热镀锌合金生产新工艺.pdf

5 2 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年5 期 热镀锌合金生产新工艺 浦恩彬1 ，叶惠华2 ，亢若谷1 ，赖毅峰1 1 ．云南驰宏锌锗股份有限公司，云南曲靖6 5 5 0 0 0 ；2 ．北京中冶联科技有限公司，北京1 0 0 0 8 8 摘要通过科学的工艺设计，采用新的工艺技术使锌合金生产在产品质量和产能上都获得大幅提高 关键词热镀锌台金；工艺 中固分类号T G l 4 6 ．1文馘标识码A文章编号1 0 。77 5 4 5 2 0 0 7 0 5 - - 0 0 5 2 - - 0 2 AN e wP r o c e s sf o rE l e c t r o l e s sZ i n cA l l o yP r o d u c t i o n P UE n - b i n g3 ，Y EH u i h u a 2 ，K A N GR u o - g u l ，L A lY i f e n 9 1 1 ．Y u n a a nC M h o n gZ n8 L G eC o ．，L t d ．．Q u j i n g6 5 5 0 0 0 。C h i n a ； 2 ．S i n o - M e t a ] l u r g yT e c h ．C o ．，L t d ，B d i i n g1 0 0 0 8 8 ，C h i n a A b s t r a c t T h ep r o d u c t i o na n dq u a l i t yo fe l e c t r o l e s sz i n ca l l o yh a v eb e e nr a i s e ds i g n i f i c a n t l yb yu s i n gn e w t e c h n o l o g ya n ds c i e n t i f i cd e s i g n ． K e y w o r d s E l e c t r o l e s sz i n ca l l o y ；P r o c e s s 近年来，我国金属锌的生产与消费均居世界首 位，需求量逐年r 升，市场潜力大。据2 0 0 6 年世界 锌的消费结构分析，全球0 ’锌的5 0 ％用于热镀锌 合金，而国内热镀锌钢板的产能正在规模化扩张，面 对良好的消费市场，某大型锌冶炼企业在筹建锌合 金项目时，对工艺技术进行开发、创新，经过近一年 来的生产实践证明，新的工艺技术在产品质量和生 产效率上都有显著提高，为国内热镀锌合金生产行 业提供了新的思路。 1 国内热镀锌合金生产工艺现状 目前国内通行的锌合金工艺十分简单，锌冶炼 厂要生产锌合金，只需增设一台中频无芯感应炉制 备中间台金，将原来用于熔化锌片的大功率感应电 炉进行改造，在炉顶中央开设一个孔，增加一套搅拌 装置，经过计量配人中间合金，搅拌混合，浇铸即可。 这种生产模式的特点是工艺简单，利用现有铸锭熔 化炉进行改造容易，为锌冶炼厂广泛采用，但是，该 工艺有几个方面的不足 1 生产效率不高 作者简介浦恩彬 1 0 6 8 一 ，男．高级工程师 根据有芯感应电炉的加热特性，要有启熔体电 炉才能工作即炉内金属液面的最低高度，必须保证 能够浸没感应体的感应沟槽。因此，每次配好一炉 锌合金，只能浇铸1 1 3 左右 即剩余金属液面保证在 启熔高度以上 ，就必须加人锌片熔化，重新配制下 一炉。 间歇式熔化。当进行合金配制、搅拌和炉前分 析时，只能停止加热或保温，大功率感应炉的连续熔 化优势发挥不出来，搅拌器的吊出吊进操作麻烦。 2 合金成分不均匀 由于搅拌叶片的直径受到顶E 所开孔径的制约 影响热效 ，小范围的搅拌对于矩形炉膛的影响是 有限的，因此搅拌的不充分和叶片的增铁效应，对成 分的均匀性及和铁含量的要求都带来负面的影响。 3 更换合金品种麻烦 需要更换合金品种时，对大容量有芯感应炉洗 炉是一项耗时费事的工作，改变合金元素时．洗炉需 要长时间的连续作业才能完成。 4 l 炉滠波动大．对电器和炉龄的都有影响 当放出合金液加入大量锌片时，温度最低，需要 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年5 期 5 3 大功率升温；配人中间台金时，温度需要升到最高， 在能耗和金属烧损方面都不利于控制。 2 新工艺技术设计 我们通过对国内几个规模较大的锌厂进行考察 比较，对工艺设计方案进行了多次的修改、优化，最 终摒弃国内传统的工艺横式，完成的工艺设计方案 如下采用将一台4 5t 大功率有芯感应电炉配置两 台1 0t 无芯工频感应电炉组成卫星炉系统，使用4 5 t 有芯感应炉全天候熔锌，通过可转换流槽将锌液 轮流注入两台1 0t 工频无芯感应炉，经炉前分析， 在1 0t 工频无芯炉中配制合金，并利用电磁感应力 实现无接触式的液体搅拌功能，通过液压倾倒装置 完成浇铸。 新的工艺技术把熔锌和合金化两个过程分开作 业，利用不同炉型的优势进行组合，获得更加科学、 高效的工艺配置，对比传统工艺，其优点如下 2 ．1 实现连续熔锌、高效生产，产能大幅度提高 该工艺选用4 5t 、7 2 0k W 的有芯感应电炉用于 连续熔锌，熔化速度6t ／h ，电耗1 2 0k W h ／t ，充分 发挥该设备连续熔化能力强、加热速度快，功率因数 高的特点，可以保证全天候供应锌液；通过可切换溜 稽将熔化的锌液交替注人工频无芯感应。 与西安同欣公司合作，首例采用国内最大、带液 压倾倒装置的1 0t 无芯感应熔锌炉配制、浇铸合 金，使熔化、配料、浇注实现交叉作业，加快生产节 拍，从而提高设备产能。 每天按2 2h 工作时间计算，每台炉可熔化2 2 6 1 3 2t 锌片，与之相匹配的两台l o 吨炉的合金 产能1 2 0t ／d 。 传统工艺的每天的产能为单炉产量每班生 产炉数x 工作班数一1 5 2 x3 9 0t 。 可见，每套系统l 台4 5t 有芯炉配合两台1 0t 无芯炉每天可生产锌台金1 2 0t ，每年按生产3 0 0 天 计算，两套系统年产量可达7 ．2 万t 。 2 ．2 合金化过程更彻底，保证了合盒产品质量的稳 定性 处于电磁场中的炉料金属液受到电磁力的作 用，对于无芯电炉来说，其径向电磁搅拌力的大小与 电源频率的平方根成反比，因此，同样容量和功率的 电炉，采用工频 5 0t t z 供电比采用中频 如lk H z 的搅拌力大得多。 使j H 工频炉的电磁搅拌代替叶片机械搅拌．利 用工频的电磁感应力，使熔融的合金液在圆形无芯 炉内形成无接触，均匀、稳定的搅拌，合金成分的均 匀性是矩形炉中无法榴比的，并从根本上杜绝了叶 片的金属污染源。该项技术在锌合金生产上的应用 具有创新性，使产品成分的均匀和稳定性大幅提升， 尤其对于生产对铁含量要求更高的镀锌产品优势十 分明显。 2 ．3 更换品种容易。杜绝台金污染．利于多品种锌 合金的生产组织 工频无芯感应电炉的液压倾倒装置可以使倾倒 角达到9 5 。 ，台金液倾倒十分干净，需要更换合金 品种时，可有效杜绝合金污染情况；针对目前国内合 金品牌众多的现状，每台1 0t 卫星炉可独立生产不 同品牌而不会互相影响，省去r 更换品种的洗炉时 间，使有效生产时间得到提高。 2 ．4 提升机械自动化水平 普通热镀锌台金采用2 台4 5t 工频有芯感应 电炉和4 台1 0t 工频无芯感应电炉形成两套卫星 炉配置，并采用t 台3 5t 工频有心感应电炉与多台 无芯感应电炉、电阻炉和直线铸锭机配合生产高铝 热镀合金和中间合金。主要的工艺操作全部接人 D C S 控制系统，可实现工艺过程集中控制和单台设 备分别控制。自主开发的溜槽电动自走浇铸系统于 锌合金生产尚属首创。 3 结语 由于该公司目前的设计产能为5 万t M 热镀锌 合金，所以选用4 5t 、7 2 0k W 的有芯炉，若需提高该 配置系统的产能，可以考虑采用9 6 0k W 或更大功 率的炉型，1 0t 无芯炉也可以考虑增大为2 0t 或3 0 t 的配置，通过提高有芯炉熔化能力和卫星炉容量 来整体提升产能，在获得质量的技术保障基础上，达 到超大功率、集成化组合，能更好的体现该工艺优 质、高效的特点。 万方数据