专利名称：金属材料连续热镀锌中锌液温度的控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属材料连续热镀锌生产中锌液温度的控制装置，用于对锌 液温度的控制。
背景技术：
金属材料表面热镀锌后，因其具有良好的耐腐蚀性能和光亮的外观，因而被广泛 地使用于各个领域。金属材料表面热镀的锌层，其厚度、光亮度、致密度、锌层与基材结合的牢固程度 等与基材材质、基材表面的预处理、热镀锌前基材的温度、热镀锌的时间长短等都有着密切 的关系，但与锌液温度的高低有着更直接的联系。锌液温度高，所镀的锌层就厚而疏松，表 面的锌层无光泽；锌液温度低，锌层与基材就结合不牢。在连续生产中，基材是连续进入锌液的，锌液的温度随进入的基材的温度(比锌 液温度略高)和基材进入的速度的变化而变化。这就需要随时对锌液的温度进行控制，否 则生产就无法进行。盛放锌液的容器叫锌锅，锌锅的容积比较大(一般存有锌液几十到几百吨)，现提 高锌液温度的方法较多，而要及时降低整锅那么多锌液的温度就很困难。如果锌液温度不 及时降低，就会大大影响产品的质量。现大多用降低基材进入锌液的速度或用风机对锌锅 中锌液表面鼓风进行冷却。但上述方法都无法及时降低锌液温度。
发明内容本实用新型为了解决无法及时降低大容量锌液的温度的问题，提供了一种金属材 料连续热镀锌中锌液温度的控制装置，能够简单有效实现对锌液温度的控制。按照本实用新型提供的技术方案，所述金属材料连续热镀锌中锌液温度的控制装 置包括一根上下封闭的不锈钢直管，直管的顶部连接进水管，直管的上部侧壁连接溢流管。 所述直管采用00Crl7Nil4Mo2钢材，以耐锌液对直管的腐蚀。所述直管内径为200 300mm为宜。进水管内径为25 50mm为宜。溢流管内径 为50 80mm为宜。直管长度及插入锌液中深度根据锌锅容量和锌液量来决定。所述金属材料连续热镀锌中锌液温度的控制方法，采用以下控制步骤将一根上下封闭的不锈钢直管插入锌液中，并加以固定，直管的顶部连接进水管， 直管的上部侧壁连接溢流管，所述进水管和溢流管均位于锌液液面以上，过量的水从溢流 管里排出；当锌液的温度大于470°C时，向进水管中通入凉水，并对锌液进行搅拌降温，以 使锌锅中锌液温度均勻；当锌液温度小于或等于450°C时，停止向进水管中供水。所述直管底部距锌锅底部的距离不小于500mm。所述锌液的搅拌流速达20-30米/分。本实用新型的优点是构思巧妙，实施简便，用水对锌液从面到底进行纵深热交 换，从而快速降低锌液温度。插入锌液中管子的材料用00Crl7Nil4Mo2，以耐锌液对管子的
3腐蚀，延长管子的使用寿命。
图1是本实用新型实施温度控制的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图1所示，本实用新型把一上下封闭的不锈钢直管1插入锌液4中，并加以固 定，直管1上部装一进水管2，上侧部装一溢流管3，让过量的水可从溢流管3里排出。当锌 锅中锌液的温度大于470°C时，向进水管2中通入冷水，即可对锌液及时进行降温，同时用 搅拌机对锌液进行搅拌，以使锌锅中锌液温度均勻。搅拌时锌液的流速达20-30米/分。锌 温适宜时(当锌液温度小于或等于450°C时)，停止向管中供水即可。插入锌液中直管1的 材料用00Crl7Nil4Mo2(316L)不锈钢，以耐锌液对管子的腐蚀，延长管子的使用寿命。本实施例用于为本公司热镀锌钢带的锌液降温。进水管2内径为32mm，溢流管3 内径为50mm，直管1高为2000mm，内径为250mm，溢流管3 口距直管1顶部为250mm。进水管 2和溢流管3均位于锌液液面以上，溢流管3的高度和锌液留有一定距离，一是方便安装，二 是锌锅中锌液的液位在生产时是有增减的，需留出增减的空间。所述直管底部距锌锅底部 的距离不小于500mm。1.降温速率计算已知直管插入锌液中的深度为1. 5米。直管的管壁厚为10mm。锌锅盛的锌液为50吨。锌液温度不超过470°C ( 一般要求锌液温度彡450°C，超过470°C时就要开始降 温)。锌的比热为9. 082 X 10_5kcal/g. "C。316L材料的导热系数为15kcal/m. V . h设对锌液降温时，管中水温100°C。锌液降温时，对锌液进行搅拌，以使锌锅中锌液温度均勻。降温速率计算由于锌液和水的导热系数远大于316L材料的导热系数，且锌液对流，管中的水也 基本是沸腾的。所以，在锌液的热量传递到水的过程中，其主要热阻在材质为316L的管壁。 因此，插入锌液的整根管子的传热速率几乎代表了整个传热过程的传热速率。A.传热面积传热面积1 = 0. 25 (m) X π X 1. 5 (m)= 1. 178 (m2)传热面积2 = 2 X π= 0. 049 (m2)总传热面积=1.178 (m2) +0. 049 (m2)1. 219 (m2)
4[0036]B. 50吨锌的比热50 吨锌的比热=50(吨)X106X9. 082 X 10-5 (kcal/g. "C )= 4541 (kcal/°C )C. 50吨锌的降温速率50吨锌的降温速率= 15 (kcal/m. °C . h) X [470 ( °C ) -100 ( °C ) ] X 1. 219 (m2) / [1X10-2 (m) X4541(kcal/°C )]= 148. 9 °C /h= 2. 48 °C /min结论本实用新型的实施例的50吨锌的降温速率是2. 48度/分钟。已完全满足 实际生产的要求。2.使用安全研究为使用方便，直管平时一般不拿出锌液。但锌液对钢材有腐蚀。所以，插入锌液的管子的材质要耐蚀。本实用新型所使用的 管子的材质为00Crl7Nil4Mo2，壁厚10mm，采用高速离心铸造。长期使用寿命约可达一年。如果管子被腐蚀到穿孔，则由于水(比重为1)比锌(比重为7. 14)轻，只会锌 向管子内流，而不会水向锌液里流。如果管中有水，则锌液刚接触到水就凝固(凝固点 419. 4°C)，从而把孔堵塞。如果管中没有水，漏入管中的锌液也会凝固在管子的底部。更换 管子时，通过加热即可取出管中的锌液，不会浪费。
权利要求金属材料连续热镀锌中锌液温度的控制装置，其特征是包括一根上下封闭的不锈钢直管，直管的顶部连接进水管，直管的上部侧壁连接溢流管。
2.如权利要求1所述金属材料连续热镀锌中锌液温度的控制装置，其特征是所述直 管采用00Crl7Nil4Mo2钢材。
3.如权利要求1所述金属材料连续热镀锌中锌液温度的控制装置，其特征是所述直 管内径为200 300mm。
4.如权利要求1所述金属材料连续热镀锌中锌液温度的控制装置，其特征是所述进 水管内径为25 50mm。
5.如权利要求1所述金属材料连续热镀锌中锌液温度的控制装置，其特征是所述溢 流管内径为50 80mm。
专利摘要本实用新型涉及一种金属材料连续热镀锌中锌液温度的控制装置，特征是将一上下封闭的不锈钢直管插入锌液中，并加以固定，直管的顶部连接进水管，直管的上部侧壁连接溢流管，过量的水从溢流管里排出；当锌液的温度过高时，向进水管中通入凉水，锌液的温度符合要求时，停止向进水管中供水。在降温时，对锌液进行搅拌。本实用新型的优点是构思巧妙，实施简便，用水对锌液从面到底进行纵深热交换，从而快速降低锌液温度。
文档编号C23C2/38GK201762425SQ20102025333
公开日2011年3月16日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者龚建达 申请人:无锡华精新型材料有限公司