输电铁塔热浸镀锌锌耗分析.pdf

输 电铁塔热 聂任员 江西 省送变电 建 设公司 铁塔厂 南昌 莲塘 3 3 0 2 0 0 内 容 摘 要 本文对输电 铁塔热浸镀 锌过 程中 的有效锌耗和 无效 锌耗 进行了分析 根 据国 家标准 G B 2 6 9 4 8 1 对塔材镀锌层厚 度的 要求 确定出组成搭材的各种型钢在理想 镀层厚度下单位重量的 耗锌量 从而可计算出各工 程搭材热浸镀锌的理想有效锌耗量 而 际工程中 的镀层厚度远远大于理想镀层厚 度 实 际锌耗与理想锌耗之 差值就是我们降 低锌 耗的潜力所在 对无效锌耗的形成因素分析 确定出工艺操作中可控制的一些因素并加以 控制 以 将无效锌耗降到最低限度 C q i 13 热 浸 镀 锌 理 想 镀 锌 层 厚 度 有 效 锌 耗无 效 锌 耗降 低 锌 耗 方 了 吟 z s 输电铁塔热镀锌过程中锌的消耗总体上可分为 有效锌消耗和无效消耗两部分 有效 锌消 耗是指 镀层符 合标 准要求的理 想厚 度时所发生的 锌耗 在锌的消耗中除去有效锌耗之 外的 所有锌耗 我 们称之为无 效锌耗 无效锌耗包括 锌渣耗锌 锌灰耗锌 镀层过厚耗 锌 锌瘤耗 锌 结 构死角 造成积液 沉积耗锌 镀件因 质量问 题返镀而多耗锌 在无效消 耗 中 有的是在工艺过程中无法避免的消耗 有的是由于操作不当或工艺不合理引起的非正 常锌损耗 笔者想 通过本文对热镀锌中的各 种锌耗进行分析 从非正常 锌耗 入手找出降 低 锌耗的方法途径 以达到降低锌耗的目的 一 锌耗分析 有效锌耗 在电力 行业中 国 家标准 输电线路 铁塔制造技术条件 G B 2 6 9 4 8 1 对 塔材镀层 厚度要求是 塔材厚度 4 6 0 g 矛 塔材厚度 5 m m 锌镀层厚度 8 6 u m 附锌量 6 1 0 g m 标准中只规定锌层度的最低下限 上限没有限制 作为铁塔厂家来讲 理想的镀层 是 镀层厚度在标准的下限值之上 厚度数值越接近下限值越理想 假设理想的镀层厚度 以标准下限值的 4 0 作为偏差幅度范围 也即理想镀层厚度为 镀件厚度 第 i 种规格塔材的重量 T n L 程中所使用塔材规格的种类数 根据上面关系式可得出我厂几个工程理想的锌耗情况 表 3 工程中塔材有效锌耗情况 工 程名称 电 压等 级 塔材 重量 有 效耗 锌量 K g T 见表 3 贵南破 口 2 2 0 K V 2 2 0 K V I O K V 1 5 4 3 3 0 1 2 8 K g 4 1 9 2 5 8 6 9 7 1 8 8 1 0 0 6 3 2 6 9 3 7 7 单重有效锌耗 K g T 2 7 2 2 3 8 1 2 1 7 3 3 0 4 2 2 0 9 5 2 9 3 3 理想镀 层厚度单位 重量综合锌 耗量 33 艺 各有效耗锌量厂 Y 各 二程塔材重 a 1 1i 1 1 1 6 4 9 1 6 3 0 9 4 9 6 8 2 3 4 5 3 2 8 K g T 从表 3 中可看出工程中理想有效锌耗在 2 3 4 5 3 2 8 K g T 范围之间 取平均值为 2 8 1 2 5 K g T a 2 无效锌耗 n 锌渣中的锌耗一1 6 5一 在 热 漫 镀 锌 魄中 锌 渣 有 两 种 途 径 产 生 一 种 是 工 件 经 酸 洗 溶 剂 处 理 后 表 面 附 着 的 铁盐离子与熔锌作用形成锌渣 F e 十 s z n z n F e Z N n 7 F e 1 4Zn Z Nn F e Z n 1 3 另一种是钢材 镀件 夹具及锌锅体 受锌液溶解 铁锌原子相互扩便 形成 铁锌合金层 其中 的相 亏 很容易 被流动的锌液 冲刷掉沉入 锅底形成锌渣口 锌渣是由毛 相及裹于 其外围的 纯锌等组成 有资料表明 每一克铁可捕获胜1 0 一 25 克 锌形成渣 锌渣中含铁 量约为卜6 含 锌量约为9 4 一 9 跳 一般锌渣引 起的锌耗量为整个 锌 耗 量 的2 左 右 2 锌灰中的锌耗 锌 液 表 面 与 大 气 接 触 生 成 锌 灰 z no 在 浸 锌 过 程 中 需 将 锌 液 表 面 清 括 这 更 加 速了 锌的氧化 工件表 面在预处理中 形成的金属盐 金属氧化物及污物带入钾锅中也会使 锌的氧化物增多 锌灰的 主要成份是氧化锌 Z no 金属 锌小棵粒和氯 化物等组成 锌 灰造成的 锌耗是全部锌 耗的2 一 3 3 超厚度渡 锌层中的 锌耗 超厚 度锌层是指 超过标准要求过多的镀锌层 这种超厚度锌层在实用中 没有必要 而 且会 造成 大量的锌耗 这点往往坡人忽视 对于标准要求 前面己 讨论过理想镀层厚度的 耗锌 在实际 生产过程中 由 于受诸多因素的影响 如果没有健全和有效的检侧手段 其 实际 锌层厚度分布较宽 下面是我厂实际镀锌层厚度的一组检测数据 见表4 扩 1 1 表4 镀锌层厚度检测记录 侮日平均值 日期 锌层厚度 p m 日期 锌层厚 度 n 6 sm m5 sm m 占 5 二 1 5 7 11 1 41 2 8 1 7 2 1 1 4 2 1 7 21 1 4 71 2 7 7 2 2 1 4 8 3 5 7 31 1 4 4 1 1 2 4 7 2 3 1 2 5 6 7 4 1 1 4 01 巧 5二 7 2 4 1 3 7 8 7 51 1 3 81 2 6 7 2 5 1 4 1 2 5 7 61 1 5 81 1 7 57 2 6 1 2 01一 1 3 2 6 7 81 1 51 2 2 8 7 2 71 3 0 一 t 3 5 5 7 91 3 01 4 0 87 2 8 1 1 峨 7 9 7 1 01 4 0 61 4 2 8 7 2 9 一 1 5 6 8 7 1 11 2 7 51 3 5 1 7 1 2 1 1 6 0 1 4 8 5 1 0 21 1 2 7 1 3 1 1 4 5 1 6 0 5 1 1 0 2 1 1 7 7 7 1 4 1 6 0 1 6 5 1 0 41 1 7 1 7 1 51 7 6 5 1 0 61 3 0 9 7 1 61 4 01 3 0 7 1 0 71 1 7 51 3 4 7 1 7 1 4 01 3 5 81 0 81 1 6 71 3 7 6 7 1 81 4 8 7 1 0 91 2 0 4 7 1 91 5 0 1 1 5 1 8 1 0 1 0 1 2 6 2 5 7 2 0 13 2 一 实测镀层厚度算术平均 值 5 5 咖 1 1 4 1 又 4 7 1 1 7 5 1 1 6 7 2 0 二 1 3 0 2 5 协 m 6 5 咖 1 2 8 1 2 7 1 2 0 1 2 6 2 5 3 6 二 1 4 1 1 4协m 1 6 6 一 瓢 从 表4 中可看出 我厂实际镀 层厚 度为 塔材厚度 5 m m 镀锌层厚度为1 3 0 2 5 u m 9 2 2 9 M 塔材厚度 5 m m 镀锌层厚 度为1 4 1 1 4 n m 9 9 9 岁 M 实际 镀层厚度比 假设理想厚度分别多出许多 由理 想镀层厚度的锌耗 情况 可推算出实际的镀层锌耗情况 理想厚度综合耗锌量 K g T M 一一 一 一x实际镀层综合厚度 pM 理想镀层的综合锌层厚度 m 2 8 1 2 5 K g T 二 一 一 一一一 一 一一 一 一 一一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一一 X 1 4 1 1 4umX0 7 十1 3 0 2 5 um X0 3 1 0 3 2ti m x0 7 十7 8 m x0 3 二 叨 5 3 K g T 注 式中系数0 7 和0 3 分 别是指塔材中厚 度8 5 二 和5 5 m m 塔材占的比例 实际 镀层由于超厚比 理想 镀层多 耗锌量为 4 0 5 3 K g T 2 8 1 2 5 K g T 1 2 4 K g T a如果 铁 塔厂一年 产量按5 0 0 0 T 计算 则 每年因镀层超厚多消 耗锌达5 0 0 0 T X 1 2 4 K g T 6 2 0 0 0 K g 损失 金额达6 0 多万 可见降低锌耗的 潜力 极大 4 形成锌瘤及锌液沉积的锌耗 在镀锌操作过程中炉上操作不当 镀 件吊 挂下端往往容易 形成滴瘤 长镀件起锅后 冷却过 快 镀件带起的 锌液还未来 得及流尽便冻结在 镀件吊 挂F A沉积一条长 长的锌带 由于有 些结 构件有死角 镀 锌件 起锅时易 造成大块 积锌 上 述的滴瘤 锌带 积块等既是 质量问 题 又消耗大量的纯锌 引 起锌的 损耗增多 5 因镀件质量问题造成返镀的锌耗 由于 镀件前处理 欠缺或浸 镀过 程中 操作不当等因 素镀件会出 现质量缺陷 需返工重新 酸洗重 镀锌 我厂的 镀件质量缺陷 返镀率在于1 0 2 0 左右 由于 镀件返工锌 耗要多增加 4 0 5 3 K g T X 1 0 2 0 4 0 5 3 8 工 0 6 K g T 全年5 0 0 0 T 需多 耗锌2 0 2 7 4 0 5 3 T 二 降低锌耗的途径 从热浸镀锌锌的消耗方面来看 要降低锌耗能做的只有从锌的无效方面入手 寻求解 决办法 1 减少锌渣的产生 锌渣是铁与锌液在高温下反应的 产物 锌渣的形成与 锌液温度 浸锌时间 镀件 锌 锅 材质 镀件表面残留铁盐 锌液 搅动情况等因素有关 一般锌液温度高 浸锌时间长 铁 锌之间反应急剧 易形 成锌渣 镀锌锅壁加热不均 匀 温差大 产生应力 增加锅的腐蚀 速度 相当干增加了锌 渣量 镀件 锌锅 钢材中 含有的碳 硅成分高会引起渣的增多 镀件 表面的铁盐末除千净 带入锌锅内 会引 起锌渣 的增多 镀件及工夹具在下锌锅之前必须 将水 份烘千 否则 会引 起炸锌现象 激烈搅动锌 液 并冲刷锌锅壁 使铁锌合金层过旱 地脱 落下来形成 锌渣 要降低变成锌渣的锌 其方法有 约 采用 低温镀锌 温度控制在内4 5 0 4 6 5 0 C 保持均匀恒温 我厂通过电炉及自动控制系统可将温度控制在 4 6 0 士3 0 C 2 采用含 C S i 最低的材料制作锌锅 选用 0 5 F 或0 8 F 3 加强镀件镀锌前的清洗和溶剂的过滤 除铁工作 使镀件表面残留 的铁盐减到最 低限 度 4 注意镀件浸镀时下锅的角度及速 度等 对于 我们南 方上半年的 潮温天气需 特别 注意 以 防止炸 锌现象 2 减少锌灰的产生 锌灰的 形成与 锌液温度 锌液与空气接触 面积大小 锌液面上空 气对流状 况 锌液的 化学成分等因素有关 锌液温度高氧化速度快 产生的灰就多 锌锅口面积大 受氧化的锌液面积也大 产 生的锌灰量多 锌液面上空气对流量大 特别在吹大排气扇的过程中 会有大量的新鲜空 气经过锌液面 促使了 锌的 氧化 产生锌灰多 锌中 加入适量的铝 能有效地控制锌灰的 产生 因为铝与空气中的氧有更大的亲和力 在锌液表面优先形成氧化铝 这层致密的 氧化物可阻止锌液的进一步氧化 一 1 6 7一 减 少 锌 灰 产 生 能 做 的 方 法 有 锌 液 甲 力 侵 0 1 一 0 2 的 铝 尽 量 减 少 排气扇的开启 3 采 用低F 镀锌工艺镀 锌 4 在打灰 和捞灰时 不 要探得太深 以 免搅动锌液 使锌灰中 混入过多 锌的 颗粒 5 在下 班保温时锌 液面上 复盖止 锌灰 3 降低过皿锌层 引 起镀锌层过厚的因 素有 温度 浸锌时间 L 件表而 状况 提出 锌锅臼 出 锅 后 的 冷 却 速 度 一 次 镀 件 数 量 浸 溶 液 二 次 回 镀 镀锌温度高 时间长 铁锌合金反应快 镀锌层中 铁锌合 金层厚 镀件表面粗糙 化 使 其 表 面 生 成 一 系 列 凹 凸 点 这 种 粗 糙 的 表 面 能 从 锌 锅 内 带 出 更多 的 纯 锌 饵 件在 出 锅时 速 度 越 快 镀 锌 层 中 纯 锌 层 越 厚 当 一次 镀 锌 件 数 量 过 多 间 隔 过密 时 镀 件周 围 的 锌液 温度迅速下降 其流动性差 易引起锌的 过早凝固 镀锌层中 纯锌层变厚 从而使 镀锌层 变厚 因工件漏镀 需浸溶剂重镀的 这对第一次己 镀上锌的部分 在第二次回 镀后其 镀层 超厚 降 低 过 厚 锌 层 的 方 法 有 1 采 用 低 温 镀 锌 2 工 件不 过酸 洗 保持 土 件 光 滑 表 面 3 控制镀样 出锅 角度和 速度 并在锅上方停留一定时间 速度控制在 0 8 1 3 m m i n e采用行车镀锌时可考虑用双速葫芦 q 镀锌夹且要求做得间隔大些 避免 镀件被过密排列 引起锌液局部温度下降 过快 5 加强 镀件前处理 提高镀件一次 镀 锌的成功率 减少二次回镀件 4 减少锌有及积锌 产生锌瘤的因素有 镀件上f f 毛刺 工件细长 或过小 S件冷 却太快 镀锌处锌 液温度太低 炉上操作不到位 镀件上毛刺拉角等 镀锌时容 易造成积锌形成锌瘤 长工 件在 起锌 锅时 带起的 锌液 流 程 长 来 不 及 流 完 便 冻 结 在 镀 件的 吊 挂 下 端 会 形 成 一 条Kz 长 的 锌 带 对于 t 溥 工 件由 于出锌锅时 热容量少 很快就冷却 下来 也 将引 起锌瘤增多 镀锌温度低时 出 锅 后 镀层会很快接近凝固点 炉上操作人员在镀件出 锌锅后必须 及时 将滴流的余锌振 落 除去余锌 否则将会有滴瘤带在工 件上 减 少锌瘤等的方法 1 控制 镀件机加工质9解决毛刺拉角问 题 2 搬工艺炉 温操作 3 对长工件要掌握奸出炉角度及速