一种镀锌设备和镀锌工艺的制作方法

本发明涉及镀锌加工领域，具体涉及一种镀锌设备和镀锌工艺。

背景技术：

镀锌是指在金属、合金或者其他材料的表面镀一层锌以起到美观、防锈等作用的表面处理技术。主要采用的方法是热镀锌。热镀锌抗腐蚀能力高于其他处理方式，不易生锈。热镀锌也叫热浸锌和热浸镀锌，是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。在各种保护钢基体的涂镀方法中，热镀锌是非常优良的一种。它是在锌呈液体的状态下，经过了相当复杂的物理、化学作用之后，在钢铁上不仅镀上了较厚的纯锌层，而且还生成一种锌铁合金层。

这种镀法，不仅具备了电镀锌的耐腐蚀特点，而且由于具有锌铁合金层，且具有强耐蚀性。因此这适用于各种强酸、碱雾气等强腐蚀环境中。热镀锌产品对钢铁的减蚀延寿、节能节材起着不可替代的作用，随高压输电、交通、通讯事业迅速发展，对钢铁件防护要求越来越高，热镀锌需求量也不断增加。

在实际的热镀锌的整套生产过程中，包括多个环节，例如穿件、酸洗、助镀、镀锌、水冷、钝化、打磨等。但是现有的镀锌存在一定的缺陷与弊端，如资源的浪费。这里的资源包括水资源和热资源。在热镀锌的传统工艺中，如中国专利文件cn105603349a中公布的技术方案，存在水洗环节，水资源损耗较大。同时，水冷这个环节要定期补充冷凝水，也进一步增大了损耗量。另一方面，在镀锌这个环节中，热量的流失损耗较大，热能利用率不高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种镀锌设备和镀锌工艺，对工件表面能高效进行镀锌处理，全程效率高，水资源与热资源的损耗降低。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种镀锌工艺，包含如下步骤：

步骤一、酸洗步骤，将工件传送入酸洗池，酸洗区域全封闭，且该区域中无人化操作；

步骤二、助镀步骤，将酸洗后的工件传送进入助镀槽，在所述助镀槽中还设有用于去除工件表面残留酸液和调整铁离子浓度的除铁装置；

步骤三、镀锌步骤，将助镀后的工件传送进入高温的锌锅内，所述锌锅封闭设计；

步骤四、水冷步骤，将高温镀锌之后的工件放入冷却池，所述水冷池连接有冷却水管，所述冷却池中的冷却水在所述冷却水管循环流动的过程中达到自然冷却；

步骤五、钝化步骤，将工件移动到钝化区进行钝化处理。

作为本发明的优选，在镀锌步骤之前还包含干燥步骤，在该步骤中，助镀后的工件传送经过干燥坑。

作为本发明的优选，还包含预热步骤，工件在进入所述干燥坑和进入所述助镀槽时都进行了高温预热。

作为本发明的优选，在预热步骤中的高温供给来自于使用传热装置将所述锌锅内的热量导出至所述干燥坑和所述助镀槽。

一种镀锌设备，按照工件的传送向前的方向，依次包含有酸洗池、锌锅和冷却池，还包含有用于运输工件的抓料组件，所述抓料组件包括位于所述酸洗池、所述锌锅和所述冷却池上方的主轨道和在所述主轨道上滑行的行车装置，所述酸洗池位于全封闭且无人化操作的区域中，所述锌锅包含锅体和将所述锅体封闭的封闭罩。

作为本发明的优选，所述行车装置包含沿着所述主轨道滑动的主车和能在所述主车上滑动的副车，所述主车的滑行轨迹与所述副车的滑行轨迹成α角度，所述副车上连接有钩料件，所述钩料件在竖直方向可升降。

作为本发明的优选，所述冷却池连接有冷却水管，冷却水通过冷却水管在循环流动的过程中自然冷却。

作为本发明的优选，还包括干燥坑、助镀槽和与所述锌锅相连且用于将所述锌锅内的热量引导至所述干燥坑与所述助镀槽中的传热装置。

作为本发明的优选，所述助镀槽连接有用于去除工件表面残留酸液和调整铁离子浓度的除铁装置。

作为本发明的优选，所述锌锅连接有锌烟除尘洗涤装置，所述酸洗池所在的封闭区域设有用于将酸气排出的酸气排出管道，所述酸气排出管道连接酸液洗涤装置。

综上所述，本发明具有如下有益效果：

1.锌锅的热量经过回收处理，工件在进行助镀和干燥工序的时候提前进行了热量预热。

2、锌锅采用封闭式设计，锁住热量且保护环境。

3、工件进料的方式为长度方向进料，便于在封闭式的锌锅出入。

附图说明：

图1是实施例1的示意图；

图2是固定架的示意图；

图3是图1中封闭厂房和锌锅的示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是图1中冷却厂房和锌锅的示意图；

图6是图5a处细节放大图；

图7是图5的俯视图；

图8是抓料组件的行走路线轨迹图。

图中：

1、冷却厂房，11、冷却池，12、钝化区，2、冷却水管，21、进水部，22、出水部，23、主散热部，3、锌锅，31、封闭罩，32、锅体，4、锌烟除尘洗涤装置，5、抓料组件，51、主轨道，52、行车装置，521、主车，522、副车，53、钩料件,6、传热装置，61、连接道一，62、连接道二，63、排出道，7、封闭厂房，71、酸洗池，72、干燥坑，73、助镀槽，8、固定架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1，如图1和图2所示，在处理之前，首先进行穿件的工序。在实际处理中，有大体积的工件和小体积的工件。大集体的工件就被图1中的行车装置直接抓取运输，而小体积的工件，则被工人放置在固定架8上。如图2所示，固定架8采用多层设计，每层都可挂取工件，优化工件的处理效率。

而固定架8的竖直深度和层数设计也可以定制或调节。

随后，大体积工件或者固定架8就被抓到抓料组件5上，抓料组件5的主要行进方向就是主轨道51的延伸方向，在本文中，定义传送方向为前后方向，水平与前后方向垂直的即为左右两侧方向，如图3中所示的箭头，即是传送的向前方向。

如图3和图4所示，在图3和图4中，是整个工件镀锌的其中两个步骤，分别是酸洗步骤和高温镀锌步骤。

首先是酸洗步骤，将工件传输进酸洗池71.图3和图4中绘制的箭头表示工件的传输方向。在本案中，使用了“竖向进料”的方式，即工件的传输前进方向是自身的长度方向，相对应的，酸洗池71的长度方向也是工件的传输前进方向。

酸液池71单独放在封闭厂房7中，并不与后续的锌锅3放在一个厂房之中。在本案中，实现封闭厂房7的独立、封闭、无人化、自动化设计。由于酸液的挥发对人体健康有害，故独立且封闭设计，并且不安排工人进行人工操作，一切都有自动化设备来完成。而挥发的酸气也不直接排向大气，利用厂房内的酸气排出管道，排放至酸液洗涤装置，酸液洗涤装置可以对挥发的酸气进行处理，进行二次回收利用。

工件进行酸洗处理之后，要先经过中间步骤，即先经过助镀槽73进行助镀，再通过干燥坑72，随后再进入锌锅3中进行高温镀锌步骤。

助镀是将酸洗之后的工件浸泡入助镀液，作为在镀锌前的一到重要工序，助镀不仅直接影响镀层质量，还对锌耗成本有较大影响。在现有技术中，在助镀之前会有水洗装置，去除工件表面残留的酸和铁离子。但是这样的方式对水资源存在较大程度的消耗，故在本案中，使用除铁装置。除铁装置可以采用现有技术中的设备，通过氧化、吸附、过滤等综合方式，一方面去除了工件表面上残留的酸，另一方面将铁离子浓度控制在合理范围中。助镀结束之后，工件再被传入干燥坑72之中干燥，随后进入锌锅3中进行高温镀锌处理。

原本的高温镀锌是一个盛满高温锌液的锅，维持在435°—445°之间，并且是敞开的。敞开会有若干缺陷，缺陷一、高温会产生锌铁合烟，直接排入大气造成污染。缺陷二、温度损耗严重，需要不断补充能源来维持热量，能耗大。在本实施例中，我方设置锌锅3为封闭设计。高温锌液位于锅体32内部，在锅体32外侧用封闭罩31罩住，使得锅体32处于全封闭的状态。一方面，维持了内部温度，另一方面，锌铁合烟不会直接被排入大气，而是通过预设的管道排出，进入与之连接的除尘洗涤装置4，杂质沉淀。

如图3和图4所示，图示中的箭头即是工件的传送方向。锌锅3的长度方向设置是与工件的长度方向平行，且与工件的传输方向平行。这样的好处是，由于锌锅3是采用封闭式设计，会在封闭罩31上开设用于工件进出的小门。这样的方向和开口设置，可以使得进出口开设的面积更小，更便于开启和闭合。

锅体32处于全封闭的状态，诚如上文所述，一方面内部温度容易维持，降低了能耗，另一方面，部分热量通过传热装置6导出，对工件进行预热。

具体方式是，首先通过连接道一61将锌锅3与干燥坑72连接，再通过连接道二62将干燥坑72与助镀槽73连接。所以，工件在进行助镀和干燥的时候，已经预先进行了热量预热。热量随后经过排出道63排出，排出道63可以设计为烟囱。

如图5和图7所示，高温镀锌步骤结束之后，就进入水冷步骤。在本实施例中，已经经过高温镀锌的工件继续向前传送，进入冷却厂房1中的冷却池11.冷却池11中有冷却水，对部件进行降温。在降温的过程中，由于工件表面温度高，会使得冷却水的温度提升。而冷却水并不是一直储藏在冷却池11中不流动，而是在整个系统中循环。在冷却池11上连接有冷却水管2.冷却水管包含进水部21和出水部22.冷却水从出水部22中引出，流进主散热部23，随后再从进水部21流进冷却池11中。在流动的过程中达到自然冷却的目的。冷却水的流动可以借助高低坡度设计，也可以使用诸如水泵之类的部件。

较佳的，如图7所示，冷却水管3的主散热部23，环绕设置在冷却厂房1的外围。

在本文中，按工件进料的方向定位和前后方向，而与此平行的方向和左右两侧方向。在空间排布上，冷却池11位于锌锅3后方，而钝化区12位于冷却池11的侧端。钝化的作用是去除锌在空气中放置形成的白锈，采用无镉钝化，保护环境。

如图1和图6所示，在上方，设有主轨道51，主轨道51的延伸方向也为前后方向。主车521在主轨道51上沿前后方向进行滑动，主车521上包含两个框架条，框架条在侧方向上延伸，而副车522则按前后方向连接两个框架条，整体呈h形。所述主车521的滑行轨迹与所述副车522的滑行轨迹成α角度，所述α角度为45°到135°之间，较佳的，在本实施例中，α角度为90°，即两者垂直。副车522可在侧方向上滑动。而副车522按照前后方向设置两个或两个以上的钩料件53，钩料件53可升降。这样的设计，使得工件可以依靠主车521在前后方向移动，可以依靠副车522在侧向左右方向移动，依赖钩料件53，在竖直方向移动。钩料件53可包含诸如挂钩之类的部件。由于两个或两个以上的钩料件53是沿着副车522的延伸方向，即前后方向排布的，自然适用于竖向进料，即工件的传送方向与长度方向平行的方式。

如图8所示，图8绘制了抓料组件5的一个行进轨迹。钩料件53首先移动到a处，进行镀锌处理，处理结束之后向后移动，具体的，是主车521移动，移动到b处，进行冷却处理。随后侧向移动，具体的，是副车522移动，移动到c处，进行钝化处理。随后再在前后方向移动，即主车521再次移动，移动到d处进行中转过渡，随后，副车522再次侧向移动，钩料件53回到a处。

在结束了上述的所有工序之后，就进入人工打磨环节了，工人们手工对工件进行去毛刺。这个环节可将工件，尤其是小体积工件先从钩料件53上放置在存料装置上，存料装置可在竖直方向上升降，灵活便捷。