热镀锌锌锅技术
连续热镀锌锌锅内铝的控制培训问答
锌锅内铝的控制培训问答1．锌液中加铝有何作用？锌液中的铝是作为有益之元素加入的。
对于一般的镀锌产品和镀铁锌合金产品来说，铝是作为改善性能的合金元素加入的，而对于镀铝锌和镀锌铝产品而言，铝则成为镀层中的一个重要组成部分，因而铝的作用更大。
下面只研究镀锌和铁锌合金产品时铝的影响。
⑴铝对镀锌过程的作用有两个方面：一是铝抑制铁和锌的反应，带钢进入锌液之后铝首先与铁反应形成一层致密的铁铝化合物薄膜，抑制了铁的扩散，从而使铁锌化合物层的形成和增厚受到阻碍。
二是铝有利于锌渣的上浮去除，这同样是因为铁比铝活泼，铝可以把铁与锌形成的锌渣中的铁置换出来，形成铝锌化合物，从而上浮去除。
⑵铝对镀锌产品的的作用也有两个方面：一是铝提高镀层的附着力，铁铝化合物能起到媒介的作用，使钢基与镀层紧密结合在一起，从而能提高镀锌板的冲压成型性能，在变形时不致造成锌层脱落。
二是铝能提高镀锌板的均匀性，铝使镀层受铁锌反应的影响变得较小，镀层厚薄均匀一致，并同时改善镀锌产品的外观。
2．什么是锌液中的有效铝？铝在锌液中有两种形式存在，一种是溶解于锌液中游离状态的铝，另一种是与铁锌化合物反应，生成铁铝锌化合物即锌渣，它是以固体形式存在的。
可以说前者是镀锌过程的反应物，而后者是反应以后的生成物。
因此对镀层形成和锌渣上浮发挥作用的只是前者，即尚未反应的处于游离状态的铝，一旦参与反应生成了化合物就失去了应有的作用。
而我们常规化学分析得出的是两种形态铝的总和，这样的结果不能代表能够继续参与镀锌过程化学反应的铝的含量，所以有必要引入有效铝的概念。
锌液中的有效铝指总铝中除去已成为铝锌化合物的，以游离状态溶解于锌液中的，对镀锌过程反应有作用的铝的含量。
测定锌液中有效铝含量的方法是：先同时分析出锌液中的总铝量和总铁含量，然后根据铁的含量推算出锌液中Fe2Al5的含量，并进一步推算出Fe2Al5中铝的含量，从而从总铝量中去除这一数量，便得到了有效铝的含量。
3．锌锅中的有效铝过低有什么影响？⑴影响到底渣的产生。
热镀锌工艺流程及说明
热镀锌工艺流程及说明什么是热镀锌？热镀锌又称为热浸镀锌，他是在高温下把锌锭融化，在放入一些辅助材料，然后把金属结构件浸入镀锌槽中，使金属构件上附着一层锌层。
热镀锌的优点在于他的防腐能力强，镀锌层的附着力和硬度较好。
缺点在于价格较高，需要大量的设备和场地，钢结构件过大不易放入镀锌槽中，钢结构件过于单薄，热镀又容易变形。
富锌涂料一般指的是含有锌粉的防腐涂料。
市场上的富锌涂料含锌量一。
备料—酸洗—水洗—助溶—热浸锌—冷却—钝化—清洗—分检—复检—包装—入库一、热镀锌工艺过程及有关说明工艺过程工件→脱脂→水洗→酸洗→水洗→浸助镀溶剂→烘干预热→热镀锌→整理→冷却→钝化→漂洗→干燥→检验有关工艺过程说明(1)脱脂可采用化学去油或水基金属脱脂清洗剂去油，达到工件完全被水浸润为止。
(2)酸洗可采用H2SO4 15%，硫脲0.1%，40～60℃或用HCl 20%，六次甲基四胺1～3g/L，20～40℃进行酸洗。
加入缓蚀剂可防止基体过腐蚀及减少铁基体吸氢量。
脱脂及酸洗处理不好会造成镀层附着力不好，镀不上锌或锌层脱落。
(3)浸助镀剂也称结合剂，可保持在浸镀前工件具有一定活性，以增强镀层与基体结合。
NH4Cl 15%～25%，ZnCl2 2.5%～3.5%，55～65℃，5～10min。
为减少NH4Cl挥发可适当加入甘油。
(4)烘干预热为了防止工件在浸镀时由于温度急剧升高而变形，并除去残余水分，防止产生爆锌，造成锌液爆溅，预热一般为120～180℃。
(5)热镀锌要控制好锌液温度、浸镀时间及工件从锌液中移出的速度。
温度过低，锌液流动性差，镀层厚且不均匀，易产生流挂，外观质量差；温度高，锌液流动性好，锌液易脱离工件，减少流挂及皱皮现象发生，附着力强，镀层薄，外观好，生产效率高；但温度过高，工件及锌锅铁损严重，产生大量锌渣，影响浸锌层质量，锌耗大，甚至无法施镀。
在同一温度下，浸镀时间长，镀层厚。
不同温度，要求同样的厚度时，高温浸镀所需时间长。
热浸镀锌分类技术操作规程
热镀锌规范作业指导热镀锌预处理作业指导书（角钢）1适用范围本标准仅适用于本公司热镀锌车间对各钢件热镀锌前预处理和作业。
包括水洗、酸洗和助镀剂的处理。
2执行标准GB/T13912 —2002《金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及实验方法》3作业指导内容3.1 准备工作3.1.1工件入池前，浸镀锌收发员应与车间穿挂工进行数量交接，交接时应对照数量、工件名称、工程名称进行检查。
实物应与生产单位符合，为合格，否则为不合格。
不合格的应立即通知穿挂工及时整改，合格后方可签收。
3.1.2工件入池前，酸洗工应对穿挂质量和工件质量进行检验，穿挂时否有粘贴的工件，穿挂是否牢固，是否有掉件的隐患，工件是否有变形现象等，如没有以上情况为合格。
合格后的工件，由酸洗工和脱脂岗位的操作工结合，根据工件的表面情况，决定是否进行脱脂处理，有油漆和重油的表面工件，要进行化学脱脂或局部处理。
3.2酸洗。
酸洗工在工件酸洗时要根据酸洗池的宽度、长度和液面的深度，对照工件的长度、宽度、厚度合理地利用空间，严禁堆放过多交叉堆放，以防止工件在吊起，检查和出件时变形，或卡在池子中间吊不出来，挤压变形。
在工件吊在酸洗池正上方位置，2 个酸洗工要用手钩勾稳工件到池子的中央位置，（根据工件的大小，可放在池子的东边或西边，另一端可以酸洗其它是工件）。
行车工以8~15 度将工件浸入酸洗液的下面，稍停3~5min ，然后提起工件离开液面40cm，后重新落下，如此反复操作2~3 次，然后把工件落入酸洗槽的底部，酸性工从行车上取下吊带，把吊带放在池子的边沿上。
酸洗工每隔20min 吊工件晃动一次，以便加快酸洗速度。
同时检查工件表面的酸洗情况，如果工件表面呈灰白色为合格，如有棕色、黑色或锈斑为酸洗不彻底，应继续进行上下运动工件加快酸洗，对于合格的酸工件，应该及时吊出。
在冬季车间气温很低的情况下，为了加快酸洗速度，可对酸洗液进行加热提高酸洗液的温度，或者采取利用空气泵对酸洗液中内部通入空气，对酸洗液进行搅拌，同样可起到提高酸洗工件的速度。
热浸镀锌技术
1-18 铬酸盐钝化后处理（日本大阪） 铬酸盐钝化后处理（日本大阪）
1-19 铬酸盐钝化后处理（宁波永丰） 铬酸盐钝化后处理（宁波永丰）
1－20 铬酸盐钝化的替代物 －
有机物方面：植酸、羟乙叉基二膦酸、 有机物方面：植酸、羟乙叉基二膦酸、单宁酸 、 及其衍生物、 二氨基三氮杂茂 (BAT4)及其衍生物、苯骈三氮唑 及其衍生物 ）、季铵盐 （BTA）、季铵盐、硅烷等 ）、季铵盐、 无机盐方面：磷酸盐、钼酸盐、钨酸盐、 无机盐方面：磷酸盐、钼酸盐、钨酸盐、硅酸盐 含硅溶胶）、锆盐、钴盐、 ）、锆盐 （含硅溶胶）、锆盐、钴盐、稀土盐等 无机盐+有机物方面：水溶性丙烯酸树脂 硅溶胶 硅溶胶、 无机盐 有机物方面：水溶性丙烯酸树脂+硅溶胶、 有机物方面 硅烷+钼酸盐 钼酸盐、 钨酸盐等。 硅烷 钼酸盐、BTA+钨酸盐等。 钨酸盐等 复合涂层 ： 一步法 ，两步法
1-17
常规铬酸盐钝化
机理:由三价铬和六价铬形成的 机理 由三价铬和六价铬形成的Cr/金属混合物钝化膜 由三价铬和六价铬形成的 金属混合物钝化膜 组成，其中三价铬作为骨架，而六价铬（铬酸盐离子） 组成，其中三价铬作为骨架，而六价铬（铬酸盐离子） 很容易从钝化膜中渗出来作为缓蚀剂,使膜层具有 使膜层具有“ 很容易从钝化膜中渗出来作为缓蚀剂 使膜层具有“自 能力。 愈”能力。 特点：隔绝、自愈、 特点：隔绝、自愈、结合力好 优点：使用浓度低（批量热镀锌用 ）、成 优点：使用浓度低（批量热镀锌用0.1～0.2%）、成 ～ ）、 本低、耐白锈效果好。 本低、耐白锈效果好。 缺点：六价铬盐毒性高且致癌。 缺点：六价铬盐毒性高且致癌。部分铬酸盐钝化电气 产品已在欧洲禁用。 产品已在欧洲禁用。
1-8 溶剂处理设备（上海聚丰） 溶剂处理设备（上海聚丰）
镀锌工艺
镀锌工艺镀锌工艺主要分为：热镀锌和冷镀锌。
一、热镀锌热镀锌也叫热浸锌和热浸镀锌：是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。
是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。
热镀锌是钢管在热浸的条件下对表面镀锌，它的附着力很强，不容易脱落，热镀锌管虽然也出现锈蚀的现象，但在很长的周期可以满足技术、卫生要求。
目前,带钢连续热镀锌工艺主要有森吉米尔法、改良森吉米尔法和美钢联法3种。
1.工艺流程冷轧带钢热镀锌的典型生产工艺流程为:上料→开卷→夹送、矫直→焊接→表面预清洗→入口活套→退火→热浸镀锌→合金化→冷却→中间活套→光整→拉伸弯曲矫直→后处理→检查卷取（如图1）2.核心设备2.1 连续退火炉该炉炉壳一般采用陶瓷纤维外包不锈钢板,炉底采用耐火砖、隔热砖,炉辊采用单独传动,变频调速。
通常,退火炉由预热段、加热段、冷却段和锌锅入口段组成,在前三段通入氢气和氮气混合气体,使带钢在此还原气氛中加热至再结晶温度以上,并保温、均热、冷却,使带钢密封地进入锌锅中进行热镀锌。
热镀锌钢板经过退火炉主要有两个目的:一是使带钢实现再结晶退火来消除轧制应力,恢复晶粒组织,提高带钢塑性;二是使带钢具有一个清洁的无氧化物的活性表面,使其具有很高的镀层附着能力。
带钢经退火后可清除冷轧引起的加工硬化,使带钢具有良好的可塑性,同时也可以提高带钢的深冲性能。
退火炉形式多样,主要有立式炉和卧式炉两种。
不同的企业所采用的退火炉也不尽相同。
宝钢4#热镀锌机组采用全辐射管加热立式退火炉;而本钢由于生产规模和投资的限制,选用了法国的卧式退火炉。
2.2 气刀气刀位于锌锅上方,是控制锌层厚度和均匀性的关键设备。
目前,各镀锌机组上使用的气刀有:德马克气刀、科勒气刀和方登气刀。
其中,方登气刀最为优秀,整个欧洲几乎全部使用该气刀,我国宝钢2号热镀锌机组也采用这种气刀。
2.3 锌锅锌锅又称锌熔化炉,主要有电加热的铁制锅和感应加热的陶瓷锅。
热镀锌工艺锌耗分析及技术改进
2013年第12卷第22期热镀锌工艺锌耗分析及技术改进Ѳ奚海明㊀邱小燕ʌ内容摘要ɔ热镀锌作为目前广泛应用的钢铁构件防腐的手段,每年消耗大量锌锭,本文重点分析在热镀锌生产过程中导致锌耗增加的主要原因,同时为企业在清洁生产过程中提高锌的直接利用率,节约成本提供技术改进措施㊂ʌ关键词ɔ热镀锌;钢铁构件;清洁生产;降低锌耗ʌ作者单位ɔ奚海明,江阴市环境监测站;邱小燕,扬州市职业大学㊀㊀一㊁引言热镀锌也称热浸镀锌,是钢铁构件浸入锌液中获得金属覆盖层达到防腐目的的一种方法㊂较厚的㊁致密的纯锌层覆盖在钢铁表面上,可以避免钢铁基体与任何的腐蚀介质的接触,保护钢铁基体免受腐蚀㊂我国目前热镀锌企业已超过千家,各企业技术水平参差不齐,加之热镀锌行业能耗高㊁物耗高㊁污染严重,各地正加紧对热镀锌企业进行清洁生产技术改造㊂降低锌耗,提高锌的直接利用率是技术改造的重点之一㊂二㊁热镀锌工艺以江苏省高邮市某热镀锌企业为例,该企业年加工能力5.5万吨,其采取的热镀锌工艺为酸洗ң清洗ң助镀ң晾干ң浸锌ң冷却ң检验ң入库㊂(一)酸洗㊂一般采用质量分数低于15%盐酸对钢构件(常称 黑件 )进行酸洗20~30分钟,达到表面除锈及去除氧化皮的目的㊂酸洗槽内加入抑雾剂抑制酸雾溢出,同时加入缓蚀剂可防止基体过腐蚀及减少铁基体吸氢量㊂(二)清洗㊂用水清洗,以去除工件件表面残余的酸液及铁盐,避免对助镀及热镀锌产生不良影响㊂(三)浸助镀剂㊂助镀剂也称溶剂,溶剂能够清除酸洗后沉积在工件表面上而未被完全清洗掉的铁盐(氯化亚铁),溶解工件从酸池到进入锌锅之前在空气作用下,亚铁盐受氧化而形成的氧化膜,预防工件进入锌锅时的表面氧化,保证锌液充分地浸润工件表面,从而增强镀层与基体结合㊂该企业采用的助镀剂主要成分为ZnCl2㊁NH4Cl,控制浓度分别为100~150g/L和150~180g/L,并加入一定量的防爆剂㊂温度一般维持在60~80ħ,pH3~5.5,工件浸没1~2分钟㊂增加,其衰减程度降低;随着深度增加,衰减程度增加㊂在极端情况下,衰减程度将达到12dB㊂四㊁电磁波经过圆形小孔的衰减特性圆形小孔呈圆管形状,可看作有一定长度的圆形波导㊂根据电磁波理论,理想圆形波导属于单导体传输系统,TE11波型是圆波导中的主波型(主模),其截止波长(ƒc)最长,截止频率(λc)最低㊂截止频率的计算方法如下:ƒc=v/λc(3)其中:λc=1.706ˑd,d为圆波导的内直径㊂v为UHF电磁波在环氧树脂材料中传播速度,即:1.5ˑ108m/s㊂对于目前常见圆孔,根据式(3)得到TE11波型的截止频率的范围为:GHzɤƒcɤ4.4GHz㊂圆波导实质上是高通滤波器,它对在其截止频率以下的所有频率都具有衰减作用㊂UHF电磁波在其内部的衰减程度与频率㊁传播距离有关,其关系如式(2)所示㊂据此可作出电磁波在经过圆孔后在不同频率下的衰减程度,如图3所示㊂可见,随着频率升高,衰减程度呈下降趋势;随着圆孔半径的减小,UHF电磁波的衰减程度加剧;随着圆孔深度的增加,UHF电磁波的衰减程度也增加㊂极限情况下,UHF电磁波的衰减程度将达到32dB㊂图3㊀电磁波圆形小孔的衰减程度㊀㊀五㊁结语通过本文研究得出结论如下:由于长条形小孔的截止频率低于圆孔,因此UHF电磁波在其内部传播时的衰减程度低于圆孔㊂极限情况下,前者衰减为12dB,后者为32dB㊂目前外置式UHF检测方法可以用于长条形小孔㊂ʌ参考文献ɔ1.汪沨,邱毓昌.气体绝缘开关装置(GIS)的近期发展动向[J]．电网技术,20032.毛钧杰,刘荧,朱建清.电磁场与微波工程基础[M]．北京:电子工业出版社,20042013年第12卷第22期㊀㊀(四)晾干(或烘干)㊂该企业采取自然晾干2~3分钟,去除工件表面残余水分,防止工件在浸镀时产生爆锌,造成锌液爆溅㊂(五)浸锌㊂将工件浸入锌槽内熔融的锌液中获得金属覆盖层,该企业采用纯度达99.995%的0#锌锭,锌液温度一般控制在450ħ~470ħ左右㊂采用电阻加热铁质锌锅技术,加热较为均匀,热效率高,炉子结构简单,操作环境好,温度控制精度㊂(六)冷却㊂一般采用水冷,降低构件温度,冷却水温度不可过低也不可过高,一般不低于30ħ不高于70ħ,时间10秒左右㊂(七)检验㊂要求镀层外观光亮㊁细致㊁无流挂㊁皱皮现象㊂(八)入库㊂检验合格的成品入库保存㊂三㊁锌耗分析及技术改进热镀锌生产过程中,镀锌层较厚,一般不低于70um,锌的直接利用率约为60%~70%,其余30%~40%则形成锌灰㊁锌渣等㊂锌灰主要是锌浴表面与大气接触被氧化,以及某些助镀剂进入锌槽与液态锌作用形成,其主要成分为氧化锌㊁金属锌及氯化物,锌的质量分数一般为50%~80%㊂锌渣主要是残留在工件表面的亚铁离子与锌液,以及锌槽铁本身与锌液作用形成的锌铁合金,通常沉于锅底,锌渣中锌的质量分数可高达96%㊂锌灰㊁锌渣的大量产生导致锌直接利用率降低㊁锌资源浪费,生产成本不易控制等问题㊂根据对企业的调查分析,热镀锌生产过程中导致锌耗增加的因素及可采取的改进技术主要有以下几点㊂(一)酸洗程度㊂如果酸洗不充分未完全去除钢构件表面的铁锈时,带有铁锈的工件浸入锌浴时锈斑阻碍钢铁基体与锌反应形成锌铁合金层,会导致工件漏镀㊂同时,也不能酸洗时间过长导致过酸洗,否则钢铁基体会受到严重侵蚀并产生析氢现象㊂过酸洗时产生了黏附性很强的泥渣,在工件表面很难清洗掉,就无法镀上锌层;析氢现象在钢铁基体内贮存的氢气在锌液中受热释放破坏了镀锌层的结晶而产生灰斑,导致工件漏镀㊂以上两种情况造成的漏镀工件需返工甚至报废,从而造成锌资源浪费,锌耗增加㊂为达到良好的酸洗效果且不过洗,除了需要合理控制酸液浓度㊁酸液温度㊁酸洗时间㊁添加缓蚀剂保护基体之外,还可根据工件锈蚀的程度分批清洗,以便控制酸洗时间㊂锈蚀程度轻微的工件控制较短的酸洗时间,对于锈蚀严重的工件可适当延长酸洗时间,采用酸洗辅助机械除锈的方法,或者抽酸泵使酸液产生波动冲刷除锈㊂(二)清洗效果㊂工件表面的酸液及铁盐如不能充分清洗,铁盐将随工件一起进入助镀槽,导致助镀剂中Fe2+含量过高㊂工件助镀后将Fe2+带入锌浴,导致锌渣增多,锌耗增加㊂为增强清洗效果,可将冷却池内冷却水回用至清洗池㊂将热镀锌工件冷却后的冷却水温度可达70ħ,将冷却水引入到清洗池,且采用两级逆流清洗,可有效利用冷却水热量,提高清洗效果,减少进入助镀池中的亚铁离子,实现锌耗减少㊂(三)助镀剂除铁方法㊂随着工件不断将铁盐带入助镀槽,助镀液中Fe2+含量增高,当Fe2+浓度高于1g/L,此时需要对助镀废水进行处理㊂该公司之前采用倒槽法,将助镀废水导入另外一池,加入氨水调节pH到5,再加入双氧水将Fe2+氧化Fe3+形成Fe(OH)3沉淀㊁为增强沉淀效果加入少量絮凝剂,然后将上部澄清溶液泵入助镀池中继续使用㊂该法不易控制助镀液中Fe2+浓度且不能保证热镀锌生产持续稳定进行㊂该公司对助镀剂除铁工艺进行改进,采用天津某公司的助镀剂连续除铁设备,该设备采用氧化法结合氨水将助镀剂中的Fe2+滤除,经过过滤的溶液返回到助镀槽中继续循环使用,氨水中和后的产物即为单一的溶剂氯化铵㊂同时,通过电控系统实时控制药剂添加量,从而确保助镀剂槽内亚铁含量始终维持在1g/L以下,并可节约锌约4%㊂(四)锌锅材质及尺寸㊂目前热镀锌企业普遍采用铁质锌锅,锌浴加热过程中,锌与锌锅铁发生反应生成锌铁合金,导致锌渣产生㊂早期锌锅采用08F钢,使用寿命较短㊂现在可供选择的锌锅钢种牌号有 XG08 ㊁ WKS ㊁ WDT0b 和德国进口钢板材料,材料的化学成分中C㊁Si㊁Mn㊁P㊁S含量较低,如C<0.08,Siɤ0.03,能有效地抗锌的腐蚀,减少锌渣产生量㊂锌锅尺寸也对锌灰产生量有影响,锌浴加热过程中锌液面与空气接触面积越大锌液氧化及锌灰产生量就越大㊂一般要求锌锅小时产量与容锌量之比为1:24~40,在满足此要求下应尽可能减少锌锅的长㊁宽尺寸㊂(五)锌浴温度控制㊂锌浴温度过低,锌液流动性差,镀层厚且不均匀,易产生流挂,外观质量差㊂温度过高,锌液流动性好,锌液易脱离工件,且工件及锌锅铁损严重,产生大量锌渣,影响浸锌层质量并且容易造成色差,锌耗高㊂严格控制锌浴温度处在450ħ~470ħ,需要采用计算机精确控温系统㊂对于传统的煤气发生炉加热锌锅难以实现自动精确控温,应根据企业情况进行窑炉改造,采用电加热或天然气等清洁能源,一方面实现燃煤废气减排,同时可实现精确控温,降低锌耗㊂(六)锌浴成分㊂为改善锌浴性能,提高产品质量,可在锌浴中加入铝㊁镍等金属㊂加入0.01%~0.02%的铝,控制少量多次加入,可提高在锌液在较低温度下的流动性,防止镀层过厚,降低锌耗,并改善镀层外观㊂但铝含量不能过高,否则易出现漏镀㊂加入0.04%~0.06%的镍可抑制含硅活性钢镀层的异常生长,减少灰暗镀层㊂镍含量也不能过高,否则易出现大量浮渣㊂四㊁结语降低锌耗技术改进过程中,企业需根据自身实际情况选择采取的措施,并通过反复试验得出最佳工况,达到降低锌耗的目的㊂此外,提高员工素质及运行维护水平,对企业安全㊁稳定生产及清洁生产技术改进同样重要㊂ʌ参考文献ɔ1.何小凤,李运刚,陈金.热镀锌渣锌灰处理工艺评述[J].中国有色冶金,20082.王琰姣.改进热镀锌工艺降低镀锌锌耗[J].红水河,20073.孔纲等.热浸锌清洁生产技术[J].电镀与涂饰,2010。
热镀锌生产工艺和加工流程
但温度过高，工件及锌锅铁损严重，产生大量锌渣，影响 浸锌层质量而且轻易造成色差使表面颜色难看，锌耗高。 锌层厚度取决于锌液温度，浸锌时间，钢材材质和锌液成 份。一般厂家为了预防工件高温变形及降低因为铁损造成 锌渣，都采用450～470℃，0.5～1.5min。
(3)浸助镀剂也称溶剂，可保持在浸镀前工件具有一定活性
防止二次氧化，以增强镀层与基体结合。NH4Cl
100-
150g/L，ZnCl2 150-180g/L，70～80℃，1～2min。并加入
一定量旳防爆剂。
(4)烘干预热为了预防工件在浸镀时因为温度急剧升高而变 形，并除去残余水分，预防产生爆锌，造成锌液爆溅，预 热一般为80～140℃。
(8)冷却一般用水冷，但温度不可过低也不可过高，一般不 低于30℃不高于70℃。
有些工厂对大工件及铸铁件采用较高温度，但要避开铁损 高峰旳温度范围。但我们提议在锌液中添加有除铁功能和 降低共晶温度旳合金而且把镀锌温度降低至435-445℃。
(6)整顿镀后对工件整顿主要是清除表面余锌及锌瘤，用采 用热镀锌专用震动器来完毕。
(7)钝化目旳是提升工件表面抗大气腐蚀性能，降低或延长 白锈出现时间，保持镀层具有良好旳外观。都用铬酸盐钝 化，如Na2Cr2O7 80～100g/L，硫酸3～4ml/L，但这种钝化 液严重影响环境，最佳采用无铬钝化。程工件→脱脂→水洗→酸洗→水洗→浸助镀溶剂→ 烘干预热→热镀锌→整顿→冷却→钝化→漂洗→干燥→检 验
热镀锌工艺流程及应用.doc
钢铁的热镀锌工艺杨清晨C51014023一、热镀锌的介绍：热镀锌又称为热浸镀锌，他是在高温下把锌锭融化，在放入一些辅助材料，然后把金属结构件浸入镀锌槽中，使金属构件上附着一层锌层，从而达到金属防腐的效果。
热镀锌主要用于各行业的金属结构设施上。
是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。
自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有一百四十年的历史了。
然而，热镀锌工业是近三十年来伴随冷轧带钢的飞速发展而得到了大规模发展。
二、热镀锌的工艺过程及有关说明：1、工艺过程：工件→脱脂→水洗→酸洗→水洗→浸助镀溶剂→烘干预热→热镀锌→整理→冷却→钝化→漂洗→干燥→检验2、有关工艺过程说明：(1)脱脂可采用化学去油或水基金属脱脂清洗剂去油，达到工件完全被水浸润为止。
(2)酸洗可采用H2SO4 15%，硫脲0.1%，40～60℃或用HCl 20%，六次甲基四胺1～3g/L，20～40℃进行酸洗。
加入缓蚀剂可防止基体过腐蚀及减少铁基体吸氢量。
脱脂及酸洗处理不好会造成镀层附着力不好，镀不上锌或锌层脱落。
(3)浸助镀剂也称结合剂，可保持在浸镀前工件具有一定活性，以增强镀层与基体结合。
NH4Cl 15%～25%，ZnCl2 2.5%～3.5%，55～65℃，5～10min。
为减少NH4Cl挥发可适当加入甘油。
(4)烘干预热为了防止工件在浸镀时由于温度急剧升高而变形，并除去残余水分，防止产生爆锌，造成锌液爆溅，预热一般为120～180℃。
(5)热镀锌要控制好锌液温度、浸镀时间及工件从锌液中移出的速度。
温度过低，锌液流动性差，镀层厚且不均匀，易产生流挂，外观质量差；温度高，锌液流动性好，锌液易脱离工件，减少流挂及皱皮现象发生，附着力强，镀层薄，外观好，生产效率高；但温度过高，工件及锌锅铁损严重，产生大量锌渣，影响浸锌层质量，锌耗大，甚至无法施镀。
在同一温度下，浸镀时间长，镀层厚。
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5、铝的影响 在低碳钢中铝含量很少，对热镀锌不会产生影 响。但对于铝镇静钢来说，铝对热镀锌有较大影响。 因为在钢板连续热镀锌生产线的还原加热过程中， 钢中的铝最容易在钢板表面富积，被氧化形成铝硅 酸盐膜层，它会阻碍锌液对钢板表面的良好浸润而 导致镀锌层附着性下降。
6、钛的影响 钢中的钛对钢基体的性能影响很大，它能与钢 中游离的碳和氮结合形成TiC 和TiN而将之固定，从 而可改善碳、氮对钢基体引起的时效现象。另外钢 中的钛可将酸洗或氢还原时吸入钢基体中的氢气 “固定”，使之在热镀锌时不致逸出，从而可防止 氢气对镀锌层的不利影响，避免因氢气的析出而引 起镀锌层表面变得粗糙。
• ⑶要经常捞渣。先将温度升高至工艺温度上限以 便锌渣与锌液分离，使锌渣沉于槽底后用捞锌勺 或专用捞渣机捞取。落入锌液中镀件更要及时打 捞。 • ⑷要防止助镀剂中铁随工件带入锌槽，助镀剂要 进行在线再生循环处理，严格控制亚铁含量，不 允许高于4g/l，PH值始终保持在4.5-5.5。 • ⑹加热、升温要均匀，防止局部过热。
4.锌渣量的控制方法
• 要减少锌渣就要减少锌液中铁的含量，就是要从 减少铁溶解的诸因素着手： • ⑴施镀及保温要避开铁的溶解高峰区，即不要在 480～510℃时进行作业。 • ⑵锌锅材料尽可能选用含碳、含硅量低的钢板焊 接。含碳量高，锌液对铁锅浸蚀会加快，硅含量 高也能促使锌液对铁的腐蚀。目前多采用 08F/XG08/WKS优质钢板，并含有能抑制铁被浸 蚀的元素镍、铬等。不可用普通碳素钢，否则耗 锌量大，锌锅寿命短。目前工业陶瓷所制作的锌 锅仅能做成圆柱型且体积很小，虽然可以满足小 件镀锌的要求但无法保证大型工件的镀锌。
二、钢基体中各元素对热镀锌的影 响
1、碳含量的影响 钢中碳含量对热镀锌过程及所得镀锌合金层的 特性有显著影响。通常，钢中碳含量愈高，Fe－Zn 反应就愈剧烈，因而钢板的铁损愈大， Fe－Zn合 金层也愈厚，合金层中易变脆，塑性下降，使镀锌 层的附着性降低，加工变形时容易剥落。
2、碳在钢中存在状态的影响 由于热处理工艺不同，钢中碳的存在状态也不 同。钢中的碳以粒状珠光体或层状珠光体状态存在 时，其在锌液中的铁损均最大，而屈氏体最小。这 种趋势与它们在硫酸中的溶解量相似。对碳含量相 同的钢，其中的碳不以粒状或片层珠光体状态存在， 而以弥散均匀的索氏体或屈氏体状态存在，则其铁 损就小得多。钢板在轧制后退火时，如果退火温度 过高，就会导致在钢板表面形成晶间渗碳体。它使 钢板的表面张力增大，降低锌液对钢板表面的浸润 性，锌液在钢板表面的流动不能均匀地进行，容易 产生锌瘤等缺陷。
• 锌渣：锌渣是铁锌铝的金属间化合物，也叫做硬 锌包；含 95% 的锌和 5% 铁，锌渣的密度远大于 溶融锌，因此沉到锌槽底部。锌渣是熔融锌与钢 件表面反应而成的，当粘附到镀层表面就形成锌 渣缺陷，它是热镀锌产品的主要缺陷之一。锌锅 中锌渣分为面渣、底渣和悬浮渣，可通过锌锅铝 含量、铁含量控制，锌锅温度稳定控制以及锌锅 温度场、浓度场的稳定控制来减少锌渣缺陷。 • 锌灰：成份是氧化锌，锌槽表面熔融锌液与空气 中的氧或水反应而来，锌灰也形成于钢件表面的 铁盐类。
碳的存在状态对热镀锌的影响（碳含量0.78％）
3、硅的影响 钢中的硅对热镀锌层结构的影响很大，它能使 合金层中相层增厚且晶粒粗大而疏松，使镀层的附 着性大大降低，且易形成无纯锌层的灰色外观。 铁在锌液中的失重（溶解）通常随硅含量的提 高而增大； 钢中的硅能加速钢表面铁原子向锌液中的溶解 及反而Fe-Zn 反应过程，故称含硅钢为活性钢或反 应性钢。硅的这种加速作用使镀锌层的结构发生巨 大的变化。 钢中硅在还原加热时在钢表面富积，并形成 (FeO)2SiO2和SiO2化合物而降低了锌液对钢板表面 的浸润力，从而影响镀层的附着性。
三、锌锅中加锌
四
第三节热镀锌层的影响因素
• 一、锌液温度与浸镀时间的影响 • 二、钢基体中各元素对热镀锌的影响
一、锌液温度与浸镀时间的影响
1.锌液温度的影响（温度铁损关系图）
• 在热镀锌过程中，锌液温度是影响镀锌层特征的 重要因素。在分析影响镀锌层特征的因素时应引 入一个概念———铁损，其含意是指热镀锌过程 中，钢材的重量损失，它包括合金层中的铁和锌 渣中铁的总和。通常用热镀锌时的铁损作为Fe－ Zn 反应程度的参数。 • 钢在热镀锌时，锌液温度一般保持在450－460度。 锌液温度对铁损的影响是热镀锌过程中的典型问 题。当锌液温度达到480度时，合金层的生长速 度急剧加快，并有部分合金层剥落于锌液中形成 锌渣。
1－1锌液温度与铁损的关系
2.浸镀时间的影响
• 各种碳钢热镀锌时，合金层厚度均随浸镀 时间的增长而增大，其合金层中各个相的 生长速度却不相同。 • 钢带浸镀时间很短（小于10s），且在锌液 中添加抑制合金层生长的铝元素时，其所 得合金层结构简单且很薄，不会出现锌灰 或锌渣（出现几率很小）。
3.锌灰、锌渣的形成原因分析（图1－1）
• 在浸镀时间不变的情况下，当锌液温度上升到 480度时，铁损随温度的提高而迅速增大；当锌 液温度达500度时，铁损达到最大值。以后，随 着温度的继续提高，铁损又开始快速下降，当温 度超过530度时铁损又恢复到480度以前的状态， 随温度的提高而缓慢增大。 • 当锌液中不添加抑制合金层生长的元素时，合金 层的厚度取决于锌液温度和浸镀时间，而与钢材 从锌液中移出的速度无关。合金层表面黏附的纯 锌层厚度主要决定于移出的速度，移出速度快， 则表面附着的纯锌层厚。当然，锌液温度较高时 锌液流动性大，也会影响表面纯锌层的厚度，使 其厚度减小。 • 具体见下图锌液温度与铁损的关系图设备
1.沉没辊
2.稳定辊
3.气刀
（1）气刀结构
（2）气刀擦拭法对镀层厚度的影响
第二节 锌锅工艺参数控制
• 锌液温度控制在450－455度范围内是最理想的。 如果锌液温度波动范围过大，就会大大影响镀锌 层的厚度，从而影响镀锌钢板的性能。 • 经验表明，钢带入锅温度和锌液中铝含量对形成 Fe2Al5合金层有重要影响，从而对镀锌层的附着性 产生大的影响。因此，如果锌液中铝含量较低， 可通过提高钢带入锅温度来增大Fe2Al5层的形成量， 从而提高镀锌层的附着性。
4、锰、磷、硫的影响 一般的低碳钢中锰、磷、硫的含量很低，在正 常含量下，它们对热镀锌层结构不会产生大的影响。 但如果钢中的磷含量偏高，则对热镀锌有较为明显 的影响。因为磷在热镀锌过程中与硅的作用相似， 易形成厚而疏松的合金层，导致镀锌层的附着性变 坏，同样也会引起镀锌层表面纯锌层在凝固前继续 反应和扩散，使纯锌层变薄甚至消失而在镀锌层表 面出现无光泽的灰斑。