鍍鋅圓鋼

鍍鋅（表面處理(lǐ)技(jì)術(shù)）

鋅易溶于酸，也能溶于堿，故稱它為(wèi)兩性金屬。鋅在幹燥的空(kōng)氣中幾乎不發生(shēng)變化。在潮濕的空(kōng)氣中，鋅表面會(huì)生(shēng)成緻密的堿式碳酸鋅膜。在含二氧化硫、硫化氫以及海洋性氣氛中，鋅的耐蝕性較差，尤其在高(gāo)溫高(gāo)濕含有(yǒu)機酸的氣氛裏，鋅鍍層極易被腐蝕。 鋅的标準電(diàn)極電(diàn)位為(wèi)-0.76V，對鋼鐵基體(tǐ)來(lái)說，鋅鍍層屬于陽極性鍍層，它主要用于防止鋼鐵的腐蝕，其防護性能的優劣與鍍層厚度關系甚大(dà)。 鋅鍍層經鈍化處理(lǐ)、染色或塗覆護光劑後，能顯著提高(gāo)其防護性和(hé)裝飾性。

鍍鋅是指在金屬、合金或者其它材料的表面鍍一層鋅以起美觀、防鏽等作(zuò)用的表面處理(lǐ)技(jì)術(shù)。現在主要采用的方法是熱鍍鋅。

近年來(lái)，随着鍍鋅工藝的發展，高(gāo)性能鍍鋅光亮劑的采用，鍍鋅已從單純的防護目的進入防護-裝飾性應用。

鍍鋅溶液有(yǒu)氰化物鍍液和(hé)無氰鍍液兩類。氰化物鍍液中分微氰、低(dī)氰、中氰、和(hé)高(gāo)氰幾類。無氰鍍液有(yǒu)堿性鋅酸鹽鍍液、铵鹽鍍液、硫酸鹽鍍液及無氨氯化物鍍液等。氰化鍍鋅溶液均鍍能力好，得(de)到的鍍層光滑細緻，在生(shēng)産中被長期采用。但(dàn)由于氰化物劇(jù)毒，對環境污染嚴重，近年來(lái)已趨向于采用低(dī)氰、微氰、無氰鍍鋅溶液。

在盛有(yǒu)鍍鋅液的鍍槽中，經過清理(lǐ)和(hé)特殊預處理(lǐ)的待鍍件作(zuò)為(wèi)陰極，用鍍覆金屬制(zhì)成陽極，兩極分别與直流電(diàn)源的正極和(hé)負極聯接。鍍鋅液由含有(yǒu)鍍覆金屬的化合物、導電(diàn)的鹽類、緩沖劑、pH調節劑和(hé)添加劑等的水(shuǐ)溶液組成。通(tōng)電(diàn)後，鍍鋅液中的金屬離子，在電(diàn)位差的作(zuò)用下移動到陰極上(shàng)形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進入鍍鋅液，以保持被鍍覆的金屬離子的濃度[1]。在有(yǒu)些(xiē)情況下，如鍍鉻，是采用鉛、鉛銻合金制(zhì)成的不溶性陽極，它隻起傳遞電(diàn)子、導通(tōng)電(diàn)流的作(zuò)用。電(diàn)解液中的鉻離子濃度，需依靠定期地向鍍液中加入鉻化合物來(lái)維持。鍍鋅時(shí)，陽極材料的質量、鍍鋅液的成分、溫度、電(diàn)流密度、通(tōng)電(diàn)時(shí)間(jiān)、攪拌強度、析出的雜質、電(diàn)源波形等都會(huì)影(yǐng)

1、堿性氰化物鍍鋅

2、堿性鋅酸鹽鍍鋅

3、铵鹽鍍鋅

4、鉀鹽鍍鋅

5、铵鉀混合浴鍍鋅

6、硫酸鹽鍍鋅

7、氯化物鍍鋅[3]

三、鍍鋅層的後處理(lǐ)

1、去氫

2、鈍化

3、着色

響鍍層的質量，需要适時(shí)進行(xíng)控制(zhì)。

熱鍍鋅

現在鋼闆的表面鍍鋅主要采用的方法是熱鍍鋅。

熱鍍鋅是由較古老的熱鍍方法發展而來(lái)的，自從1836年法國把熱鍍鋅應用于工業以來(lái)，已經有(yǒu)一百七十年的曆史了。然而，熱鍍鋅工業是近三十年來(lái)伴随冷軋帶鋼的飛速發展而得(de)到了大(dà)規模發展。

熱鍍鋅闆的生(shēng)産工序主要包括：原闆準備→鍍前處理(lǐ)→熱浸鍍→鍍後處理(lǐ)→成品檢驗等。按照習慣往往根據鍍前處理(lǐ)方法的不同，把熱鍍鋅工藝分為(wèi)線外退火(huǒ)和(hé)線內(nèi)退火(huǒ)兩大(dà)類，即濕法 （單張鋼闆熱鍍鋅法）、線外退火(huǒ)（單張鋼闆熱鍍鋅法）、熱鍍鋅 惠林（Wheeling）法（帶鋼連續熱鍍鋅法） 、線內(nèi)退火(huǒ) 森(sēn)吉米爾（Sendzimir）法（保護氣體(tǐ)法）、 改良森(sēn)吉米爾法、美鋼聯法（同日本川崎法）、賽拉斯（Selas）法和(hé)莎倫（Sharon）法。

線外退火(huǒ)

就是熱軋或冷軋鋼闆進入熱鍍鋅作(zuò)業線之前，首先在抽底式退火(huǒ)爐或罩式退火(huǒ)爐中進行(xíng)再結晶退火(huǒ)，這樣，鍍鋅線就不存在退火(huǒ)工序了。鋼闆在熱鍍鋅之前必須保持一個(gè)無氧化物和(hé)其他髒物存在的潔淨的純鐵活性表面。這種方法是先由酸洗的方法把經退火(huǒ)的表面氧化鐵皮清除，然後塗上(shàng)一層由氯化鋅或由氯化铵和(hé)氯化鋅混合組成的溶劑進行(xíng)保護，從而防止鋼闆再被氧化。

（1）濕法熱鍍鋅

鋼闆表面的溶劑不經烘幹（即表面還(hái)是濕的）就進入起表面覆蓋有(yǒu)熔融态溶劑的鋅液進行(xíng)熱鍍鋅。此方法的缺點是：

a.隻能在無鉛狀态下鍍鋅，鍍層的合金層很(hěn)厚且粘附性很(hěn)壞。

b.生(shēng)成的鋅渣都積存在鋅液和(hé)鉛液的界面處而不能沉積鍋底（因為(wèi)鋅渣的比重大(dà)于鋅液而小(xiǎo)于鉛液），這樣鋼闆因穿過鋅層污染了表面。因此，該方法已基本被淘汰。

（2）單張鋼闆

這種方法一般是采用熱軋疊軋闆作(zuò)為(wèi)原料，首先把經過退火(huǒ)的鋼闆送入酸洗車(chē)間(jiān),用硫酸或鹽酸清除鋼闆表面的氧熱鍍鋅法化鐵皮。酸洗之後的鋼闆立即進入水(shuǐ)箱中浸泡等待鍍鋅,這樣可(kě)以防止鋼闆再氧化。後經過酸洗、水(shuǐ)清洗、擠幹、烘幹、進入鋅鍋（溫度一直保持在445—465℃）熱鍍鋅，再進行(xíng)塗油和(hé)鉻化處理(lǐ)。這種方法生(shēng)産的熱鍍鋅闆比濕法鍍鋅成品質量有(yǒu)顯著提高(gāo)，隻對小(xiǎo)規模生(shēng)産有(yǒu)一定價值。

（3）惠林法熱

該連續鍍鋅生(shēng)産線包括堿液脫脂、鹽酸酸洗、水(shuǐ)沖洗、塗溶劑、烘幹等一系列前處理(lǐ)工序，而且原闆進入鍍鋅線鍍鋅前還(hái)需要進行(xíng)罩式爐退火(huǒ)。這種方法生(shēng)産工藝複雜，生(shēng)産成本高(gāo)，更為(wèi)主要的是此方法生(shēng)産的産品常常帶有(yǒu)溶劑缺陷，影(yǐng)響鍍層的耐蝕性。并且鋅鍋中的AL常常和(hé)鋼闆表面的溶劑發生(shēng)作(zuò)用生(shēng)成三氯化鋁而耗掉，鍍層的粘附性變壞。因而此方法雖然已問世近三十年，但(dàn)在世界熱鍍鋅行(xíng)業中并未得(de)到發展。

線內(nèi)退火(huǒ)

就是由冷軋或熱軋車(chē)間(jiān)直接提供帶卷作(zuò)為(wèi)熱鍍鋅的原闆，在熱鍍鋅作(zuò)業線內(nèi)進行(xíng)氣體(tǐ)保護再結晶退火(huǒ)。屬于這個(gè)類行(xíng)業的熱鍍鋅方法包括：森(sēn)吉米爾法、改良森(sēn)吉米爾法、美鋼聯法（同日本川崎法）；賽拉斯法；莎倫法。

森(sēn)吉米爾法

它是把退火(huǒ)工藝和(hé)熱鍍鋅工藝聯合起來(lái)，其線內(nèi)退火(huǒ)主要包括氧化爐，還(hái)原爐兩部份組成。帶鋼在氧化爐中煤氣火(huǒ)焰直接加熱到450度左右，把帶鋼表面殘存的軋制(zhì)油燒掉，淨化表面。後再把帶鋼加熱到700-800度完成再結晶退火(huǒ)，經冷卻段控制(zhì)進鋅鍋前溫度在480度左右，最後在不接觸空(kōng)氣的情況下進入鋅鍋鍍鋅，因此，森(sēn)吉米爾法産量高(gāo)、鍍鋅質量較好，此法曾得(de)到廣泛應用。

美鋼聯法

它是森(sēn)吉米爾法的一個(gè)變種，它僅僅是利用一個(gè)堿性電(diàn)解脫脂槽取代了氧化爐的脫脂作(zuò)用，其餘工序與森(sēn)吉米爾法基本相同。在原闆進入作(zuò)業線後，首先進行(xíng)電(diàn)解脫脂，而後水(shuǐ)洗、烘幹，再通(tōng)過有(yǒu)保護氣體(tǐ)的還(hái)原爐進行(xíng)再結晶退火(huǒ)，最後在密封情況下進入鋅鍋熱鍍鋅。這種方法因帶鋼不經過氧化爐加熱，所以表面的氧化膜較薄，可(kě)适當降低(dī)還(hái)原爐中保護氣體(tǐ)的氫含量。這樣，對爐安全和(hé)降低(dī)生(shēng)産成本有(yǒu)利。但(dàn)是，由于帶鋼得(de)不到預加熱就進入還(hái)原爐中，這樣無疑提高(gāo)了還(hái)原爐的熱負荷，影(yǐng)響爐子的壽命。因此這種方法并未得(de)廣泛應用。

賽拉斯法

又稱火(huǒ)焰直接加熱法；首先帶鋼經堿洗脫脂，而後用鹽酸清除表面的氧化皮，并經水(shuǐ)洗、烘幹後再進入由煤氣火(huǒ)焰直接加熱的立式線內(nèi)退火(huǒ)爐，通(tōng)過嚴格控制(zhì)爐內(nèi)煤氣和(hé)空(kōng)氣的焰燒比例，使之在煤氣過剩和(hé)氧氣不足的情況下進行(xíng)不完全焰燒，從而使爐內(nèi)造成還(hái)原氣氛。使其快速加熱達到再結晶溫度并在低(dī)氫保護氣氛下冷卻帶鋼，最後在密閉情況下浸入鋅液，進行(xíng)熱鍍鋅。該法設備緊湊，投資費用低(dī)，産量高(gāo)（最高(gāo)可(kě)達50/小(xiǎo)時(shí)）。但(dàn)生(shēng)産工藝複雜，特别是在機組停止運轉時(shí)，為(wèi)了避免燒斷帶鋼，需要采用爐子橫移離開(kāi)鋼帶的方法，這樣操作(zuò)問題很(hěn)多(duō)，所以，熱鍍鋅工業采用此法很(hěn)少(shǎo)。

莎倫法

1939年美國莎倫公司投産一台新型的熱鍍鋅機組，所以也叫莎倫法。該法是在退火(huǒ)爐內(nèi)向帶鋼噴射氯化氫氣體(tǐ)并使帶鋼達到再結晶溫度，所以也稱為(wèi)氣體(tǐ)酸洗法。采用氯化氫氣體(tǐ)酸洗，不但(dàn)能去除帶鋼表面的氧化皮，而且同時(shí)去除了帶鋼表面的油脂，由于帶鋼表面被氧化氣體(tǐ)腐蝕，形成麻面，所以使用莎倫法所得(de)到的鍍層粘附性特别好。但(dàn)是由于設備腐蝕嚴重，由此造成很(hěn)高(gāo)的設備維修和(hé)更新費用。因而此種方法很(hěn)少(shǎo)被采用。

改良森(sēn)吉米

它是一種更優越的熱鍍鋅工藝方法；它把森(sēn)吉米爾法中各自獨立的氧化爐和(hé)還(hái)原爐由一個(gè)截面積較小(xiǎo)的過道(dào)連接起來(lái)，這樣包括預熱爐、還(hái)原爐和(hé)冷卻段在內(nèi)的整個(gè)退火(huǒ)爐構成一個(gè)有(yǒu)機整體(tǐ)。實踐證明(míng)，該法具有(yǒu)許多(duō)優點：優質、高(gāo)産、低(dī)耗、安全等優點已逐漸被人(rén)們所認識。其發展速度非常快，1965年以來(lái)新建的作(zuò)業線幾乎全部采用了這種方法，近年來(lái)老的森(sēn)吉米爾機組也大(dà)都按照此方法進行(xíng)了改造。

冷鍍鋅冷鍍鋅也叫電(diàn)鍍鋅，是利用電(diàn)解設備将管件經過除油、酸洗、後放入成分為(wèi)鋅鹽的溶液中，并連接電(diàn)解設備的負極，在管件的對面放置鋅闆，連接在電(diàn)解設備的正極接通(tōng)電(diàn)源，利用電(diàn)流從正極向負極的定向移動就會(huì)在管件上(shàng)沉積一層鋅，冷鍍管件是先加工後鍍鋅。