一种环保型自动化热浸锌生产设备及工艺的制作方法

本发明涉及热浸锌领域，具体是环保型自动化热浸锌生产设备及工艺。

背景技术：

热浸锌传统工艺流程主要包括：脱脂，除去冲压时零件与磨具间附带的润滑油；水洗，在水洗槽中洗掉工件表面的脱脂剂；酸洗，在酸洗槽中清除工件表面铁的氧化物；水洗，在水洗槽洗掉工件表面的酸液；浸助镀液，保持工件在浸锌前具有活性避免二次氧化，增强镀层与基体结合；烘干预热，将工件表面的水分烘干，同时提升工件本身温度；热浸锌，使工件表面附着锌层；整理，浸锌后除去工件边缘余锌及锌滴；降温冷却，使工件快速降至室温；钝化，提高工件表面抗大气腐蚀能力，减少或延长白绣出现时间，保持镀层具有良好外观；漂洗，洗掉工件表面残留钝化液；干燥，使工件表面液体散发掉；检验，镀层外观是否合格，镀层厚度是否符合技术要求。

传统工艺中，工件离开浸锌液面后，人工使用刮刀将工件表面的余锌及锌滴铲刮掉，同时要通过控制行车起吊速度来控制工件离开浸锌液面的出液速度，不仅耗费人力，效率低下，同时在锌锅边上高温恶劣的人工作业环境影响身体健康，且存在安全隐患。当工件浸入锌液后，工件表面与锌液接触反应产生的锌灰，不能快速脱离工件表面，浸锌后浸锌液面的锌灰流挂在工件表面容易产生黑点及灰癍，影响工件外观和品质。因此，人们试图对上述技术方案进行改进。中国专利文献cn96205860.2《一种热浸锌刮除装置》中，提出了用活动支架、固定基座和弹性连接部件组成的撞击支架，用来去掉工件上的余锌。但是，该技术方案仍然存在不足，只能适应尺寸较小的工件，并且工件相互撞击可能会损坏工件，会使工件表面产生凹陷的点迹。

传统工艺中，工件热浸锌过程中，会产生大量的烟雾，同时伴生有反应过程中产生的水汽。上述反应中生成的物质经过除尘过滤净化设备进行一次过滤后，就排放到大气中。除尘过滤净化设备对烟雾一次过滤净化后，仍然有未过滤净化完全的烟气排放到空气中，并伴随带有一定的温度，对人们生活的环境造成污染，对人们的身体健康造成影响，同时气体带有的温度没有被充分利用，造成能源的浪费。

传统工艺中，锌液表面存有浸锌过程中产生的浮渣，主要是溶解在锌液中的铁含量超过该温度下的溶解度时，所形成的流动性极差的锌铁合金，该锌渣漂浮在锌液的表面，工件出锌液后容易流挂在工件表面及边缘，严重影响产品外观及质量，在工件进出锌液前后，都需要靠人工使用刮板刮走液面的浮渣，保证工件出锌液时浸锌液面无浮渣，工件才能不挂锌渣，此过程费时费力，人工在高温锌锅旁边刮浮渣，作业条件恶劣也存在着安全隐患。

技术实现要素：

本发明采用保温固定式热浸锌室放置在锌锅上，进行热进锌工艺过程。保温固定式热浸锌室的桁架跨立固定在锌锅上，带有保温功能的保温层依附于桁架安装固定，在保温固定式热浸锌室进出口两侧各设置有一个自控升降门机构；在保温固定式热浸锌室外长度方向的下部两侧，设置有带有升降的锌液封门，由于桁架短于锌锅锌液面长度，使用锌液封门封住保温固定式热浸锌室的烟雾，保温固定式热浸锌室短于锌锅锌液面长度，锌锅液面长于保温固定式热浸锌室的部位设置为投锌锭口，用于补充锌液量及捞取锌液表面的锌灰锌渣。

本发明采用多级并联循环式过滤净化锌烟系统装置除去浸锌过程中产生的锌烟，由保温固定式热浸锌室、一级过滤装置、二级过滤装置、水帘过滤装置及管道，过滤净化过程全程自动控制组成；在保温固定式热浸锌室外长度方向的两侧，分别设置有循环出气口与循环进气口，循环出气口通过管道与多级并联循环式过滤净化锌烟系统装置的各级过滤装置入口相连，循环进气口通过管道与多级并联循环式过滤净化锌烟系统装置的各级过滤装置出口相连，在水帘过滤装置处设置有一外排气口。工件开始浸锌后会产生大量的锌烟，自动控制的工件浸锌装置振动除去锌滴结束后，保温固定式热浸锌室内开启多级并联循环式过滤净化锌烟装置，锌烟通过循环出气口流入多级并联循环式过滤净化锌烟系统装置，首先经过一级过滤净化设备，除去烟雾中的大颗粒烟尘，一级多次过滤净化烟雾后，一级过滤净化装置关闭，多级并联循环式净化锌烟系统装置开启二级过滤净化装置，除去烟雾中的小颗粒烟尘，二级多次过滤净化后的气体循环回到保温固定式热浸锌室内；二级过滤净化烟雾后，二级过滤净化装置关闭；依据密闭保温式热浸锌室内酸碱气体浓度，视情况开启多级并联循环式净化锌烟系统装置的水帘过滤净化装置，也可系统设定定时开启水帘过滤净化装置，除去烟雾中的氯族气体及氨基体，过滤净化后的气体排放到大气中，水帘过滤净化装置关闭。

本发明采用自动控制的工件浸锌装置除去余锌及锌滴，桁架上部设置有两个电动行走机构，电动行走机构上安装有振动电机组及升降机构，升降机构下端与夹具相连，升降机构下端与夹具穿过保温固定式热浸锌室的保温层，深入至保温固定式热浸锌室内；行走机构带动振动电机组及升降机构在桁架上行走，升降机构带动夹具及工件在保温固定式热浸锌室内上下升降。在每个行走机构上同时布置两台平行放置的振动电机，行走路线均带有密封装置，工件浸锌完成脱离浸锌液面后，在保温条件下，锌瘤尚未完全凝固时，自动控制的工件浸锌装置的振动电机组振动，除去流挂在工件边缘锌滴；同时也可以采用一端高一端低的夹持方式，升降装置与夹具带着工件水平上升，至工件刚刚完全离开锌液表面时，升降机构一端继续升起，另一端维持原位置不动作，使工件一端高一端低，在保温条件下，锌瘤尚未完全凝固时，未凝固的锌滴自行流淌掉，避免产品冷却后表面产生锌瘤，锌滴流淌掉后，较低端继续上升至使工件水平位置。

本发明采用锌液面自动刮灰机装置刮除锌液表面的浮渣及锌锅边缘的粘渣，当工件浸入浸锌液面前及浸锌完成出浸锌液面前，由于钢制工件表面与锌液反应，浸锌液面漂浮有大量锌灰浮渣层。锌液面自动刮灰装置由行走电动驱动机构、行走机构、带动行走机构用钢制柔性传送件、旋转刮板电动驱动机构、旋转机构、带动旋转机构用钢制柔性传送件、行走导轨、刮板、锌锅边缘锌锅边缘刮刀、从动传动链轮组构成。行走电动驱动机构与旋转刮板电动驱动机构设置在行走导轨的一侧，从动传动组设置在行走导轨的另一侧；刮板、锌锅边缘刮刀及旋转机构安装在行走机构上，行走机构两端与带动行走机构用钢制柔性传送件连接，通过行走电动驱动机构带动行走机构用钢制柔性传送件传动，使行走机构在行走导轨上行走；刮板与旋转机构连接，旋转机构两端与带动旋转机构用钢制柔性传送件连接，通过旋转电动驱动机构带动旋转机构用钢制柔性传送件传动，使刮板与旋转机构旋转。工件经过预烘干后，被送到锌锅中心上方，旋转刮板电动驱动机构开始动作，对向两边驱动刮板自动转成与锌锅边线成90°位置，行走电动驱动机构开始动作，带着刮板将锌液面上的浮渣刮向锌锅两侧、带着锌锅边缘刮刀沿运动方向铲刮锌锅边缘，待刮灰完成后，旋转刮板电动驱动机构再次动作，对向驱动刮板自动转成与锌锅边缘平行位置，为工件浸入锌液面避让空间；工件浸锌结束后，旋转刮板电动驱动机构动作，对向两边驱动刮板自动转成与锌锅边线成90°位置，刮板行走电动驱动机构开始动作，带着刮板将锌液面上的浮渣刮向锌锅两侧、带着刮刀沿运动方向铲刮锌锅边线，待刮灰完成后，旋转刮板电动驱动机构再次动作，对向驱动刮板自动转成与锌锅边缘平行位置，为工件退出锌液面避让空间。

本发明的技术创新点：

1.采用自动控制的工件浸锌装置振动除去锌滴；在保温固定式热浸锌室内，工件浸锌完成升出锌液后，由于保温固定式热浸锌室保证一定温度条件，锌瘤尚未完全凝固，振动电机振动除去流挂在工件边缘的锌滴，保证工件冷却后无流挂产生，生产过程全程无需人工操作，实现自动化生产，减少人员成本，保证人员安全，提高生产效率及产品品质；

两组升降机构均可独立升降，采用两组升降机构一端高、一端低的夹持工件方式，可使余锌及锌滴自动流淌掉。

2.采用多级并联循环式过滤净化锌烟系统装置除去浸锌过程产生的锌烟，保温固定式热浸锌室保证锌烟不外泄，过滤净化过程全程自动控制，锌烟在循环过程中不断过滤净化，烟雾经过多级过滤净化烟雾，不仅除去固体颗粒，同时除去氯族气体及氨基体，多级并联循环式过滤净化锌烟系统装置的多级过滤特性，保护环境，保持保温固定式热浸锌室温度，增加了能源利用率，提高工作环境质量。

3.采用锌液面自动刮灰装置除去浸锌液面浮渣及锌锅边缘的粘渣，刮灰过程无需人工操作，自动化程度高，同时避免人工刮灰存在的安全隐患，加快生产节拍，提高生产效率，节约人员成本，提高安全性能。

4.该环保型自动化热浸锌生产设备集除锌滴、除锌烟、除浮渣等功能于一身，实现从工件自动上件至工件自动下件的高度自动化。在上件侧和下件侧，可设置符合工件特征的自动化上件线及下件线，将整个热浸锌工艺过程链接起来，具有减少人员成本、提高生产安全性、保护环境、提高能源利用率、改善工作环境、提高生产效率及产品品质等诸多优点。

附图说明

图1是环保型自动化热浸锌生产设备三维示意图。

图2是环保型自动化热浸锌生产设备及工艺示意图。

图3是多级并联循环式过滤净化锌烟系统装置及自动控制的工件浸锌装置示意图。

图4是锌液面自动刮灰装置构示意图。

具体实施方式

见图1及图2，本发明使用自动控制的工件浸锌装置除去锌滴、多级并联循环式过滤净化锌烟系统装置除锌烟及锌液面自动刮灰装置刮除锌液表面的浮渣均应用于热浸锌工艺过程中。

见图3，使用带有保温功能的保温层1，将浸锌工艺过程密封起来，建立一个保温固定式热浸锌室。保温固定式热浸锌室的宽度方向两侧设置有上件自控升降门2与下件自控升降件门3，上件门2与烘干室出件口相连，浸锌室的下件门3与冷却室相连。带有保温功能的保温层依附于桁架4固定，桁架跨立固定在锌锅5上方。在浸锌室长度方向两侧，分别设置有循环出气口6和循环进气口7，循环出气口6与多级并联循环式过滤净化锌烟系统装置8入口通过管道相连，多级并联循环式过滤净化锌烟系统装置8出口循环进气口7相连。在桁架上方，自动控制的工件浸锌装置与桁架连接，使用电动驱动机构9驱动行走；每个行走机构上固定有两个可以升降的升降装置10和两个平行放置的振动电机11，升降装置伸出侧与夹具12连接，伸出侧与夹具伸入到保温固定式热浸锌室内。多级并联循环式过滤净化锌烟系统装置由一级过滤净化设备13、二级过滤净化设备14及水帘过滤净化设备15组成。

见图4，在锌锅5边缘上部设置有锌液面自动刮灰装置，锌液面自动刮灰装置的刮板16深入浸锌液面17下，刮板16、刮刀18及旋转机构19安装在行走机构20上，行走机构20两端与行走用钢制柔性传送件21连接，通过行走电动驱动机构22驱动钢制柔性传送件传动，在导轨23上行走；刮板16与旋转机构19连接，旋转机构19两端与旋转用钢制柔性传送件24连接，通过旋转电动驱动机构25驱动钢制柔性传送件传动，使刮板16与旋转机构19旋转，旋转机构由刮板齿轮26、中间传动轮27、齿条28及它们的附属件构成。

工件经过烘干后，保温固定式热浸锌室入件口自控升降门打开，浸锌工序的送件装置将工件输送到锌锅中心，升降装置带着夹具下降到工件位置，夹起工件，浸锌工序的送件装置退回到烘干室，保温固定式热浸锌室入件口自控升降门关闭；旋转刮板电动驱动机构开始动作，对向两边驱动刮板自动转成与锌锅边线成90°位置，行走电动驱动机构开始动作，带着刮板将锌液面上的浮渣刮向锌锅两侧、带着锌锅边缘刮刀沿运动方向铲刮锌锅边缘，待刮灰完成后，旋转刮板电动驱动机构再次动作，对向驱动刮板自动转成与锌锅边缘平行位置，为工件浸入锌液面避让空间

升降装置与夹具带着工件下降至浸锌液面下，工件浸锌开始。

工件浸锌结束后，旋转刮板电动驱动机构动作，对向两边驱动刮板自动转成与锌锅边线成90°位置，刮板行走电动驱动机构开始动作，带着刮板将锌液面上的浮渣刮向锌锅两侧、带着刮刀沿运动方向铲刮锌锅边线，待刮灰完成后，旋转刮板电动驱动机构再次动作，对向驱动刮板自动转成与锌锅边缘平行位置，为工件退出锌液面避让空间。

保温固定式热浸锌室将锌液面散发的大量热量集中起来，保持浸锌室具有一定温度，为振动除锌滴提供温度条件，升降装置与夹具带着工件上升，至工件刚刚完全离开锌液表面时，自动控制的工件浸锌装置行走机构上的振动电机组开始振动，将流挂在产品表面多余尚未凝固的锌滴快速振动掉；同时也可以采用一端高一端低的夹持方式，升降装置与夹具带着工件水平上升，至工件刚刚完全离开锌液表面时，升降机构一端继续升起，另一端维持原位置不动作，使工件一端高一端低，在保温条件下，锌瘤尚未完全凝固时，尚未凝固的锌滴自行流淌掉，避免产品冷却后表面产生锌瘤，锌滴流淌掉后，较低端继续上升至使工件水平位置。

工件开始浸锌后会产生大量的锌烟，自动控制的工件浸锌装置振动除去锌滴结束后，保温固定式热浸锌室内开启多级并联循环式过滤净化锌烟系统装置，锌烟通过循环出气口流入多级并联循环过滤净化锌烟设备，首先经过一级过滤净化设备，除去烟雾中的大颗粒烟尘，一级多次过滤净化烟雾后，一级过滤净化装置关闭，多级并联循环式净化锌烟系统装置开启二级过滤净化装置，除去烟雾中的小颗粒烟尘，二级多次过滤净化后的气体循环回到保温固定式热浸锌室内；二级过滤净化烟雾后，二级过滤净化装置关闭。依据密闭保温式热浸锌室内酸碱气体浓度，视情况开启多级并联循环式净化锌烟系统装置的水帘过滤净化装置，也可系统设定定时开启水帘过滤净化装置，除去烟雾中的氯族气体及氨基体，过滤净化后的气体排放到大气中，水帘过滤净化装置关闭。