廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝的製作方法

2023-05-03 18:15:41

廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，通過將廢舊的熱浸鋅公路鋼護欄回收，進行回火處理後，再依次進行整形矯正及磷化的預處理，最後對工件進行預烘、噴塑、固化、晾乾得到處理完畢的鍍鋅噴塑雙塗層公路鋼護欄。本發明提供的處理方案，能夠對廢舊的熱浸鋅公路鋼護欄進行回收、翻新處理，得到翻新的雙塗層鋼護欄，最大限度的節約了資源，避免浪費，並且提高了產品的經濟附加值，既能產生社會效益，又能產生經濟效益。
【專利說明】廢丨日熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種公路鋼護欄系列回收翻新再利用技術，屬於新材料表面加工及塗 層領域，具體涉及一種廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝。
【背景技術】
[0002]護欄是公路重要的安全保障設施。近年來，隨著國內高速公路建設的飛速發展，安 全護欄市場不斷擴大，但該產品的生產廠家對產品的性能、技術參數、生產工藝掌握各不 相同，致使這一產品的質量良莠不齊。有的路段由於採用了防腐工藝處理不當，少則一兩 年時間，鋼護欄便鏽跡斑斑，不僅影響了公路的視覺效果，也大大縮短了鋼護欄的有效使用 期，同時也增加了維護成本，更重要的是帶來了安全隱患和資源浪費。據調查分析，僅中原 地區長江中上遊公路鋼護欄需回收利用的每年就達10萬噸以上，如果廢棄鏽跡斑斑的鋼 護欄將造成極大的資源浪費，而且破壞環境，不利於環保。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是針對以上問題，提供一種廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，能夠 對廢舊的熱浸鋅公路鋼護欄進行回收處理以及進行翻新處理，經過翻新的雙塗層鋼護欄， 最大限度的節約了資源，避免浪費，並且提高了產品的經濟附加值，既能產生社會效益，又 能產生經濟效益。
[0004]本發明提供了一種廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，具體包括以下步驟:
1)將廢舊的熱浸鋅公路鋼護欄回收，進行回火處理，首先將工件加熱到120-180°C，然 後冷卻到40°C ±5°C，立即將該工件置於烘箱內，從加熱到冷卻後置於烘箱內的總共用時 控制在30min以內，再將烘箱升溫至300°C，在300-320°C恆溫15min，最後將工件自然冷卻 完成回火處理；
2)將步驟I)處理後的工件依次進行整形矯正及磷化的預處理，使其便於進行噴塑；
3)對步驟2)所得的工件在90-110°C進行預烘，然後進行噴塑處理，最後將工件進行固 化、晾乾；
通過上述步驟得到處理完畢的鍍鋅噴塑雙塗層公路鋼護欄。
[0005]優選的，步驟I)所述的工件首次加熱時控制加熱溫度為150°C。步驟I)將工件 加熱到120-180°C時，可採用烘箱加熱、遠紅外加熱或者浸泡式加熱方式；採用浸泡式加熱 時，還可在溶液中加入鹼，有利於儘快除去工件表面的浮灰等汙物，並且能夠除去一部分工 件表面的鈍化層，添加的鹼可為氫氧化鈉或者其他鹼類物質。
[0006]所述的公路鋼護欄為鋼護欄板和/或鋼護欄柱。
[0007]整形矯正過程運用「鋼護欄修復矯整器」對撞彎、變形的鋼護欄進行修復，從而回 收本已報廢的鋼護欄，達到再次利用的目的。通過整形矯正的鋼護欄，進行一系列的處理 後，可達到與成形的新鋼護欄同等技術要求。
[0008]步驟2)中所述磷化前，對工件進行脫脂、表調和中和處理；脫脂時將工件浸泡在氫氧化鈉溶液中，除去工件表面的油汙及鈍化層，表調時採用膠體磷酸鈦進行表調。
[0009]脫脂的目的在於除油，保證噴塑塗層與工件基體的緊密結合，實現較好的附著 力。如果工件表面有油時，附著力差，同時也可能對外觀產生影響，直接影響產品的質量。 由於熱鍍鋅鋼板的鋅層可承受一定的鹼腐蝕，在脫脂過程中單獨設置鹼洗槽，加入氫氧化 鈉使其濃度為10%左右，然後對工件進行浸泡，除去表面的浮灰等汙物，也可去除一些鈍化 層。氫氧化鈉的添加量和浸泡時間需要通過實驗來確定，一般其濃度可為10%。對於連續生 產的工廠，如果工件的表面沒有油等汙物，可省去脫脂，鹼洗，水洗工序。
[0010]表調時採用膠體磷酸鈦進行表調。表調的目的是在鍍鋅層表面生成一些細小的磷 酸鹽結晶晶核，這些晶核在磷化處理時成為磷酸鹽結晶的核心，可提高成膜速度和提高均 勻性。表調劑的用量很少，只需千分之二至三配成水溶液即可。
[0011]步驟2)中所述磷化時所用的磷化劑為鋅系磷化劑。塗料在鍍鋅層的附著強度較 低，其塗裝性是較差的，通過磷化在工件的表面生產磷化膜，能提供一個〃粗糙面"，給塗層 以很好的咬合力，大大提高了附著力，實現塗層的性能，提高塗層與鍍鋅層的結合力和防護 性；同時，磷化膜提供的均一性表面，可抑制局部的電化學腐蝕。
[0012]所述預處理過程中各工藝的溫度控制在70°C以下。保證工件的成分不會發生變化 和受到影響。
[0013]步驟3)中進行噴塑的具體工藝步驟依次為:上件一預烘一噴塑一固化一乾燥一 下件。
[0014]上件時需注意吊具導電性，吊具上的塗層不宜太厚，過厚要清除吊具上的塗層，可 採取集中焚燒的方法；因工件較重，一定要設計好掛具，掛具要求牢固可靠。
[0015]預烘的目的一是除去工件上剩餘的水分，二是可以保證一定厚度的粉較好的附著 在工件的表面。一般保證加熱到90-110°C。
[0016]噴塑:對於護欄產品，根據其構件的特點，採用自動噴槍的形式，但一般另加手工 噴槍補噴相結合的形式，這樣做的目的是使實時監控噴粉質量，保證產品質量穩定。
[0017]所述噴塑時採用納米噴塗工藝，噴塑的材料可為聚酯粉末，採用聚酯粉末時固化 溫度為220°C，固化時間為15min。
[0018]固化:要根據所用的粉末種類確定固化條件。
[0019]晾乾:可採用冷風吹乾，在吹乾的過程中，對工件進行檢查。對於允許缺陷，如流 掛、起泡、露底、縮孔等，可用丙酮等稀釋粉末塗料趁工件未涼時塗覆或噴覆於缺陷表面，用 餘熱固化。對於重大缺陷需要進行返修處理，根據塗膜厚度選取處理方法，一般有三種:直 接上件重新噴塑、機械打磨、用脫膜劑處理。
[0020]優選的鋼護欄處理方案中，噴塑時採用聚酯粉末進行納米噴塗。聚酯粉末是一種 高溫固化的聚合樹脂，具有優異的戶外性能物理機械性能，可以為熱鍍鋅構件提供一個最 持久的保護，同時也提供一個完美的裝飾性效果。聚酯粉末能提供優異的耐侯性，它應用於 鋅構件是一個最持久最全面的保護。採用聚酯粉末進行噴塑時，固化溫度為220°C，固化時 間為15min。
[0021]在傳統的鋼護欄處理工藝中，常通過拋丸及高溫處理等工藝除去鋼護欄的外表層 氧化物、雜質等，有的工藝甚至會破壞鍍鋅層，這樣需要在工件上進行再次鍍鋅，增加了工 作量，提高了工作成本，造成了材料的浪費，不利於保護環境；而且拋丸及高溫處理還可能會造成工件的變形。
[0022]本發明提供處理方法具有以下有益效果:
I)對本已報廢的公路鋼護欄進行回收處理，達到循環再利用的目的，能夠節約資源，最 早期修建的高速公路所安裝的鋼護欄陸續進入回收期，僅中原地區長江中上遊進入回收 期的鋼護欄每年就達10萬噸，相比將廢舊的鋼護欄直接作為廢品變賣轉為其他用途，該處 理再利用的方式能夠最大化的利用資源。
[0023]2)本發明提供的處理工藝具有廣大的市場需求，我國的高速公路發展迅速，截至 2011年底我國高速公路總裡程達8.5萬公裡，高速公路若進行四線防護，約需鋼護欄45噸 /公裡，而現生產的鋼護欄供不應求。本發明通過對舊鋼護欄進行回收和翻新處理，進行再 利用，具有廣大的市場需求，且其處理工藝簡單，可操作性強，易於推廣。
[0024]3)本方案通過將廢舊的熱浸鋅鋼護欄處理成雙塗層鋼護欄，能夠延長使用壽命， 且進一步提高產品的質量。熱浸鋅鋼護欄的使用壽命一般為25年左右，單噴塑塗層的使用 壽命一般為10-15年，而鍍鋅噴塑雙防護層的鋼護欄使用壽命可達到40年以上，實驗表明 鍍鋅噴塑雙防護體系是最好的塗層防護體系，特別是在含二氧化硫的氣氛中，其防護效果 更加明顯。
[0025]4)本發明提供的處理工藝具有低消耗、低排放、高效率的特點，是一種節能環保的 新工藝，且能夠產生較大的經濟效益，目前市場上回收廢舊熱浸鋅鋼護欄的價格一般不超 過為2500/噸，但經過處理後的熱浸鋅噴塑鋼護欄的價格一般為5600/噸，具有較大的利潤 空間。
[0026]5)本發明在對廢舊熱浸鋅鋼護欄回收後首先進行回火處理，可消除一部分因急速 冷卻所造成的殘留應力，提高材料的韌性與柔性，工件的力學性能均能符合相關的技術標 準。
【具體實施方式】
[0027]下面結合實施例來進一步說明本發明，但本發明要求保護的範圍並不局限於實施 例表述的範圍。
[0028]實施例1:
一種廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，具體包括以下步驟:
1)將廢舊的熱浸鋅公路鋼護欄回收，進行回火處理，首先將工件通過烘箱加熱到 120°C，然後冷卻到35°C，立即將該工件置於烘箱內，從加熱到冷卻後置於烘箱內的總共用 時28min，再將烘箱升溫至300°C，在300_320°C恆溫15min，最後將工件自然冷卻完成回火 處理；
2)將步驟I)處理後的工件依次進行整形矯正、脫脂、鹼洗、水洗、表調、磷化的預處理， 使工件的表面便於進行噴塑處理；
3)對步驟2)所得的工件在90-110°C進行預烘，然後採用聚酯粉末進行噴塑處理，再將 工件在220°C進行固化15min、最後晾乾得到處理完畢的鍍鋅噴塑雙塗層公路鋼護欄。
[0029]實施例2:
一種廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，具體包括以下步驟:
I)將廢舊的熱浸鋅公路鋼護欄回收，進行回火處理，首先將工件通過遠紅外加熱到150°C，然後冷卻到40°C，立即將該工件置於烘箱內，從加熱到冷卻後置於烘箱內的總共用時控制在25min，再將烘箱升溫至300°C，在300_320°C恆溫15min，最後將工件自然冷卻；
2)將步驟I)處理後的工件依次進行整形矯正、脫脂、鹼洗、水洗、表調、磷化的預處理， 使工件的表面便於進行噴塑處理；
3)對步驟2)所得的工件在90-110°C進行預烘，然後進行納米噴塗處理，最後將工件在 220°C進行固化15min、最後晾乾得到處理完畢的鍍鋅噴塑雙塗層公路鋼護欄。
[0030]實施例3:
一種廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，具體包括以下步驟:1)將廢舊的熱浸鋅公路鋼護欄回收，進行回火處理，首先將工件通過蒸汽加熱至 180°C，然後冷卻到40°C，立即將該工件置於烘箱內，從加熱到冷卻後置於烘箱內的總共用時26min，再將烘箱升溫至300°C，在300_320°C恆溫15min，最後將工件自然冷卻；
2)將步驟I)處理後的工件依次進行整形矯正、磷化的預處理，使工件的表面便於進行噴塑處理；
3)對步驟2)所得的工件依次進行上件一預烘一噴塑一固化一涼幹一下件的工藝得到處理完畢的鍍鋅噴塑雙塗層公路鋼護欄，所述預烘在90-110°C進行，噴塑處理採用聚酯粉末，嗔塑完成後將工件在220 C進彳丁固化15min、最後晚幹即可。
[0031]對上述實施例中所得的處理之後的雙塗層公路鋼護欄進行檢測，其各項指標均符合國家相關標準的規定。其中
通過上述實施例得到的處理的鋼護欄進行力學性能測試，其結果見表1。
【權利要求】
1.一種廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，其特徵在於:具體包括以下步驟:1)將廢舊的熱浸鋅公路鋼護欄回收，進行回火處理，首先將工件加熱到120-180°C，然 後冷卻到40°C ±5°C，將該工件置於烘箱內，從加熱到冷卻後置於烘箱內的總共用時控制 在30min以內，再將烘箱升溫至300°C，在300-320°C恆溫15min，最後將工件自然冷卻完成 回火處理；2)將步驟I)處理後的工件依次進行整形矯正及磷化的預處理，使其便於進行噴塑；3)對步驟2)所得的工件在90-110°C進行預烘，然後進行噴塑、固化處理；通過上述步驟得到處理完畢的鍍鋅噴塑雙塗層公路鋼護欄。
2.根據權利要求1所述的廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，其特徵在於:所述的公路 鋼護欄為鋼護欄板和/或鋼護欄柱。
3.根據權利要求1所述的廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，其特徵在於:步驟2)中所 述磷化前，對工件進行脫脂和表調處理；脫脂時將工件浸泡在氫氧化鈉溶液中，除去工件表 面的油汙及鈍化層，表調時採用膠體磷酸鈦進行表調。
4.根據權利要求1所述的廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，其特徵在於:步驟2)中所 述磷化時所用的磷化劑為鋅系磷化劑。
5.根據權利要求1所述的廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，其特徵在於:步驟3)中進 行噴塑的具體工藝步驟依次為:上件一預烘一噴塑一固化一乾燥一下件。
6.根據權利要求1所述的廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，其特徵在於:步驟I)所述 將工件加熱到120-180°C時，可採用烘箱加熱、遠紅外加熱或者蒸汽加熱方式。
7.根據權利要求6所述的廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，其特徵在於:採用浸泡式 加熱時，在溶液中加入鹼。
8.根據權利要求1-7所述的廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，其特徵在於:所述噴塑 時採用納米噴塗工藝。
9.根據權利要求1-7所述的廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，其特徵在於:所述噴塑 時採用聚酯粉末進行噴塗，其固化溫度為220°C，固化時間為15min。
10.根據權利要求1或3所述的廢舊熱浸鋅公路鋼護欄處理工藝，其特徵在於:所述預 處理過程中各工藝的溫度控制在70°C以下。
【文檔編號】C21D1/18GK103590352SQ201310542404
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】鄭家源 申請人:湖北秭歸新亞交通設施有限公司