年产150000吨热镀锌生产线方案设计
年产150000吨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×4 m
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。
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：25000 m3/h