鍍鋅圓鋼

鍍鋅（表面(miàn)處理技術）

鋅易溶于酸，也能(néng)溶于堿，故稱它爲兩(liǎng)性金屬。鋅在幹燥的空氣中幾乎不發(fā)生變化。在潮濕的空氣中，鋅表面(miàn)會(huì)生成(chéng)緻密的堿式碳酸鋅膜。在含二氧化硫、硫化氫以及海洋性氣氛中，鋅的耐蝕性較差，尤其在高溫高濕含有機酸的氣氛裡(lǐ)，鋅鍍層極易被(bèi)腐蝕。 鋅的标準電極電位爲-0.76V，對(duì)鋼鐵基體來說，鋅鍍層屬于陽極性鍍層，它主要用于防止鋼鐵的腐蝕，其防護性能(néng)的優劣與鍍層厚度關系甚大。 鋅鍍層經(jīng)鈍化處理、染色或塗覆護光劑後(hòu)，能(néng)顯著提高其防護性和裝飾性。

鍍鋅是指在金屬、合金或者其它材料的表面(miàn)鍍一層鋅以起(qǐ)美觀、防鏽等作用的表面(miàn)處理技術。現在主要采用的方法是熱鍍鋅。

近年來，随著(zhe)鍍鋅工藝的發(fā)展，高性能(néng)鍍鋅光亮劑的采用，鍍鋅已從單純的防護目的進(jìn)入防護-裝飾性應用。

鍍鋅溶液有氰化物鍍液和無氰鍍液兩(liǎng)類。氰化物鍍液中分微氰、低氰、中氰、和高氰幾類。無氰鍍液有堿性鋅酸鹽鍍液、铵鹽鍍液、硫酸鹽鍍液及無氨氯化物鍍液等。氰化鍍鋅溶液均鍍能(néng)力好(hǎo)，得到的鍍層光滑細緻，在生産中被(bèi)長(cháng)期采用。但由于氰化物劇毒，對(duì)環境污染嚴重，近年來已趨向(xiàng)于采用低氰、微氰、無氰鍍鋅溶液。

在盛有鍍鋅液的鍍槽中，經(jīng)過(guò)清理和特殊預處理的待鍍件作爲陰極，用鍍覆金屬制成(chéng)陽極，兩(liǎng)極分别與直流電源的正極和負極聯接。鍍鋅液由含有鍍覆金屬的化合物、導電的鹽類、緩沖劑、pH調節劑和添加劑等的水溶液組成(chéng)。通電後(hòu)，鍍鋅液中的金屬離子，在電位差的作用下移動到陰極上形成(chéng)鍍層。陽極的金屬形成(chéng)金屬離子進(jìn)入鍍鋅液，以保持被(bèi)鍍覆的金屬離子的濃度[1]。在有些情況下，如鍍鉻，是采用鉛、鉛銻合金制成(chéng)的不溶性陽極，它隻起(qǐ)傳遞電子、導通電流的作用。電解液中的鉻離子濃度，需依靠定期地向(xiàng)鍍液中加入鉻化合物來維持。鍍鋅時(shí)，陽極材料的質量、鍍鋅液的成(chéng)分、溫度、電流密度、通電時(shí)間、攪拌強度、析出的雜質、電源波形等都(dōu)會(huì)影

1、堿性氰化物鍍鋅

2、堿性鋅酸鹽鍍鋅

3、铵鹽鍍鋅

4、鉀鹽鍍鋅

5、铵鉀混合浴鍍鋅

6、硫酸鹽鍍鋅

7、氯化物鍍鋅[3]

三、鍍鋅層的後(hòu)處理

1、去氫

2、鈍化

3、著(zhe)色

響鍍層的質量，需要适時(shí)進(jìn)行控制。

熱鍍鋅

現在鋼闆的表面(miàn)鍍鋅主要采用的方法是熱鍍鋅。

熱鍍鋅是由較古老的熱鍍方法發(fā)展而來的，自從1836年法國(guó)把熱鍍鋅應用于工業以來，已經(jīng)有一百七十年的曆史了。然而，熱鍍鋅工業是近三十年來伴随冷軋帶鋼的飛速發(fā)展而得到了大規模發(fā)展。

熱鍍鋅闆的生産工序主要包括：原闆準備→鍍前處理→熱浸鍍→鍍後(hòu)處理→成(chéng)品檢驗等。按照習慣往往根據鍍前處理方法的不同，把熱鍍鋅工藝分爲線外退火和線内退火兩(liǎng)大類，即濕法 （單張鋼闆熱鍍鋅法）、線外退火（單張鋼闆熱鍍鋅法）、熱鍍鋅 惠林（Wheeling）法（帶鋼連續熱鍍鋅法） 、線内退火 森吉米爾（Sendzimir）法（保護氣體法）、 改良森吉米爾法、美鋼聯法（同日本川崎法）、賽拉斯（Selas）法和莎倫（Sharon）法。

線外退火

就(jiù)是熱軋或冷軋鋼闆進(jìn)入熱鍍鋅作業線之前，首先在抽底式退火爐或罩式退火爐中進(jìn)行再結晶退火，這(zhè)樣(yàng)，鍍鋅線就(jiù)不存在退火工序了。鋼闆在熱鍍鋅之前必須保持一個無氧化物和其他髒物存在的潔淨的純鐵活性表面(miàn)。這(zhè)種(zhǒng)方法是先由酸洗的方法把經(jīng)退火的表面(miàn)氧化鐵皮清除，然後(hòu)塗上一層由氯化鋅或由氯化铵和氯化鋅混合組成(chéng)的溶劑進(jìn)行保護，從而防止鋼闆再被(bèi)氧化。

（1）濕法熱鍍鋅

鋼闆表面(miàn)的溶劑不經(jīng)烘幹（即表面(miàn)還(hái)是濕的）就(jiù)進(jìn)入起(qǐ)表面(miàn)覆蓋有熔融态溶劑的鋅液進(jìn)行熱鍍鋅。此方法的缺點是：

a.隻能(néng)在無鉛狀态下鍍鋅，鍍層的合金層很厚且粘附性很壞。

b.生成(chéng)的鋅渣都(dōu)積存在鋅液和鉛液的界面(miàn)處而不能(néng)沉積鍋底（因爲鋅渣的比重大于鋅液而小于鉛液），這(zhè)樣(yàng)鋼闆因穿過(guò)鋅層污染了表面(miàn)。因此，該方法已基本被(bèi)淘汰。

（2）單張鋼闆

這(zhè)種(zhǒng)方法一般是采用熱軋疊軋闆作爲原料，首先把經(jīng)過(guò)退火的鋼闆送入酸洗車間,用硫酸或鹽酸清除鋼闆表面(miàn)的氧熱鍍鋅法化鐵皮。酸洗之後(hòu)的鋼闆立即進(jìn)入水箱中浸泡等待鍍鋅,這(zhè)樣(yàng)可以防止鋼闆再氧化。後(hòu)經(jīng)過(guò)酸洗、水清洗、擠幹、烘幹、進(jìn)入鋅鍋（溫度一直保持在445—465℃）熱鍍鋅，再進(jìn)行塗油和鉻化處理。這(zhè)種(zhǒng)方法生産的熱鍍鋅闆比濕法鍍鋅成(chéng)品質量有顯著提高，隻對(duì)小規模生産有一定價值。

（3）惠林法熱

該連續鍍鋅生産線包括堿液脫脂、鹽酸酸洗、水沖洗、塗溶劑、烘幹等一系列前處理工序，而且原闆進(jìn)入鍍鋅線鍍鋅前還(hái)需要進(jìn)行罩式爐退火。這(zhè)種(zhǒng)方法生産工藝複雜，生産成(chéng)本高，更爲主要的是此方法生産的産品常常帶有溶劑缺陷，影響鍍層的耐蝕性。并且鋅鍋中的AL常常和鋼闆表面(miàn)的溶劑發(fā)生作用生成(chéng)三氯化鋁而耗掉，鍍層的粘附性變壞。因而此方法雖然已問世近三十年，但在世界熱鍍鋅行業中并未得到發(fā)展。

線内退火

就(jiù)是由冷軋或熱軋車間直接提供帶卷作爲熱鍍鋅的原闆，在熱鍍鋅作業線内進(jìn)行氣體保護再結晶退火。屬于這(zhè)個類行業的熱鍍鋅方法包括：森吉米爾法、改良森吉米爾法、美鋼聯法（同日本川崎法）；賽拉斯法；莎倫法。

森吉米爾法

它是把退火工藝和熱鍍鋅工藝聯合起(qǐ)來，其線内退火主要包括氧化爐，還(hái)原爐兩(liǎng)部份組成(chéng)。帶鋼在氧化爐中煤氣火焰直接加熱到450度左右，把帶鋼表面(miàn)殘存的軋制油燒掉，淨化表面(miàn)。後(hòu)再把帶鋼加熱到700-800度完成(chéng)再結晶退火，經(jīng)冷卻段控制進(jìn)鋅鍋前溫度在480度左右，最後(hòu)在不接觸空氣的情況下進(jìn)入鋅鍋鍍鋅，因此，森吉米爾法産量高、鍍鋅質量較好(hǎo)，此法曾得到廣泛應用。

美鋼聯法

它是森吉米爾法的一個變種(zhǒng)，它僅僅是利用一個堿性電解脫脂槽取代了氧化爐的脫脂作用，其餘工序與森吉米爾法基本相同。在原闆進(jìn)入作業線後(hòu)，首先進(jìn)行電解脫脂，而後(hòu)水洗、烘幹，再通過(guò)有保護氣體的還(hái)原爐進(jìn)行再結晶退火，最後(hòu)在密封情況下進(jìn)入鋅鍋熱鍍鋅。這(zhè)種(zhǒng)方法因帶鋼不經(jīng)過(guò)氧化爐加熱，所以表面(miàn)的氧化膜較薄，可适當降低還(hái)原爐中保護氣體的氫含量。這(zhè)樣(yàng)，對(duì)爐安全和降低生産成(chéng)本有利。但是，由于帶鋼得不到預加熱就(jiù)進(jìn)入還(hái)原爐中，這(zhè)樣(yàng)無疑提高了還(hái)原爐的熱負荷，影響爐子的壽命。因此這(zhè)種(zhǒng)方法并未得廣泛應用。

賽拉斯法

又稱火焰直接加熱法；首先帶鋼經(jīng)堿洗脫脂，而後(hòu)用鹽酸清除表面(miàn)的氧化皮，并經(jīng)水洗、烘幹後(hòu)再進(jìn)入由煤氣火焰直接加熱的立式線内退火爐，通過(guò)嚴格控制爐内煤氣和空氣的焰燒比例，使之在煤氣過(guò)剩和氧氣不足的情況下進(jìn)行不完全焰燒，從而使爐内造成(chéng)還(hái)原氣氛。使其快速加熱達到再結晶溫度并在低氫保護氣氛下冷卻帶鋼，最後(hòu)在密閉情況下浸入鋅液，進(jìn)行熱鍍鋅。該法設備緊湊，投資費用低，産量高（最高可達50/小時(shí)）。但生産工藝複雜，特别是在機組停止運轉時(shí)，爲了避免燒斷帶鋼，需要采用爐子橫移離開(kāi)鋼帶的方法，這(zhè)樣(yàng)操作問題很多，所以，熱鍍鋅工業采用此法很少。

莎倫法

1939年美國(guó)莎倫公司投産一台新型的熱鍍鋅機組，所以也叫(jiào)莎倫法。該法是在退火爐内向(xiàng)帶鋼噴射氯化氫氣體并使帶鋼達到再結晶溫度，所以也稱爲氣體酸洗法。采用氯化氫氣體酸洗，不但能(néng)去除帶鋼表面(miàn)的氧化皮，而且同時(shí)去除了帶鋼表面(miàn)的油脂，由于帶鋼表面(miàn)被(bèi)氧化氣體腐蝕，形成(chéng)麻面(miàn)，所以使用莎倫法所得到的鍍層粘附性特别好(hǎo)。但是由于設備腐蝕嚴重，由此造成(chéng)很高的設備維修和更新費用。因而此種(zhǒng)方法很少被(bèi)采用。

改良森吉米

它是一種(zhǒng)更優越的熱鍍鋅工藝方法；它把森吉米爾法中各自獨立的氧化爐和還(hái)原爐由一個截面(miàn)積較小的過(guò)道(dào)連接起(qǐ)來，這(zhè)樣(yàng)包括預熱爐、還(hái)原爐和冷卻段在内的整個退火爐構成(chéng)一個有機整體。實踐證明，該法具有許多優點：優質、高産、低耗、安全等優點已逐漸被(bèi)人們所認識。其發(fā)展速度非常快，1965年以來新建的作業線幾乎全部采用了這(zhè)種(zhǒng)方法，近年來老的森吉米爾機組也大都(dōu)按照此方法進(jìn)行了改造。

冷鍍鋅冷鍍鋅也叫(jiào)電鍍鋅，是利用電解設備將(jiāng)管件經(jīng)過(guò)除油、酸洗、後(hòu)放入成(chéng)分爲鋅鹽的溶液中，并連接電解設備的負極，在管件的對(duì)面(miàn)放置鋅闆，連接在電解設備的正極接通電源，利用電流從正極向(xiàng)負極的定向(xiàng)移動就(jiù)會(huì)在管件上沉積一層鋅，冷鍍管件是先加工後(hòu)鍍鋅。