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CN110312817B - 镀覆装置和镀覆方法 - Google Patents

镀覆装置和镀覆方法 Download PDF

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CN110312817B CN201780086979.0A CN201780086979A CN110312817B CN 110312817 B CN110312817 B CN 110312817B CN 201780086979 A CN201780086979 A CN 201780086979A CN 110312817 B CN110312817 B CN 110312817B
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Abstract

本发明涉及一种将熔融镀液从预熔槽传递到镀覆槽的镀覆装置和镀覆方法，该镀覆装置包括：预熔槽，容纳熔融镀液；镀覆槽，容纳镀覆于钢板的熔融镀液；流槽，连接预熔槽和镀覆槽以传递熔融镀液；管部件，将预熔槽的熔融镀液传递到流槽；以及气体供应部件，将气体供应到管部件。

Description

镀覆装置和镀覆方法
技术领域
本发明涉及一种镀覆装置和镀覆方法，更具体地，涉及一种将熔融镀液从预熔槽传递到镀覆槽的镀覆装置和镀覆方法。
背景技术
近年来，热浸镀锌钢板(Hot-dip Galvanized Steel Sheets，GI)和合金化热镀锌钢板(Galvannealed Steel Sheets，GA)由于其优异的耐腐蚀性和经济性，作为汽车或家用电器等的表面处理钢板的需求增加。
所述热浸镀锌钢板(GI)和合金化热浸镀锌钢板(GA)是将待镀覆的作为镀覆钢板的带钢(strip)通过炉鼻(snout)浸渍于填充有熔融锌镀液的镀覆槽内，以在沉没辊和稳定辊之间进行镀覆。然而，近年来，镀覆装置被配置为双锅系统(dual pot system)，将熔融在预熔槽(Pre-melt Pot)中的熔融锌(Molten Zinc)或熔融的相似合金通过具有预定的倾斜度的流槽(Launder)传递到镀覆槽(主锅(Main Pot)或工作锅(Working Pot))中，并将镀覆钢板浸渍在所述镀覆槽中以进行镀覆。
在连续热浸镀工艺(CGL)中，需要通过流槽从预熔槽接收在镀覆槽中镀覆而消耗的镀液量的镀液。将大型钢锭(ingot)投入预熔槽中，使镀液通过流槽溢出到镀覆槽中，从而能够供应镀液，并且在此过程中，需要保持流槽内的温度和气氛，以防止镀液凝固。
但是，在所述连续热浸镀工艺中，存在熔汤的供应速度不恒定且缓慢的问题。另外，难以调节镀覆槽内的镀浴的成分。另外，在流槽内部生成的氧化物污染镀覆槽中的熔汤，结果引起镀覆产品的表面缺陷。另外，为了保持流槽内部的温度，需要运用气体燃烧器，在这种情况下，在设备维护方面存在许多困难，例如除去作为副产物产生的氧化物等。
公开专利公报第10-2012-0071832号公开了材料冷却输送装置，但是仍具有将废热散发到大气中的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的实施例提供一种镀覆装置和镀覆方法，能够从预熔槽连续地供应在镀覆槽中消耗的镀液量的镀液，而无需在流槽中安装额外的气体燃烧器，并且与在预熔槽中直接投入钢锭而引起的镀液溢流(overflow)无关。
(二)技术方案
根据本发明的一个方面，可以提供一种镀覆装置，包括：预熔槽，容纳熔融镀液；镀覆槽，容纳镀覆于钢板的所述熔融镀液；流槽，连接所述预熔槽和所述镀覆槽以传递所述熔融镀液；管部件，将所述预熔槽的所述熔融镀液传递到所述流槽；以及气体供应部件，将气体供应到所述管部件。
另外，在所述管部件中，所述预熔槽的所述熔融镀液流入的流入口可以浸渍于所述预熔槽的所述熔融镀液中。
另外，所述管部件的所述流入口可以位于所述预熔槽中容纳的所述熔融镀液水位的一半以下。
另外，所述气体供应部件的供应所述气体的供应部可以位于所述预熔槽的所述熔融镀液的表面上方，将所述气体传递到所述管部件的排出口可以位于所述管部件的所述流入口内侧。
另外，所述气体供应部件所供应的气体可以是惰性气体或非氧化性气体。
另外，所述气体供应部件还可以包括能够调节气体流量的喷嘴。
另外，所述管部件还可以包括与所述流槽连接且可旋转地设置的连接部。
另外，所述管部件可以被配置成可沿上下方向移动。
另外，所述管部件可以被配置成通过齿条和小齿轮的组件可沿上下方向移动。
另外，所述镀覆装置还可以包括：过滤器，过滤从所述预熔槽传递到所述镀覆槽的所述熔融镀液中的杂质。
根据本发明的另一方面，可以提供一种镀覆方法，该方法为从生成熔融镀液的预熔槽将所述熔融镀液传递到用所述熔融镀液镀覆钢板的镀覆槽中，其中，向连接所述预熔槽和所述镀覆槽来传递所述熔融镀液的流槽供应气体。
另外，所述气体的温度可以被设置成350摄氏度以上且1300摄氏度以下的温度。
另外，所述气体可以是惰性气体或非氧化性气体。
另外，所述熔融镀液可以通过设置在所述预熔槽的管部件传递到所述流槽，所述气体可以被供应到浸渍于所述预熔槽的所述熔融镀液中的所述管部件的流入口。
另外，可以供应所述气体以降低所述管部件内的所述熔融镀液的比重。
另外，可以利用在所述镀覆槽中消耗的所述熔融镀液的流量信息，调节从所述预熔槽传递到所述流槽的所述熔融镀液的流量。
另外，可以利用在所述镀覆槽中消耗的所述熔融镀液的流量信息，调节所述气体的流量。
另外，所述气体的流量可以为在所述镀覆槽中消耗的所述熔融镀液的流量的两倍以上。
(三)有益效果
根据本发明的实施例的镀覆装置和镀覆方法可以保持镀覆槽的镀浴水平面、温度和组分恒定，并且可以精确地控制，因此可以提高镀覆钢板的质量。
另外，防止通过流槽流入氧化物，从而可以改善镀覆钢板的表面质量。
另外，不需要在流槽内部使用用于保持温度的气体燃烧器，并且可以防止此时产生的氧化物的产生。由此可以降低镀覆装置的维护成本。
另外，能够制造成便于拆卸和更换用于注入高温惰性气体的喷嘴和管部件的结构，从而改善使用耐久性并且具有优异的操作稳定性。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的实施例的镀覆装置1的图。
图2是用于说明镀覆槽200中的镀覆工艺的图。
图3是根据本发明的第一实施例的气体供应装置400的放大图。
图4是根据本发明的第二实施例的气体供应装置401的放大图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
以下说明的实施例是为了向本发明所属技术领域的普通技术人员充分转达本发明的思想而提供的示例。本发明并不限定于以下说明的实施例，也可以以其他方式具体化。为了清楚地说明本发明，图中省略与说明无关的部分，并且为了便利，图中可以放大表示组件的宽度、长度和厚度等。在整个说明书中相同的附图标记表示相同的组件。
图1是示意性地示出根据本发明的实施例的镀覆装置1的图。
参照图1，根据本发明的实施例的镀覆装置1包括：预熔槽(Premelt Pot)100，使锌熔融以生成作为熔融镀液的熔融锌(Molten Zinc)或容纳熔融镀液；镀覆槽(主锅(MainPot)或工作锅(Working Pot))200，容纳镀覆在钢板上的熔融锌；以及流槽(流水槽，Launder)300，位于预熔槽100与镀覆槽200之间。
另一方面，在本发明的实施例的镀覆装置中使用的镀液并不限定于熔融锌。在镀覆装置中可以使用包括诸如锌(Zn)、铝(Al)或镁(Mg)的多种镀液。
钢锭(Ingot)I被投入预熔槽100中并溶解于镀浴中。
流槽300用于连接预熔槽100和镀覆槽200以传递镀液，并且可以被设置成具有倾斜度。在这种情况下，镀液从预熔槽100流入的高度被设置成高于镀液从镀覆槽200流出的高度，使得镀液可以通过势能移动到镀覆槽200内部。
图2是用于说明镀覆槽200中的镀覆工艺的图。
参照图2，在退火炉(未示出)中热处理的带钢S通过炉鼻210流入镀覆槽200的镀浴中之后离开镀覆槽200时，熔融锌附着于带钢S的表面上。镀覆熔融锌的带钢S在镀覆槽200中通过沉没辊220改变方向，并通过引导辊230引导以垂直移动。
在经过镀覆槽200时涂覆在带钢S的表面上的镀层通过由气刀240高速喷射的气体等被调节到适当的厚度，然后通过冷却装置(未示出)时冷却并凝固，然后通过上部辊(未示出)改变方向并移动到下一个工序。
图3是根据本发明的第一实施例的气体供应装置400的放大图。
参照图3，根据第一实施例的气体供应装置400可以包括：管部件410，容纳清洁镀液；气体供应部件420，向管部件410的内部供应气体；以及过滤器430，过滤流入流槽300的镀液中的杂质。
管部件410可以是中空的管形状，其一侧被开放而形成流入口411，另一侧被开放而形成流出口412，并且可以形成连接流入口411和流出口412的管道413。例如，管部件410可以沿上下方向设置，使得流入口411浸渍在镀浴中。
并且，流入口411可以位于预熔槽100的底部，以在内部容纳清洁的镀浴。此外，流出口412可以位于高于镀浴水平面(level)L的位置并且连接到流槽300。
并且，管部件410可以由金属或非金属制成。
另外，可以根据要供应的镀液的量来选择管部件410的浸渍在镀浴中的部分的容积。也就是说，在管道413的内径预先被确定的情况下，可以根据要供应的镀液的量来选择管部件410的浸渍深度H-h。
并且，可以准备管道413的内径和浸渍深度H-h以确保可泵送的扬程h。例如，浸渍深度H-h可以设置为总高度H的一半以上。优选地，浸渍深度H-h可以设置为总高度H的70％以上。在这种情况下，总高度H可以通过流入口411和流出口412之间的高度差来计算。
并且，可以调节扬程h以满足镀浴水平面L和流出口412之间的距离。图中示出管部件410内部的镀浴的高度高于流出口412的高度的状态。
气体供应部件420延伸使得其一侧设置在镀浴外部，其另一侧设置在管部件410内部，从而可以将高温惰性气体或非氧化性气体分散到容纳清洁的镀液的管道413中。
并且，气体供应部件420的供应气体的供应部可以位于镀浴表面的上方，并且将气体传递到管部件410的排出口可以位于管部件410的流入口411内侧。例如，气体供应部件420可以配置成包括向下弯曲的U字形状以使排出口朝上。在这种情况下，通过排出口排出的气体可以在镀浴中以气泡上升的方式在管道413中移动。
并且，排出口可以配置在管部件410的流入口411内侧中更高的位置。因此，可以防止通过排出口排出的气体流失到管部件410的外侧。
气体供应部件420将高温惰性气体供应到管部件410内部以降低容纳在管道413的镀浴的密度，从而可以通过流槽300将镀液供应到镀覆槽200中。
具体地，当将高温惰性气体供应到包含清洁镀液的管部件410内部时，管道413中的镀液和通过流入口411注入的惰性气体彼此混合以降低镀浴的每单位体积的比重。结果，管部件410内部的镀浴的压力降低，因此管部件410内部的镀浴由于管部件410外部的镀浴的压力而上升，从而可以确保扬程h。
并且，气体供应部件420可以包括喷嘴421，其能够调节喷射到镀浴中的惰性气体的流量。
惰性气体的供应流量与供应到镀覆槽200的镀浴的排出流量相关联。即，气体供应部件420使用喷嘴421控制高温惰性气体的流量，从而可以调节供应到镀覆槽200的镀液的供应流量。
例如，当扬程h是总高度H的一半时，需要以要供应镀液的流量的两倍以上的流量供应惰性气体。
另一方面，通过气体供应部件420注入的惰性气体的温度可以在350摄氏度至1300摄氏度之间。并且，镀覆装置1可以包括能够调节惰性气体温度的锅炉(未示出)。
气体供应部件420可以将供应的惰性气体从350摄氏度以上加热到镀浴成分的锌的挥发温度即1300摄氏度以下，以将惰性气体喷射到管部件410。
此外，高温惰性气体可以增加可提供的扬程h，并且当混合有所述惰性气体的镀浴通过长流槽300时，还可以执行保温功能来防止镀浴凝固。此外，高温惰性气体可以防止镀浴的氧化现象来防止可能由氧化的镀浴引起的带钢S的表面缺陷。另外，可以通过适当地调节供应气体的温度，维护成本与在流槽300内部运用氧化性气体燃烧器的传统情况相比降低。
另外，当使用气体供应部件420时，可以进行连续镀覆工艺。在连续镀覆工艺中，镀覆槽200可以从预熔槽100接收在镀覆槽200中镀覆于带钢S而被消耗的镀液量的清洁的镀液。并且可以自动控制或者根据操作员的判断而手动控制在连续镀覆工艺中供应的镀液的量。
过滤器430可以设置在管部件410和流槽300的连接部，以防止预熔槽100内的镀浴中的杂质混入镀覆槽200中。并且过滤器430可以形成为网格形状，例如，可以通过50μm以上且5mm以下的网格来阻挡镀浴中的杂质。并且过滤器430可以在被加热到400到700摄氏度之间的高温的状态下使用或者使用超声波来防止杂质的吸附。
为了检查气体供应装置400的性能，将在实验室中进行的检查结果表示在表1中。
在表1中，时间基于填充2l浴缸所需的时间，并且假设熔融锌的比重为6.5g/cm3，对熔融锌的供应能力进行了实验。
[表1]
Figure BDA0002173040930000081
根据上述实验结果，当使用外径为50mm且内径为30mm的管部件410并且镀浴中的浸渍深度H-h为900mm时，浸渍在镀浴中的部分的容积为636cm2，此时，当将5l/分钟的气体注入管部件410内部时，可以供给约80l/小时的镀液。此外，在比重为6.5g/cm3的熔融锌的情况下，可以以500kg/小时的效率供应镀液。
图4是根据本发明的第二实施例的气体供应装置401的放大图。
参照图4，根据第二实施例的气体供应装置401可以调节浸渍深度H-h。即，可以调节管部件410的位置或深度。
例如，管部件410可以被设置成可通过齿条和小齿轮的方式上下移动。齿条415可以设置在管部件410的一侧上，小齿轮416可以设置在预熔槽100的一侧上。并且小齿轮416可以被设置成电连接到马达417以通过马达417的动力旋转。此外，轨道可以设置在管部件410的外侧或预熔槽100的内侧，以引导管部件410的上下移动。
另外，齿条415和小齿轮416的位置可以发生改变。即，小齿轮可以设置在管部件410的一侧，齿条415可以设置在预熔槽100的一侧。
另外，不同于图4所示，管部件410的上下位置可以通过其他不同方式发生变化。例如，管部件410可以被设置成其上下位置通过汽缸、链条或其他齿轮结合方式发生变化。
另外，气体供应装置401可以被设置成管部件410和流槽300的连接部414可发生变化。例如，当管部件410的上下位置发生变化时，与流槽300的结合角度可以发生变化。
连接部414可以被设置成可旋转的结构。例如，连接部414可以被设置成铰链结构。
参照附图中示出的一个实施例对本发明进行了说明，但是这仅是示例，本技术领域的普通技术人员应理解在此基础上可以实现多种改变以及等同的其他实施例。因此，本发明的真正范围应仅由权利要求书确定。

Claims (10)

1.一种镀覆装置，包括：
预熔槽，容纳熔融镀液；
镀覆槽，容纳镀覆于钢板的所述熔融镀液；
流槽，连接所述预熔槽的上部和所述镀覆槽以传递所述熔融镀液；
管部件，其上部与所述流槽连接，所述熔融镀液流入的流入口浸渍于所述预熔槽的所述熔融镀液中，以将所述预熔槽的所述熔融镀液引导到所述流槽；以及
气体供应部件，将350摄氏度以上且1300摄氏度以下温度的惰性气体或非氧化性气体供应到所述管部件。
2.根据权利要求1所述的镀覆装置，其中，
所述管部件的所述流入口位于所述预熔槽中容纳的所述熔融镀液水位的一半以下。
3.根据权利要求1所述的镀覆装置，其中，
所述气体供应部件的供应所述气体的供应部位于所述预熔槽的所述熔融镀液的表面上方，将所述气体传递到所述管部件的排出口位于所述管部件的所述流入口内侧。
4.根据权利要求1所述的镀覆装置，其中，
所述气体供应部件还包括能够调节气体流量的喷嘴，
所述管部件被设置成可沿上下方向移动，并且还包括与所述流槽连接且可旋转地设置的连接部。
5.根据权利要求4所述的镀覆装置，其中，
所述管部件被设置成通过齿条和小齿轮的组件可沿上下方向移动。
6.根据权利要求1所述的镀覆装置，还包括：
过滤器，过滤从所述预熔槽传递到所述镀覆槽的所述熔融镀液中的杂质。
7.一种镀覆方法，该方法为从生成熔融镀液的预熔槽将所述熔融镀液传递到用所述熔融镀液镀覆钢板的镀覆槽中，
其中，设置流槽和管部件，其中，所述流槽将所述熔融镀液从所述预熔槽的上部传递至所述镀覆槽，所述管部件将所述预熔槽内的所述熔融镀液引导到所述流槽，
并且，将350摄氏度以上且1300摄氏度以下温度的惰性气体或非氧化性气体供应到浸渍于所述预熔槽中的所述管部件的内部。
8.根据权利要求7所述的镀覆方法，其中，
利用在所述镀覆槽中消耗的所述熔融镀液的流量信息，调节从所述预熔槽传递到所述流槽的所述熔融镀液的流量。
9.根据权利要求7所述的镀覆方法，其中，
利用在所述镀覆槽中消耗的所述熔融镀液的流量信息，调节所述气体的流量。
10.根据权利要求9所述的镀覆方法，其中，
所述气体的流量为在所述镀覆槽中消耗的所述熔融镀液的流量的两倍以上。
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