专利名称：去除热镀锌液中锌渣的方法
技术领域：
本发明涉及的是一种金属冶炼技术领域的净化方法，特别是一种去除热镀锌液中锌渣的方法。
背景技术：
热镀锌是迄今为止钢材防蚀方法中应用最普遍和最有效的工艺措施。现代化连续热镀锌工艺生产的热镀锌钢板广泛应用于轻工、家电、建筑和汽车行业。特别是近年来，随着汽车工业的飞速发展，汽车用热镀锌钢板的需求不断增加。而汽车板除了耐蚀性、强度、深冲性等方面的要求外，高表面质量也是其必需具备的基本条件。热镀锌液中的锌渣是影响镀锌板表面质量的最重要因素。锌渣是带钢在热镀锌过程中由于钢基的溶解而与熔融Zn或与锌液中添加的Al之间在高温下反应形成的Fe-Zn系或Fe-Al系金属间化合物，硬度大于镀锌层。根据成分、结构、密度和尺寸的不同，锌渣在锌液中可以呈底渣、面渣和浮渣等不同状态。锌渣的形成不仅消耗大量的锌，一旦沉积或粘连在沉没辊或钢板上还会严重影响其表面质量，因此避免锌渣缺陷对于高质量热镀锌板的生产十分关键。目前，针对锌渣主要采取“防”的办法，如严格控制锌浴温度和浸镀时间等工艺参数、采用感应加热或内加热陶瓷锌锅代替铁质锌锅等，目的是抑制Fe的溶解和Fe-Zn反应速度，从源头上减少锌渣的形成。而一旦锌渣形成以后，最常见的措施是通过手工或机械装置从锌液表面捞取面渣。捞渣不仅对危害性大的底渣和浮渣无能为力，还不可避免随锌渣夹带出大量的纯锌，造成锌这一紧缺资源的巨大浪费。
经对现有技术的文献检索发现，美国专利“镀层生产线的除渣”(DrossRemoval on Coating Lines)，专利号为US6187257 B1，该专利公开了一种利用磁铁去除镀液中渣的方法及装置。该方法利用渣的磁性实现其与非磁性的镀液之间的分离。但由于锌渣中除面渣外Fe含量均低于12wt.％，在高温下磁性较弱，因此去除效率受到了很大限制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种去除热镀锌液中锌渣的电磁净化方法，使热镀锌液中的锌渣在形成的第一时间内就得到有效去除，避免其沉积或粘连于镀锌辊或钢板上，以显著改善热镀锌板的表面质量。
本发明是通过如下技术方案实现的，本发明利用锌渣与锌液在导电性上的较大差异，通过直接或感应的方式施加电磁力场，在陶瓷管内的锌液中建立起一定的压力梯度，使得其中导电性差的锌渣受周围锌液施予的电磁挤压力的作用而发生定向迁移，被捕获于陶瓷管壁面，从而达到去除锌渣的目的。
以下对本发明进一步说明，步骤如下(1)通过锌锅内锌液的流动或采用电磁泵使锌液连续地通过一个或一束圆形或矩形陶瓷管；(2)在陶瓷管内通入直流电并同时施加一个与电流方向垂直的稳恒磁场，或通过同轴螺线管线圈施加交变磁场，或通过线性电机施加行波磁场，使得陶瓷管内部的锌液受到垂直于陶瓷管壁面的电磁力作用；(3)锌液中的锌渣受到周围锌液施予的电磁挤压力的作用，沿着与锌液受到的电磁力方向相反的方向运动，直到迁移至陶瓷管壁面而被捕获；(4)定期更换捕获锌渣的陶瓷管，去除锌渣。
电磁挤压力的方向与锌液受到的电磁力方向相反，大小与等体积锌液受到的电磁力成正比。通过改变电磁力的大小，即可改变锌渣的迁移速度和去除效率。
由于锌锅中的锌液连续地流入陶瓷管，热镀锌过程中形成的锌渣也随锌液一起进入管内。在锌液流通的过程中，锌渣由于电磁场的作用而发生迁移并不断沉积在陶瓷管壁面。这样，热镀锌液连续得到净化，其中大部分锌渣在形成的第一时间内被去除，大大降低产生锌渣缺陷的可能。
本发明具有实质性特点和显著进步，通过施加正交的直流电和稳恒磁场或施加交变磁场，使热镀锌液中的锌渣在形成的第一时间内就得到有效去除，避免其沉积或粘连于镀锌辊或钢板上，显著改善热镀锌板的表面质量，同时还避免了随锌渣夹带出大量的纯锌，节约了资源，在净化后可基本去除锌液中大于20μm的锌渣。
具体实施例方式
结合本发明的内容描述以下实施例实施例1采用管径为10mm、长度为800mm的圆形陶瓷管，锌液流动速度为40mm/s，在陶瓷管内通入电流密度为105A/m2的直流电，同时通过电磁铁施加磁感应强度为1T并与电流方向垂直的稳恒磁场，在锌液内产生电磁力密度为1×105N/m3，净化后可基本去除大于20μm的锌渣。
实施例2采用横截面尺寸为10mm×10mm、长度为500mm的方形孔陶瓷管，锌液流动速度为50mm/s，通过同轴螺线管线圈施加交变磁场，磁场频率为20kHz，磁感应强度有效值为0.04T，在锌液内产生的最大电磁力密度为5×105N/m3，净化后可基本去除大于15μm的锌渣，10μm的锌渣去除效率可达到70％。
实施例3采用管径为6mm、长度为300mm的圆形陶瓷管束，锌液流动速度为30mm/s，通过线性电机施加行波磁场，行波磁场的移动方向与锌液流动方向垂直，气隙中磁感应强度为0.1T，在锌液中产生的电磁力密度为1.2×105N/m3，净化后大于20μm的锌渣去除效率可达到90％。
权利要求
1.一种去除热镀锌液中锌渣的方法，其特征在于，利用锌渣与锌液在导电性上的较大差异，通过直接或感应的方式施加电磁力场，在陶瓷管内的锌液中建立起压力梯度，使其中导电性差的锌渣受周围锌液施予的电磁挤压力的作用而发生定向迁移，被捕获于陶瓷管壁面，从而达到去除锌渣的目的。
2.根据权利要求1所述的去除热镀锌液中锌渣的方法，其特征是，包括如下步骤(1)通过锌锅内锌液的流动或采用电磁泵使锌液连续地通过一个或一束圆形或矩形陶瓷管；(2)在陶瓷管内通入直流电并同时施加一个与电流方向垂直的稳恒磁场，使得陶瓷管内部的锌液受到垂直于陶瓷管壁面的电磁力作用；(3)锌液中的锌渣受到周围锌液施予的电磁挤压力的作用，沿着与锌液受到的电磁力方向相反的方向运动，直到迁移至陶瓷管壁面而被捕获；(4)定期更换捕获锌渣的陶瓷管，去除锌渣。
3.根据权利要求2所述的去除热镀锌液中锌渣的方法，其特征是，步骤(2)在陶瓷管内通入直流电并同时施加一个与电流方向垂直的稳恒磁场，或通过同轴螺线管线圈施加交变磁场，或通过线性电机施加行波磁场。
4.根据权利要求1所述的去除热镀锌液中锌渣的方法，其特征是，电磁挤压力的方向与锌液受到的电磁力方向相反，大小与等体积锌液受到的电磁力成正比。
全文摘要
一种金属冶炼技术领域的去除热镀锌液中锌渣的方法，利用锌渣与锌液在导电性上的较大差异，通过直接或感应的方式施加电磁力场，在陶瓷管内的锌液中建立起压力梯度，使其中导电性差的锌渣受周围锌液施予的电磁挤压力的作用而发生定向迁移，被捕获于陶瓷管壁面，从而达到去除锌渣的目的。本发明通过施加正交的直流电和稳恒磁场或施加交变磁场，使热镀锌液中的锌渣在形成的第一时间内就得到有效去除，避免其沉积或粘连于镀锌辊或钢板上，显著改善热镀锌板的表面质量，同时还避免了随锌渣夹带出大量的纯锌，节约了资源，在净化后可基本去除锌液中大于20μm的锌渣。
文档编号B03C1/023GK1730712SQ20051002888
公开日2006年2月8日 申请日期2005年8月18日 优先权日2005年8月18日
发明者孙宝德, 疏达, 王俊, 崔健, 沈建国, 尹小东 申请人:上海交通大学, 宝山钢铁股份有限公司