，使高温蒸汽和低温钢板接触时，在钢板表面形成均匀镀层，从后续子喷嘴形成的金属层不断的覆盖至前端蒸镀金属层上，从而一次形成高效的金属镀层。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种能在真空下带钢高效镀膜的真空镀膜装置，所述真空镀膜装置设于钢板的下方，包括坩埚，其外侧设有感应加热器，所述坩埚顶部通过蒸汽管道连有布流箱体，所述蒸汽管道至所述布流箱体方向上设有调压阀和分流阀，所述布流箱体内设有一水平向的稳压板，所述布流箱体顶部连有若干个子喷嘴；所述分流阀内设有若干个气流分配腔，所述气流分配腔的总面积S分流与所述蒸汽管道的径向面积S管道之比大于等于0.1，即：S分流/S管道≥0.1。所述子喷嘴为平行等距设置，所述子喷嘴出口间距与所述钢板运行速度关系如下：当所述钢板运行速度为30～60m/min时，所述子喷嘴出口中心线距离为50～100mm；当所述钢板运行速度为61～100m/min时，所述子喷嘴出口中心线距离为100～150mm；当所述钢板运行速度为101～150m/min时，所述子喷嘴出口中心线距离为150～200mm；当所述钢板运行速度为151～200m/min时，所述子喷嘴出口中心线距离为200～300mm。所述子喷嘴出口设置为狭缝型或多孔型，且所述子喷嘴出口面积S出口与所述蒸汽管道和所述坩埚顶部连接位置面积S入口之比大于等于0.05～5，即：S出口/S入口≥0.05～5。所述狭缝型子喷嘴出口设置为直线形或者曲线形。所述多孔型子喷嘴出口设置为矩形、圆形或梯形。所述子喷嘴为石墨、陶瓷或者金属材质制成。所述稳压板设置为多孔结构，其上的孔形状为矩形、圆形、三角形、梯形或者是狭缝形。所述稳压板上的孔隙总面积S孔隙总面积与所述蒸汽管道和所述坩埚顶部连接位置面积S入口之比大于等于0.1，即：S孔隙总面积/S出口≥0.1。所述稳压板上的孔形状为矩形、圆形或三角形。所述稳压板上孔隙的走向为直线、曲线或者多层结构。本专利技术所提供的一种能在真空下带钢高效镀膜的真空镀膜装置，金属蒸汽由感应坩埚熔化蒸发获得，蒸汽通过管道进入到布流装置，布流装置中布置导流柱和稳压板，金属蒸汽通过导流柱后其流向得到了改变，分为2～5层蒸汽流股，这些蒸汽流股随后分配至相应的子喷嘴中，子喷嘴内部具有多孔结构的稳压板，子喷嘴之间采用平行等距布置，当蒸汽通过稳压板后由各级喷嘴喷出，形成均匀的喷射流，当高温蒸汽和低温钢板接触时，在钢板表面形成了均匀镀层。从后续子喷嘴形成的金属层不断的覆盖至前端蒸镀金属层上，从而一次形成高效的金属镀层，本专利技术投入少，操作简单，未来可以和真空镀膜技术成套输出。附图说明图1是欧洲专利BE1009321A6的示意图；图2是欧洲专利BE1009317A61的示意图；图3是专利JPS59177370A的示意图；图4是专利US4552092A的示意图；图5是专利WO2018/020311A1的示意图；图6是专利CN103249860A的示意图；图7是专利CN101175866A的示意图；图8是图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能在真空下带钢高效镀膜的真空镀膜装置，所述真空镀膜装置设于钢板的下方，其特征在于：包括坩埚，其外侧设有感应加热器，所述坩埚顶部通过蒸汽管道连有布流箱体，所述蒸汽管道至所述布流箱体方向上设有调压阀和分流阀，所述布流箱体内设有一水平向的稳压板，所述布流箱体顶部连有若干个子喷嘴；/n所述分流阀内设有若干个气流分配腔，所述气流分配腔的总面积S

【技术特征摘要】
1.一种能在真空下带钢高效镀膜的真空镀膜装置，所述真空镀膜装置设于钢板的下方，其特征在于：包括坩埚，其外侧设有感应加热器，所述坩埚顶部通过蒸汽管道连有布流箱体，所述蒸汽管道至所述布流箱体方向上设有调压阀和分流阀，所述布流箱体内设有一水平向的稳压板，所述布流箱体顶部连有若干个子喷嘴；
所述分流阀内设有若干个气流分配腔，所述气流分配腔的总面积S分流与所述蒸汽管道的径向面积S管道之比大于等于0.1，即：
S分流/S管道≥0.1。


2.如权利要求1所述一种能在真空下带钢高效镀膜的真空镀膜装置，其特征在于：所述子喷嘴为平行等距设置，所述子喷嘴出口间距与所述钢板运行速度关系如下：
当所述钢板运行速度为30～60m/min时，所述子喷嘴出口中心线距离为50～100mm；
当所述钢板运行速度为61～100m/min时，所述子喷嘴出口中心线距离为100～150mm；
当所述钢板运行速度为101～150m/min时，所述子喷嘴出口中心线距离为150～200mm；
当所述钢板运行速度为151～200m/min时，所述子喷嘴出口中心线距离为200～300mm。


3.如权利要求1所述一种能在真空下带钢高效镀膜的真空镀膜装置，其特征在于：所述子喷嘴出口设置为狭缝型或多孔型，且所述子喷嘴出口面积S出口与所述蒸汽管道和所述坩埚顶部连接位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：任三兵，樊俊飞，李山青，熊斐，汪义如，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31