專利名稱：用于金屬板退火和熱浸鍍的雙用半自動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對金屬板實行半自動、連續退火和熱浸鍍的雙用裝置，也是一種將 預熱退火和熱浸鍍工藝合二為一的裝置，屬金屬板熱處理及鍍覆工藝技術領域。
背景技術：
為了減緩鋼板的腐蝕或高溫氧化，在很多工業應用場合使用了在鋼板表面鍍覆保護層的工 藝，該保護層通常是鍍覆一層鋅、鋁或鋅鋁多元合金等進行防腐防氧化。鍍層鋼板已經應用在 家電、汽車、建筑和公路等眾多行業中。
工業上主要使用連續熱浸鍍工藝生產鍍層鋼板(如改良森吉米爾法)，在該工藝中，鋼板帶 首先經過還原氣氛下的加熱和退火處理，然后被連續地送入一種由熔融金屬組成的鍍液中，其 中的金屬例如是鋅，鍍液中通常可含有不同含量的鋁，還可能摻有其它添加元素，例如鉛、銻、 鎂、硅等元素。鍍液的溫度取決于各種金屬的性質及其含量。由于目前主要應用的鍍液大多是 以鋅、鋁或鋅鋁合金為主要成分的，因此鍍液溫度通常在40(TC到75(rC之間。
以熱浸鍍55Al—43.4Zn—1.6Si鍍層鋼板為例，隨著鋼帶從熔融鍍液中通過，就在所述鋼板 的表面形成一種復雜的Fe—Zn—Al—Si合金層。
這樣，鋼板在被鍍覆之后，就有了抗腐蝕能力，鍍層的厚度通常是利用空氣吹掃的方法進 行控制的。鍍層與鋼板是利用上述的金屬間合金層粘結到一起的。
目前應用比較廣泛的主要有合金化熱鍍鋅板(GA板)和55Al — 43.4Zn—1.6Si鍍層鋼板 (Galvalume板)等，經過多年的應用和實驗發現，這兩種鍍層的綜合保護性能是同類產品中 最好的，因此得到了廣泛使用。
工業生產中，在金屬板浸入熔融金屬鍍液之前，鋼板首先要經過一還原性氣氛的退火爐， 進入該退火爐的目的是對經過冷軋加工、從而產生顯著加工硬化的鋼板進行再結晶，同時對鋼 板的表面化學狀態進行處理，以促進實際進行熱浸鍍工作時所希望發生的反應。鋼帶被加熱到 600'C到卯(TC左右，具體溫度取決于之前的加工過程，對鋼帶的加熱時間應能保證再結晶和表 面處理工作的完成，然后將鋼帶冷卻到與鍍液溫度相近的溫度范圍。
在為了調整鍍液配方而進行的研究中所存在的一個重要問題是，工業中使用的連續熱浸鍍 機組不適于該研究工作，主要原因是這類大型設備的機組是連續運行的，每調整一次配方都需 要對機組作很大變動，成本較大，且會影響機組的正常生產。鑒于此種原因，就需要一套適合 實驗室規模的模擬工藝，以及一套小型化的，便于更換鍍液配方，且容易更改各個主要浸鍍工 藝參數的生產裝置，用于科學研究及工業產品的開發。發明內容
本實用新型的目的是提供一種用于金屬板退火和熱浸鍍雙用半自動裝置，也即是提供一 種將預熱退火和熱浸鍍工藝合二為一的工藝裝置。
本實用新型涉及一種用于金屬板退火和熱浸鍍的雙用半自動裝置，該裝置包括有滑桿、 穩定管、爐蓋、下熱電偶、上熱電偶、出氣管、金屬板、進光孔、爐體上加熱區、爐體下加 熱區、坩堝、鍍液、保護性氣體進氣口、冷卻噴嘴、氣刀、下滑軌、上滑軌、垂直運動電機、 水平運動電機、觀察孔、升降機構；其特征在于爐體分為退火和預熱作用的爐體上加熱區 和加熱鍍液作用的爐體下加熱區；前者主要預熱和退火被處理的金屬板，后者主要加熱金屬 鍍液；在爐體的底部設有一升降機構以取放盛有鍍液的坩堝；在所述升降機構上面設置有盛 有鍍液的坩堝，所述坩堝置于爐體下加熱區內；在爐體上加熱區內放置有一待處理的金屬板， 該金屬板設有一滑桿與之連接，在金屬板與滑桿的連接端，兩者間有陶瓷或石墨材料塊件連 接過渡，以防止滑桿浸入鍍液發生反應而污染鍍液；在滑桿上端有一穩定管與之相連，而且 穩定管中間設有一金屬牽引線與滑桿的頂端相連接，該牽引線與上面的垂直運動電機相連接， 以牽引作垂直上下滑動；穩定管是為了防止金屬板和滑桿運動時發生振動而達到穩定的作用； 在爐體爐蓋的上方左右兩側各設有氣刀，用于對剛出爐口的己鍍覆的金屬板兩側進行吹掃平 整；爐體上部爐壁一側開有進光孔，在其旁側開有觀察孔；爐體爐蓋的中心位置開有圓孔， 滑桿穿過該圓孔插入于爐體內；在爐體的上加熱區內設有上熱電偶；在爐體的下加熱區內的 盛有金屬鍍液的坩堝內插有下熱電偶；上熱電偶和下熱電偶分別穿過開設在爐蓋邊部位置的 小圓孔，通過導線與溫度自動控制裝置相連接；上熱電偶和下熱電偶分別測量監控預熱區的 溫度和金屬鍍液的溫度；爐體底部升降機構上開有保護性氣體或還原性氣體的進氣口，在爐 體頂部的爐蓋邊緣位置開有出氣口并連接有出氣管；在爐體上方設置有兩個導軌即上導軌和 下導軌，在上導軌上設置有一可在導軌上移動的垂直運動電機和一水平運動電機；兩電機之 間有一金屬帶相連；垂直運動電機使金屬板及與之相連的滑桿作垂直上下運動；水平運動電 機牽引所述的垂直運動電機、相連的穩定管、相連的滑桿和浸鍍好的金屬板連成一體在爐體 外及在上下滑軌上作水平方向運動；并移動至相隔一定距離的冷卻噴嘴附近；冷卻噴嘴設置 固定在下滑軌上，并正對著其下方的浸鍍好的金屬板。
所述的穩定管內置滑槽和滾珠，對滑桿起固定軌跡和防止轉動的作用；所述的滑桿為圓 柱形中空管材或棒材；所述的物體上加熱區和下加熱區之間可添加一個平面形狀與爐蓋相同 的耐熱不銹鋼板以減少上下加熱區之間的熱量交換。
所述的設置在爐口上方的兩個氣刀，其出風口距金屬板的距離在10 50mm之間。所述的保護氣體或還原性氣體為氮氣或氬氣或氫氣或它們的混合氣。
所述的爐體上加熱區和爐體下加熱區可采用獨立加熱方式，并用兩個熱電偶分別監控其 溫度。
所述的冷卻噴嘴噴射冷卻形式為氣冷、水冷或水霧冷。 所述的金屬板主要為鋼板；所述的金屬鍍液主要為鋅、鋁或鋅鋁合金。 本實用新型雙用半自動裝置的優點如下
本使用新型是可以模擬實際生產工藝中從退火段至冷卻段的全過程；可以方便地調節鍍 液成分以及諸多工藝參數，如退火溫度和保溫時間、熱浸鍍溫度和時間、金屬板進出鍍液的 速度、冷卻方式和冷卻速度等。本實用新型裝置運行成本低且工作精度高，適于研究丌發及 金屬鍍板的小批量生產。
圖1是本實用新型雙用熱浸鍍半自動裝置簡單結構的正視圖。 圖2是本實用新型雙用熱浸鍍半自動裝置簡單結構的側視圖。 圖中各數字代號表示如下
1.滑桿、2.穩定管、3.爐蓋、4.下熱電偶、5.上熱電偶、6.出氣管、7.待鍍金屬板、8.進 光孔、9.爐體上加熱區、10.爐體下加熱區、11.坩堝、12.金屬鍍液、13保護性氣體進氣 口、 14.冷卻噴嘴、15.氣刀、16.下滑軌、17.上滑軌、18.垂直運動電機、19.水平運動電 機、20.觀察孔、21.升降機構。
具體實施方式
現將本實用新型熱浸鍍雙用半自動裝置的具體結構實施例敘述于后。
實施例一參見圖1和圖2，本實施例中， 一種用于金屬板退火和熱浸鍍的雙用半自動 裝置包括有滑桿l、穩定管2、爐蓋3、下熱電偶4、上熱電偶5、出氣管6、金屬板7、進 光孔8、爐體上加熱區9、爐體下加熱區IO、坩堝ll、鍍液12、保護性氣體進氣口 13、冷卻 噴嘴14、氣刀15、下滑軌16、上滑軌17、垂直運動電機18、水平運動電機19、觀察孔20、 升降機構21 。爐體分為退火和預熱作用的爐體上加熱區9和加熱鍍液作用的爐體下加熱區10; 前者主要預熱和退火被處理的金屬板7，后者主要加熱金屬鍍液12;在爐體的底部設有一升 降機構21以取放盛有鍍液的坩堝11;在所述升降機構21上面設置有盛有鍍液12的柑堝11， 所述坩堝置于爐體下加熱區10內；在爐體上加熱區9內放置有一待處理的金屬板7，該金屬 板7設有一滑桿1與之連接，在金屬板7與滑桿1的連接端，兩者間有陶瓷或石墨材料塊件 連接過渡，以防止滑桿1浸入鍍液12發生反應而污染鍍液；在滑桿1上端有一穩定管2與之相連，而且穩定管2中間設有一金屬牽引線與滑桿1的頂端相連接，該牽引線與上面的垂直 運動電機18相連接，以牽引作垂直上下滑動；穩定管2是為了防止金屬板和滑桿運動時發生 振動而達到穩定的作用；在爐體爐蓋3的上方左右兩側各設有一氣刀15，用于對剛出爐口的 已鍍覆的金屬板7兩側進行吹掃平整；爐體上部爐壁一側開有進光孔8，在其旁側開有觀察 孔20;爐體爐蓋3的中心位置開有圓孔，滑桿l穿過該圓孔插入于爐體內；在爐體的上加熱 區內設有上熱電偶5;在爐體的下加熱區10內的盛有金屬鍍液12的坩堝11內插有下熱電偶 4;上熱電偶5和下熱電偶4分別穿過開設在爐蓋3邊部位置的小圓孔，通過導線與溫度自動 控制裝置相連接；上熱電偶5和下熱電偶4分別測量監控預熱區的溫度和金屬鍍液的溫度； 爐體底部升降機構21上開有保護性氣體或還原性氣體的進氣口 13，在爐體頂部的爐蓋3邊 緣位置開有出氣口并連接有出氣管6;在爐體上方設置有兩個導軌即上導軌17和下導軌16， 在上導軌17上設置有一可在導軌上移動的垂直運動電機18和一水平運動電機19;兩電機之 間有一金屬帶相連；垂直運動電機18使金屬板7及與之相連的滑桿1作垂直上下運動；水平 運動電機19牽引所述的垂直運動電機18、相連的穩定管2、相連的滑桿1和浸鍍好的金屬板
7連成一體在爐體外及在上下滑軌上作水平方向運動；并移動至相隔一定距離的冷卻噴嘴14
附近；冷卻噴嘴14設置固定在下滑軌16上，并正對著其下方的浸鍍好的金屬板7。冷卻噴
嘴14的噴射以水冷或水霧冷或氣冷方式對金屬板進行冷卻。
穩定管2內置滑槽和滾珠，對滑桿1起固定軌跡和防止轉動的作用；滑桿1為圓柱形中
空管材或棒材；滑桿1與爐蓋3中心圓孔之間的接觸部分設置有高溫橡膠密封以起密封作用。 爐體上加熱區9和下加熱區10之間可添加有一個平面形狀與爐蓋相同的耐熱不銹鋼以減
少上下加熱區之間的熱量交換。
設置在爐口上方的兩個氣刀15，其出風口距金屬板7的距離在10 50mm之間。
所采用的保護氣體或還原性氣體為氮氣或氬氣或氫氣或它們的混合氣。
爐體上加熱區9和爐體下加熱區10可采用獨立加熱方式，并用兩個熱電偶分別監控其溫度。
本實用新型裝置中所采用的待鍍金屬板7主要是鋼板；所采用的金屬鍍液12主要是鋅、 鋁或鋅鋁合金。
本實施例中的熱浸鍍雙用半自動裝置的具體運作過程舉例說明如下-在坩堝中放入純鋅或鋅合金，坩堝經升降機構送入爐內，開啟電爐將鋅或鋅合金熔化， 然后對其保溫，保溫溫度在40(TC到54(TC的范圍內。將待鍍鋼板固定在滑桿下端，啟動垂直 運動電機，驅動滑桿使鋼板進入爐體上加熱區，關閉爐蓋，將鋼板加熱到某一溫度進行退火，
7該溫度例如在350'C到50(TC的范圍內。退火完成后，調整爐體上加熱區的加熱溫度，使鋼板 溫降至一定溫度，如40(TC到54(TC的范圍內。然后啟動垂直運動電機使鋼板沉沒入爐體下加 熱區的鍍液中，經熱浸鍍5 20秒后，將鋼板從爐體中提出，并經氣刀吹掃平整。然后啟動 水平運動電機，帶動垂直運動電機、穩定管、滑桿以及鋼板四個部分整體水平移動，直至移 動至冷卻噴嘴處為止，利用冷卻噴嘴噴出的冷卻水對鋼板進行冷卻。己鍍鋼板冷卻至室溫后 將其從滑桿上取下，即得到成品鍍鋅鋼板。
權利要求1. 一種用于金屬板退火和熱浸鍍的雙用半自動裝置，該裝置包括有滑桿〔1〕、穩定管〔2〕、爐蓋〔3〕、下熱電偶〔4〕、上熱電偶〔5〕、出氣管〔6〕、金屬板〔7〕、進光孔〔8〕、爐體上加熱區〔9〕、爐體下加熱區〔10〕、坩堝〔11〕、鍍液〔12〕、保護性氣體進氣口〔13〕、冷卻噴嘴〔14〕、氣刀〔15〕、下滑軌〔16〕、上滑軌〔17〕、垂直運動電機〔18〕、水平運動電機〔19〕、觀察孔〔20〕、升降機構〔21〕，其特征在于爐體分為退火和預熱作用的爐體上加熱區〔9〕和加熱鍍液作用的爐體下加熱區〔10〕；前者主要預熱和退火被處理的金屬板〔7〕，后者主要加熱金屬鍍液〔12〕；在爐體的底部設有一升降機構〔21〕以取放盛有鍍液的坩堝〔11〕；在所述升降機構〔21〕上面設置有盛有鍍液〔12〕的坩堝〔11〕，所述坩堝置于爐體下加熱區〔10〕內；在爐體上加熱區〔9〕內放置有一待處理的金屬板〔7〕，該金屬板〔7〕設有一滑桿〔1〕與之連接，在金屬板〔7〕與滑桿〔1〕的連接端，兩者間有陶瓷或石墨材料塊件連接過渡，以防止滑桿〔1〕浸入鍍液〔12〕發生反應而污染鍍液；在滑桿〔1〕上端有一穩定管〔2〕與之相連，而且穩定管〔2〕中間設有一金屬牽引線與滑桿〔1〕的頂端相連接，該金屬牽引線與上面的垂直運動電機〔18〕相連接，以牽引作垂直上下滑動；穩定管〔2〕是為了防止金屬板和滑桿運動時發生振動而達到穩定的作用；在爐體爐蓋〔3〕的上方左右兩側各設有氣刀〔15〕，用于對剛出爐口的已鍍覆的金屬板〔7〕兩側進行吹掃平整；爐體上部爐壁一側開有進光孔〔8〕，在其旁側開有觀察孔〔20〕；爐體爐蓋〔3〕的中心位置開有圓孔，滑桿〔1〕穿過該圓孔插入于爐體內；在爐體的上加熱區內設有上熱電偶〔5〕；在爐體的下加熱區〔10〕內的盛有金屬鍍液〔12〕的坩堝〔11〕內插有下熱電偶〔4〕；上熱電偶〔5〕和下熱電偶〔4〕分別穿過開設在爐蓋〔3〕邊部位置的小圓孔，通過導線與溫度自動控制裝置相連接；上熱電偶〔5〕和下熱電偶〔4〕分別測量監控預熱區的溫度和金屬鍍液的溫度；爐體底部升降機構〔21〕上開有保護性氣體或還原性氣體的進氣口〔13〕，在爐體頂部的爐蓋〔3〕邊緣位置開有出氣口并連接有出氣管〔6〕；在爐體上方設置有兩個導軌即上導軌〔17〕和下導軌〔16〕，在上導軌〔17〕上設置有一可在導軌上移動的垂直運動電機〔18〕和一水平運動電機〔19〕；兩電機之間有一金屬帶相連；垂直運動電機〔18〕使金屬板〔7〕及與之相連的滑桿〔1〕作垂直上下運動；水平運動電機〔19〕牽引所述的垂直運動電機〔18〕、相連的穩定管〔2〕、相連的滑桿〔1〕和浸鍍好的金屬板〔7〕連成一體在爐體外及在上下滑軌上作水平方向運動，并移動至相隔一定距離的冷卻噴嘴〔14〕附近；冷卻噴嘴〔14〕設置固定在下滑軌〔16〕上，并正對著其下方的浸鍍好的金屬板〔7〕。
2. 如權利要求1所述的一種用于金屬板退火和熱浸鍍的雙用半自動裝置，其特征在于所述的穩定管(2)內置滑槽和滾珠，對滑桿(1)起固定軌跡和防止轉動的作用；所述的滑桿(1) 為圓柱形中空管材或棒材；所述的物體上加熱區(9〕和下加熱區(10)之間可添加一個 平面形狀與爐蓋相同的耐熱不銹鋼板以減少上下加熱區之間的熱量交換。
3. 如權利要求1所述的一種用于金屬板退火和熱浸鍍的雙用半自動裝置，其特征在于所述的 設置在爐口上方的兩個氣刀(15)，其出風口距金屬板(7)的距離在10 50mm之間。
4. 如權利要求1所述的一種用于金屬板退火和熱浸鍍的雙用半自動裝置，其特征在于所述的 保護氣體或還原性氣體為氮氣或氬氣或氫氣或它們的混合氣。
5. 如權利要求1所述的一種用于金屬板退火和熱浸鍍的雙用半自動裝置，其特征在于所述的 爐體上加熱區(9)和爐體下加熱區(10)可采用獨立加熱方式，并用兩個熱電偶分別監 控其溫度。
6. 如權利要求1所述的一種用于金屬板退火和熱浸鍍的雙用半自動裝置，其特征在于所述的 冷卻噴嘴(14)噴射冷卻形式為氣冷、水冷或水霧冷。
7. 如權利要求1所述的一種用于金屬板退火和熱浸鍍的雙用半自動裝置，其特征在于所述的 金屬板(7)主要為鋼板；所述的金屬鍍液〔12)主要為鋅、鋁或鋅鋁合金。
專利摘要本實用新型涉及一種對金屬板實行半自動、連續退火和熱浸鍍的雙用裝置，屬金屬板熱處理及鍍覆工藝技術領域。本實用新型雙用半自動裝置具有一爐體，其分作上加熱區〔9〕和下加熱區〔10〕，對金屬板〔7〕實行連續退火和熱浸鍍。通過進氣口〔13〕向爐內通入保護性氣體，在垂直運動電機〔18〕的牽引作用下，利用滑桿〔1〕帶動金屬板〔7〕進入爐體上加熱區〔9〕中進行退火和預熱，之后將金屬板〔7〕垂直送入爐體下加熱區〔10〕的坩堝〔11〕內的金屬鍍液〔12〕中，浸鍍一定時間，將金屬板〔7〕從爐口垂直提出爐體，用架置在爐蓋〔3〕上方的氣刀〔15〕將其表面鍍液吹掃平整，最后用水平運動電機〔19〕牽引垂直運動電機〔18〕、相連的滑桿〔1〕、穩定管〔2〕以及金屬板〔7〕整體沿雙滑軌〔16；17〕作水平移動，移至與上爐體有一定距離的冷卻噴嘴〔14〕處進行冷卻。
文檔編號C23F17/00GK201268723SQ20082015390
公開日2009年7月8日 申請日期2008年10月13日 優先權日2008年10月13日
發明者周國治, 張中可, 張捷宇, 謙 李, 帆 楊, 趙云鶴, 趙陽子, 云 車 申請人:上海大學