鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法
2023-05-25 03:18:06 1
專利名稱：鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法
技術領域：
本發明涉及冶金領域中的熱浸鍍鋅方法，尤其是鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法。
背景技術：
鋼鐵製品的防腐鍍層，主要有電鍍鋅、熱浸鍍鋅、鋁、鋅鋁合金等不同鍍層體系，在鋼鐵製件表面鍍覆耐腐塗層，對基體金屬進行保護。鋼鐵件的熱浸鍍鋅(包括鍍鋁鋅合金)方法已經是一種常規和常用的方法主要用鍍制橋梁、電力通訊設備、石油冶金等設備的構件。但鍍層腐蝕日趨加劇，單金屬鍍層，特別是鋅鍍層的抗腐能力以及使用壽命無法滿足材料保護要求。對於耐腐蝕性能較好的鋅鋁合金或鋁鋅合金來說，不容易達到理想的工藝條件，現有含5％鋁的鋅基鍍液是處在鋅一鋁共晶成份條件下，熔點僅為380℃左右，液態金屬表面張力小，有時還需要來對鍍層進行加厚，以達到技術標準所規定的對鍍層的厚度要求。在以往的鋅鋁合金，鋁鋅合金鍍層鍍覆生產中，已經有稀土金屬的加入，主要是對待鍍金屬的基體表面進行潤溼，以防止鍍覆過程中出現漏鍍等缺陷。
CN1389588一種熱鍍鋅鋼管及生產方法，待處理鋼管兩端在中空的管卡的夾持下置於盛有熔化鋅的熱鍍鋅槽內一定時間後取出即可得到本產品。
CN1033198熱鍍鋅助鍍劑，本發明提供了一種以氯根為母體的，含有鋅、氮和硼等化學元素的絡合物，作為熱鍍鋅作業中的助鍍劑，可使工件在浸鍍過程中，一分鐘之內實現質地良好的鍍鋅層。
CN1295627熱鍍鋅方法及裝置公開了熱鍍鋅時，把貯存熔融金屬的施鍍容器分割成鍍槽和除渣槽，鋼帶浸漬在鍍槽的熔融金屬浴中進行熱鍍鋅，把鍍槽的熔融金屬浴向除渣槽輸送，在除渣槽去除熔融金屬浴中的鋅渣，通過鍍槽上設置的開口使除渣槽的熔融金屬浴返回鍍槽。施鍍裝置包括鍍槽、除渣槽、把鍍槽的熔融金屬浴向除渣槽輸送的輸送裝置。
CN1974834用於熱鍍鋅生產線的助鍍液綜合處理方法及裝置，該方法對熱鍍鋅生產線中的助鍍溶液進行自動淨化並利用熱鍍鋅過程中產生的廢料自動生產補充助鍍成分。實施時連續將助鍍槽中溶液抽入處理罐中，並同時將脫鋅槽、煙塵罐中的溶液經計量泵抽入罐中，由pH測控系統自動控制氨水加入，並鼓入空氣，利用空氣中的氧將溶液中的二價鐵氧化三價鐵，形成氫氧化鐵沉澱。
CN1392284鋼鐵熱浸鍍鋁鋅合金工藝，該工藝是熱浸鍍前，用鈍化劑溶液對鋼鐵件進行助鍍處理；熱浸鍍時，在鋁鋅合金鍍液中加入微量的抗氧化合金。
CN1442503一種熔劑法熱浸鍍低鋁鋅合金用水熔劑及其使用方法，鐵鹽濃度控制在3～10克/升，配方中固體成分比例按固體總量300克/升計，其配比組成的質量分數為氯化鋅70％～80％，氯化銨8～10％，氯化鈰4～10％。
但未有對鋁鋅基鍍液的進一步改進和鍍鋁鋅工藝條件的改進的方案。
發明內容
本發明目的是為了優化工藝條件和提高鍍鋅件的質量和效果，提出一種實現比較理想的工藝條件鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，對現有含5％鋁左右的鋅基鍍液進行改進，採用多元金屬包括稀土金屬的加入鋼鐵件的熱浸鍍鋅，並對鋼鐵件的熱浸鍍鋅工藝進行改進。
鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，其特徵是熱浸鍍鋅的基本工藝流程是黑件檢查、掛料、脫脂、漂洗、酸洗、漂洗、助鍍劑處理、熱空氣乾燥、熱浸鍍鋅、冷卻，熱浸鍍鋅的階段在鋅液內添加鋁、鎳、稀土四種微量元素形成新的熱浸鍍鋅工藝，鋅基，鋁的含量(重量比)為7-9％；鎳3-6％；矽0.5-0.8％，稀土0.5-1.0％；餘量均為鋅。還可以在上述合金的基礎上添加鈧或鍶0.5-1.0％(重量比)；鋅鍍液的穩定性更好。
鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，助鍍劑是氯化鋅、氯化銨和稀土鹽配製的水溶液。工作溫度62℃-75℃，氯化鋅與氯化銨固含量之比為了2∶3。助鍍劑中ZnCL2含量應保持在8～10％，NH4CL含量應保持在12～15％濃度範圍。稀土鹽(氯化稀土)添加量為整個助鍍劑固含量1-2％。
熱浸鍍鋅鋅液的工作溫度為436℃-450℃。待鋅液升溫達到工作溫度範圍後，才能開始鍍鋅。停產期間應保溫。溫度為425℃-435℃。浸鍍時間在1分30秒-3分，鍍件提出鋅鍋的速度為≈1.6M/Min；長工件出鍋角度達到30-45度。
本發明的特點是較高的鋁含量可以減少鋅耗，提高鍍鋅合金的防腐壽命，改善鍍鋅外觀質量與提高鍍層的均勻度。鋅液中鋁的作用鋁與鐵形成五鋁化二鐵，並優於鋅與鐵結合，從而起到阻礙作用，另外鋁有淨化鋅液的作用，去除鐵，改善鍍層的均勻性，但鋁含量過高會造成漏鍍。鎳的作用鎳的作用通過形成緻密的鍍層可以抑制鎮靜鋼在發熱浸鍍鋅過程中反應速度，減少此類鋼材的鍍鋅外觀色澤的不均，另外可以改善鋅液的流動性；稀土的作用稀土的加入只提高了鋅液的流動性，提高鍍層的表面質量，更光滑、均勻，耐腐蝕性增強。矽的作用矽的加入可以減少鋅液中的鐵的含量，抑制鋅鐵合金渣體的形成，減少鋅耗將近1％，表面質量提高。
具體實施例方式
本發明配比的實施例，均具有良好的效果1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12鋁 7％8％7％9％8％8％9％7％7％9％7％9％鎳 3％3％4％6％3％5 ％ 6％3％5％6％3％4％矽 0.5％ 0.5％ 0.7％ 0.5％ 0.6％ 0.7％ 0.5％ 0.8％ 0.7％ 0.5％ 0.8％ 0.5％稀土1.0％ 0.8％ 1％1％0.8％ 0.8％ 0.8％ 1.0％ 0.8％ 1％0.8％ 1％鈧 0.5％ 0.8％ 1.0％鋅 餘量
本發明上述合金配比(除鋅以外)按上述比例製成合金塊(每塊5公斤左右)融鋅後添加合金與鋅液中(按本發明的配比)。
熱浸鍍鋅的基本工藝流程是黑件檢查、掛料、脫脂、漂洗、酸洗、漂洗、助鍍劑處理、熱空氣乾燥、熱浸鍍鋅、冷卻，並包括卸料、質檢等。
黑件檢查對需進行熱浸鍍鋅的工件應進行黑件(鍍前半成品)檢查；掛料掛件；脫脂與漂洗脫脂液為氫氧化鈉(NαOH俗稱燒鹼)的水溶液；工作濃度50-100克/升；工作溫度60℃-80℃。鍍件脫脂處理時間為10-15分鐘，對表面附有脫脂溶液不能去除的礦物質，合成樹脂，柏油等汙染物的鍍件應採用其它特殊方法清除。漂洗脫脂後的鍍件必須在流動的清水中漂洗，漂洗水應保持清潔，其PH值不得超過9。
酸洗與漂洗(1)酸洗液為鹽酸水溶液(HCL)，工作濃度為50-160克/升，(2)酸洗液化驗每天兩次，測定結果在標示牌上公布以指導酸洗操作者工作。(3)酸洗時間應根據鍍件表面氧化層情況及酸液濃度而定，刨酸 操作中，為加快反應速度，(4)將鍍件在酸洗工藝槽內上下串動二至三次，並提出液面檢查酸洗質量。對鍍亶局部未酸洗乾淨的表面可用砂輪，鋼絲刷等工具去除後再酸洗乾淨。(5)酸洗合格的鍍件必須進入欂洗工藝□經流水衝洗。
助鍍劑處理助鍍劑是氯化鋅、氯化銨緲ZnCL2、NH4CL)配製的水溶液。工作溫度62℃-75℃，氯化鋅與氯化銨之比為了2∶3。助鍍劑中ZnCL2含量應保持在8-10％，NH4CL含量應保持在12～15％濃度範圍，稀土鹽□氯化稀土)添加量為整個固含量1-2％；。
乾燥後熱浸鍍鋅(1)鋅液的工作溫度為436ǎ-450℃。待鋅液升溫達到工作溫度範圍後，才能開始鍍鋅。停產期間應保溫。溫度為425℃-435℃。浸鍍時間(應根據鋅鍋溫度適當調整)鋼材厚度＜5mm1分30秒-2分鋼材厚度＞5mm2分-3分鍍件提出鋅鍋的速度為≈1.6M/Mi；長工件出鍋角度儘量達到30-45度。後處理(1)水冷卻鍍件提出鋅鍋後應快速浸入冷卻水槽，長件必須水平浸入防止彎曲。冷水溫須保持在60℃以下，水質清澈，水流恆定，pH＝6～8。
(2)鈍化鈍化水溶液中含鈍化劑2克/升，含醋酸5ml/L。(溶液配製後檢驗酸含量，溶液在使用後當酸度降低時，需加醋酸調整，同時加入相當比例鈍化劑)
權利要求
1.鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，其特徵是熱浸鍍鋅的基本工藝流程是黑件檢查、掛料、脫脂、漂洗、酸洗、漂洗、助鍍劑處理、熱空氣乾燥、熱浸鍍鋅、冷卻，其特徵是熱浸鍍鋅時在鋅液內添加鋁、鎳、稀土四種微量元素形成新的熱浸鍍鋅工藝，鋅基，鋁的含量為7-9％；鎳3-6％；矽0.5-0.8％，稀土0.5-1.0％；餘量均為鋅，含量為重量比。
2.根據權利要求1所述的鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，其特徵是添加鈧或鍶0.5-1.0％；添加含量為重量比，鋅鍍液的穩定性更好。
3.根據權利要求1所述的鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，其特徵是助鍍劑處理時助鍍劑是氯化鋅、氯化銨和稀土鹽配製的水溶液；工作溫度62℃-75℃，氯化鋅與氯化銨固含量之比為了2∶3；助鍍劑中ZnCL2含量保持在8～10％，NH4CL含量應保持在12～15％濃度範圍；稀土鹽添加量為整個助鍍劑固含量1-2wt％。
4.根據權利要求1所述的鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，其特徵是熱浸鍍鋅鋅液的工作溫度為436℃-450℃，待鋅液升溫達到工作溫度範圍後，才能開始鍍鋅；浸鍍時間在1分30秒-3分，鍍件提出鋅鍋的速度為≈1.6M/Min。
5.根據權利要求4所述的鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，其特徵是長工件出鍋角度達到30-45度。
全文摘要
鋼鐵件的熱浸鍍鋅方法，熱浸鍍鋅的基本工藝流程是黑件檢查、掛料、脫脂、漂洗、酸洗、漂洗、助鍍劑處理、熱空氣乾燥、熱浸鍍鋅、冷卻，其特徵是熱浸鍍鋅時在鋅液內添加鋁、鎳、稀土四種微量元素形成新的熱浸鍍鋅工藝，鋅基，鋁的含量為7－9％；鎳3－6％；矽0.5－0.8％，稀土0.5－1.0％；餘量均為鋅，含量為重量比。尤其是矽等元素的加入可以減少鋅液中的鐵的含量，抑制鋅鐵合金渣體的形成，減少鋅耗將近1％，表面質量提高。
文檔編號C23C2/06GK101092682SQ20071002522
公開日2007年12月26日 申請日期2007年7月18日 優先權日2007年7月18日
發明者王永柱, 王春陽, 於忠秀, 馬倩, 王立新, 高文元 申請人:南京大吉鐵塔製造有限公司