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  • 熱鍍鋅型材
    分類(lèi): 熱鍍鋅型材  發(fā)布時(shí)間: 2015-03-25 20:01 

    熱鍍鋅型材
    熱鍍鋅型材分為:熱鍍鋅槽鋼,熱鍍鋅角鋼,熱鍍鋅工字鋼,熱鍍鋅H型鋼
    以熱鍍鋅槽鋼為例

    一、概念
    熱鍍鋅槽鋼也叫熱浸鋅槽鋼和熱浸鍍鋅槽鋼,是一種有效的金屬防腐方式,主要用于各行業(yè)的金屬結構設施上。是將除銹后的鋼件浸入440~460℃左右融化的鋅液中,使鋼構件表面附著(zhù)鋅層,從而起到防腐的目的。
    現在槽鋼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(fā)展而來(lái),自從1836年法國把熱鍍鋅應用于工業(yè)以來(lái),已經(jīng)有170年的歷史了。然而近30年來(lái),伴隨冷軋帶鋼的飛速發(fā)展,熱鍍鋅工業(yè)得到了大規模發(fā)展。
    在各種保護鋼基體的涂鍍方法中,熱浸鋅是非常優(yōu)良的一種。它是在鋅呈液體的狀態(tài)下,經(jīng)過(guò)了相當復雜的物理、化學(xué)作用之后,在鋼鐵上不僅鍍上較厚的純鋅層,而且還生成一種鋅鐵合金層。這種鍍法,不僅具備了電鍍鋅的耐腐蝕特點(diǎn),而且由于具有鋅鐵合金層。還具有電鍍鋅所無(wú)法相比擬的強耐蝕性。因此這種鍍法特別適用于各種強酸、堿霧氣等強腐蝕環(huán)境中。
    二、熱鍍鋅原理
    熱鍍鋅層是鋅在高溫液態(tài)下,分三個(gè)步驟形成的:
    1、鐵基表面被鋅液溶解形成鋅—鐵合金相層;
    2、合金層中的鋅離子進(jìn)一步向基體擴散形成鋅鐵互溶層;
    3、合金層表面包絡(luò )著(zhù)鋅層。
    三、工藝流程
    熱鍍鋅槽鋼工藝流程:原料檢驗→酸洗→清洗→助鋅→烘干→鍍鋅→冷卻→鈍化→清洗→成品檢驗→檢驗打包等。

    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(xiàn)外退火和線(xiàn)內退火兩大類(lèi)。

    1、線(xiàn)外退火
    線(xiàn)外退火就是熱軋或冷軋鋼進(jìn)入熱鍍鋅作業(yè)線(xiàn)之前,首先在抽底式退火爐或罩式退火爐中進(jìn)行再結晶退火,這樣,鍍鋅線(xiàn)就不存在退火工序了。鋼材在熱鍍鋅之前必須保持一個(gè)無(wú)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(jīng)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(jìn)行保護,從而防止鋼材再被氧化。
    (1)濕法熱鍍鋅
    鋼材表面的溶劑不經(jīng)烘干(即表面還是濕的)就進(jìn)入起表面覆蓋有熔融態(tài)溶劑的鋅液進(jìn)行熱鍍鋅。此方法的缺點(diǎn)是:
    a.只能在無(wú)鉛狀態(tài)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),這樣鋼材因穿過(guò)鋅層污染了表面。
    因此,濕法熱鍍鋅已基本被淘汰。
    (2)單支鋼材
    這種方法一般是采用熱軋疊軋板作為原料,首先把經(jīng)過(guò)退火的鋼材送入酸洗車(chē)間,用硫酸或鹽酸清除鋼材表面的氧熱鍍鋅法化鐵皮。酸洗之后的鋼材立即進(jìn)入水箱中浸泡等待鍍鋅,這樣可以防止鋼材再氧化。后經(jīng)過(guò)酸洗、水清洗、擠干、烘干、進(jìn)入鋅鍋(溫度一直保持在445—465℃)熱鍍鋅,再進(jìn)行涂油和鉻化處理。這種方法生產(chǎn)的熱鍍鋅板比濕法鍍鋅成品質(zhì)量有顯著(zhù)提高,只對小規模生產(chǎn)有一定價(jià)值。
    (3)惠林法熱
    該連續鍍鋅生產(chǎn)線(xiàn)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(jìn)入鍍鋅線(xiàn)鍍鋅前還需要進(jìn)行罩式爐退火。這種方法生產(chǎn)工藝復雜,生產(chǎn)成本高,更為主要的是此方法生產(chǎn)的產(chǎn)品常常帶有溶劑缺陷,影響鍍層的耐蝕性。并且鋅鍋中的AL常常和鋼材表面的溶劑發(fā)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(wèn)世近三十年,但在世界熱鍍鋅行業(yè)中并未得到發(fā)展。
    2、線(xiàn)內退火
    線(xiàn)內退火就是由冷軋或熱軋車(chē)間直接提供帶卷作為熱鍍鋅的原板,在熱鍍鋅作業(yè)線(xiàn)內進(jìn)行氣體保護再結晶退火。屬于這個(gè)類(lèi)行業(yè)的熱鍍鋅方法包括:森吉米爾法、改良森吉米爾法、美鋼聯(lián)法(同日本川崎法)、賽拉斯法、莎倫法。
    (1)森吉米爾法
    它是把退火工藝和熱鍍鋅工藝聯(lián)合起來(lái),其線(xiàn)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(jīng)冷卻段控制進(jìn)鋅鍋前溫度在480度左右,最后在不接觸空氣的情況下進(jìn)入鋅鍋鍍鋅,因此,森吉米爾法產(chǎn)量高、鍍鋅質(zhì)量較好,此法曾得到廣泛應用。
    (2)美鋼聯(lián)法
    它是森吉米爾法的一個(gè)變種,它僅僅是利用一個(gè)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(jìn)入作業(yè)線(xiàn)后,首先進(jìn)行電解脫脂,而后水洗、烘干,再通過(guò)有保護氣體的還原爐進(jìn)行再結晶退火,最后在密封情況下進(jìn)入鋅鍋熱鍍鋅。這種方法因帶鋼不經(jīng)過(guò)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(chǎn)成本有利。但是,由于帶鋼得不到預加熱就進(jìn)入還原爐中,這樣無(wú)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。
    (3)賽拉斯法
    又稱(chēng)火焰直接加熱法;首先帶鋼經(jīng)堿洗脫脂,而后用鹽酸清除表面的氧化皮,并經(jīng)水洗、烘干后再進(jìn)入由煤氣火焰直接加熱的立式線(xiàn)內退火爐,通過(guò)嚴格控制爐內煤氣和空氣的焰燒比例,使之在煤氣過(guò)剩和氧氣不足的情況下進(jìn)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(jìn)行熱鍍鋅。該法設備緊湊,投資費用低,產(chǎn)量高(最高可達50/小時(shí))。但生產(chǎn)工藝復雜,特別是在機組停止運轉時(shí),為了避免燒斷帶鋼,需要采用爐子橫移離開(kāi)鋼帶的方法,這樣操作問(wèn)題很多,所以,熱鍍鋅工業(yè)采用此法很少。
    (4)莎倫法
    1939年美國莎倫公司投產(chǎn)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(chēng)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(shí)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。
    (5)改良森吉米
    它是一種更優(yōu)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(gè)截面積較小的過(guò)道連接起來(lái),這樣包括預熱爐、還原爐和冷卻段在內的整個(gè)退火爐構成一個(gè)有機整體。實(shí)踐證明,該法具有許多優(yōu)點(diǎn):優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、安全等優(yōu)點(diǎn)已逐漸被人們所認識。其發(fā)展速度非???,1965年以來(lái)新建的作業(yè)線(xiàn)幾乎全部采用了這種方法,近年來(lái)老的森吉米爾機組也大都按照此方法進(jìn)行了改造。
    四、熱鍍鋅槽鋼特點(diǎn)
    (1)具有較厚的致密的純鋅層覆蓋在鋼鐵表面上,它可以避免鋼鐵基體與任何的腐蝕溶液的接觸,保護鋼基體免受腐蝕。在一般大氣中,鋅層表面形成一層很薄而密實(shí)的氧化鋅層表面,它很難溶于水,故對鋼基體起著(zhù)一定保護作用。如果氧化鋅與大氣中其它成分生成不溶性鋅鹽后,則防蝕作用更理想。
    (2)具有鐵—鋅合金層,結合致密,在海洋性鹽霧大氣及工業(yè)性大氣中表現特有抗腐蝕性;
    (3)由于結合牢固,鋅—鐵互溶,具有很強的耐磨性;
    (4)由于鋅具有良好的延展性,其合金層與鋼基附著(zhù)牢固,因此熱鍍件可進(jìn)行冷沖、軋制、拉絲、彎曲等各種成型而不損壞鍍層;
    (5)鋼結構件熱鍍鋅后,相當于一次退火處理,能有效改善鋼基體的機械性能,消除鋼件成型焊接時(shí)的應力,有利于對鋼結構件進(jìn)行車(chē)削加工。
    (6)熱鍍鋅后的件表面光亮美觀(guān)。
    (7)純鋅層是熱鍍鋅中最富有塑性的一層鍍鋅層,其性質(zhì)基本接近于純鋅,具有延展性,所以它富于撓性。
    五、熱浸鍍鋅的判定標準及方法
    1.附著(zhù)量
    耐蝕性主要決定于鍍鋅層的厚度,故量測厚度常為主要判定鍍鋅質(zhì)量好壞的根據,鍍鋅層受鋼材表面的成分、組織、結構不同而有不同的反應,另進(jìn)出鋅溶液的角度、速度亦有很大的影響。故預得完全均一的鍍層厚度,實(shí)際上不太可能。所以量測附著(zhù)量絕對不能以單一點(diǎn)(部位)來(lái)判定,必須要量測其單位面積(㎡)平均附著(zhù)鋅重(g)才有意義。
    量測附著(zhù)量的方法有很多種,如破壞性的切片金相觀(guān)測法、酸洗法,非破壞性的膜厚計法、電化學(xué)法、進(jìn)出貨重量差估計法等。一般常用的為膜厚計法及酸洗法。
    膜厚儀(鍍層測厚儀)為一利用磁場(chǎng)感應來(lái)量測鋅層厚度最普遍省事的方法,其基本條件為鋼鐵表面必須平滑、完整,才可得較準確數字。故在鋼材邊角處或粗糙、有角度鋼件或鑄件等,均不太可能會(huì )的一準確的數字。普通鐵件用原鐵材當歸零基材,尚可得相當準確的數字,鑄件就絕對不準確了。
    酸洗法為正式檢驗報告用,最準確的方法,惟切片時(shí)必須注意上下部位的公平取舍,才可得準確數字。但其亦有缺點(diǎn),如費時(shí)甚多,復雜鋼材面積不易求得,太大件無(wú)法整個(gè)酸洗等。故充分利用膜厚計來(lái)控制現場(chǎng)制程,而用酸洗法來(lái)做最后檢測,就已經(jīng)足夠了。
    2.均一性
    熱浸鍍鋅鋼鐵最易生銹的部位,仍是鋅層最薄的地方,故必要測其最薄部位是否符合標準。
    均一性的試驗法,一般都用硫酸銅試驗,但此方法對于由鋅層和合金層組成的鍍鋅層皮膜測試很有問(wèn)題。此因鋅層與合金層在硫酸銅試驗液中的溶解速度不同,合金層中也因鋅/鐵的比率差異而不同。所以,以一定浸漬時(shí)間的反復次數來(lái)判定均勻性并不是很合理。
    因此,最近歐美規格及JIS中,均有廢止此試驗方法的傾向,以分布取代均一性,以目視或觸感為主,必要時(shí)才用膜厚計檢查分布狀態(tài)。
    又形狀復雜的小構件因面積量測不易,不易求得平均膜厚,有時(shí)不得不用硫酸銅試驗法來(lái)做參考,但絕不能以硫酸銅試驗取代附著(zhù)量測定的目的。
    3.堅實(shí)性
    所謂堅實(shí)性就是鍍鋅層與鋼鐵密合性,主要要求鍍鋅構件在整理、運搬、保管及使用中具有不得剝離的性質(zhì),一般檢驗法有錘打法、擠曲法、卷附法等。
    錘打法是以錘打擊試片,檢查鍍層皮膜表面的狀態(tài)。把試片固定,免得因錘支持臺等高且水平,錘以支持臺為中心,使柄重垂直位置自然落下,以4mm間隔平行打擊5點(diǎn),觀(guān)察皮膜是否剝離以為判斷。但是,距離角或端10mm以?xún)?,不得作此試驗,同一處不可打?次以上等。此法最普遍,適用于鋅、鋁等皮膜堅實(shí)測試。其它如擠曲法、卷附法一般很少用,故暫且不提。

    一般人常有一種錯誤觀(guān)念,往往為了方便量測堅實(shí)性,拿兩個(gè)鍍鋅鋼材,以邊角互相敲擊,觀(guān)察邊角剝落情形以為判斷。若邊角處剛好有幾處較厚的鋅粒。在作業(yè)中沒(méi)處理好,則一用力敲擊,厚的鋅粒一定會(huì )剝落。故此法不能用來(lái)判定正常鍍鋅皮膜與鐵基的密合性。
    附著(zhù)量、均一性及堅實(shí)性,即為一般規格定義熱浸鍍鋅質(zhì)量檢驗的項目。亦是一般正式檢驗報告的標準。
    六、應用范圍
    熱鍍鋅槽鋼,熱鍍鋅角鋼,熱鍍鋅工字鋼,熱鍍鋅H型鋼隨著(zhù)工農業(yè)的發(fā)展也相應擴大。因此,熱鍍鋅制品在建筑(如:玻璃幕墻、電力鐵塔、通信電網(wǎng)、水及煤氣輸送、電線(xiàn)套管、腳手架、房屋等)、橋梁、運輸;工業(yè)(如化工設備、石油加工、海洋勘探、金屬結構、電力輸送、造船等);農業(yè)(如:噴灌、曖房)、等方面,近幾年已大量地被采用。由于熱鍍鋅制品具有外表美觀(guān)、耐腐蝕性能好等特點(diǎn),其應用范圍越來(lái)越廣泛。











    熱鍍鋅型材規格及理算
        
    型號 高度 腿寬 腰厚 理重 型號 高度 腿寬 腰厚 理重
    5 50 37 4.5 5.438 10 100 68 4.5 11.261
    6.3 63 40 4.8 6.634 12 120 74 5 13.987
    6.5 65 40 4.3 6.709 14 140 80 5.5 16.89
    8 80 43 5 8.045 16 160 88 6 20.513
    10 100 48 5.3 10.007 18 180 94 6.5 24.143
    12 120 53 5.5 12.059 20a 200 100 7 27.929
    12.6 126 53 5.5 12.318 20b 200 102 9 31.069
    14a 140 58 6 14.535 22a 220 110 7.5 33.07
    14b 140 60 8 16.733 22b 220 112 9.5 36.524
    16a 160 63 6.5 17.24 25a 250 116 8 38.105
    16 160 65 8.5 19.752 25b 250 118 10 42.03
    18a 180 68 7 20.174 28a 280 122 8.5 43.492
    18 180 70 9 23 28b 280 124 10.5 47.888
    20a 200 73 7 22.637 30a 300 126 9 48.084
    20 200 75 9 25.777 30b 300 128 11 52.794
    22a 220 77 7 24.999 30c 300 130 13 57.504
    22 220 79 9 28.453 32a 320 130 9.5 52.717
    25a 250 78 7 27.41 32b 320 132 11.5 57.741
    25b 250 80 9 31.335 32c 320 134 13.5 62.765
    25c 250 82 11 35.26 36a 360 136 10 60.037
    28a 280 82 7.5 31.427 36b 360 138 12 65.689
    28b 280 84 9.5 35.823 36c 360 140 14 71.341
    28c 280 86 11.5 40.219 40a 400 142 10.5 67.598
    30a 300 85 7.5 34.463 40b 400 144 12.5 73.878
    30b 300 87 9.5 39.173 40c 400 146 14.5 80.158
    30c 300 89 11.5 43.883 45a 450 150 11.5 80.42
    32a 320 88 8 38.083 45b 450 152 13.5 87.485
    32b 320 90 10 43.107 45c 450 154 15.5 94.55
    32c 320 92 12 48.131 56a 560 166 12.5 106.316
    36a 360 96 9 47.814 56b 560 168 14.5 115.108
    36b 360 98 11 53.466 56c 560 170 16.5 123.9
    36c 360 100 13 59.118 63a 630 176 13 121.407
    40a 400 100 10.5 58.928 63b 630 178 15 131.298
    40b 400 102 12.5 65.208 63c 630 180 17 141.189
    40c 400 104 14.5 71.488
          
    規格 理重 規格 理重 規格 理重 規格 理重
    25*3 1.124 100*6 9.366 25*16*3 0.912 100*63*6 7.55
    25*4 1.459 100*7 10.83 32*20*3 1.171 100*63*7 8.722
    30*3 1.373 100*8 12.276 32*20*4 1.522 100*63*8 9.878
    30*4 1.786 100*10 15.12 40*25*3 1.484 100*63*10 12.142
    40*3 1.852 100*12 17.898 40*25*4 1.936 100*80*6 8.35
    40*4 2.422 100*14 20.611 45*28*3 1.687 100*80*7 9.656
    40*5 2.976 100*16 23.257 45*28*4 2.203 100*80*8 10.946
    50*3 2.332 110*7 11.928 50*32*3 1.908 100*80*10 13.476
    50*4 3.059 110*8 13.532 50*32*4 2.494 110*70*6 8.35
    50*5 3.77 110*10 16.69 56*36*3 2.153 110*70*7 9.656
    50*6 4.465 110*12 19.782 56*36*4 2.818 110*70*8 10.946
    60*5 4.57 110*14 22.809 56*36*5 3.466 110*70*10 13.476
    60*6 5.42 125*8 15.504 63*40*4 3.185 125*80*7 11.066
    63*4 3.907 125*10 19.133 63*40*5 3.92 125*80*8 12.551
    63*5 4.822 125*12 22.696 63*40*6 4.638 125*80*10 15.474
    63*6 5.721 125*14 26.193 63*40*7 5.339 125*80*12 18.33
    63*8 7.469 140*10 21.488 70*45*4 3.57 140*90*8 14.16
    70*5 5.397 140*12 25.522 70*45*5 4.403 140*90*10 17.475
    70*6 6.406 140*14 29.49 70*45*6 5.218 140*90*12 20.724
    70*7 7.398 140*16 33.393 70*45*7 6.011 140*90*14 23.908
    70*8 8.373 160*10 24.729 75*50*5 4.808 160*100*10 19.872
    75*5 5.818 160*12 29.391 75*50*6 5.699 160*100*12 23.592
    75*6 6.905 160*14 33.987 75*50*8 7.431 160*100*14 27.247
    75*7 7.976 160*16 38.518 75*50*10 9.098 160*100*16 30.835
    75*8 9.03 180*12 33.159 80*50*5 5.005 180*110*10 22.273
    75*10 11.089 180*14 38.383 80*50*6 5.935 180*110*12 26.464
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