阅读说明：本技术 铝锌镁镀层产品的生产装置 (Production device of aluminum-zinc-magnesium coating product ) 是由 许秀飞 沈泽 方利春 魏张权 谭雪志 于 2020-11-20 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种铝锌镁镀层产品的生产装置,包括主镀锅和预熔锅,预熔锅上设置有流槽,流槽的端头设置有混合器,混合器内设有用于容纳含纳米级Al_2O_3固体颗粒的铝球的溶解室,溶解室与流槽连通,在混合器的底部设置有与溶解室连通的出液口,出液口的底端伸入主镀锅内,溶解室与出液口间设置有端面上分布有蜂窝孔的溶解室底；在混合器的顶部设置有与溶解室连通的溢流槽。本申请可以促进Zn+Al+MgZn_2三元共晶组织的析出,抑制Zn+Al+Mg_2Zn_(11)三元共晶组织的析出,降低过冷度,在较宽的冷却速度范围下也可以生产出无黑点缺陷、耐腐蚀性能优越、晶花均匀的合格产品。(The application discloses apparatus for producing of aluminium zinc magnesium cladding material product, including main plating pot and premelting pot, be provided with the chute on the premelting pot, the end of chute is provided with the blender, is equipped with in the blender to be used for holding and contains nanometer level Al 2 O 3 The dissolving chamber is communicated with a flow groove, a liquid outlet communicated with the dissolving chamber is arranged at the bottom of the mixer, the bottom end of the liquid outlet extends into the main plating pot, and a dissolving chamber bottom with honeycomb holes distributed on the end surface is arranged between the dissolving chamber and the liquid outlet; the top of the mixer is provided with an overflow trough communicated with the dissolving chamber. The application can promote Zn + Al + MgZn 2 The precipitation of ternary eutectic structure is inhibited, and Zn + Al + Mg is inhibited 2 Zn 11 The precipitation of the ternary eutectic structure reduces the supercooling degree, and qualified products without black point defects, excellent corrosion resistance and uniform crystal patterns can be produced in a wider cooling speed range.)

铝锌镁镀层产品的生产装置

技术领域

本申请涉及铝锌镁镀层产品生产的技术领域，特别涉及一种铝锌镁镀层产品的生产装置。

背景技术

铝锌镁镀层冷却凝固过程中的组织控制是生产优质产品最关键的技术之一。由于铝锌镁镀层的成分组成较多，结晶后的组织也很复杂，而且不同的工艺技术所得到的组织不同，有的组织是我们希望得到的对产品质量有益的组织，比如过共晶成分铝锌镁镀层中的Zn+Al+MgZn₂三元共晶组织；而有的组织是对产品质量有影响的组织，比如过共晶成分铝锌镁镀层中的Zn+Al+Mg₂Zn₁₁三元共晶组织。

目前公知的现有技术中过共晶成分铝锌镁镀层组织控制的方法主要是采用控制镀后冷却速度的工艺，也就是通过增加冷却速度以提高结晶的过冷度的方法，以得到我们希望的Zn+Al+MgZn₂三元共晶组织。但是，这种方法所要求的镀后冷却速度的要求很高，不但需要冷却速度控制非常准确，而且需要钢制品及其表面的镀液同步降温从而形成镀层。

在实际生产中，生产厚板时很难达到，厚板本身具有非常高的热量，短时间内难以降温，且在热浸镀镀液后，要让钢制品表面的镀液快速冷却下来的难度较大。而生产薄板时，薄板自身较易降温，在热浸镀镀液后，钢制品及其表面的镀液难以同时控制在合适的温度范围内进行降温，极易因为冷却速度太高而造成获得的镀层后的钢或钢制品的耐腐蚀性能较差，因此，采用相关技术中的控制镀后冷却速度的技术来生产具有铝锌镁镀层的产品的合格率较低，仅60-80%，大量的不合格品只能降级使用，严重影响了经济效益。

发明内容

为了降低冷却工艺在形成铝锌镁镀层中形成Zn+Al+MgZn₂三元共晶组织的影响，且全部形成Zn+Al+MgZn₂三元共晶组织，不形成Zn+Al+Mg2Zn₁₁三元共晶组织，本申请提供一种铝锌镁镀层产品的生产装置。

一种铝锌镁镀层产品的生产装置，包括主镀锅和预熔锅，预熔锅上设置有流槽，流槽的端头设置有混合器，混合器内设置有用于容纳含纳米级Al₂O₃ 固体颗粒的铝球的溶解室，溶解室与流槽连通，在混合器的底部设置有与溶解室连通的出液口，出液口的底端伸入主镀锅内，溶解室与出液口间设置有端面上分布有蜂窝孔的溶解室底；在混合器的顶部设置有与溶解室连通的溢流槽。

如此设置，铝锌镁在预熔锅中熔化后，铝锌镁合金镀液在重力作用下沿流槽流向主镀锅，在流至流槽端部的混合器时，大部分铝锌镁合金镀液进入溶解室后从出液口流至主镀锅中，多余的部分通过溢流从混合器顶部流出。其中，经过溶解室的铝锌镁合金镀液会对铝球加热，由于铝锌镁熔液的温度在580-620℃，而铝球的熔点在650-660℃，所以铝球在铝锌镁熔液作用下会逐渐溶化并随铝锌镁合金镀液流入主镀锅中，纳米级Al₂O₃固体颗粒熔点高不会融化但也会同时随铝锌镁合金镀液流入主镀锅中，而主镀锅中有设置各类辊子，各类辊子为现有常规设置可以对铝锌镁合金熔液进行搅拌，因此在上文中并未提及，在搅拌的过程中悬浮的纳米级Al₂O₃固体颗粒均匀分布在主镀锅中，因此，板材经过主镀锅后结晶的镀层中能够较为均匀含有Al₂O₃固体颗粒。

在板材上镀层冷却过程中，纳米级Al₂O₃固体颗粒会作为结晶晶粒的异质形核的核心，促进Zn+Al+MgZn₂三元共晶组织的析出，抑制Zn+Al+Mg₂Zn₁₁三元共晶组织的析出，并且降低过冷度，在较宽的冷却速度范围内也可以结晶凝固成Zn+Al+MgZn₂三元共晶组织，因此无需对于冷却速度进行特别的控制，只需要使用钢制产品本身的生产线冷却工艺即可，生产出无黑点缺陷、耐腐蚀性能优越、晶花均匀的合格产品。

进一步优选为：出液口呈上大下小的锥形设置。

如此设置，锥形的结构设置使铝锌镁合金镀液能够充满出液口，将空气排出，使溶解室处于充满状态，避免出现铝球存在固体、气体界面，保证弥散状态，从而能够更好、更均匀的对铝球进行加热溶解，使得纳米级Al₂O₃固体颗粒能够更均匀的分布在铝锌镁合金镀液中。同时，还能够起到防止镁等元素发生氧化。

进一步优选为：溶解室与溢流槽间可拆卸安装有端面上分布有蜂窝孔的溶解室盖，溶解室盖所在高度低于溢流槽的溢流高度，流槽与溢流槽连通。

如此设置，通过溶解室盖和溶解室底的设置，确保在使用时铝球一直位于溶解室内，不会出现铝球未溶化就进入主镀锅中，而造成纳米级Al₂O₃固体颗粒分布不均匀的状况。

进一步优选为：出液口的下端直径为50~150mm，出液口的锥角为5-25°，且溶解室底上的蜂窝孔的总面积是出液口下端最小面积的1.1~2.0倍。

如此设置，上述尺寸和比例的设置，一方面能够保障经过溶解室和出液口的铝锌镁合金镀液的流量，不会过快也不会过慢；另一方面能够形成上快、下慢的流速，保证铝锌镁合金镀液能够充满出液口。

进一步优选为：溶解室盖上的蜂窝孔的直径为5~25mm，溶解室底上的蜂窝孔的直径为5~25mm，溶解室盖上蜂窝孔的总面积是溶解室底上蜂窝孔的总面积1.1~2.0倍，铝球的直径为30~150mm。

如此设置，控制蜂窝孔的尺寸和总面积，不影响流量的同时，很快的将空气排出，确保铝球能够被均匀的溶化。

进一步优选为：溶解室盖上设置有连接耳，连接耳与混合器间采用插销连接。

如此设置，避免了由于溶解室盖比重轻于铝锌镁熔液而产生上浮现象。

进一步优选为：溶解室底可拆卸安装在混合器上，且出液口与溶解室间、以及溶解室与溢流槽间分别形成有供溶解室底和溶解室盖抵设的台阶。

如此设置，通过台阶可以非常容易的安装溶解室底和溶解室盖，同时能够形成上大、下小的结构，也便于在溶解室盖和溶解室底损坏后，及时进行更换。

进一步优选为：混合器、溶解室底和溶解室盖均采用高铝耐火材料制成，在混合器、流槽、主镀锅和预熔锅外均包覆有一层钢板。

如此设置，钢板能够起到保护作用，不仅能够提高物理强度，还能提高防腐蚀性。

进一步优选为：混合器的顶端开口设置形成所述的溢流槽，溢流槽远离流槽的一侧设置有溢流口；溢流槽两侧的钢板高于溢流槽，插销插设于溢流槽上方的钢板上的插孔内。

如此设置，溢流槽中铝锌镁合金镀液通过溢流口流入主镀锅中，插销与钢板连接的设置能够避免插销与铝锌镁合金镀液接触。

进一步优选为：铝球的制作方法包括以下步骤：

S1、将纳米级Al₂O₃固体颗粒加入熔融的氯化铵熔液中，其中，纳米级Al₂O₃固体颗粒占总重量的20~40%，冷却后成30~60mm的氯化铵小块；

S2、将含有纳米级Al₂O₃固体颗粒的氯化铵小块加入熔融的铝熔液中，其中，氯化铵小块占总重量的10~20%；搅拌均匀、并使氯化铵在铝液中挥发成气体后，浇注成所述直径的铝球。

如此设置，先通过氯化铵包裹的方式来降低纳米材料颗粒间的吸引力，实现纳米颗粒的分散。在成氯化铵小块后在加入铝熔液中可以较为均匀的加入，然后通过铝液来挥发氯化铵，并在冷却后得到纳米级Al₂O₃固体颗粒均匀分布的铝球。

其中，小于上述两个范围值时，成本会比较高，而高于上述两个范围值时，纳米级Al₂O₃固体颗粒的分散效果不佳，会存在部分粘接的现象。上述尺寸范围值的氯化铵小块在S2步骤中使用所形成的分散效果较佳，过小时，气化速度过快，对铝液的精炼作用不好，无法很好的去除铝液中的杂质，且形成的纳米级Al₂O₃固体颗粒的分散效果也不佳；而氯化铵小块的直径过大时，气化速度过慢，会导致分散时间变长。

附图说明

图1是本实施的结构示意图；

图2是本实施例中混合器的侧剖视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是本实施例中混合器的拆卸结构示意图。

图中，100、主镀锅；200、预熔锅；300、流槽；400、混合器；410、溢流槽；411、溢流口；420、溶解室；430、出液口；500、钢板；600、溶解室盖；610、连接耳；620、插销；700、溶解室底；800、铝球。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

一种铝锌镁镀层产品的生产装置，如图1所示，包括主镀锅100和预熔锅200，预熔锅200所在位置高于主镀锅100，在预熔锅200的侧壁上设置有一斜向下设置的流槽300，流槽300上端与预熔锅200内壁连通，流槽300下端设置有一混合器400。

主镀锅100、预熔锅200、混合器400和流槽300均采用高铝耐火材料制成，在主镀锅100、预熔锅200、混合器400和流槽300外均设置有一层钢板500。

参照图2和图3，混合器400内从上至下依次设置有溢流槽410、溶解室420和出液口430，溢流槽410设置使混合器400的顶部呈开口设置，流槽300的下端与溢流槽410的一侧连接，在溢流槽410远离流槽300的一侧设置有溢流口411。

参照图3和图4，溶解室420与溢流槽410连通，溢流槽410的直径大于溶解室420的直径使溶解室420与溢流槽410间形成台阶。在溶解室420与溢流槽410间的台阶上放置有一溶解室盖600，溶解室盖600所在高度低于溢流口411所在高度，溶解室盖600上分布有蜂窝孔，蜂窝孔贯穿溶解室盖600设置，在溶解室盖600上设置有两连接耳610，溢流槽410两侧的钢板500高于溢流槽410，两连接耳610通过一插销620插设于高于溢流槽410的钢板500上的插孔内。

出液口430呈上大下小的锥形设置，出液口430上端的直径小于溶解室420下端的直径使溶解室420与出液口430间形成有台阶。在溶解室420与出液口430间的台阶上放置有一溶解室底700，溶解室底700上分布有蜂窝孔，蜂窝孔贯穿溶解室底700设置，含纳米级Al₂O₃ 固体颗粒的铝球800限位在溶解室底700和溶解室盖600之间，铝球800的直径为30~150mm，不需要保证所有的铝球800直径相同，只需要在上述范围值内即可，铝球800的直径可以是30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65 mm、70 mm、75 mm、80 mm、85 mm、90 mm、95 mm、100 mm、105 mm、110 mm、115 mm、120 mm、125 mm、130 mm、135 mm、140 mm、145 mm、150 mm等。

参照图1，出液口430伸入主镀锅100内，且在实际使用中，出液口430需要伸入主镀锅100内的铝锌镁合金镀液中。

参照图2和图3，出液口430的下端直径为50~150mm，其可以是50 mm、60 mm、70 mm、80 mm、90 mm、100 mm、110 mm、120 mm、130 mm、140 mm、150 mm，具体根据铝锌镁合金镀液的流量而定。

出液口430的锥角为5-25°，可以是5°、10°、12°、15°、18°、20°、22°、25°，且溶解室底700上的蜂窝孔的总面积是出液口430下端最小面积的1.1~2.0倍，如1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9等。

溶解室盖600上的蜂窝孔的直径为5~25mm，溶解室底700上的蜂窝孔的直径为5~25mm，孔径可以是6 mm、8 mm、10 mm、12 mm、15 mm、18 mm、20 mm、22 mm、24 mm，优选5~15mm范围内的孔径。在本实施例中溶解室盖600和溶解室底700上的蜂窝孔直径相同设置，但不局限于相同设置，两者的直径也可以不相同。另外，溶解室盖600上的蜂窝孔的总面积是溶解室底700上的蜂窝孔的总面积的1.1~2.0倍，如1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9等。

其中，在上述参数范围内经过溶解室420和出液口430的铝锌镁合金镀液的流量，不会过快也不会过慢，具体的参数数据以实际使用情况为准，只需要保障在正常使用时确保主镀锅100内液位保持不变，并且使得总流量的80%~95%从溶解室流入主镀锅100，余下的由于流量不均匀引起的部分则以溢流的方式进入主镀锅100。

其中，上述铝球800的制作方法包括以下步骤：

S1、将纳米级Al₂O₃固体颗粒加入熔融的氯化铵熔液中，其中，纳米级Al₂O₃固体颗粒占总重量的20~40%，在该范围内纳米级Al₂O₃固体颗粒的分散效果较好，可以不进行精确计算，冷却后成直径在20~100mm之间的氯化铵小块即可，氯化铵小块可以是20mm、25mm、28mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、82mm、85mm、90mm、95mm和100mm等。

S2、将含有纳米级Al₂O₃固体颗粒的氯化铵小块加入熔融的铝熔液中，其中，氯化铵小块占总重量的10~20%，在该范围内纳米级Al₂O₃固体颗粒的分散效果较好；搅拌均匀、并使氯化铵在铝液中挥发成气体后，浇注成上述直径的铝球800。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。