理论教育 工艺分类及流程分析 - 热浸镀锌

工艺分类及流程分析 - 热浸镀锌

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:1837年,英国授予了一项与Sorel专利相似的热浸镀锌工艺专利,并很快被运用于工业化生产。到了1850年,英国钢结构件热浸镀锌年产量已达1万t。批量热浸镀锌工艺通常由镀前处理、热浸镀锌及镀后处理等步骤组成。根据其助镀方式不同,热浸镀锌工艺通常分为湿法镀锌和干法镀锌,其工艺流程如图3-1所示。实际上选择哪一种工艺应根据钢铁工件的种类及需求而定。图3-1 热浸镀锌的工艺流程a)湿法镀锌 b)干法镀锌

工艺分类及流程分析 - 热浸镀锌

热浸镀锌工艺最早记载可以追溯到1742年,法国化学家Melouin发明了一种保护铁的方法,即将铁浸没在熔融的锌中。1836年,另一位法国化学家Sorel正式申请了一项热浸镀锌专利,专利中明确叙述了将钢铁在硫酸中清洗,再经氯化铵助镀后热浸镀锌的工艺步骤。1837年,英国授予了一项与Sorel专利相似的热浸镀锌工艺专利,并很快被运用于工业化生产。到了1850年,英国钢结构件热浸镀锌年产量已达1万t。在随后的一百多年的时间里,热浸镀锌作为一种钢铁防腐蚀技术获得了广泛的应用。热浸镀锌工艺也在工业实践中不断地发展完善,目前已形成了较为成熟的工艺体系。

按镀件类型的不同,热浸镀锌可分为连续热浸镀锌(continuous hot dip galvanizing)和批量热浸镀锌(batch hot dip galvanizing)两大类。连续热浸镀锌是将带钢、钢丝及钢管等材料连续高速(如带钢最高速度可达200m/min)地通过锌浴获得热浸镀锌件的方法,其产品广泛应用于汽车工业建筑业及日常民用产品中,用量巨大。为适应大量及快速的生产,连续热浸镀锌工艺逐渐发展并产生了较大的变化,出现了许多种的工艺方法,如溶剂法、Cook-Norteman法、Sendzimir法、改良型Sendzimir法以及美钢联法等。批量热浸镀锌是将钢结构件等分批次浸入锌浴获得热浸镀锌件的方法。其产品如输电铁塔电力金具、高速公路护栏、路灯杆及标志牌等,广泛应用于交通、电力等部门。近年来批量热浸镀锌在桥梁、建筑钢结构及钢筋、通信微波塔、矿山机械、造船等方面的成功运用,更拓宽了批量热浸镀锌技术的应用前景。随着批量热浸镀锌的应用越来越广泛,批量热浸镀锌工艺也越来越完善。本章重点介绍批量热浸镀锌工艺,文中所述的热浸镀锌工艺均指批量热浸镀锌工艺。

批量热浸镀锌工艺通常由镀前处理、热浸镀锌及镀后处理等步骤组成。镀前处理包括脱脂(或除旧漆)、酸洗除锈、溶剂助镀及烘干等工序;镀后处理通常包括冷却、钝化及工件修整等,部分产品可能还需进行涂漆。根据其助镀方式不同,热浸镀锌工艺通常分为湿法镀锌和干法镀锌,其工艺流程如图3-1所示。

由图3-1a可见,湿法镀锌就是将助镀溶剂直接覆盖在锌浴表面,溶剂层厚厚地覆盖在锌浴的整个表面,或者仅仅覆盖于锌锅隔板一边的锌浴表面上。这样经脱脂及酸洗处理后的钢铁工件,可以通过溶剂层进出锌浴;或直接进入锌浴,并穿过隔板下方通过溶剂覆盖层取出;或进入时经过溶剂层,并穿过隔板下方由锌浴中直接取出。而干法镀锌(见图3-1b)则是将助镀溶剂置于单独的助镀溶液池中,经脱脂及酸洗的工件浸入助镀溶剂池中助镀后,再浸入锌浴中获得热浸镀锌层的工艺方法。

湿法镀锌和干法镀锌两种工艺孰优孰劣,现在仍然是热浸镀锌行业的一个争论主题。实际上选择哪一种工艺应根据钢铁工件的种类及需求而定。一般来说,湿法镀锌工艺多用于生产薄镀层,因为工件从锌浴表面的溶剂中拉出时,由于溶剂对工件表面具有擦拭作用,有利于工件表面的锌液快速回流,使工件表面镀层较薄。对于复杂的工件,由于工件不容易干燥,溶剂覆盖层可防止锌的飞溅(俗称爆锌)。另外,使用湿法镀锌工艺时,可以减少工件的吊运次数,而且产生的锌灰也比较少。不过,若冲洗后的工件表面存在溶剂残留,则溶剂会污染和腐蚀镀件。在更换溶剂覆盖层时易造成锌的损失,同时,维持溶剂层的费用也较高。干法镀锌工艺的优点是产量高,锌渣生成率低,同时车间的空气更清洁。(www.daowen.com)

随着现代热浸镀锌企业向着大规模、高效率的发展,湿法镀锌已很少采用,大多数热浸镀锌企业均采用干法镀锌。下面按挂件、镀前处理、热浸镀锌及镀后处理四部分来介绍干法镀锌工艺。

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图3-1 热浸镀锌的工艺流程

a)湿法镀锌 b)干法镀锌

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