五冶集团上海有限公司 201900
摘要：在钢材料表面镀锌，可以有效避免钢基出现腐蚀、生锈问题，从而有效延长了钢材的使用寿命。工业上常用的镀锌方式有电镀锌、机械镀锌和热浸镀锌等，其中热镀锌方法由于具有防腐年限长、性价比高等应用优势，在铁路、建筑、轻工业等多个领域均有广泛应用。在热镀锌生产线中，镀层厚度与其保护效果成正比关系，但是如果一味增加镀层厚度，又会增加生产成本。因此，必须要对镀层重量进行精确控制，协调好生产成本和保护效果之间的平衡关系。
关键词：热镀锌；镀层重量；影响因素；精确控制
引言：近年来，国内通讯、交通等行业的蓬勃发展，一方面是极大的刺激了热镀锌产业规模的拓展，使得热镀锌的需求量持续上升；另一方面，出于工程质量考虑，人们对热镀锌的防护要求也越来越高，加强锌层重量的精确控制成为当前连续热镀锌生产线管理的重要工作。文章首先分析了热镀锌的基本原理和影响热镀锌质量的因素，随后结合实际生产，分别从调整气刀角度、控制气刀压力、优化刀唇开口度等方面，提出了锌层重量精确控制的可行性对策。
一、热镀锌的基本原理
热镀锌层形成过程是铁基体与最外面的纯锌层之间形成铁-锌合金的过程，工件表面在热浸镀时形成铁-锌合金层，才使得铁与纯锌层之间很好结合。通常电镀锌层厚度5～15μm，而热镀锌层一般在35μm以上，甚至高达200μm。热镀锌覆盖能力好，镀层致密，无有机物夹杂。众所周知，锌的抗大气腐蚀的机理有机械保护及电化学保护，在大气腐蚀条件下锌层表面有氧化锌、氢氧化锌及碱式碳酸锌保护膜，一定程度上减缓锌的腐蚀，这层保护膜(也称白锈)受到破坏又会形成新的膜层。当锌层破坏严重，危及到铁基体时，锌对基体产生电化学保护，锌的标准电位-0.76V，铁的标准电位-0.44V，锌与铁形成微电池时锌作为阳极被溶解，铁作为阴极受到保护。显然热镀锌对基体金属铁的抗大气腐蚀能力优于电镀锌。
二、连续热镀锌生产线中影响镀锌的因素
虽然热镀锌的基本原理相对简单，但是在工业加工生产中，其工艺流程相对复杂，其中需要进行技术控制的环节较多。受作业环境、技术水平、工艺参数等因素的影响，锌层的重量和热镀锌的质量往往也会受到影响。而要想实现对锌层重量的精确化控制，首先要了解这些常见的影响因素，随后才能有的放矢，在今后的生产加工中采取有效的控制策略。
1、工艺参数的影响
热镀锌又称为热浸镀锌，即将钢构件浸入到融化的锌液（450摄氏度左右）中，使钢构件表面粘附锌层的一种工业方法。当镀锌完成、将带钢从锌液中拉出时，带钢表面的一部分锌液在重力影响下，会垂直地面向下流动，形成“锌锥”。锌锥出的锌层厚度和重量远远超过热镀锌的标准值，因此是影响锌层重量精确控制的主要因素。在锌锥形成过程中，可能会对锌锥高度产生影响到工艺参数有：
（1）带钢速度。理论上来说，带钢从锌液中拉出速度越快，则带出锌液的体积越大，所形成的锌锥高度也就越高。（2）锌液参数。锌液密度越大，粘稠度越高，则附着在带钢表面的锌液体积越大；正常情况下，锌液温度应当保持在450摄氏度恒温状态下，最大温度误差不应超过±10摄氏度。如果温度过低，则锌液粘稠度增大，锌锥高度增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆反之，如果温度过高，则锌液流动性过强，镀锌效果不好。（3）带钢自身参数。带钢浸入锌液中的表面积越大，带钢表面越粗糙，则带出的锌液越多。
2、技术水平
影响热镀锌质量效果的因素较多，做好生产加工过程中的技术控制显得尤其重要。但是如果生产人员的技术水平不高，或是缺乏质量控制意识，就容易导致连续热镀锌生产线中锌层重量得不到有效控制。根据生产工艺流程，热镀锌生产中需要进行重点控制的环节有上料、酸洗水洗、烘干、热镀锌等。
（1）上料之前，工作人员没有进行钢材质量检查，部分钢材在保存或运输过程中，表面会附着一层灰尘或油污，还有的钢材出现弯折，如果没有进行清理，将会影响到热镀锌的效果。
（2）酸洗、水洗。酸洗操作中要求盐酸和水的比例为2:8，盐酸含量应控制在（20±2）%，但是部分生产人员没有严格控制盐酸含量，导致酸洗效果不好。另外，标准条件下的酸洗时间应当在10-12分钟，时间过短则酸洗效果不好，时间过长容易损害钢材。此外，酸洗结束后应当立刻进行水洗，冲刷钢材表面盐酸溶液，避免钢材受到腐蚀。
三、加强锌层重量精确控制的可行性方法
在明确了可能会对锌层重量产生影响的常见因素后，我们可以结合实际工作经验，采取有效的控制方法，以实现连续热镀锌生产线中锌层重量的精确控制。
1、调整气刀刀唇开口度
在热镀锌生产中，为了保证气体吹出的速率一定，需要将气刀的喷嘴开度进行固定。但是对于一些表面积较大的钢材，如果气刀喷嘴两端的开口度偏小，则气流很难吹到钢材边缘部位的锌液，从而导致钢材镀锌层出现中间薄、两边厚的现象。因此，应当根据钢材的尺寸、规格，灵活调控气刀刀唇的开口度，以适应不同条件下热镀锌的需要，保证钢材表面能够均匀接触到气刀吹出气流。
2、优化气刀角度
正常条件下，气刀的喷吹角度为0°，这样可以保证气刀吹出的气体与带钢表面呈平行状态，使得带钢表面的锌液能够最大限度的吹出。但是在实际的生产中，由于气流扰动的影响，当气体在带钢边缘位置相遇时，可能会产生碰撞并对锌液表面产生影响，造成带钢边缘部位锌液表面不平整。因此，可以适当进行气刀角度优化，将上气刀角度调整到+1°，同时下气刀角度调整为-2°，这样可以保证带钢表面镀锌层厚度一致。
结语：热镀锌具有防腐效果好、生产成本低、保护时间长等诸多应用优势，是现阶段金属材料保护中的一种常用防腐技术。在连续热镀锌生产线中，除了需要考虑钢材镀锌效果外，还必须要关注热镀锌的成本，以维护企业自身的经济利益。因此，必须要加强对锌层重量的精确化控制，在保证热镀锌质量符合标准的前提下，通过锌层重量控制，达到降成本的效果。
参考文献：
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论文作者:甘相兴
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/9
标签：热镀锌论文; 带钢论文; 镀锌论文; 钢材论文; 重量论文; 表面论文; 酸洗论文; 《基层建设》2017年第15期论文;