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熱鍍鋅知識及技術(shù)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2010-03-06  瀏覽次數(shù):345
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(jīng)濟(jì)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(jīng)濟(jì)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(xué)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(qiáng)度外,還應(yīng)具有良好的深沖性能。對于普通低碳鋼板采用Sendzimir法生產(chǎn)線的線內(nèi)退火達(dá)不到此要求。但對于一般輕度深沖加工的產(chǎn)品,可采用降低鋼帶運(yùn)行速度的方法 (即延長其在還原爐內(nèi)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(hù)鋼基體不被腐蝕;此外 ,鋅層在一般的大氣環(huán)境中,其腐蝕產(chǎn)物通常為堿式碳酸鋅[ZnCO3?Zn(OH)2],它對鋅層有一定的保護(hù)作用。但在含硫的工業(yè)大氣中,其腐蝕產(chǎn)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(jìn)一步腐蝕。因此,在工業(yè)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(qiáng)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(guān)鍵設(shè)備,選擇時應(yīng)注意幾個主要問題:
    ①尺寸與形狀
    ②材質(zhì)
    ③厚度
    ④內(nèi)結(jié)構(gòu)件
    2. 加熱熱源
    采用何種熱源時應(yīng)注意幾個主要問題:
    ①較高的熱效率
    ②良好的可調(diào)節(jié)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(qū)及過熱區(qū)存在。
    四、鋼結(jié)構(gòu)件及瑪鋼件熱鍍鋅
    鋼結(jié)構(gòu)件種類繁多,形狀復(fù)雜。因此,其熱鍍鋅的工藝只能采用熔劑法。
    由于鋼結(jié)構(gòu)件外形多種多樣,對其吊具設(shè)計要予以充分注意。設(shè)計吊具時應(yīng)考慮以下因素:便于操作、少掛鋅液、吊掛牢固、構(gòu)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(jìn)行滾動酸洗。滾筒浸于地面下酸洗槽中。當(dāng)滾動一定時間后,排出酸洗液,再通入冷水進(jìn)行滾動水洗。將洗凈的瑪鋼件通過漏斗防入熔劑處理轉(zhuǎn)筒中。此轉(zhuǎn)筒浸于熔劑槽內(nèi),用螺旋推進(jìn)器從出口端排出,并自動進(jìn)入落入框籃中準(zhǔn)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(yīng)預(yù)先扒除鋅液面上的面渣。吊出鋅鍋后,應(yīng)立即放在離心機(jī)轉(zhuǎn)盤上,開動離心機(jī),靠離心力的作用甩掉瑪鋼件表面及內(nèi)部殘留的多余的鋅液。然后進(jìn)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(fā)出氫還原法,它是在Sendzimir鋼帶連續(xù)熱鍍鋅的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新工藝。但由于一些技術(shù)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(jìn)入酸洗工序。酸洗時,先將管束吊入第一個酸洗槽中進(jìn)行預(yù)酸洗。然后吊入第二個酸洗槽進(jìn)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(jīng)常串動鋼管,可加速酸洗過程。因此,在酸洗槽內(nèi)的底部和側(cè)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(nèi),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(zhì)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(chǎn)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(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線
    其主要有以下四種:無氧化爐生產(chǎn)線、美鋼聯(lián)法、Wheeling 生產(chǎn)線、Selas生產(chǎn)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(yè)及家電業(yè)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(yīng)具有好的耐蝕性外,還應(yīng)具有好的沖壓成形性、焊接性和涂裝性。因此,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家對鋼基材的成分、熱鍍鋅層相結(jié)構(gòu)及性能等進(jìn)行了大量的研究,并相繼新建了一些大型的更加現(xiàn)代化、高速化和自動化的鋼帶連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線,同時也有將原有的鍍鋅機(jī)組進(jìn)行改造,使之適應(yīng)這種需求。
    眾所周知,一般鎮(zhèn)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(yè)及家電行業(yè),由于對板的深沖性要求高而無法滿足。為此,于20世紀(jì)70年代開發(fā)出IF鋼(無間隙原子鋼)。它具有極好沖壓成形性。經(jīng)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(yīng)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(xù)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(nèi),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(zhì)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(chǎn)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(yīng)速度的參數(shù)。鐵損是指鐵與鋅反應(yīng)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(xué)成分
    a. 碳的影響  一般地說,鋼中碳含量愈高,F(xiàn)e-Zn反應(yīng)愈強(qiáng)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(jié)構(gòu)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?qū)﹀冧\層結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(fā)生一系列的復(fù)雜的物理化學(xué)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(xué)反應(yīng)以及鐵原子與鋅原子的相互擴(kuò)散等。
    由于上述的過程,在鋼材表面便形成了由鐵與鋅結(jié)合的Fe-Zn合金層。
 
 
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