一种生产锌合金的组合冶金炉及锌合金的组合生产方法.pdf

一种生产锌合金的组合冶金炉及锌合金的组合生产方法，包括一台有芯工频感应电炉(2)和至少两台带倾倒装置(13)的无芯工频感应电炉(7)，在有芯工频感应电炉的出液口(5)和无芯工频感应电炉的进液口(14)之间连接有可转换溜槽(6)，对应无芯工频感应电炉的浇口(8)设置有浇铸机构(9)。生产方法是通过可转换溜槽将在有芯工频感应电炉内熔化的锌液轮流注入各台无芯工频感应电炉内，与预先在无芯工频感应电炉内熔炼好的中间合金液混合，通过无芯工频感应电炉的电磁感应力实现无接触式熔体搅拌，制成锌合金液后浇注得到锌合金锭。本发明生产效率高、产能高、生产的锌合金质量好、能耗低且对炉体损害小。

1、  一种生产锌合金的组合冶金炉，其特征在于，包括一台有芯工频感应电炉(2)和至少两台带倾倒装置(13)的无芯工频感应电炉(7)，在有芯工频感应电炉(2)的出液口(5)和无芯工频感应电炉(7)的进液口(14)之间连接有可转换溜槽(6)，对应无芯工频感应电炉的浇口(8)设置有浇铸机构(9)。

2、  根据权利要求1所述的一种生产锌合金的组合冶金炉，其特征在于，所述的倾倒装置(13)为液压倾倒装置，其最大倾倒角度为95°。

3、  一种锌合金的组合生产方法，其特征在于，该方法采用一台用于熔化锌片的有芯工频感应电炉(2)配置至少两台带倾倒装置(13)的无芯工频感应电炉(7)组成卫星炉系统，通过可转换溜槽(6)将在有芯工频感应电炉(2)内熔化的锌液(4)轮流注入各台无芯工频感应电炉(7)内，与预先在无芯工频感应电炉(7)内熔炼好的中间合金液混合，通过无芯工频感应电炉(7)的电磁感应力实现无接触式熔体搅拌，制成锌合金液，再通过驱动倾倒装置(13)翻转无芯工频感应电炉(7)，将锌合金液从无芯工频感应电炉(7)的浇口(8)倾倒至浇铸机构(9)得到锌合金锭。

4、  根据权利要求3所述的一种锌合金的组合生产方法，其特征在于，在浇注过程中倾倒装置(13)的最大倾倒角度为95°。

一种生产锌合金的组合冶金炉及锌合金的组合生产方法
技术领域
本发明属于有色金属产品深加工技术领域，尤其是锌合金的生产设备及工艺技术领域。
背景技术
近年来，我国金属锌的生产与消费均居世界首位，且需求量还在逐年上升。据2006年世界锌的消费结构分析，全球0#锌的50％用于热镀锌合金等防腐技术领域，热镀锌合金市场潜力巨大。
现有的锌合金生产设备和工艺十分简单，锌冶炼厂通常是将用于熔化锌片的大功率有芯感应电炉进行改造，在炉顶中央开孔，加装一套伸入炉内的机械搅拌装置，另外再增设一台中频感应炉制备中间合金，经过计量将中频感应炉制备的中间合金液配入大功率感应电炉熔化的锌液中，搅拌混合均匀，浇铸即可生产得到锌合金锭。这种生产技术的特点是工艺简单，容易改造，被行业广泛采用。但该工艺至少存在以下不足：
1、生产效率不高，产能受限。
(1)根据有芯感应电炉的加热特性，电炉要有启熔体才能正常工作，即限制炉内金属液面的最低高度，保证金属液能够浸没感应体的感应沟槽。因此，每配好一炉锌合金熔液只能浇铸1/3左右(即剩余金属液面保证在启熔高度以上)，就必须加入锌片熔化，重新配制下一炉，余液也增加了准确配制下一炉的难度，限制感应电炉的生产能力。
(2)间歇式熔化。当进行合金液配制、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，机械搅拌装置进出频繁、操作麻烦，间接增加了能耗，影响生产效率。
2、合金成分的均匀性不理想，产品质量受限。
为了减小对热效率的影响，在感应电炉炉顶所开孔的孔径不能过大，限制了机械搅拌装置的搅拌叶片直径，使叶片的搅拌范围较小。而小范围的搅拌对于炉膛的影响有限，造成搅拌不充分，加之叶片的增铁效应，对合金液成分的均匀性及和铁含量控制都带来负面影响。
3、更换生产合金品种较麻烦，有效生产时间受限。
需要更换生产合金品种时，对大容量有芯感应电炉洗炉是一项耗时费事的工作。改变或添加合金元素时，洗炉需要较长时间的连续作业才能完成，直接限制生产系统的有效生产时间，间接增加了合金的生产能耗。
4、炉温波动大，对电器和炉龄都有不利影响。
当放出合金液加入大量锌片时，温度最低，需要大功率升温；配入中间合金时，温度需要升到最高，在能耗和金属烧损方面都不利于控制，频繁的升降炉温造成的冷热冲击，直接影响炉体的使用寿命。
发明内容
本发明的目的正是为了解决现有技术的不足而提供一种可实现连续生产、生产效率高、产能高、生产的锌合金成分均匀、质量好、浇注合金方便安全、便于洗炉、能耗低、生产过程易于控制且对炉体损害较小的生产锌合金的组合冶金炉，本发明还提供一种锌合金的组合生产方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
一种生产锌合金的组合冶金炉，包括一台有芯工频感应电炉和至少两台带倾倒装置的无芯工频感应电炉，在有芯工频感应电炉的出液口和无芯工频感应电炉的进液口之间连接有可转换溜槽，对应无芯工频感应电炉的浇口设置有浇铸机构。
本发明所述的倾倒装置为液压倾倒装置，其最大倾倒角度为95°。
一种锌合金的组合生产方法，该方法采用一台用于熔化锌片的有芯工频感应电炉配置至少两台带倾倒装置的无芯工频感应电炉组成卫星炉系统，通过可转换溜槽将在有芯工频感应电炉内熔化的锌液轮流注入各台无芯工频感应电炉内，与预先在无芯工频感应电炉内熔炼好的中间合金液混合，通过无芯工频感应电炉的电磁感应力实现无接触式熔体搅拌，制成锌合金液，再通过驱动倾倒装置翻转无芯工频感应电炉，将锌合金液从无芯工频感应电炉的浇口倾倒至浇铸机构得到锌合金锭。
本发明在浇注过程中倾倒装置的最大倾倒角度为95°。
本发明与现有技术相比，至少具有以下优点：
1、本发明的组合冶金炉充分发挥有芯工频感应电炉连续熔化能力强、加热速度快，功率因数高的特点，可以保证全天候供应锌液；通过可转换溜槽将熔化的锌液交替注入无芯工频感应电炉，并采用倾倒装置带动无芯感应熔锌炉进行浇铸，形成流水线生产，实现连续熔锌、交叉配料、合金化、浇铸合金分段连续作业，大幅度提高产能。
2、本发明应用无芯工频感应电炉的电磁无接触搅拌代替机械搅拌，使合金融化、混合过程更加彻底，并避免了机械搅拌叶片增铁效应带来的铁污染，使产品成分的均匀和稳定性大幅提升，尤其对铁含量要求较高的镀锌产品优势十分明显。从技术上保证了合金产品质量稳定。
3、无芯工频感应电炉带有倾倒装置，使合金液倾倒、排放方便、安全、干净。
倾倒装置使工频无芯感应电炉可以稳定地自动翻转倾倒完成浇注或排放，方便且安全。可倾倒角度最大可达95°，合金液倾倒和排放彻底、不残留，有效杜绝合金相互污染。此外每台无芯工频感应电炉可独立生产不互相影响，省去了更换品种的洗炉时间，延长有效生产时间，从而达到增产降耗的目的。
4、生产过程中无需频繁地升降炉温，可大大延长炉体的使用寿命。
本发明是将有芯工频感应电炉熔炼好的锌液注入无芯工频感应电炉内，与预先在无芯工频感应电炉内熔炼好的中间合金液混合，各个电炉的工作状态相对都较稳定，炉温波动较小，无需频繁地升降炉温，可大大延长炉体的使用寿命。
本发明把熔锌、合金化和浇铸几个工艺过程分段作业、有机结合，充分运用不同炉型的优势进行优化组合，获得更加科学、高效的设备和工艺配置，达到提高产品质量、简化工艺操作、便于过程控制、提高生产效率和节能降耗的目的。本发明机械化、自动化水平高，降低了工人劳动强度，提高了安全性。
下面结合说明书附图和实施例进一步阐述本发明的内容。
附图说明
图1是本发明的示意图。
具体实施方式
如图所示，本发明的组合冶金炉包括一台有芯工频感应电炉2和至少两台带倾倒装置13的无芯工频感应电炉7，在有芯工频感应电炉2的出液口5和无芯工频感应电炉7的进液口14之间连接可转换溜槽6。根据产能需求，有芯工频感应电炉2和无芯工频感应电炉7的选择及配置可以灵活确定，例如采用一台45t大功率有芯工频感应电炉配置两台10t无芯工频感应电炉组成卫星炉系统，使用45t有芯工频感应电炉全天候熔锌，通过可转换溜槽将锌液轮流注入两台10t工频无芯感应炉，轮流在10t无芯工频感应电炉中配制合金液。对应无芯工频感应电炉的浇口8设置浇铸机构9。倾倒装置13采用液压倾倒装置，以确保倾倒动作稳定，其最大倾倒角度为95°。这种工艺配置可以实现连续生产，并生产多种不同牌号锌合金产品。
生产过程如下：先把阴极锌片1从加料口3加入有芯工频感应电炉2中熔化成锌液4。同时按照所生产的锌合金牌号成分，计算出中间合金12的加入量，将中间合金12加入无芯工频感应电炉7内熔化。在需要生产锌合金时，把锌液4从出液口5放出，经转换溜槽6放到无芯工频感应电炉7内，在无芯工频感应电炉7的电磁搅拌作用下锌液与中间合金液充分混合实现合金化，得到锌合金液。本发明在生产锌合金过程中，锌片在有芯工频感应电炉2进行融化，锌液与中间合金液混合的锌合金熔体在无芯工频感应电炉7进行均匀混合。锌片的融化与混合分两段完成。
将炉温升到所要求的温度后，控制液压倾倒装置13使无芯工频感应电炉7倾倒，锌合金液经浇铸机构9浇注到锭模10内，冷却后脱模即产出锌合金锭11。