Технология линии непрерывного горячего цинкования
Линия непрерывного отжига и горячего цинкования рулонов углеродистой стали, линия алюмоцинкования
Процесс формирования горячеоцинкованного слоя представляет собой процесс образования железоцинкового сплава между железной матрицей и внешним слоем чистого цинка. Слой сплава железа и цинка формируется на поверхности заготовки в процессе горячего покрытия, что делает слой железа и чистого цинка очень близкими. Хорошее сочетание, процесс можно просто описать так: когда железная заготовка погружается в расплавленный цинк, на границе раздела сначала образуется твердый раствор цинка и α-железа (ядро тела). Это кристалл, образованный путем растворения атомов цинка в основном металле железе в твердом состоянии.
Два атома металла сплавлены, и притяжение между атомами относительно мало. Таким образом, когда цинк достигает насыщения в твердом растворе, два атома цинка и железа диффундируют друг в друга, а атомы цинка, которые диффундировали (или проникли) в матрицу железа, мигрируют в решетке матрицы и постепенно образуют сплавы с железом и диффундируют. Железо и цинк в расплавленном цинке образуют интерметаллическое соединение FeZn13, которое опускается на дно ванны горячего цинкования и называется цинковым шлаком. При извлечении заготовки из цинкового раствора на поверхности образуется чистый цинковый слой, представляющий собой гексагональный кристалл. Содержание железа в нем не более 0,003%.
Защитные свойства горячеоцинкованного слоя
Толщина электрооцинкованного слоя обычно составляет 5–15 мкм, а горячеоцинкованного слоя — более 65 мкм, иногда до 100 мкм. Горячее цинкование обеспечивает хорошую укрывистость, плотное покрытие и отсутствие органических включений. Как мы все знаем, механизм устойчивости цинка к атмосферной коррозии включает механическую защиту и электрохимическую защиту. В условиях атмосферной коррозии на поверхности цинкового слоя образуются защитные пленки ZnO, Zn(OH)2 и основного карбоната цинка, которые могут в определенной степени замедлить коррозию цинка.
Защитная пленка слоя (также называемая белой ржавчиной) повреждается и образуется новый слой. Когда слой цинка серьезно поврежден и железная матрица находится под угрозой, цинк обеспечивает электрохимическую защиту матрицы. Стандартный потенциал цинка составляет -0,76 В, а стандартный потенциал железа составляет -0,44 В. Когда цинк и железо образуют микробатарейку, цинк растворяется в качестве анода. Защищен как катод. Очевидно, что горячее цинкование обеспечивает лучшую устойчивость основного металла к атмосферной коррозии, чем электроцинкование.
Контроль образования цинковой золы и шлака при горячем цинковании
Цинковая зола и цинковый шлак не только серьезно влияют на качество цинкового покрытия, но и приводят к тому, что покрытие становится шероховатым и образуются цинковые наросты. Кроме того, стоимость горячего цинкования значительно возрастает. Обычно расход цинка составляет 80-120 кг на 1 т заготовки. Если цинковая зола и шлак значительны, расход цинка может достигать 140–200 кг.
Контроль содержания цинкового углерода в основном необходим для контроля температуры и уменьшения образования накипи, образующейся при окислении поверхности цинковой жидкости. Некоторые отечественные производители используют огнеупорный песок, золу древесного угля и т. д. За рубежом используют керамические или стеклянные шарики, которые имеют низкую теплопроводность, высокую температуру плавления, низкий удельный вес и не вступают в реакцию с цинковой жидкостью, что позволяет снизить потери тепла и предотвратить окисление. Такой шарик легко отталкивается от заготовки и не имеет адгезии к ней. Побочный эффект.
При образовании цинкового шлака в цинковой жидкости речь идет в основном о цинково-железном сплаве с крайне плохой текучестью, образующемся, когда содержание железа, растворенного в цинковой жидкости, превышает растворимость при данной температуре. Содержание цинка в цинковом шлаке может достигать 95%, что соответствует горячему цинкованию. Причина высокой стоимости цинка.
Из кривой растворимости железа в цинковой жидкости видно, что количество растворенного железа, то есть количество потерь железа, различно при разных температурах и разном времени выдержки. При температуре около 500 ℃ потери железа резко возрастают с нагревом и временем выдержки, причем зависимость почти линейная.
Ниже или выше диапазона 480～510℃ потери в железе медленно увеличиваются со временем. Поэтому люди называют зону 480～510℃ зоной злокачественного распада. В этом диапазоне температур цинковый раствор будет сильнее всего разъедать заготовку и цинковую ванну. Потери железа значительно возрастут, когда температура превысит 560℃. Если температура превышает 660℃, цинк будет разрушающе разъедать железную матрицу. Количество цинкового шлака резко увеличится, и нанесение покрытия станет невозможным. . Поэтому в настоящее время гальванопокрытие осуществляется в двух диапазонах: 450-480°С и 520-560°С.
