專利名稱：一種生產(chǎn)錫粒的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬顆粒加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金屬顆粒的加工方法和設(shè)備，特別涉及一種用于制造電鍍錫鋼板的生產(chǎn)錫粒的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
電鍍錫產(chǎn)品具有耐蝕、無毒等特點，已廣泛應(yīng)用于食品和飲料加工等行業(yè)。目前國內(nèi)已建成了10多條電鍍錫生產(chǎn)線，國外已建成了140多條電鍍錫生產(chǎn)線，電鍍錫產(chǎn)品的年生產(chǎn)能力超過2000萬噸。制造電鍍錫鋼板時，電鍍是關(guān)鍵工序，鋼板電鍍時，鍍液中錫離子的補充主要采用添加錫錠或錫粒，通過錫錠或錫粒隨后在鍍液中電解來實現(xiàn)。鍍液中通過添加錫錠補充錫離子的方法存在操作不方便、金屬錫不易電解和鍍液成分不均勻的不足，導(dǎo)致鍍層均勻性差、鍍層質(zhì)量低。因此生產(chǎn)高級電鍍錫鋼板時，鍍液中錫離子的補充主要采用添加錫粒的方法來實現(xiàn)。通過在鍍液中加入表面光潔、成分穩(wěn)定、無氧化、無夾渣的錫粒來補充錫離子，可獲得均勻性和耐蝕性好的鍍錫層，此外還具有工效高、操作方便等優(yōu)點。因此，世界各國新建或改建的電鍍錫生產(chǎn)線多數(shù)采用添加錫粒取代以往添加錫錠方法來補充鍍液中的錫離子。
有關(guān)金屬顆粒的加工方法主要有熔滴法、飛濺法和機械加工法。應(yīng)用機械加工方法制造錫粒的流程是錫錠→熔化→澆注→熱壓→沖壓→錫粒→包裝。其工藝成熟，能生產(chǎn)合格產(chǎn)品。但存在的主要問題是①工藝過程復(fù)雜，加工工序多；②錫粒收得率低，小于78％；③能耗高，22％以上的邊角料需返回重新熔化，多耗能22％以上；④沖壓設(shè)備龐大，維修量大，勞動生產(chǎn)率低；⑤設(shè)備建設(shè)投資高；⑥對成品錫粒有污染。熔滴法和飛濺法主要包括金屬熔化、滴注和冷凝等工序。
美國專利US3888956中公開了一種采用熔滴法加工金屬顆粒的方法，在該方法中，使熔融金屬的熔流朝著一個水平的固定部件落下，熔體撞擊該部件時由于其本身的動能而破碎，形成不規(guī)則的熔滴，這些熔滴往上述部件的上方和向外運動，然后落入位于所連部件下面的冷卻介質(zhì)的溶液中。采用這種已知的方法可以制造金屬顆粒，但這種方法有很多缺點和不足。主要表現(xiàn)在熔融金屬撞擊上述部件時所形成的熔滴尺寸會從很小的熔滴到相當大的熔滴，因此不可能有效地控制顆粒尺寸和顆粒尺寸分布。中國發(fā)明專利CN1127686中公開了一種鍍錫鋼板電鍍用錫粒的制備方法，該方法中，將金屬錫錠熔化后，通過出料口導(dǎo)入滴注罐，錫液經(jīng)滴注口而滴入冷凝浴槽內(nèi)，冷凝浴槽內(nèi)裝有油、水雙層冷卻液，熔融狀錫液則先滴入上層油浴，再進入下層水浴冷卻凝固而成顆粒狀錫粒。應(yīng)用該方法盡管可以加工出尺寸均勻的錫粒，但錫粒要進行脫脂清洗和烘干處理，既增加了生產(chǎn)工序，又增加了能耗，脫脂劑還污染環(huán)境。而且該方法還存在錫液滴注溫度高，達到280℃～300℃，導(dǎo)致錫粒表面易產(chǎn)生錫渣和生產(chǎn)錫粒的能耗增加的不足。中國發(fā)明專利CN1257767也公開了一種錫粒的制備方法，是發(fā)明專利公開號為CN1127686的一項改進發(fā)明，其主要特征在于其冷凝工序的改進。熔融狀錫液滴入具有一定溫度的水浴中冷卻凝固而成錫粒。本發(fā)明與發(fā)明專利公開號為CN1127686相比較，具有工藝簡化，生產(chǎn)成本明顯降低，但本發(fā)明僅利用余熱脫水，取消了烘干，錫粒表面易氧化發(fā)黃，而且錫粒表面易出現(xiàn)夾渣，影響錫粒在鍍錫槽中的使用。中國發(fā)明專利CN1438085中公開了用于制造電鍍鋅鋼板的鋅粒加工方法，該方法是將鋅錠經(jīng)熔化爐熔化后，進入保溫爐，保溫爐采用陶瓷內(nèi)加熱套管供熱，鋅液保溫時用N2或Ar2保護。在保溫爐下部，設(shè)有1個或1個以上的通孔，通孔直接與定量器相連，鋅液流經(jīng)定量器，經(jīng)滴嘴后滴入石墨冷卻輥上，冷卻輥輥身面積的50％～80％浸泡在冷凝水箱內(nèi)。由于冷卻輥的快速導(dǎo)熱，鋅液迅速變成鋅粒，在離心力作用下，鋅粒被拋入鋅粒收集箱內(nèi)。用本發(fā)明制造的鋅粒表面光潔、圓整、致密、顆粒均勻、無污染，鋅粒內(nèi)部無氣孔、疏松和夾雜，不需要進行表面清洗和烘干處理，可以直接包裝入庫待用。但是用該方法加工錫粒，錫渣多，收得率低，造粒能力低，錫粒表面易氧化、顏色不光亮、甚至易出現(xiàn)疏松和夾渣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種效率高、設(shè)備簡單、操作方便、錫粒表面光潔、無氧化、夾渣、裂紋等缺陷和生產(chǎn)成本低的用于制造電鍍錫鋼板的錫粒生產(chǎn)方法和設(shè)備。
本發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種生產(chǎn)錫粒的方法，首先用加熱管預(yù)熱錫錠，錫錠預(yù)熱溫度100℃～160℃，錫錠預(yù)熱段長度為1.0m～5.0m。用感應(yīng)電爐、電阻爐或加熱管將錫錠熔化，錫錠熔化爐溫度245℃～265℃。在熔化爐上部開一個通孔，通孔中安裝1#連通管，用1#連通管將錫錠熔化爐和錫液保溫爐相連，錫液通過1#連通管由熔化爐進入錫液保溫爐，錫液保溫爐內(nèi)溫度控制在245℃～265℃。在錫液保溫爐上方開一個通孔，通孔中安裝2#連通管，用2#連通管將錫液保溫爐和造粒爐相連，錫液通過2#連通管由保溫爐進入造粒爐，造粒爐內(nèi)的錫液溫度控制在245℃～265℃。在造粒爐底部，設(shè)有1個或1個以上的通孔，使錫液流經(jīng)通孔而滴入置于水箱的提升機里成錫粒。錫粒通過提升機，經(jīng)甩水器、烘干機后，進入收集箱。水箱里的冷卻水溫度為20℃～50℃，烘干機溫度為60℃～80℃。進入錫粒收集箱的錫粒表面溫度為60℃～80℃，錫粒表面光潔、圓整、致密、顆粒均勻、無污染，錫粒內(nèi)部無氣孔、疏松和夾渣。
一種生產(chǎn)錫粒的設(shè)備，由加熱熔融裝置、造粒裝置和收集裝置組成。加熱熔融裝置為中空腔體結(jié)構(gòu)，裝置外殼為保溫層，在錫錠入口處安置有預(yù)熱爐，預(yù)熱爐底部設(shè)有耐火層，耐火層上鋪設(shè)有輸送輥，在輸送輥的上方設(shè)有若干個加熱管，在輸送輥末端通過滑槽與熔化爐連接，在熔化爐側(cè)下方設(shè)置有保溫爐，在熔化爐上部開一個通孔，通孔中安裝1#連通管，用1#連通管將錫錠熔化爐和錫液保溫爐相連，在加熱熔融裝置外側(cè)設(shè)置有造粒爐，在錫液保溫爐上方開一個通孔，通孔中安裝2#連通管，用2#連通管將錫液保溫爐和造粒爐相連，在造粒爐底部，設(shè)有1個或1個以上的通孔，在造粒爐下方設(shè)置有水箱，提升機下端伸入水箱位于造粒爐下方，提升機上端與甩水器、烘干機、收集箱依次連接。
錫液保溫爐體積為熔化爐體積的30％～80％。1#連通管用不銹鋼、石墨或陶瓷制造。錫液保溫爐采用強度高、傳熱效率高和電絕緣性能優(yōu)良的陶瓷內(nèi)加熱套管供熱，采用陶瓷內(nèi)加熱套管供熱還具有降低能耗、減少錫的損耗、提高控溫精度和安全性高等優(yōu)點。造粒爐體積為保溫爐體積的30％～80％。2#連通管用不銹鋼、石墨或陶瓷制造。
本發(fā)明的熔化爐內(nèi)的液面比保溫爐內(nèi)的液面高80mm～300mm，可以確保熔化爐內(nèi)的錫液能夠快速地進入保溫爐內(nèi)。保溫爐內(nèi)的液面比造粒爐內(nèi)的液面高0～50mm，可以確保保溫爐內(nèi)的錫液平穩(wěn)進入造粒爐，錫液平穩(wěn)地進入造粒爐有利于錫液平穩(wěn)地從造粒爐底部的通孔流出而進入冷卻水箱，可以確保錫粒尺寸均勻穩(wěn)定，也有利于錫粒表面光潔。錫液從熔化爐進入保溫爐，本發(fā)明采用1#連通管從底部連通滲流，可以大幅度減少熔化爐中的雜質(zhì)和錫渣流入保溫爐，提高保溫爐錫液的純凈度。錫液從保溫爐進入造粒爐，本發(fā)明通過2#連通管采用從底部取液的方式，提高了溢出液體的純凈度，造粒爐中錫液純凈度的提高，可以大幅度提高滴液效率，還可以防止錫粒表面出現(xiàn)夾渣。本發(fā)明1#連通管的橫截面積是2#連通管橫截面積的120％～160％，有利于造粒爐內(nèi)錫液的穩(wěn)定，有利于獲得尺寸和形狀穩(wěn)定的錫粒。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比，具有如下優(yōu)點①本發(fā)明錫錠預(yù)熱、熔化、錫液保溫、錫粒成形、冷卻、烘干及收集一次完成，工藝簡單，生產(chǎn)效率高。
②本發(fā)明錫液從熔化爐進入保溫爐，1#連通管從底部連通滲流，可以大幅度減少流到保溫爐的雜質(zhì)和錫渣，提高了保溫爐中錫液的純凈度。
③本發(fā)明錫液從保溫爐進入造粒爐，2#連通管采用從底部取液，提高了溢出液體的純凈度，錫液純凈度的提高，可以提高滴液效率12％～18％，還可以防止錫粒表面出現(xiàn)夾渣，有利于獲得光潔、無裂紋、無夾渣和尺寸均勻穩(wěn)定的錫粒。
④采用本發(fā)明可以實現(xiàn)連續(xù)添加錫錠、連續(xù)熔化錫錠、連續(xù)生產(chǎn)錫液和連續(xù)生產(chǎn)錫粒。
⑤用本發(fā)明制造錫粒收得率高，收得率大于98％。
⑥用本發(fā)明制造錫粒的錫液滴注溫度低，只有245℃～265℃，導(dǎo)致錫粒表面不易產(chǎn)生錫渣和生產(chǎn)錫粒的能耗下降，生產(chǎn)錫粒的能耗為0.055kw.h/kg～0.085kw.h/kg。


附圖是本發(fā)明生產(chǎn)錫粒設(shè)備示意圖。
圖中1——耐火層，2——加熱管，3——輸送輥，4——保溫層，5——錫錠，6——熔化爐，7——錫液，8——1#連通管，9——保溫爐，10——2#連通管11——造粒爐，12——錫粒，13——水箱，14——提升機，15——甩水器16——烘干機，17——收集箱。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳述實施例1一種生產(chǎn)錫粒的設(shè)備，由加熱熔融裝置、造粒裝置和收集裝置組成。加熱熔融裝置為中空腔體結(jié)構(gòu)，裝置外殼為保溫層4，在錫錠入口處安置有預(yù)熱爐，預(yù)熱爐底部設(shè)有耐火層1，耐火層上鋪設(shè)有輸送輥3，在輸送輥的上方設(shè)有若干個加熱管2，在輸送輥術(shù)端通過滑槽與熔化爐6連接，在熔化爐6側(cè)下方設(shè)置有保溫爐9，在熔化爐6上部開一個通孔，通孔中安裝1#連通管8，用1#連通管將錫錠熔化爐6和錫液保溫爐9相連，在加熱熔融裝置外側(cè)設(shè)置有造粒爐11，在錫液保溫爐上方開一個通孔，通孔中安裝2#連通管10，用2#連通管10將錫液保溫爐9和造粒爐11相連，在造粒爐底部，設(shè)有25個通孔，在造粒爐下方設(shè)置有水箱13，提升機14下端伸入水箱位于造粒爐下方，提升機上端與甩水器15、烘干機16、收集箱17依次連接。
生產(chǎn)方法為首先將錫錠5置于3.0m長的預(yù)熱爐內(nèi)，預(yù)熱爐用6個總功率為16.2KW的陶瓷加熱管加熱，錫錠預(yù)熱溫度128℃，然后進入熔化爐6，熔化爐是采用6個總功率為18KW的陶瓷加熱管加熱，錫液熔化爐溫度為258℃，錫液熔化后，通過內(nèi)徑φ25mm的1#不銹鋼管8進入保溫爐9，錫液保溫爐體積為熔化爐體積的45％。保溫爐用3個總功率為6KW的陶瓷加熱管加熱，熔化爐內(nèi)的液面比保溫爐內(nèi)的液面高130mm，當保溫爐內(nèi)溫度為261℃，錫液7通過φ22mm的2#不銹鋼管10進入造粒爐11，造粒爐體積為保溫爐體積的45％。保溫爐內(nèi)的液面比造粒爐內(nèi)的液面高12mm，造粒爐的錫液溫度達到260℃時，錫液直接從造粒爐底部的通孔流出，底部通孔數(shù)量為25個，錫液滴入水箱13中的斗式提升機14。錫粒12通過斗式提升機，經(jīng)甩水器15、烘干機16后，進入收集箱17。水箱里的冷卻水溫度為30℃，烘干機溫度為70℃。進入錫粒收集箱的錫粒表面溫度為70℃。錫粒顆粒尺寸φ3mm～φ6mm，錫粒加工速度是530kg/h，加工錫粒的能耗為0.076kw.h/kg。錫粒的不圓度＜0.12mm，錫粒表面光潔、致密、顆粒均勻、無污染，錫粒內(nèi)部無氣孔、疏松和夾渣。
實施例2首先將錫錠5置于4.0m長的預(yù)熱爐內(nèi)，預(yù)熱爐用7個總功率為17.5KW的陶瓷加熱管加熱，錫錠預(yù)熱溫度145℃，然后進入熔化爐6，熔化爐采用功率為25KW的電阻爐加熱，錫液熔化爐溫度為260℃，錫液熔化后，通過內(nèi)徑φ28mm的1#陶瓷管8進入保溫爐9，錫液保溫爐體積為熔化爐體積的65％。保溫爐用3個總功率為6KW的陶瓷加熱管加熱，熔化爐內(nèi)的液面比保溫爐內(nèi)的液面高240mm，當保溫爐溫度為262℃，錫液通過φ23mm的2#陶瓷管10進入造粒爐11，造粒爐體積為保溫爐體積的70％。保溫爐內(nèi)的液面比造粒爐內(nèi)的液面高30mm，造粒爐的錫液溫度達到261℃時，錫液直接從造粒爐底部的通孔流出，底部通孔數(shù)量為35個，錫液滴入水箱13中的斗式提升機14。錫粒通過斗式提升機，經(jīng)甩水器15、烘干機16后，進入收集箱17。水箱里的冷卻水溫度為28℃，烘干機溫度為65℃。進入錫粒收集箱的錫粒表面溫度為64℃。錫粒顆粒尺寸φ2mm～φ6mm，錫粒加工速度是620kg/h，加工錫粒的能耗為0.078kw.h/kg。錫粒的不圓度＜0.12mm，錫粒表面光潔、致密、顆粒均勻、無污染，錫粒內(nèi)部無氣孔、疏松和夾渣。
實施例3首先將錫錠5置于2.0m長的預(yù)熱爐內(nèi)，預(yù)熱爐用5個總功率為17.5KW的陶瓷加熱管加熱，錫錠預(yù)熱溫度150℃，然后進入熔化爐6，熔化爐采用功率為30KW的感應(yīng)電爐加熱，錫液熔化爐溫度為250℃，錫液熔化后，通過內(nèi)徑φ30mm的1#石墨管8進入保溫爐9，錫液保溫爐體積為熔化爐體積的75％。保溫爐用4個總功率為8KW的陶瓷加熱管加熱，熔化爐內(nèi)的液面比保溫爐內(nèi)的液面高260mm，當保溫爐溫度為253℃，錫液通過φ26mm的2#石墨管10進入造粒爐11，造粒爐體積為保溫爐體積的75％。保溫爐內(nèi)的液面比造粒爐內(nèi)的液面高40mm，造粒爐的錫液溫度達到251℃時，錫液直接從造粒爐底部的通孔流出，底部通孔數(shù)量為45個，錫液滴入水箱13中的斗式提升機14。錫粒通過斗式提升機，經(jīng)甩水器15、烘干機16后，進入收集箱17。水箱里的冷卻水溫度為40℃，烘干機溫度為75℃。進入錫粒收集箱的錫粒表面溫度為73℃。錫粒顆粒尺寸φ4mm～φ8mm，錫粒加工速度是850kg/h，加工錫粒的能耗為0.065kw.h/kg。錫粒的不圓度＜0.12mm，錫粒表面光潔、致密、顆粒均勻、無污染，錫粒內(nèi)部無氣孔、疏松和夾渣。
權(quán)利要求
1.一種錫粒生產(chǎn)方法，依次包括預(yù)熱、熔化、保溫、造粒、冷卻、脫水、烘干和錫粒收集工序，其特征是錫錠預(yù)熱后，經(jīng)感應(yīng)電爐、電阻爐或加熱管將錫錠熔化，錫液從1#連通管進入保溫爐，錫液在保溫爐經(jīng)加熱管加熱后，從2#連通管進入造粒爐，錫液從造粒爐底部的通孔滴入置于水箱的提升機，水箱內(nèi)有冷卻水，錫粒通過提升機，經(jīng)甩水器、烘干機后，進入收集箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫粒生產(chǎn)方法，其特征是錫錠預(yù)熱溫度為100℃～160℃，錫錠預(yù)熱段長度為1.0m～5.0m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫粒生產(chǎn)方法，其特征是錫液保溫爐溫度為245℃～265℃，造粒爐內(nèi)的錫液溫度為245℃～265℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫粒生產(chǎn)方法，其特征是熔化爐內(nèi)的液面比保溫爐內(nèi)的液面高80mm～300mm，保溫爐內(nèi)的液面比造粒爐內(nèi)的液面高0～50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫粒生產(chǎn)方法，其特征是1#連通管采用底部連通滲流的方式，2#連通管采用底部取液的方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫粒生產(chǎn)方法，其特征是錫粒冷卻水溫度為20℃～50℃，錫粒烘干機溫度為60℃～80℃。
7.一種用于權(quán)利要求1所述錫粒生產(chǎn)方法的設(shè)備，由加熱熔融裝置、造粒裝置和收集裝置組成，其特征是加熱熔融裝置為中空腔體結(jié)構(gòu)，裝置外殼為保溫層，在錫錠入口處安置有預(yù)熱爐，預(yù)熱爐底部設(shè)有耐火層，耐火層上鋪設(shè)有輸送輥，在輸送輥的上方設(shè)有若干個加熱管，在輸送輥末端通過滑槽與熔化爐連接，在熔化爐側(cè)下方設(shè)置有保溫爐，在熔化爐上部開一個通孔，通孔中安裝1#連通管，用1#連通管將錫錠熔化爐和錫液保溫爐相連，在加熱熔融裝置外側(cè)設(shè)置有造粒爐，在錫液保溫爐上方開一個通孔，通孔中安裝2#連通管，用2#連通管將錫液保溫爐和造粒爐相連，在造粒爐底部，設(shè)有1個或1個以上的通孔，在造粒爐下方設(shè)置有水箱，提升機下端伸入水箱位于造粒爐下方，提升機上端與甩水器、烘干機、收集箱依次連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的錫粒生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，1#和2#連通管均為不銹鋼、石墨或陶瓷件，1#連通管的橫截面積是2#連通管橫截面積的120％～160％。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的錫粒生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，錫液保溫爐體積為熔化爐體積的30％～80％，造粒爐體積為保溫爐體積的30％～80％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)錫粒的方法和設(shè)備，解決現(xiàn)有錫粒生產(chǎn)過程中存在的需要清洗以及錫粒表面易氧化和出現(xiàn)夾渣等缺陷。解決的技術(shù)方案是錫錠預(yù)熱后經(jīng)輸送輥進入熔化爐，錫錠熔化爐溫度245℃～265℃。用文檔編號B22F9/06GK1605418SQ20041006808
公開日2005年4月13日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者陳群, 蘇飛虎, 沈智謀, 劉雅瑾, 秦輝, 黃琴, 符寒光 申請人:上海寶鵬有色金屬制品廠