一種非密閉通道式連續滲鋅設備和方法技術

本發明專利技術涉及一種非密閉通道式連續滲鋅設備和方法，設備包括：一個通道，其由若干節構成，各節的一端設有工件入口，另一端設有工件出口，其中的一節或幾節作為滲鋅節，其中具有滲鋅空間；預熱保溫系統；加熱保溫系統，其加熱元件設于滲鋅節；保護氣體施加裝置，其保護氣體輸送口連通至滲鋅空間；鋅粉施加裝置，其鋅粉輸送口連通至滲鋅空間；輸送系統，其具有沿預定路線輸送金屬工件的工件輸送部，其預定路線的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。通過在滲鋅空間中形成氣體保護氛圍，使得可以在開放式的通道中進行滲鋅，使得滲鋅工藝可以連續進行，既可以省去每爐升溫、降溫所占用的大量時間，提高生產效率，又可以避免由此造成的能源浪費。

Non closed channel type continuous zinc infiltrating equipment and method

The invention relates to a non sealed channel type continuous zinc impregnation device and method, apparatus includes: a channel, which is composed of a plurality of sections, each section of the entrance end of a workpiece, the other end is provided with a workpiece outlet, one or several festival festival as a sherardized Festival, which has a sherardized space; preheating system in the heating system; heating element, zinc; protective gas applying device, the protective gas delivery port connected to the penetrating zinc space; zinc powder applying device, the powder delivery port connected to the sherardizing space; its delivery system, delivery department of workpiece transporting metal workpiece along a predetermined route, part of its scheduled route the export of the workpiece, and the workpiece entrance channel layout. Through the formation of gas atmosphere in zinc space, which makes it possible for infiltration of zinc in open channel, the sherardizing technology can be carried out continuously, can save a lot of time in each furnace heating and cooling occupied, improve production efficiency, but also can avoid the waste of energy.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于金屬表面化學處理和金屬材料擴散處理
，具體地說，本專利技術涉及一種非密閉通道式連續滲鋅設備及連續滲鋅方法。
技術介紹
滲鋅是用熱擴散方法在金屬工件表面獲得鋅鐵合金層的表面保護工藝，是將滲鋅劑與金屬工件等共置于滲鋅爐中，在預定工藝溫度下，鋅原子由金屬工件表面向內部滲透，同時鐵原子則由內向外擴散，借此，在金屬工件表層形成一層均勻的鋅-鐵化合物，即滲鋅層，通過滲鋅層對金屬工件實現陰極保護。目前，對金屬工件表面的粉末滲鋅處理，主要是在密閉的真空環境下進行的，具體有如下兩種方式：一是采用密封爐“靜態”滲鋅，即將金屬工件、鋅粉和各種助滲劑裝入密封爐內，令金屬工件埋于復合粉劑中，加熱到預定工藝溫度后，保溫一定時間，實現“靜態”下擴散式滲鋅，滲鋅結束之后，降溫到預定溫度后出爐。該種滲鋅方式，由于在滲鋅前需要進行填爐密封操作，在處理后又需要開封出爐，因此，其處理工藝只能是逐爐處理的方式，加之每一爐均需要在處理前升溫，并在處理后降溫，每一爐的全程處理時間大約需要6～8小時，其滲鋅處理無效時間花費過長，造成工藝處理效率低下，升溫、降溫過程浪費了大量的時間、能源和勞動力。二是采用旋轉式滲鋅爐“動態”滲鋅。旋轉式滲鋅爐主要由托輪、爐膛本體、加熱元件、密封旋轉式滲鋅罐、滾筒電機組成；操作時，將金屬工件、鋅粉、各種助劑、惰性沖擊介質一并裝入密封旋轉式滲鋅罐中，然后將密閉的滲鋅罐吊裝放入爐膛本體內，并架設于兩側托輪上，由滾筒電機帶動滲鋅罐旋轉，同時對滲鋅罐進行加熱，在預定溫度下處理預定時間后，關閉加熱元件，滲鋅罐隨爐冷卻到預定溫度，隨后關閉滾筒電機并吊出滲鋅罐，最后打開滲鋅罐取出處理后的工件。當金屬工件批量大時，也可將大量工件一次分裝至幾個滲鋅罐內，將幾個滲鋅罐同時吊裝至網帶傳輸式滲鋅爐內處理，并集中進行下罐取件。該種滲鋅方式，借助滲鋅罐的滾動，使得鋅粉顆粒與金屬工件之間形成機械摩擦，以加快鋅原子與金屬工件表面原子的反應，達到機械助滲的效果，但是，受滲鋅罐滾動轉速所限制，獲得的動能能量小，不能有效地激發鋅原子的活化能，而且，由于在滲鋅前需要進行填爐密封操作，在處理后又需要開封出爐，因此，其處理工藝仍然只能是逐爐處理，加之每一爐均需要在處理前升溫，并在處理后降溫，每一爐零件的全程處理時間仍需要5～6小時，其通過機械旋轉助滲的方式以期提高滲鋅效率效果依然有限，很難滿足連續化、大規模生產的節拍要求。另外，雖然旋轉式滲鋅爐通過將密封旋轉式滲鋅罐與爐膛分開的結構，可以借助滲鋅罐的滾動提高滲鋅效率，但是，由于密封旋轉式滲鋅罐的旋轉運動使得其不能實現內部加熱，而只能是通過設于爐膛與密封旋轉式滲鋅罐之間的加熱元件，先對密封旋轉式滲鋅罐從外部加熱，然后再由滲鋅罐將熱量傳輸給其內部的金屬工件，這就導致，加熱元件輻射的熱量會被爐膽消耗一部分，不能快速有效地傳導至金屬工件，延長了加熱金屬工件所需的時間(同時也延長了降溫時間)，降低了效率，使得每一罐的整體處理時間變長，同時，加熱和冷卻滲鋅罐又因額外增加了熱量的損耗而造成能源浪費，以及增加了對環境的熱污染。由此可知，現有滲鋅技術，由于設備和工藝的局限性，其只能分爐處理，且單爐處理量少、時間長，以每爐處理300～800千克、6～8小時每爐計算，每天最多也只能處理3噸，生產效率十分低下，不能滿足大規模生產的需要，而且還難以保證產品品質的均一性，同時，其金屬工件裝爐、出爐操作頻繁，勞動力消耗大，而且，每一爐均需要升溫、降溫，不僅浪費了大量的能源，還可能會帶來對環境的污染，不符合節能減排的環保趨勢。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題為了解決現有技術的上述問題，本專利技術提供一種非密閉通道式連續滲鋅設備，其通過在開放式的通道中進行滲鋅，使得滲鋅工藝可以連續進行，既可以省去每爐升溫、降溫所占用的大量時間，提高生產效率，又可以避免由此造成的能源浪費。本專利技術還提供一種非密閉通道式連續滲鋅方法，其通過在開放式的通道中進行滲鋅，使得滲鋅工藝可以連續進行，既可以省去每爐升溫、降溫所占用的大量時間，提高生產效率，又可以避免由此造成的能源浪費。(二)技術方案為了達到上述目的，本專利技術采用的主要技術方案包括：一種非密閉通道式連續滲鋅設備，其包括：一個通道，其由若干節構成，其各節的一端設有工件入口，另一端設有工件出口(其中，各節的兩端既可以是直通道相對的兩端，也可以是彎通道相對的兩端，例如，U形通道、L形通道、弧形通道等)，其中的一節或幾節作為滲鋅節，滲鋅節中設置有滲鋅空間，通道的一節或幾節設置為預熱節，預熱節設于滲鋅空間前；預熱保溫系統，其加熱元件設置于預熱節內；加熱保溫系統，其加熱元件設于滲鋅節；保護氣體施加裝置，其保護氣體輸送口連通至滲鋅空間；鋅粉施加裝置，其鋅粉輸送口連通至滲鋅空間(其既可以是輸送純鋅粉、也可以是混合有助滲劑的鋅粉混合物)；輸送系統，其具有工件輸送部，工件輸送部沿預定路線輸送金屬工件，工件輸送部的預定路線的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。通過在滲鋅空間中形成氣體(例如惰性氣體、氮氣等在滲鋅環境下不易與鋅、鐵發生化學反應的氣體)保護氛圍，使得可以在開放式的通道中進行滲鋅，使得滲鋅工藝可以連續進行，既可以省去每爐升溫、降溫所占用的大量時間，提高生產效率，又可以避免由此造成的能源浪費，尤其是，由于鋅是非常活潑的金屬元素，在有氧環境下，極易被氧化，而且，在相對密閉的空間下若形成粉塵云(況且還有加熱狀態)，如果大量氧氣存在極可能形成爆炸的危險，而本專利技術通過形成氣體保護氛圍，能將氧氣濃度降到極低(可以媲美真空環境)，不僅可以減少對鋅粉活性的破壞，并且，可以有效地控制滲鋅室內氧濃度在安全范圍內，可以降低因氧氣濃度過高導致爆炸的危險，借助在滲鋅空間前設置預熱節，不僅可以在金屬工件進入滲鋅空間之前進行預熱，減少在滲鋅空間中的升溫時間，減少工件在滲鋅空間中的停留時間，提高效率，還可以使滲鋅空間中向外散發的一部分熱量得到再利用，減少熱排放和加熱能耗。其中，保護氣體施加裝置的保護氣體輸送口可以直接和/或間接連通至滲鋅空間。本專利技術一個實施例的非密閉通道式連續滲鋅設備，其中：通道的一節或幾節設置為保護氣體填充節，保護氣體填充節連通滲鋅空間設置，保護氣體施加裝置的保護氣體輸送口接入保護氣體填充節中，并借助保護氣體填充節連通至滲鋅空間，保護氣體填充節包括設置于滲鋅空間靠近工件入口側的入口保護氣體填充節和/或設置于滲鋅空間靠近工件出口側的出口保護氣體填充節。借助入口保護氣體填充節和/或出口保護氣體填充節由工件入口和/或工件出口側向滲鋅空間中充填保護氣體，可以減少由工件入口和/或工件出口逸出的保護氣體，有利于保持滲鋅空間中的保護氣體具有較高壓力，并可以減少粉塵由工件入口和/或工件出口的逸出，避免造成污染，同時減少浪費。較佳的，保護氣體填充節的保護氣體輸送口朝向滲鋅空間方向。借此提高保護氣體向滲鋅空間中的輸送效率。本專利技術一個實施例的非密閉通道式連續滲鋅設備，其中，保護氣體施加裝置直接向滲鋅空間中輸入保護氣體時，可以由滲鋅節的工件入口與工件出口之間的位置向滲鋅空間中直接充填保護氣體，較佳的，由滲鋅空間中部位置直接輸送。借此，可以更容易地將滲鋅空間中的空氣、氧氣排凈，進而形成較好的氣體保護氛圍，尤其是當滲鋅空間較長時本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種非密閉通道式連續滲鋅設備，其特征在于，其包括：一個通道，其由若干節構成，其各節的一端設有工件入口，另一端設有工件出口，其中的一節或幾節作為滲鋅節，其中具有滲鋅空間，通道的一節或幾節設置為預熱節，預熱節設于滲鋅空間前；預熱保溫系統，其加熱元件設于預熱節；加熱保溫系統，其加熱元件設于滲鋅節；保護氣體施加裝置，其保護氣體輸送口連通至滲鋅空間；鋅粉施加裝置，其鋅粉輸送口連通至滲鋅空間；輸送系統，其具有工件輸送部，工件輸送部沿預定路線輸送金屬工件，工件輸送部的預定路線的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。

【技術特征摘要】
1.一種非密閉通道式連續滲鋅設備，其特征在于，其包括：一個通道，其由若干節構成，其各節的一端設有工件入口，另一端設有工件出口，其中的一節或幾節作為滲鋅節，其中具有滲鋅空間，通道的一節或幾節設置為預熱節，預熱節設于滲鋅空間前；預熱保溫系統，其加熱元件設于預熱節；加熱保溫系統，其加熱元件設于滲鋅節；保護氣體施加裝置，其保護氣體輸送口連通至滲鋅空間；鋅粉施加裝置，其鋅粉輸送口連通至滲鋅空間；輸送系統，其具有工件輸送部，工件輸送部沿預定路線輸送金屬工件，工件輸送部的預定路線的一部分沿工件入口、通道和工件出口布置。2.如權利要求1所述的非密閉通道式連續滲鋅設備，其特征在于：保護氣體施加裝置的保護氣體輸送口包括直接和/或間接連通至滲鋅空間。3.如權利要求1所述的非密閉通道式連續滲鋅設備，其特征在于：通道的一節或幾節設置為保護氣體填充節，保護氣體填充節連通滲鋅空間設置，保護氣體施加裝置的保護氣體輸送口接入保護氣體填充節中，并借助保護氣體填充節連通至滲鋅空間，保護氣體填充節包括設置于滲鋅空間靠近工件入口側的入口保護氣體填充節和/或設置于滲鋅空間靠近工件出口側的出口保護氣體填充節。4.如權利要求3所述的非密閉通道式連續滲鋅設備，其特征在于：保護氣體填充節的保護氣體輸送口朝向滲鋅空間方向。5.如權利要求3所述的非密閉通道式連續滲鋅設備，其特征在于：預熱節鄰接入口保護氣體填充節；和/或通道的一節或幾節設置為輸出保溫節，輸出保溫節鄰接出口保護氣體填充節。6.如權利要求5所述的非密閉通道式連續滲鋅設備，其特征在于，還包括抽吸裝置：抽吸裝置的負壓抽氣口直接或間接連通入口保護氣體填充節遠離預熱節的一側，和/或抽吸裝置的負壓抽氣口直接或間接連通出口保護氣體填充節遠離輸出保溫節的一側。7.如權利要求6所述的非密閉通道式連...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張松琦，張遠慶，姜海龍，姜蓓蓓，李明，陳肖越，金璐，魏金龍，
申請(專利權)人：北京鐵科首鋼軌道技術股份有限公司，天津先知邦科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11