热镀锌生产线改造方案.docx

热镀锌生产线改造方案.docx

《热镀锌生产线改造方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热镀锌生产线改造方案.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

热镀锌生产线改造方案

山东莒县热镀锌生产线

方案设计

河北卓亿环保设备有限公司

二〇一二年六月

山东莒县热镀锌生产线方案设计

一、技术指标

1、生产能力：

150000吨/年；

2、镀锌能力：

5～6杠/小时。

3、单杠重量：

≤18吨

4、锌锅尺寸（长×宽×高）：

15m×3m×4m

5、吊杠长度：

15000+1600（酸槽壁厚400×2，吊杠两端突出长度400×2）=16600mm；

6、锌锅烟尘处理后烟气黑度达到一级，固体颗粒小于90mg/m3、HCl除去率：

90％。

7、酸气、酸雾处理后应达到国家排放标准（HCl≤100mg/m3）。

8、镀锌产品标准：

符合GB/T 13912-2002要求；。

二、方案

（一）总体布局

车间布置如图1、图2所示。

根据热镀锌多年经验和试验结果，酸洗池需10个，1个漂洗池、一个助镀池，共12个池。

酸洗池尺寸为（长×宽×高）：

15.5m×3.2×4m，酸洗池之间的隔壁厚度为0.4m，酸洗池、漂洗池、助镀池、总长度为43.6m。

采用先进的L型热镀锌工艺布局，酸洗和浸锌分段布置，待镀件在挂具上横向步进酸洗后，物料流向转90度轴向进入浸锌工位，物料流向成L形流动，改变了传统的物料横向进入浸锌工位的输送方式。

酸洗时采用横向、垂直运动机械化，经PLC编程，实现酸洗步进自动化作业。

酸洗工段采用步进方式，厂房封闭方便。

锌锅在独立的空间内，空间体积小，减小了引风机的排量，从而减小了电机功率和运行费用。

1、设备组成

总体布局如图1所示。

设备主要由冷却槽、钝化槽、半门式起重机、酸洗槽、水洗槽、助镀槽、酸洗自动控制系统、全封闭烟雾收集系统、热浸锌烟气净化设备、助镀液除铁盐设备、全封闭酸雾收集处理系统、酸液加热设备、烘干换热器、助镀液加热设备、浸锌环轨起重机、酸洗自动线、自行式进料地轨车、锌锅燃烧及控制系统、废酸处理设备等组成。

图1全封闭清洁型热镀锌生产线总体布置图

1-冷却槽2-钝化槽3-半门式起重机4-酸洗槽5-水洗槽6-助镀槽7-锌锅燃烧及控制系统8-全封闭烟雾收集系统9-热浸锌烟气净化设备10-助镀液除铁盐设备11-全封闭酸雾收集处理系统12-酸液加热设备13-烘干换热器14-助镀液加热设备15-浸锌环轨起重机16-酸洗自动线及控制系统17-自行式进料地轨车

图2全封闭清洁型热镀锌生产线剖面图

2、工艺流程（工艺流程如图4所示）

图4全封闭清洁型热镀锌生产线工艺流程图

热镀锌生产线生产运行过程：

⑴将挂有待镀件的吊杠放在进料地轨车上，启动自行进料地轨车，进入全封闭酸洗工段;

⑵步进式自动酸洗系统（水平、垂直升降）按规定的程序将待镀件按多槽酸洗工艺要求进行酸洗除锈处理，并按工艺要求依次递进自动完成整个酸洗过程，此时酸雾回收净化设备启动，将脱脂除锈时产生的酸雾进行回收净化处理，处理率达91.2％,处理后的气体达标排放（气体中HCL含量小于100mg/m3）。

⑶经多槽酸洗的待镀件放入水洗槽进行涮洗，涮洗水将待镀件表面的残留酸液和铁盐清除，涮洗水用于稀释浓盐酸不外排。

⑷将酸洗后的待镀件放置到助镀液中进行镀前处理。

在镀锌过程中定期检测助镀液中“铁盐”含量，当助镀液中亚铁离子含量达到设定值时，起动助镀液除铁盐设备,清除助镀液中的铁盐，有效避免了过多的铁离子被带入浸锌液中，从而降低镀锌过程中的锌耗，经处理后的助镀液可循环再使用。

⑸经镀前处理的待镀件由自动酸洗系统设备将工件放置到移动烘干箱上，移动烘干箱运行到烘干位置（也是浸锌起吊工位），利用热风烘干换热器产生的干净热气对工件烘干。

⑹浸锌环轨起重机将待镀件吊起，镀锌封闭进料门自动开启，待镀件被轴向水平输送到镀锌槽上方进行热浸镀锌，镀锌封闭进料门自动关闭，此时烟尘处理系统启动，镀锌过程中产生的大量烟尘通过全封闭锌锅除烟尘系统收集后进入镀锌烟气净化设备进行处理，经水浴处理后经旋流塔排入大气，废气中的固体颗粒小于90mg/m3,烟气黑度达到一级。

⑺镀锌完毕后镀锌封闭间出料门自动开启，环轨起重机将镀件水平输送到水冷工位，镀锌封闭间出料门自动关闭，镀锌件被放入冷却平移轨道车中，在冷却水中降温后由半门式起重机吊至钝化工位钝化处理，钝化处理后由半门式起重机吊至修料区，从而完成整个热浸锌工艺过程。

（三）各设备结构及性能

1、进料地轨车

⑴　组成

设备如图3所示，主要由框架、车轮、电机、减速器等组成。

图3自行式进料地轨车

⑵性能：

a）额定荷载:

20T；

b）整备质量：

≤4500kg；

c）外型尺寸（长×宽×高）：

15.8m×3.8m×0.6m

d）功率8KW。

2、全封闭步进式自动酸洗系统

①结构、组成、原理及特点

全封闭步进式自动酸洗系统结构如图4所示，主要由控制系统、自动行车、行车滑架、水平移动滑道、水平行走机构、垂直升降机构等组成。

主要用于自动输送酸洗过程的工件，将工件从一个酸洗槽输送到下一个酸洗槽中，使各酸槽中的酸液浓度和铁盐含量按阶梯式分布，实现废酸有固定槽排放处理。

根据被镀工件与盐酸反应时间和漂洗、助镀时间，确定在每个酸洗槽中浸泡时间、漂洗时间、助镀时间，按确定的时间和工艺要求用PLC进行编程，使进料自动门、水平行走机构、垂直升降机构动作，实现工件水平运行和垂直升降，完成工件的酸洗、漂洗、助镀和检查等工序作业。

实现酸洗作业自动化。

其特点是：

提高了盐酸的利用率；延长了厂房和设备的使用寿命，降低了设备的维修成本；实现自动化酸洗，可节省人力，降低工人的劳动强度。

图4全封闭步进式自动酸洗系统

1-控制系统2-进出自动门3-行车滑架4-水平移动滑道5-水平行走机构

6-垂直升降机构7-进出料地轨车8-封闭系统。

②性能参数：

酸洗速度：

5-6杠/小时

额定起升重量：

18000kg；

吊杠长度：

16.6m；

垂直起升高度：

5m；

垂直起升速度：

7m/min；

水平运行速度：

40m/min；

功率：

64kW。

③酸洗工艺过程

首先将工件放入第一个酸洗槽中，经过一段时间（根据酸液浓度和生产效率进行时间参数设定，一般情况时间设定为8-12分钟）后，将第一酸洗槽中工件放入第二酸洗槽，同时将后续工件放入第一酸洗槽，在经过相同酸洗时间后，将第二酸洗槽中工件放入第三酸洗槽，第一酸洗槽中工件放入第二酸洗槽，后续工件放入第一酸洗槽，依次循环，最终步进式酸洗工艺会形成如图5所示的结果。

按阶梯式分布，工件上的氧化物依次减少，酸液浓度依次增大，各酸槽内铁盐含量依次减小，第一酸洗槽中杂质及铁盐含量最高，酸浓度最低，最后一个酸洗槽酸浓度最高，杂质及铁盐含量最低，酸液最大限度得到利用。

第一酸洗槽中酸的浓度低于（0.5%以下）时，铁盐含量（大于300克/每升）时作为废酸排放，将废酸经压滤后排入废酸储备槽中待处理。

同时将第二酸洗槽中酸液倒入第一酸洗槽，第三酸洗槽中酸液倒入第二酸洗槽，最后一个酸洗槽作为配制新酸槽，用来配制新酸，配制新酸时用漂洗水代替水稀释浓盐酸，漂洗水的补充用处理废酸时产生的弱酸蒸馏水。

图5步进式自动酸洗工艺酸洗后形成结果图

酸洗结束后，工件进入水洗槽进行水洗，这时工件表面杂质及铁盐含量很少，水洗的作用只是将工件表面的酸降低，漂洗水除酸的浓度会少量增加以外，杂质及铁盐很少带入漂洗水中，避免了杂质、铁盐、酸带入助镀液中。

3、酸雾收集处理系统

⑴组成

酸雾收集处理系统由酸雾收集和酸雾（废气）吸收处理设备（如图6所示）组成，是将酸洗车间全部封闭，通过引风机将酸雾输送到酸雾（废气）吸收处理设备中进行处理，经北京中研环能环保技术检测中心检验，排出气体达到国家排放标准。

图6酸雾（废气）吸收处理设备

⑵性能参数：

处理能力：

25000m3/h

功率：

15kW。

处理率：

91.2％,处理后的气体达到国家排放标准（HCl≤100mg/m3）。

4、镀锌锅加热系统

系统由加热炉、燃烧系统、控制系统等几部分组成。

该系统采用我公司与德国霍科德公司共同研发的对热镀锌锌锅加热的专用设备。

加热所需原料为天然气,自动控制天然气的流量并以脉冲的方式控制烧嘴，更好的控制炉体内的温度使锌液的温度更加均匀稳定。

该燃烧系统符合国家的环保要求,与传统的煤气发生炉相比较而言,此设备免去了烟气脱硫及粉尘处理等工序，更加环保节能,控温更加稳定。

也改善了厂区的环境。

⑴镀锌加热炉

①原始参数

镀锌锅尺寸（内）（长×宽×高）：

15m×3m×4m

镀锌锅壁厚（mm）：

60；

燃料：

天然气（8500KCAL/NM3）；

电源：

380V/3P/50HZ；

②技术要求

锌液工作温度（℃）435-450±2；

炉膛（火道）温度（℃）≤650；

炉壁温度（℃）≤50；

温度波动公差（℃）±2

炉体受热均匀（℃）±2

烧嘴数量（个）6

最大热负荷（kcal/h）145×104

③其它要求：

炉坑内全部照明、电器元件采用防爆型。

尽量选用国内名牌产品，包括减压阀、电磁阀、热电偶、烧嘴、自控等设备。

④技术性能

生产能力（kg/h）7000

有效容锌量（t）1180

锌液工作温度（℃）435-450；

炉膛（火道）温度（℃）580—620

烧嘴数量（个）6

⑤设备结构与参数

1）锌锅

锌锅材料为钢制锌锅。

2）炉体

炉体结构、排风烟道如图7、图8所示。

图7炉体结构

图8排风烟道

热镀锌炉的炉体，炉墙结构由60mm厚耐热纤维板、116mm厚硅藻土砖和232mm后黏土质耐火砖构成。

外层采用钢结构炉壳。

3）燃烧方式

热镀锌炉选用天然气调温高速烧嘴，防止产生局部高温。

采用脉动燃烧方式燃烧，高速的冲击气流可以使炉气温度均匀，并提高炉气和锌锅传热效果。

烧嘴布置在热镀锌炉两端的对角处，在烧嘴的另一端各布置一个排烟口，使炉膛内烟气流动顺畅，两个烟道口的支烟道沿炉子的墙体汇集到主排烟道，主排烟道设置可自动调节的控制炉压用的烟道调节阀（烟道闸板）。

该燃烧方式是目前最先进的供热方法之一。

其特点是：

a.炉膛内温度均匀；

b.传热效率高节省能源，提高生产效率；

c.可以降低炉膛温度并均匀化，提高了锌锅的使用寿命;

d.全自动控制，保证镀锌工艺温度的稳定，提高产品的质量。

4）燃烧系统

燃烧系统性能应符合GB/T19839规定的要求。

燃烧系统由烧嘴、燃气管路、助燃空气管路、烟道调节阀等部分组成。

烧嘴：

为保证炉内温度场的均匀性，采用6只燃气调温高速烧嘴，（烧嘴喷出的火焰温度可以调节，防止产生局部高温，确保炉膛温度的均匀性。

）烧嘴分别布置在炉两边端墙上。

烧嘴采用进口的德国霍科德技术产品。

燃气管路：

燃气主管路配有手动球阀、过滤器、稳压阀（调压阀）、压力开关、快速切断阀，确保炉前的天然气安全、稳定的供给。

烧嘴前燃气管路在每个烧嘴前配有手动球阀、电磁阀、比例调节阀，两个烧嘴为一组，每个烧嘴配有自动点火器和火焰检测器。

助燃空气管路在每个烧嘴前配有双位电磁阀、手动蝶阀。

助燃空气用风机采用变频调速，调节供风压力，采用该方法供风压力稳定，节能；风机入口安有消声器，减少风机振动产生的噪音。

排烟系统：

在主烟道设有耐高温烟道蝶阀，可随供热负荷的变化自动调节烟道蝶阀的开度，始终使炉压控制在最佳值，即保证了炉内热气流的充分利用，又保证了炉外冷空气不会被吸入炉内。

烟气通过排烟管道和烟囱排出，设有排烟温度热电偶，在控制柜的温度仪表上显示排烟温度。

（烟囱采用原有钢制烟囱）。

5）控制系统

控制柜如图9所示。

①温控系统

控制系统采用的是计算机集散控制系统，各开关量信号由PLC采集和处理，模拟量信号由智能仪表采集和处理，PLC和智能仪表通过通讯总线与工控机进行数据交换。

这种结构保证了在上位机脱机的情况下，通过PLC和智能仪表能够独立地完成系统自动运行，提高了系统