森吉米尔法
森吉米尔法是将冷轧钢带光亮退火的生产线与热镀锌锅结合起来构成的生产线,用于钢带连续热镀锌生森吉米尔法与钢带熔剂法连续热镀锌工艺的比较可以看出,森吉米尔法具有无可比拟的优点。例如:钢带在镀锌前由过去预行罩式退火改为在线退火简化了工序,并节约了能耗以及相应的运输设备;钢带进入锌锅的温度比锌液温度高20~40℃,大大降低了锌锅的热负荷,延长了锅体的使用寿命,并对镀层的质量提高有利;由于没有熔剂的作用,使锌锅表面形成的及锅底部的锌渣量大大减少,从而降低了锌的消耗;由于不需涂覆熔剂,锌液中的Al含量比较容易控制,从而有利于提高镀层的附着性。更为重要的是取消了钢带的碱洗除油及酸洗除锈等工序,消除了它们对环境的污染并减少了钢带的酸洗损失森吉米尔法连续热镀锌生产线的在线退火是在还原退火炉内进行的(见图2-11)冷轧钢带首入氧化炉,直接被炉内的燃烧的煤气火焰加热到450℃左右,将钢带表面的轧制油烧掉。同时钢带表面也被氧化产生一层薄的发蓝色的氧化铁膜。钢带从氧化炉出后又进入紧靠氧化炉的还原退火炉,在此炉内被通入的氨分解的N2-H2混合气(H2:75%,N2:25%),将钢带表面的氧化铁膜还原,形成多孔性的海绵状纯铁,同时被炉膛温度达900℃左右的高温将运行中的钢带加热到再结晶退火温度(720~800℃),经过很短时间就可完成再结晶过程,然后进入冷却段,将钢带温度降到470~480℃,通过密封的炉鼻进入锌锅镀锌。经过锌液下部的沉没辊反向垂直引出,经锌液表面的镀锌辊挤去多余的锌液。经冷风冷却后卷取。由于初的连续热镀锌生产线采用镀锌辊控制镀层厚度,故机组速度很低,所以锌层厚度控制范围很小。森吉米尔法钢带连续热镀锌由于产量高、镀层质量好,无污染,在当时普遍受到欢迎而得到较快的发展,各国相继建设了许多此类生产线。目前,**在各种类型的连续热镀锌作业线中,以森吉米尔法多,约占70%。以日本为例,日本各种类型的连续热镀锌机组类型如表2-4所列。从表24可以看出,日本的连续热镀锌方法是以森吉米尔法的作业线为主的。
线外退火熔剂法
分活面收过平钢与流触发生底底今周段解表面十污和氧化膜等,还要确保在浸镀前其表面不重新被氧化。可采用的方法之一是在纲材表面涂以熔剂,例如常用的熔剂有NHC、ZnCl2以及其复盐水溶液为获得适于镀锌的洁净而活化的钢板表面,必须对其进行充分的脱脂,除掉表面的油污,钢板表面的油膜能阻止酸洗时氧化铁膜的清除,同时也严重影响水熔剂膜的均匀涂覆。这是造成镀锌层连续性变坏的重要原因。钢板的脱脂一般采用高温的碱液,现在多改用的金属清洗剂进行,其除油效果好,用量少并可在常温下进行钢板表面的氧化皮和氧化膜多用10%~20%H2SO4或HCl进行清除,其中添加少量缓蚀剂、抑雾剂更有利于酸洗。硫酸**、浓度高,但需在较高温度(55~60℃)下进行,且其酸洗产物黏附于钢板表面,水洗时难以除尽,必须再用稀盐酸漂洗。而用盐酸酸洗,钢板表面酸洗质量好,呈灰白色外观。酸洗时应注意掌握程度,进免过酸洗与欠酸洗。欠酸洗时钢表面氧化膜去除不尽,钢板表面不能完全活化,给以后的熔剂处理造成困难;酸洗过度,则钢板发生局部过腐蚀,出现麻坑和气泡,而不利于获得好的镀锌层质量(锌层出现白色道痕).酸洗程度的掌握与酸液浓度、Fe3+含量、温度、时间及钢板表面状况和化学成分有关,这些都需要操作者凭其操作经验加以控制。在涂水溶液熔剂时,混法镀锌对此过程要求不十分严格,而干法镀锌的要求十分严格。首先要求酸洗后的残余Fe盐[Fe2(SO4)3或FeCl2]等要充分水洗除去。通常在稀盐酸处理后,还需用高压水喷射冲洗和热水冲洗。其次要达到所涂的熔剂层在钢板表面完全连续,无熔剂斑痕,厚度适当且均匀,熔剂中不含杂质尘士等污物。为此,应保持水熔剂的密度一定。涂覆熔剂的双辊表面状态及钢带表面的光洁度是决定熔剂层厚度和均匀性的关键。对于表面光滑的冷轧板涂熔剂时,涂熔剂的辊子表面必须粗化,即生成细纹(纹的宽度及深度视所需熔剂层的厚度而定)。由于此熔剂层不易直接测量,一般凭经验调节,以均匀不产生流淌为宜熔剂层的烘干是钢板熔剂法热镀锌取得良好镀锌层至关重要的环节。由于ZnC2含结品水(ZnCl2.H2O),当烘干时,烘干温度过低(板温低于150℃)此结晶水难以排除,造成熔剂不干,在出锌锅时易出现粘辊现象,使纯锌层粗糙不光滑。但烘干温度过高(板温**220℃)则熔剂挥发,引起钢板表面氧化,从而造成局部大面积漏镀。为将熔剂彻底烘干,烘干炉内必须及时移走产生的水蒸气。因此,改善炉内的通风条件也是十分重要的。在钢板烘干后进入锌锅前,应及时扒除锌液表面的浮渣,特别要注意扒除导向杆根部的浮渣,否则钢板的前端容易黏附此浮渣而影响镀锌层外观质量此外,保持镀锌辊表面均匀包覆一层锌液,不黏附浮渣、熔剂渣等物也是取得锌层良好外观质量的重要环节。如有上述不洁物黏附应及时清除。熔剂法单张热镀锌板机组速度大为10m/min,生产率很低,为2~3t/h,耗锌量为90~100kg/t,锌渣及生成量为6~12kg/t。因此其生产成本高且表面质量也差一些,同时,酸洗的酸雾弥散在整个车间,操作环境恶化。三废的处理问题严重。因此,熔剂法的热镀锌工艺后来逐渐被污染小、产量高、成本低、质量好的连续热镀锌所代替。
在20世纪70年代以后,世界上钢板的热镀锌几乎全部采用连续热镀锌工艺。湿法溶剂法是涂覆在钢材表面的水溶液溶剂不经烘干而直接浸入熔融锌锅进行热镀。湿法熔剂法热键锌工艺存在许多严重缺点:产生的锌渣较多多,形成的玻锌层较厚,且附着性差,表面质量差,成本较高,这种方法早在20世纪60年代基本上已技淘汰。与湿法熔剂法相反、千法熔剂法是钢板涂覆水溶性剂后,须经烘干,除去熔剂层中的水分再浸入锌锅中进行热议锌。干法盐锌时,可允许在锌液中添加少量A.以控制合金键层的扩大,并提高镀层的附着性镀锌生产线,其机组线速度高可达100m/min,生产率可达20~50t6.a为提高熔剂法钢板热键锌的产量,在美国惠林公司出现了熔剂法钢带连续盐惠林法熔剂烘干后板温高可达250℃。因此钢带在锌锅中必须吸收大量的热能,使钢板温度达到键锌温度460℃左右。采用计通间接加热的铁锅键锌已无法达到快速加热的目的,而采用了供热大的、加热速度快的感应加热键锌锅,这是惠林公司钢带连续热镶锌法的重要特征。惠林法实际上是将单张钢板的干法热镀锌生产线改造成为钢带连续热键锌生产线(见图2-10)。因机组无高温退火炉,所用钢带均系经过翠式炉退火。溴大利亚里赛特公司开发了一种PbZn法钢带连续热镀锌工艺,称为里赛特法。该方法是用湿熔剂法净化钢带表面,在铅液表面覆盖一层熔融熔剂。用一种待殊的结构将铅液和锌液隔开,并在铅液和锌液中均加0.2%Al。这样就可以控制合金层不致过厚(约为0.005mm)而使所得镀锌钢带具有较好的加工性。其艺流程如下:钢卷开卷经一组两段式碱洗檀用高速喷淋的苛性钠溶液除去轧制,经热水洗和千燥后进入入套再经一台酸洗檀除去轻度的锈迹,并被稍微腐蚀,通过一个冷水漂洗槽进入锌锅,通过熔剂层、铅液和锌液出锅,经气刀擦拭后通过冷却塔进人水淬槽,然后烘干进入辊式矫直机和铬酸喷淋钝化槽,经热风吹干后进入出套,再由卷取机卷取或在线切板堆垛里赛特法镀锌线短,投资少,可生产与保护气体法相同质量的镀锌钢板熔剂法钢带连续热镀锌工艺,由于存在工序多、产品质量差、成本高、三废治理等问题,虽然投资比氢还原法少,但也未得到发展,仅在一些发展中国家仍保留少数这类生产线
塞拉斯法
塞拉斯法的原料钢带可以是经罩式退火炉退火的或者直接采用冷轧的钢带。钢带的前处理与惠林法相同,即经过脱脂酸洗,后经烘干预热后进入立式退火炉,此炉的特点与其他连续热镀锌不同,采用煤气燃烧的直接火焰加热钢带为使燃烧产物具有一定的还原性而采用严格控制炉内气氛(煤气和空气比小使煤气不完全燃烧,燃烧废气呈还原性成分(见表2-5),可将钢带表面微薄的氧化膜还原,同时在高达1000~1250℃的炉膛温度下进行再结晶退火,后在低H2含量(15%左右)的冷却段内冷却到镀锌温度,通过炉鼻进入锌锅中镀锌图2-13所示为赛拉斯法退火炉及冷却段的剖面示意图如果采用已退火的钢带作为原料,则钢带在还原炉内可加热到500~520℃而不必加热到再结品温度。赛拉斯法虽然产量较高(50t/h),机组短小,设备紧凑,投用低,但其工艺过程复杂,有污染,且当机组停止运行时必须将钢带移出炉外,否则钢带易被高温退火炉烧断,等等,由于存在这些缺点,使得该方法未得到广泛的应用。
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