鍍鋅工藝培訓ppt課件

1、鍍鋅工藝培訓.批量熱鍍鋅的發(fā)展過程熱鍍鋅是剛才防腐蝕方法中最普遍最有效的工藝措施，發(fā)明于18世紀中葉，至今將近270年。1742年 法國化學家碼羅英博士發(fā)明了濕法鍍鋅；1800年 干法鍍鋅問世；1837年 法國索里爾申請熱鍍鋅專利；1837年 英國克勞福特申請了以氯化銨為溶劑的鍍鋅工藝；1935年 波蘭森吉米爾發(fā)明了氧化還原法鍍鋅工藝1937年 美國建立第一條連續(xù)熱鍍鋅帶鋼生產線。1972年 美國伯利恒公司發(fā)明“Galvalume”熱浸鍍層鋼板55%AL-43.4%Zn-1.6%si；1984年 國際鋁鋅組織申請專利Galfan合金Zn-5%Al-RE.鍍鋅原理140和 165鍍管工藝流程：原

2、材料檢驗（熱水洗）(脫脂)（水洗）酸洗水洗涂溶劑烘干熱鍍鋅外吹內吹（導桿式、蒸汽）空冷水冷自檢打印鈍化烘干（烘干噴漆）包裝檢驗入庫鍍鋅護欄工藝流程：原材料檢驗酸洗水洗涂溶劑烘干熱鍍鋅外吹（內吹）空冷水冷（鈍化、外吹）自檢包裝打捆檢驗入庫 .酸洗作用：去除鋼鐵表面的雜質和鐵銹成份：0HCl220g/l ; 抑制劑：0.51 kgm3原理：鐵銹的主要成分（Fe2O3、 Fe3O4、 FeO） Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O Fe3O4+8HCl= 2FeCl3+FeCl2+4H2O FeO+2HCl= FeCl2+H2O Fe+2HCl= FeCl2+H2酸洗后的工件應呈暗灰色，

3、應嚴格控制酸洗液成份及酸洗時間防止出現(xiàn)欠酸洗和過酸洗。 .水洗 作用：去除鋼鐵表面的雜質、鹽酸、鐵離子等。成份：常流水（自來水).涂溶劑作用： 經除銹后的鋼鐵表面仍會殘留氧化鐵和酸洗殘留鹽，同時由于操作的不連續(xù)性，活化的鋼鐵表面在空氣中停留的時間較長，會二次氧化，如果直接鍍鋅易產生漏鍍，必須進行助鍍處理。成份： ZnCl2:300500g/l ; NH4Cl:150350g/l ; FeCl2:15g/l1、溶劑處理工藝：干法和濕法 干法鍍鋅工藝：工件經酸洗后用清水去除表面的鐵鹽和殘留酸，再浸入氯化銨、氯化鋅或氯化鋅銨水溶液，經烘干后，進行鍍鋅。 其優(yōu)點：產量高，鋅渣產生少，鋅液中可以添加鋁。

4、其缺點是：清洗表面防漏度效果不如濕法。 濕法鍍鋅工藝：在鋅液表面覆蓋一層厚度約150mm的熔融溶劑。工件經過酸洗、水洗后穿過熔劑層浸入熔鋅槽中。 . 其優(yōu)點：熔劑層可以預熱工件，減少飛濺、減少工件的變形、保溫、防止鋅液氧化、鋅灰少。其缺點：對鋅鍋有腐蝕，溶劑穩(wěn)定性差，需定期添加氯化銨或更換熔劑、熔劑消耗大、對環(huán)境影響大、產量低、鋅渣生成量大、不能用于加鋁操作、鍍層附著力不如干法鍍鋅。 除干法和濕法外，有的鋼管鍍鋅還采用干濕法工藝：先干后濕。 目前大多數(shù)企業(yè)采用干法鍍鋅工藝。2、溶劑的濃度： 國外溶劑質量濃度為：400550g/l，國內大部分結構件鍍鋅企業(yè)為200350g/l，我們企業(yè)為5507

5、00g/l.3、亞鐵離子： 溶劑中的鐵離子被帶入鋅池后會產生鋅渣，每一公斤鐵至少會消耗25公斤鋅而形成鋅渣。溶劑中產生亞鐵離子的原因有三個方面：其一，工件經酸洗后，表面還殘留鐵離子；其二，工件在溶劑中的時間過長，溶劑對工件的侵蝕也會增加鐵離子；其三，有些單位使用鐵槽，或使用鋼管加熱管。 亞鐵離子含量應越低越好，歐洲一般控制在0.53g/l，我國企業(yè)一般控制在10g/l.4、溶劑PH值 溶劑適宜的PH值范圍為：45 當PH值低于4時，溶劑容易腐蝕工件，增加鐵離子；超過5.5時，還可能使ZnCl2水解生成Zn（OH）2析出。5、溶劑溫度 室溫60 對于涂溶劑后無烘干，或烘干能力不足情況，應盡量提高

6、溶劑的溫度。如果溫度過高，會使水分蒸發(fā)，從而增加濃度。有時可通過調節(jié)溶劑溫度，來保持溶劑的濃度。6、溶劑再生（溶劑除鐵） 氧化沉淀法化學氧化和電解氧化 化學氧化： 可利用空氣、臭氧、化學強氧化劑將溶劑中的Fe2+ 氧化為Fe3+ 并調整PH值，形成Fe（OH）3沉淀，過濾Fe（OH）3可將鐵離子去除。 以雙氧水H2O2為例： H2O2+2 FeCl2+4NHOH = 2Fe（OH）3 +4NH4Cl 電解氧化： 通過雙室電解槽，在陽極區(qū)Fe2+ 失去電子氧化為Fe3+ ，并以Fe（OH）3析出，在陰極區(qū)H離子得到電子形成氫氣。.烘干作用： 將涂有溶劑的工件進行干燥，去除水分，防止工件進入鋅液時

7、出現(xiàn)爆鋅現(xiàn)象。溫度： 80180 時間： 715min 各國對烘干溫度缺乏統(tǒng)一的認識，對鋼管鍍鋅，有的認為鋼管表面溫度超過230 ，會使溶劑分解。我們公司的三條線是將鍍鋅爐的煙道廢棄的余熱，經熱交換器加熱空氣后對工件進行烘干。 溶劑烘干后原材料的表面呈暗灰色，如果出現(xiàn)綠色或黃色應對溶劑成份或操作工藝作調整。（呈綠色說明原材料又被氧化，應檢查溶劑成份或減短在空中的時間；呈黃色說明烘干溫度過高，應降低烘干溫度）。 .熱鍍鋅作用： 此工序是鍍鋅生產的最重要的，工件浸入鋅液后，將會鍍上一層鋅層。工藝參數(shù)： 鋅液溫度：鍍管 440 460 鍍板 445 470 浸鋅時間：不要鋅層厚度產品：3080秒 要

8、求鋅層厚度產品：80180秒鍍鋅原理：1、鋅的基本性質： 鋅的原子序數(shù)為30，元素周期表中2副族，原子量為65.4，線膨脹系數(shù)25.010-6；熔點419.5；沸點906.8；密度（20）7.133，（450）6.53； 鋅在常溫下與干燥空氣作用很小，鍍鋅鋼材在大氣中先形成氧化鋅，在水氣作用下會形成氫氧化鋅，在自由流動的濕空氣的二氧化碳的存在下會形成薄的、致密的有粘附性不溶于水的堿式碳酸鹽，可以起到隔離保護作用。.當鍍層有局部破壞時，由于鋅的電極電位比鐵低，在電化學腐蝕中，鋅為陽極，鐵為陰極因此鍍鋅層具有電化學保護作用，在潮濕的水氣作用下會發(fā)生電化學腐蝕，生成相對易溶的氫氧化鋅，形成白銹。2、

9、熱鍍鋅層的形成： 熱鍍鋅層由鋅-鐵合金層和純鋅層組成。熱鍍鋅過程是一個復雜的物理化學過程，固態(tài)鐵和液態(tài)鋅接觸時，發(fā)生鐵和鋅原子的界面反應，同時伴隨鋅、鐵原子的擴散。 合金層的形成和成長需要能量，能量的強度因素是溫度，能量的數(shù)量因素是浸鋅時間，最佳的熱鍍鋅工藝應當是在保證鍍層品質的前提下能量最少的過程。因此我們的鍍鋅工藝也是把溫度和浸鋅時間作為重要參數(shù)進行控制。純鋅層厚度取決于鋅液的粘度、提抽（引出）的速度和角度，與空冷速度也有關系。.3、鋅液中元素對鍍層結構和厚度的影響 鋅液中其他元素的來源是鋅錠中不可避免的雜質（Pb、Fe、Sn、Cu等）鍍鋅過程中鋅液對鍍件和鍍槽的侵蝕而帶入（ Fe、Si、

10、Mn等），為改善鍍層結構、耐蝕性能、外觀厚度、附著力等性能而添加的合金元素（Al鋁、Ni鎳、Sn錫、Mg鎂、Pb鉛、Bi鉍、Sb銻、RE稀土等）3.1、鐵的影響： 鐵在熔鋅中的溶解度非常低，450時為0.054%。超出溶解度的過量的鐵會與鋅結合成比重大于鋅液的鋅鐵合金，通常稱為鋅渣。鋅渣中的鐵含量與溫度有關，溫度越高，鐵含量也越高，一般為3.54%。鋅槽中的鋅渣應定期清除，以免影響鍍層的塑性和耐蝕性。一般情況下，鋅鍋中的鐵含量對鋅鐵反應沒有影響。鐵是鍍鋅過程中有害無益的元素，因此工件在酸洗后必須很好的清洗，溶劑中的鐵含量越低越好，工件在鋅液中停留的時間也應盡量縮短。.3.2、鎳的影響： 鎳的熔

11、點為1453，在450時鎳在鋅液中的溶解度為0.5%，研究表明在鋅液中，當鎳含量為0.040.12%時，可以有效降低硅含量為0.040.25%的活性鋼在熱鍍鋅時的鋅鐵反應速率，抑制圣德林效應而導致的鍍層增厚、附著力差、鍍層灰暗等問題。鋅液中添加鎳，對鍍層的耐腐蝕性沒有明顯變化，但可以改善鋅液的流動性，使鍍層更加均勻、光滑。.3.3鉛的影響： 在粗鋅中鉛是不可避免的雜質，在450460 時，鉛在鋅液中的溶解度約為1.21.4%。鉛可以降低鋅液的表面張力和粘度，改善鋅液對工件表面的浸潤能力，彌補鍍鋅前處理的不足，減少漏鍍。研究表明，鉛對鋅鐵反應無明顯影響。在使用金屬鋅鍋時，為了便于撈取鋅渣，減少底

12、部鋅渣的生成和保護鋅鍋底部免受鋅的侵蝕，常在鋅鍋底部保留100mm的鉛層。由于鉛是重金屬，對人體有害，污染環(huán)境，因此不宜采取。.3.4、鋁的影響： 鋁是熱鍍鋅中最常見的添加元素。在鋅液中添加微量鋁有許多優(yōu)點：1、可以減少生產過程中鋅液的氧化。由于鋁與氧的親合力大而首先被氧化，在鋅液表面生成AI2O3保護薄膜，從而可以有效地防止鋅液的氧化；2、可以減薄鍍鋅層的厚度，提高鍍層的粘附性。在保證鋼管鍍鋅層均勻性和鍍層重量的前提下，鍍層越薄越好，也越經濟。鍍鋅過程中，鋅液和鋼基首先反應形成Zn-Fe合金， 如果鋅液中不添加徽量鋁，不僅合金層生長較厚，而且硬和脆 ，因而使鍍鋅管在冷彎試驗時鋅層較易脫落。如

13、鋅渡中添加少量的鋁，則由于它和鐵的親合力強，在鐵的表面便形成極薄的Fe 2A1 5層， 抑制了ZnFe合金的增長，使鍍層減薄；3、能夠抑制鋼中的硅對鍍鋅的不良影響；4、可以減小鋅花，改善鍍層的均勻性以及提高表面的光亮與光滑程度。.4、鋼基化學成分對鍍層結構和厚度的影響 鋼材的課鍍性主要取決于鋼材的化學成分，此外鋼件的表面狀態(tài)也有一定影響。在低碳鋼中碳、硅、錳、磷、硫五大元素，對熱鍍鋅層結構影響最大的是硅和磷，其次是碳，錳和硫影響較小。4.1、碳的影響 碳對熱鍍鋅的影響主要取決于鋼中碳的存在形式，其次是碳的含量。鋼中碳通常以碳化物（Fe3C）狀態(tài)和溶解態(tài)存在。同一含量的鋼，因其組織不同，鋅鐵反應

14、速度也不同。一般情況下，碳化鐵細小，組織均勻的鋼鋅鐵反應速度慢，反之則快。一般情況下，鋼中含碳量愈高，鋅鐵反應愈劇烈。.4.2、硅的影響：鋼中硅是影響鋅鐵反應最強烈的元素，上世紀四十年代，圣德林研究發(fā)現(xiàn)鍍層隨鋼中硅含量影響呈現(xiàn)駝峰曲線（見圖3-11），此曲線被稱為圣德林曲線。鋼中硅含量在0.070.1%處，鍍層厚度最大；硅含量在0.150.2%處時，鍍層厚度有降到谷底；硅含量在0.40.5%處時，鍍層有急劇增加。人們將鋼中硅對鋅鐵反應的影響成為圣德林效應。.4.3、錳的影響：錳含量在12%時對鋅鐵反應無明顯影響；35%時鋅鐵反應區(qū)消失；6%時又出現(xiàn)線性區(qū)；8%時鋅鐵反應與實踐成線性關系。4.4

15、、磷的影響：磷的存在能促進和加速不穩(wěn)定合金層的生長。磷0.025%時，磷對鋅鐵反應影響不大，但當含量超過0.03%時，影響十分強烈，超過0.04%時，外觀出現(xiàn)“樹皮裝”，鍍層容易脫落。鋼中磷與硅有相似的影響，磷與硅對鋅鐵反應的影響具有協(xié)同效應。磷會促進鋅鐵反應速率，其作用是硅的2.5倍。4.5、硫的影響：硫含量在0.1%以下時，對鋅鐵反應沒有影響，硫含量的增加會加快鋅鐵反應。.5、鍍鋅形式：目前我們公司有三條鍍鋅生產線：140、165、和鍍鋅護欄。140是：螺旋浸入式；165是：花盤浸入式；鍍鋅護欄是：吊鍍式。.6、鋅鍋：鋅鍋是熱鍍鋅的基本設備，鋅鍋的壽命直接影響到產量和成本，鋅鍋的腐蝕會增加

16、鋅耗，生產過程中一旦出現(xiàn)跑鋅（漏鋅），將對生產造成重大影響。因此正確設計鍍鋅爐和正確使用鋅鍋對鍍鋅企業(yè)十分重要。鋅鍋一般使用厚度為4060mm的低硅、低硫、低磷、低碳的優(yōu)質鋼板焊接而成。鋅鍋的一般壽命大約是35年。7、鍍鋅爐：鍍鋅爐的設計應保證鋅鍋受熱面積的最大化，同時要盡量保證鋅鍋受熱均勻，避免局部高溫。由于鋅鍋的底部難免要聚集鋅渣，鋅渣的導熱很差，一般的鍍鋅爐的設計都是加熱鋅鍋的側面。燃燒介質：一般有煤氣、重油（渣油）、天然氣、煤等。140線使用渣油；165線和鍍鋅護欄線使用煤氣。.外吹作用：抹去工件提出時帶出的多余鋅，將工件的外表面液態(tài)鋅吹抹平整，使工件鍍鋅后表面平滑光亮。工藝參數(shù)：鋼管0.10.36MPa;W板0.360.4MPa） 外吹原理：.內吹作用：抹去工件提出時帶出的多余鋅；對鍍鋅后的工件進行冷卻。（此工序只適合鋼管類產品）原理：蒸汽內吹.導桿式內吹：.空冷作用：將粘附在工件表面的鋅冷卻，有液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。避免工件進入水冷時出現(xiàn)炸鋅現(xiàn)象。方式：空氣中自然冷卻，也可用