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1、热镀锌锌锅技术,第一节 锌锅设备,1.沉没辊,2.稳定辊,3.气刀,（1）气刀结构,（2）气刀擦拭法对镀层厚度的影响,第二节 锌锅工艺参数控制,锌液温度控制在450455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。,三、锌锅中加锌,四,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,一、锌液温度与
2、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FeZn 反应程度的参数。钢在热镀锌时，锌液温度一般保持在450460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）,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
3、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。,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
4、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。,11锌液温度与铁损的关系,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,3.锌灰、锌渣的形成原因分析（图11）,（1）加热温度过高或过低;导致锌液中的铁含量超
5、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480510范围，随时间延长铁损提高缓慢 480510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430450及540600两个区域内进行。,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480510时进行作业。锌锅材料尽可能选用含碳、含硅量
6、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。,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。加热、升温要均匀，防止局部过热。,二、钢基体中各
7、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，FeZn 反应就愈剧烈，因而钢板的铁损愈大，FeZn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。,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
8、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。,碳的存在状态对热镀锌的影响（碳含量0.78）,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
9、液对钢板表面的浸润力，从而影响镀层的附着性。,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。,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。,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成TiC 和TiN而将之固定，从而可改善碳、氮对钢基体引起的时效现象。另外钢中的钛可将酸洗或氢还原时吸入钢基体中的氢气“固定”，使之在热镀锌时不致逸出，从而可防止氢气对镀锌层的不利影响，避免因氢气的析出而引起镀锌层表面变得粗糙。,
