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    熱鍍鋅知識及技術

       2010-03-06 29820
    核心提示:一、熱鍍鋅鋼材的用途    鍍鋅剛才用途廣泛,遍及國民經濟中各部門。鍍鋅剛才的用途主要集中于建筑、汽車、
    一、熱鍍鋅鋼材的用途    鍍鋅剛才用途廣泛,遍及國民經濟中各部門。鍍鋅剛才的用途主要集中于建筑、汽車、家電及各種容器等。下表列出鍍鋅鋼材的主要用途。

        二、熱鍍鋅鋼材的性能
        ① 力學性能
        鍍鋅鋼板使用時均需成形加工,故要求它具有一定的強度外,還應具有良好的深沖性能。對于普通低碳鋼板采用Sendzimir法生產線的線內退火達不到此要求。但對于一般輕度深沖加工的產品,可采用降低鋼帶運行速度的方法 (即延長其在還原爐內的停留時間)解決。
        ② 耐腐蝕性
        鍍鋅鋼板具有良好的耐大氣腐蝕性。這是因為鋅的電位比鐵低,鋅層對鋼基體呈陽性,鐵呈陰性。在電解液中,鋅層溶解而保護鋼基體不被腐蝕;此外 ,鋅層在一般的大氣環境中,其腐蝕產物通常為堿式碳酸鋅[ZnCO3?Zn(OH)2],它對鋅層有一定的保護作用。但在含硫的工業大氣中,其腐蝕產物是易溶于水的硫酸鋅鹽,易被雨水沖洗流失,不能阻礙鋅層的進一步腐蝕。因此,在工業大氣中,鋅層的腐蝕較快。
        ③ 焊接性能
        鍍鋅鋼板具有良好的焊接性,可以點焊和縫焊。點焊時,其焊接強度與低碳鋼點焊接近。但焊接電流需增大10%~15%。
        三、鋅鍋及加熱熱源
        1. 鋅鍋
        鋅鍋是鋼材熱鍍鋅的關鍵設備,選擇時應注意幾個主要問題:
        ①尺寸與形狀
        ②材質
        ③厚度
        ④內結構件
        2. 加熱熱源
        采用何種熱源時應注意幾個主要問題:
        ①較高的熱效率
        ②良好的可調節性
        ③能保持鍋外壁的最低溫度
        ④沿鍋外壁的均勻加熱,無冷區及過熱區存在。
        四、鋼結構件及瑪鋼件熱鍍鋅
        鋼結構件種類繁多,形狀復雜。因此,其熱鍍鋅的工藝只能采用熔劑法。
        由于鋼結構件外形多種多樣,對其吊具設計要予以充分注意。設計吊具時應考慮以下因素:便于操作、少掛鋅液、吊掛牢固、構件不致變形、工件不憋氣(在空氣排出困難的部位要打孔,浸鋅時空氣 自由排出)、鋅液回流暢通等。
        瑪鋼件的前處理,通常是先噴丸,以除去表面粘附的型砂。然后,放入酸洗滾筒中進行滾動酸洗。滾筒浸于地面下酸洗槽中。當滾動一定時間后,排出酸洗液,再通入冷水進行滾動水洗。將洗凈的瑪鋼件通過漏斗防入熔劑處理轉筒中。此轉筒浸于熔劑槽內,用螺旋推進器從出口端排出,并自動進入落入框籃中準備鍍鋅。
        將裝有瑪鋼件的框籃吊入鋅鍋中鍍鋅。在浸鋅前及出鋅鍋前均應預先扒除鋅液面上的面渣。吊出鋅鍋后,應立即放在離心機轉盤上,開動離心機,靠離心力的作用甩掉瑪鋼件表面及內部殘留的多余的鋅液。然后進行水冷。
        五、熱鍍鋅鋼管
        鋼管熱鍍鋅工藝大多采用熔劑法。近年來,開發出氫還原法,它是在Sendzimir鋼帶連續熱鍍鋅的基礎上發展的一種新工藝。但由于一些技術問題,至今未獲得推廣。
        熔劑法鋼管鍍鋅工藝流程與單張鋼板熔劑法熱鍍鋅大體相同。由于原管一般無油污存在而不需脫脂工序,直接進入酸洗工序。酸洗時,先將管束吊入第一個酸洗槽中進行預酸洗。然后吊入第二個酸洗槽進行酸洗,便可除掉全部氧化鐵皮。通常采用鹽酸或加熱到50~60℃的硫酸。酸洗液濃度在10%~20%,效果好。按鋼管表面氧化鐵皮的狀況決定酸洗時間。經常串動鋼管,可加速酸洗過程。因此,在酸洗槽內的底部和側壁安裝突起的木條,有利于鋼管在酸液中的滾動。
        在正常鍍鋅溫度范圍(445~465℃)內,提高鋅液溫度,可增大鋅液的流動性。從而可提高鋅層表面質量和改善鋅液的回流,降低鍍層重量。此外,還可縮短鍍鋅時間,提高鋅鍋的生產效率。然而,鍍鋅溫度過高,易引起鋼管變形。
        熱鍍鋅鋼絲分為一般用途的低碳鋼絲和特殊用途的中高碳鋼絲。鋼絲的熱鍍鋅通常采用熔劑法,很少采用氫還原法。低碳和中高碳鋼絲的熱鍍鋅工藝過程稍有不同。其工藝流程如下:


        六、熱鍍鋅鋼板
        1. 熱鍍鋅工藝
        主要采用熔劑法熱鍍鋅工藝
        熔劑法單張板熱鍍鋅工藝流程如下:
        2.  鋼帶連續熱鍍鋅生產線
        其主要有以下四種:無氧化爐生產線、美鋼聯法、Wheeling 生產線、Selas生產線
        3. 鍍鋅鋼板品種
        主要品種有;大鋅花鍍鋅鋼板、小鋅花鍍鋅鋼板、差厚鍍鋅鋼板、單面鍍鋅鋼板  
        4. 合金化鍍鋅鋼板
        近十余年來,由于汽車業及家電業大量使用了鍍鋅鋼板,并對鍍鋅鋼板的性能提出了更高的要求,即除了應具有好的耐蝕性外,還應具有好的沖壓成形性、焊接性和涂裝性。因此,經濟發達的國家對鋼基材的成分、熱鍍鋅層相結構及性能等進行了大量的研究,并相繼新建了一些大型的更加現代化、高速化和自動化的鋼帶連續熱鍍鋅生產線,同時也有將原有的鍍鋅機組進行改造,使之適應這種需求。
        眾所周知,一般鎮靜鋼及沸騰鋼的熱鍍鋅鋼板只能滿足于建筑、容器等一般用途的需要。但對于汽車行業及家電行業,由于對板的深沖性要求高而無法滿足。為此,于20世紀70年代開發出IF鋼(無間隙原子鋼)。它具有極好沖壓成形性。經熱鍍鋅并合金化處理后,更具有好的焊接性、耐腐蝕性及涂裝性,而適應于作汽車及家電的面板。其中,對其使用性能影響最大的是其加工成形性和焊接性。也是近十年來熱鍍鋅鋼板研究的重點課題。
        5. 熱軋鋼板熱鍍鋅
        眾所周知,鋼帶連續熱鍍鋅用原板均勻冷軋鋼板。近年來,逐漸采用熱軋板作為原板。
        七、熱鍍鋅層性能的影響因素
        在熱鍍鋅過程中,主要的影響因素有:
       (1) 鋅液溫度和浸鍍時間
        在正常鍍鋅溫度范圍(445~465℃)內,提高鋅液溫度,可增大鋅液的流動性。從而可提高鋅層表面質量和改善鋅液的回流,降低鍍層重量。此外,還可縮短鍍鋅時間,提高鋅鍋的生產效率。然而,鍍鋅溫度過高,易引起鋼管變形。
        在熱鍍鋅過程中,鋅液溫度(或稱鍍鋅溫度)和浸鍍時間對鍍鋅層有重要影響。通常用鍍鋅時的鐵損作為Fe-Zn反應速度的參數。鐵損是指鐵與鋅反應形成合金層的鐵和此層剝落部分成為鋅渣中的鐵的總量。 
       (2)鋼基體化學成分
        a. 碳的影響  一般地說,鋼中碳含量愈高,Fe-Zn反應愈強烈,鐵損也愈大,生成的合金層也厚。
        b. 硅的影響  鋼中的硅對熱鍍鋅的影響最為突出。普通碳鋼中含有少量的硅。
        c. 銅的影響  由于礦石原料,有的普碳鋼可能含有少量銅,少量的銅對鍍鋅層結構無明  顯影響。含銅鋼熱鍍鋅層的耐大氣腐蝕性好。
        d. 錳、硫、磷的影響  普通低碳鋼中均含有一定量的錳和少量的硫、磷。一般情況下,錳和硫對鍍鋅層結構無明顯影響。
       (3) 鋅液成分
        a. 鋁的影響  鋅液添加鋁對鍍層的結構和性能有重要影響。
        b. 鉛的影響  鋅錠中常含有少量鉛,約含0.003%~1.75%。鉛在鋅液中的溶解度在450~455℃下約為1.2%。此少量的鉛對Fe-Zn合金層的形成無影響。但它可降低鋅的熔點。   
        c. 鐵的影響  鐵在鋅液中的溶解度較小。
        d. 鎘的影響  鋅錠中一般均含有少量鎘,約含0.001%~0.07%。
        e. 錫的影響  鋅液中加錫也能降低鋅液的熔點,延長其凝固時間而獲得外觀美麗的大鋅花鍍鋅層。
        f. 銻和鉍影響   銻和鉍在鋅液中同樣因能降低鋅的熔點而可獲得大鋅花的鍍鋅層。
        g. 銅的影響    鋅中加銅對提高鍍鋅層的耐蝕性有利
        熱鍍鋅層的形成:
        在鋼材熱鍍鋅時,鋅液與鋼材之間發生一系列的復雜的物理化學過程。諸如鋅液對鋼表面的浸潤、鐵的溶解、鐵原子與鋅原子之間的化學反應以及鐵原子與鋅原子的相互擴散等。
        由于上述的過程,在鋼材表面便形成了由鐵與鋅結合的Fe-Zn合金層。
     
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