用于对细长物体镀锌的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于对细长物体镀锌的方法和装置。本文描述了一种用于使用气态氮、气态和液态氮的混合物以及其组合对细长物体-例如但不限于金属带、线或杆-进行镀锌的方法和装置。

【技术实现步骤摘要】

本文描述了一种用于对物体镀锌的方法，装置和系统。更特别地，本文描述了一种用于对细长物体(例如具有与宽度或直径相比相对长的长度的物体)镀锌的方法，装置或杆，细长物体诸如但不限于金属带，线，杆或管。
技术介绍
镀锌是一种用于施加保护性锌涂层至铁或钢物体之上以减小腐蚀的工艺，其有助于延长物体的使用寿命。腐蚀是由于材料与它的环境，特别是氧反应造成的材料物理和化学劣化。腐蚀阻抗能限定为材料抵抗氧化的能力。镀锌对经受由周围环境造成的劣化的物体的寿命持续时间很重要。镀锌工艺包括具有薄锌保护层的涂覆金属，例如铁和钢。锌层 对金属提供防腐蚀保护。锌保护层阻止铁材料与氧发生接触而导致氧化。锌层已具有自然产生的氧化锌层，其保护锌层不被腐蚀，从而使其抵抗腐蚀。存在多种对物体镀锌的方法，例如但不限于热浸锌镀锌，电镀锌，机械涂覆，喷涂锌和涂粉镀锌。这些工艺的任一个或多个能够以连续方式或静态方式操作。例如，热浸锌镀锌能够以连续工艺进行，其中物体以原材料开始，且以成品形式结束。备选地，在静态热浸锌镀锌中，单独的物体浸入锌池且然后移出。不管它是以连续还是静态方式进行，典型的热浸锌镀锌工艺都可以包括一个或多个以下工艺步骤清洗，酸洗，预涂熔剂(prefluxing),镀锌，冷却，精修(finish)和检验，同时产品在整个工艺过程中的不同时间漂洗和空气吹干。在清洗步骤中，表面残余物，例如油，脂，漆等，典型地采用热碱清洗剂-例如铅池或热肥皂水-去除。然后在酸洗之前，漂洗物体以除去清洗残余物和/或可以使用气刀除去额外的水和/或过量的残余物。在酸洗步骤中，使用稀释盐酸或硫酸池去除表面锈或氧化皮并提供在化学上清洁的金属表面。在预涂熔剂步骤之前，可使用间歇漂洗和/或气刀步骤以稀释酸浓度和/或去除物体上可能留下的残余物。在预涂熔剂步骤期间，物体浸入液体熔剂中以在镀锌步骤之前去除氧化物和防止氧化。在这个步骤中使用的液体熔剂的一个例子是氯化锌氨溶液，其增加锌粘附在物体表面的能力。在镀锌步骤期间，物体浸入或通过某一温度下的熔融锌池，该温度范围可以为例如从约437. 5°C到约455°C。在这个温度下，熔融锌粘附至物体表面以提供一层，其厚度尺寸(gauge)由物体与熔融锌接触时间的长度来确定。镀锌步骤之后，精修和冷却物体。在精修步骤期间，过量的锌典型地通过对物体进行排水、离心和/或擦拭来去除。在精修步骤的一部分期间或直接在精修步骤之后，快速冷却物体，典型地使用冷却装置和/或采用氮的高压气刀。然后检验镀锌的物体以确保它满足一个或多个以下标准抗张强度、屈服强度、硬度、延伸率、应力/应变、形态/状态/热导率、电阻、涂层重量和/或厚度尺寸、外观以及它们的组合。考虑外观，可检验物体以寻找下列各项(取决于应用，它们可能是不合乎需要的)中的一个或多个暗灰色、锈迹、气泡、粗糙、过量厚度、凸凹块和流痕(runs)、突起、裸点和/或白膜和大块白色沉积。除上述考虑外，期望镀锌工艺(特别是对于细长物体-例如线或管)进一步提供一个或多个以下期望的目标球面的(spherical)和均一的表面涂层，较亮的表面精修，涂层厚度或厚度尺寸的可控性，较高的生产速度或生产量，和/或在该工艺中使用的锌量的减小。期望金属物体(特别是线或管)表面获得球面的和均一的表面涂层。在采用熔融锌镀锌工艺中，特别对于水平涂覆系统，典型地遇到的问题涉及杆和线的涂覆表面的圆度和均一覆盖。均一涂覆对在所有点获得相同的线特性(即腐蚀阻抗，直径等)而言是必须的。期望表面精修在外观上是亮和有光泽的。涂层厚度控制对最终使用者而言是合乎需要的。在这点上，关于镀锌的线和杆的不同应用，期望不同的涂层厚度。期望镀锌方法允许有较高的生产速度和生产量。最后，在该技术中存在如下需要在涂覆步骤期间保留或再用锌以减小整体生产成本。 因此，存在对于满足一个或多个上述目标的用于物体的改进的镀锌方法和装置-特别是用于对细长物体(例如金属带，线，杆或管)镀锌-的需要。
技术实现思路
本文描述的方法，装置和系统以如下方式满足一个或多个上述目标。与包括空气 冷却的现有技术方法相比，本文描述的方法和装置能够提供亮的锌表面精修，其由于在高温下较少的表面氧化实现。本文描述的方法和装置提供了一种灵活的擦拭系统以调节期望的锌涂层厚度。本文描述的方法和装置可通过改善细长物体，例如线，杆或管的冷却提高生产率，并且也能够降低预热温度，同时仍获得好的结果。进一步，本文描述的方法和装置可通过经由喷嘴从线或杆剥除过量的锌，使得如果需要然后能够收集和再次使用过量锌，来减小使用的锌的成本。I.在一方面，提供了一种用于处理包括熔融涂层的细长物体的装置，包括喷嘴，包括喷嘴开口 ；限定第一体积的内部腔室，其中细长物体穿过其中；限定与氮源流体连通的第二体积的外部腔室，其中气态氮在一定压力和温度下穿过第二体积并在喷嘴开口附近离开，以及接触细长物体；和概念管，包括限定第三体积的多孔内部腔室；限定第四体积的外部腔室，其中第四体积与一个或多个用于包括气态和液态氮的氮混合物的入口流体连通；和监测氮混合物的温度的温度传感器，其中温度传感器与可编程逻辑控制器电气通讯。在另一方面，提供了一种用于处理包括熔融涂层的细长物体的方法，包括传送细长物体通过构造为将气态氮引导至物体表面处并从物体上去除过量涂层的喷嘴；和传送细长物体通过构造为快速冷却细长物体和固化涂层的概念管；其中喷嘴包括喷嘴开口 ；限定第一体积的内部腔室，其中细长物体穿过其中；限定与氮源流体连通的第二体积的外部腔室，其中气态氮在一定压力和温度下穿过第二体积，并在喷嘴开口附近离开且接触细长物体；且其中，概念管包括限定第三体积的多孔内部腔室；限定第四体积的外部腔室，其中第四体积与一个或多个用于包括气态和液态氮的氮混合物的入口流体连通；和监测氮混合物的温度的温度传感器，其中温度传感器与可编程逻辑控制器电气通讯。附图说明当结合附图阅读时，将更好的理解前述概要，以及本专利技术的以下详细描述。出于解释本专利技术的目的，在附图中示出了本专利技术的特定实施例。但是，应当理解本专利技术不限于所示的精确布置和手段。在附图中图I是能够与本文描述的装置和方法一起使用的喷嘴的侧视图。图2是能够用于注入气态氮、液态氮或其组合物至物体的概念管的侧视图。图3是本文描述的包括本文描述的喷嘴和概念管的用于对细长物体镀锌的系统的示意图。图4是本文描述的系统的另一个实施例。图5提供了如本文描述的一个装置和系统的另一个实施例。具体实施例方式在描述附图中图解的本专利技术的实施例时，为了清楚的目的将使用特定的术语。但是，本专利技术并非意图限于这样选定的特定术语，应理解为每一个特定术语包括所有以类似的方式来实现类似目的的技术上等效的操作。应理解附图并非精确按比例绘制。以下描述 本专利技术的特定实施例。但是，应当理解本专利技术不限于在此详述的实施例。本方法和装置以如下方式结合了使用气态氮(GAN)和低温液态氮(LIN)两者从细长物体表面，例如线表面去除或擦去过量熔融锌(Zn)的优点。已知在熔融金属雾化方法(其与锌擦拭一样涉及相同的现象和原理)中，由于金属的低粘度和气体的高粘度的保持，雾化气体的高温改善了熔融金属的剪切。还相信暖或室温气体的使用可优于低温或凉温度气体的使用。但是，钢线的刚刚擦拭的锌表面需要尽可能快的冷却(和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理包括熔融涂层的细长物体的装置，包括：喷嘴，包括：喷嘴开口；限定第一体积的内部腔室，其中所述细长物体穿过该内部腔室；限定与氮源流体连通的第二体积的外部腔室，其中气态氮在一定压力和温度下穿过所述第二体积，并在所述喷嘴开口附近离开，且接触所述细长物体；和概念管，包括：限定第三体积的多孔内部腔室；限定第四体积的外部腔室，其中所述第四体积与一个或多个用于包括气态和液态氮的氮混合物的入口流体连通；以及监测所述氮混合物的温度的温度传感器，其中所述温度传感器与可编程逻辑控制器电气通讯。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·阿库，W·D·朗卡贝尔，G·普利希特，Z·祖雷基，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：