鍍鋅

熱鍍鋅是由較古老的熱鍍方法發展而來的，自從1836年法國把熱鍍鋅應用于工業以來，已經有一百四十年的歷史了。然而，熱鍍鋅工業是近三十年來伴隨冷軋帶鋼的飛速發展而得到了大規模發展。

熱鍍鋅板的生產工序主要包括：原板準備→鍍前處理→熱浸鍍→鍍后處理→成品檢驗等。按照習慣往往根據鍍前處理方法的不同把熱鍍鋅工藝分為線外退火和線內退火兩大類，即：

濕法（單張鋼板熱鍍鋅法）

線外退火單張鋼板熱鍍鋅法

熱鍍鋅惠林（Wheeling）法（帶鋼連續熱鍍鋅法）

線內退火森吉米爾（Sendzimir）法（保護氣體法）改良森吉米爾法

美鋼聯法（同日本川崎法）

賽拉斯（Selas）法

莎倫（Sharon）法

1．線外退火：就是熱軋或冷軋鋼板進入熱鍍鋅作業線之前，首先在抽底式退火爐或罩式退火爐中進行再結晶退火，這樣，鍍鋅線就不存在退火工序了。鋼板在熱鍍鋅之前必須保持一個無氧化物和其他臟物存在的潔凈的純鐵活性表面。這種方法是先由酸洗的方法把經退火的表面氧化鐵皮清除，然后涂上一層由氯化鋅或由氯化銨和氯化鋅混合組成的溶劑進行保護，從而防止鋼板再被氧化。

（1）濕法熱鍍鋅：鋼板表面的溶劑不經烘干（即表面還是濕的）就進入起表面覆蓋有熔融態溶劑的鋅液進行熱鍍鋅。此方法的缺點是：

a.只能在無鉛狀態下鍍鋅，鍍層的合金層很厚且粘附性很壞。

b.生成的鋅渣都積存在鋅液和鉛液的界面處而不能沉積鍋底（因為鋅渣的比重大于鋅液而小于鉛液），這樣鋼板因穿過鋅層污染了表面。因此，該方法已基本被淘汰。

（2）單張鋼板：這種方法一般是采用熱軋疊軋板作為原料，首先把經過退火的鋼板送入酸洗車間，用硫酸或鹽酸清除鋼板表面的氧熱鍍鋅法化鐵皮。酸洗之后的鋼板立即進入水箱中浸泡等待鍍鋅，這樣可以防止鋼板再氧化。后經過酸洗、水清洗、擠干、烘干、進入鋅鍋（溫度一直保持在445—465℃）熱鍍鋅，再進行涂油和鉻化處理。這種方法生產的熱鍍鋅板比濕法鍍鋅成品質量有顯著提高，只對小規模生產有一定價值。

（3）惠林法熱：該連續鍍鋅生產線包括堿液脫脂、鹽酸酸洗、水沖洗、涂溶劑、烘干等一系列前處理工序，而且原板進入鍍鋅線鍍鋅前還需要進行罩式爐退火。這種方法生產工藝復雜，生產成本高，更為主要的是此方法生產的產品常常帶有溶劑缺陷，影響鍍層的耐蝕性。并且鋅鍋中的AL常常和鋼板表面的溶劑發生作用生成三氯化鋁而耗掉，鍍層的粘附性變壞。因而此方法雖然已問世近三十年，但在世界熱鍍鋅行業中并未得到發展。

2．線內退火：就是由冷軋或熱軋車間直接提供帶卷作為熱鍍鋅的原板，在熱鍍鋅作業線內進行氣體保護再結晶退火。屬于這個類行業的熱鍍鋅方法包括：森吉米爾法、改良森吉米爾法、美鋼聯法（同日本川崎法）；賽拉斯法；莎倫法。

森吉米爾法：它是把退火工藝和熱鍍鋅工藝聯合起來，其線內退火主要包括氧化爐，還原爐兩部份組成。帶鋼在氧化爐中煤氣火焰直接加熱到450度左右，把帶鋼表面殘存的軋制油燒掉，凈化表面。后再把帶鋼加熱到700-800度完成再結晶退火，經冷卻段控制進鋅鍋前溫度在480度左右，最后在不接觸空氣的情況下進入鋅鍋鍍鋅，因此，森吉米爾法產量高、鍍鋅質量較好，此法曾得到廣泛應用。

美鋼聯法:它是森吉米爾法的一個變種，它僅僅是利用一個堿性電解脫脂槽取代了氧化爐的脫脂作用，其余工序與森吉米爾法基本相同。在原板進入作業線后，首先進行電解脫脂，而后水洗、烘干，再通過有保護氣體的還原爐進行再結晶退火，最后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，可適當降低還原爐中保護氣體的氫含量。這樣，對爐安全和降低生產成本有利。但是，由于帶鋼得不到預加熱就進入還原爐中，這樣無疑提高了還原爐的熱負荷，影響爐子的壽命。因此這種方法并未得廣泛應用。

賽拉斯法:又稱火焰直接加熱法；首先帶鋼經堿洗脫脂，而后用鹽酸清除表面的氧化皮，并經水洗、烘干后再進入由煤氣火焰直接加熱的立式線內退火爐，通過嚴格控制爐內煤氣和空氣的焰燒比例，使之在煤氣過剩和氧氣不足的情況下進行不完全焰燒，從而使爐內造成還原氣氛。使其快速加熱達到再結晶溫度并在低氫保護氣氛下冷卻帶鋼，最后在密閉情況下浸入鋅液，進行熱鍍鋅。該法設備緊湊，投資費用低，產量高（最高可達50/小時）。但生產工藝復雜，特別是在機組停止運轉時，為了避免燒斷帶鋼，需要采用爐子橫移離開鋼帶的方法，這樣操作問題很多，所以，熱鍍鋅工業采用此法很少。

莎倫法：1939年美國莎倫公司投產一臺新型的熱鍍鋅機組，所以也叫莎倫法。該法是在退火爐內向帶鋼噴射氯化氫氣體并使帶鋼達到再結晶溫度，所以也稱為氣體酸洗法。采用氯化氫氣體酸洗，不但能去除帶鋼表面的氧化皮，而且同時去除了帶鋼表面的油脂，由于帶鋼表面被氧化氣體腐蝕，形成麻面，所以使用莎倫法所得到的鍍層粘附性特別好。但是由于設備腐蝕嚴重，由此造成很高的設備維修和更新費用。因而此種方法很少被采用。

改良森吉米：它是一種更優越的熱鍍鋅工藝方法；它把森吉米爾法中各自獨立的氧化爐和還原爐由一個截面積較小的過道連接起來，這樣包括預熱爐、還原爐和冷卻段在內的整個退火爐構成一個有機整體。實踐證明，該法具有許多優點：優質、高產、低耗、安全等優點已逐漸被人們所認識。其發展速度非常快，1965年以來新建的作業線幾乎全部采用了這種方法，近年來老的森吉米爾機組也大都按照此方法進行了改造。

鍍鋅相關知識

【1】熱鍍鋅板的主要用途是什么？

熱鍍鋅板的主要用于建筑、家電、汽車、機械、電子、輕工等行業

【2】目前世界上有哪幾類鍍鋅方法？

有電鍍鋅、熱鍍鋅和涂鍍鋅等三類方法。

【3】熱鍍鋅按退火方式的不同可分為哪兩種類型？

可分為線內退火和線外退火兩種類型，又分別叫保護氣體法和熔劑法。

【4】熱鍍鋅板的常用鋼種有哪些?

產品種類：：一般商品卷(CQ)，結構用鍍鋅板(HSLA)，深沖熱鍍鋅板(DDQ)，烘烤硬化熱鍍鋅板(BH)，雙相鋼(DP)，TRIP鋼(相變誘導塑性鋼)等。

【5】鍍鋅退火爐有哪幾種形式？

有立式退火爐、臥式退火爐和立臥式退火爐三種。

【6】通常冷卻塔的冷卻方式有幾種？

有兩種：風冷和水冷。

【7】熱鍍鋅的缺陷主要有哪些？

主要有：脫落、劃傷、鈍化斑、鋅粒、厚邊、氣刀條痕、氣刀刮痕、露鋼、夾雜、機械損傷、鋼基性能不良、浪邊、瓢曲、尺寸不合、壓印、鋅層厚度不合、輥印等。

【8】已知：生產的規格不0.75×1050mm，卷重為5噸，問該卷帶鋼的長度是多少？（鍍鋅板比重為7.6g/cm3）

解：L＝G/（h×b×p）＝（5×1000）/（0.75×1.050×7.6）＝834.42m

該卷帶鋼長834.42m。

【9】鋅層脫落的主要原因有哪些？

鋅層脫落的主要原因有：表面氧化、有硅化合物、冷扎乳化液太臟、NOF段氧化氣氛及保護氣體露點太高、空燃比不合理、氫氣流量偏低、爐子有氧滲入，帶鋼入鍋溫度偏低，RWP段爐壓偏低及爐門吸風、NOF段爐溫偏低，油脂蒸發不盡、鋅鍋鋁含量偏低、機組速度太快、還原不充分、鋅液中停留時間太短、鍍層偏厚。

【10】白銹和黑斑產生的原因有哪些？

黑斑是白銹進一步氧化形成的。白銹產生的原因主要有：

（1）鈍化不良，鈍化膜厚度不夠或不均勻；

（2）表面未涂油或帶鋼表面殘留水分；

（3）卷取時帶鋼表面含有水分；

（4）鈍化未完全烘干；

（5）在運輸或儲存中受潮或雨水淋濕；

（6）成品存放時間過長；

（7）鍍鋅板與其他酸堿等腐蝕性介質接觸或存放在一起。

【11】成品在庫中最長允許存放多長時間？為什么？

允許存放三個月，以避免存放過久產生氧化。

【12】鍍鋅鋼板的長度公差是什么？

長度公差不允許有負值，最大不允許超過+6mm。

【13】什么是大鋅花？什么是小鋅花？

大鋅花就是正常鋅花，按正常的生產工藝就可生產大鋅花，其結晶核直徑不小于0.2mm；結晶核直徑小于0.2mm稱為小鋅花，這種鋅花一般無法用肉眼辨認。

【14】熱鍍鋅層的保護原理？

因為鋅在腐蝕環境中能在表面形成耐腐蝕性良好的薄膜。它不僅保護了鋅層本身，而且保護了鋼基。

【15】熱鍍鋅板鈍化的原理是什么？

對鍍鋅板進行鉻酸鹽鈍化處理可以形成鈍化膜，其化學反應式如下：Zn+H2GrO4-ZnGrO2=H2

溶液鈍化族中的三價鉻難溶于水，化學性質不活潑，起骨架作用，而其中的六價鉻易溶于水，能在鈍化膜劃傷時起到再鈍化的作用，具有鈍化膜的治愈作用。因此，在一定限度內，鈍化膜能防止蒸汽或潮濕空氣直接侵蝕鍍鋅板，敦鋅層起保護作用。

【16】檢驗熱鍍鋅板的耐腐蝕性能有哪幾種方法？

檢驗熱鍍鋅板的耐腐蝕性能有三種方法：

（1）鹽霧試驗；（2）潮濕試驗；（3）侵蝕試驗。

【17】對熱鍍鋅產品為什么還要進行防銹處理？

當熱鍍鋅板處于潮濕的空氣中，特別是空氣中含有SiO2、CO2、NO2及NO等酸性物質時，鍍鋅層表面很快會生成質地疏松的白銹。白銹的主要成分是ZnO和Zn（OH）2，這種白銹不僅影響美觀，而且給以后的使用帶來極大的困難。

【18】白銹產生的原因有哪幾種？

白銹產生的原因有：

（1）熱鍍鋅與其他酸堿、鹽等腐蝕性介質放在一起；

（2）鈍化膜或防膜被破壞；

（3）鈍化或涂油效果不好；

（4）儲存倉庫通風不好，潮濕；

（5）鍍鋅板在運輸中淋水；

（6）在低溫下運輸，在高溫下儲存，形成冷凝水。

【19】如何計算鍍層厚度？

鍍層厚度公式為：Dz＝Gz（Sz*dz）其中：Dz―――鍍層厚度mm，Gz―――每平方米鍍層重量g，

Sz―――鍍層面積mm2，dz―――鋅比重

將上面公式可以簡化為：Dz＝0.000139Gz

【20】鋅粒產生的原因由哪些？

（1）原板問題，主要是原板清潔度和原板鐵粉含量；

（2）鋅液溫度過高，使底渣浮起；

（3）Al含量過高，影響鐵的溶解度。

【21】熱鍍鋅板光整的意義是什么？

隨著熱鍍鋅板用途的不斷擴大，在現代化帶鋼連續熱鍍鋅機組中，通過對帶鋼光整可達到以下目的：

（1）提高薄板的平直度和平坦度，同時也可把表面的鋅粒壓平，使帶鋼表面光滑，這對于以后的深沖和其它使用精度較高的場合都特別有利。

（2）使用的光整輥，經過了預先噴丸處理，因而經過光整的鍍板表面具有一定的粗糙度。它能提高涂層的粘附力，還能儲存一定的量的油脂，在深沖加工時，對沖模的潤滑有益；

（3）對于以后作涂漆處理的鍍板，盡管把表面控制成小鋅花但小鋅花仍然能夠透過漆層而顯露出來。所以，對于某些要求高的鍍鋅板，小鋅花表面需再經過光整處理。這樣可使鍍鋅板獲得一個更加均勻一致的銀白色外觀。

（4）通過光整，可以降低下屈服點，使屈服平臺消失或不太明顯，能夠防止在以后作拉伸或深沖加工時出現滑移線，改善深沖性可能。