热镀锌锌锅技术ppt课件.ppt

热镀锌锌锅技术 1 2 3 第一节锌锅设备 4 5 6 1 沉没辊 7 8 9 2 稳定辊 10 3 气刀 11 1 气刀结构 12 13 14 2 气刀擦拭法对镀层厚度的影响 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 第二节锌锅工艺参数控制 28 29 30 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 31 32 33 34 35 三 锌锅中加锌 36 四 37 38 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 39 一 锌液温度与浸镀时间的影响 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 锌液温度的影响 温度铁损关系图 40 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 41 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 42 1 1锌液温度与铁损的关系 43 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 2 浸镀时间的影响 44 3 锌灰 锌渣的形成原因分析 图1 1 1 加热温度过高或过低 导致锌液中的铁含量超过该温度下的溶解度 易形成的流动性极差的锌铁合金 锌渣 高达94 2 保温时间过长a 500 附近时 铁损量随着加温及保温时间急剧增加 b 低于或高于480 510 范围 随时间延长铁损提高缓慢 480 510 称为恶性溶解区 在此温度范围内锌液对工件及锌锅浸蚀最为严重 超过560 铁损又明显增加 达到660 以上锌对铁基体是破坏性浸蚀 锌渣会急剧增加 施镀无法进行 因此 施镀目前多在430 450 及540 600 两个区域内进行 45 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 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 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 46 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 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 加热 升温要均匀 防止局部过热 47 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 48 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 49 碳的存在状态对热镀锌的影响 碳含量0 78 50 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 51 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 52 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 53 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