低碳鋼絲熱鍍鋅工藝規程?
1 工藝流程?
放線→退火→緩冷→酸洗→水洗→助鍍→烘干→浸鋅→刮鋅→收線?
2 主要工序工藝說明 2.1退火?
由于低碳鋼絲在拉拔過程中應力不斷增加,所以在鍍鋅之前必須退火,退火溫度控制在800~830℃,一般Q195線材拉拔出的低碳鋼絲退火溫度偏下限,Q235線材拉拔出的低碳鋼絲退火溫度偏上限。?
2.2酸洗?
酸洗通常采用1:1左右鹽酸,在常溫下進行即可。鋼絲表面銹蝕嚴重酸液溫度較低時鹽酸濃度可稍高,否則相反。鋼絲酸洗進行過程中,亞鐵離子會不斷積累,當鐵鹽達到150克/升時,酸洗速度將大大減慢。此時可將鹽酸溶液抽出2/3,再補充2/3的1:1鹽酸溶液,繼續使用。?
2.3助鍍?
溶劑助鍍是熱浸鍍鋅前處理中一道重要的工序,它可以活化鋼鐵表面,避免鋼絲從助鍍池進入到鋅鍋這一段時間內鋼絲在空氣中氧化,提高鍍鋅質量,并減少鋅渣的生成,從而降低生產成本。助鍍工藝規范如下:?
氯化鋅 ? ? ? ? ? ? ? 120~140克/升 氯化銨 ? ? ? ? ? ? ? 140~160克/升 非離子表面活性劑 ? ? ?2~3克/升 PH ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4~5?
溫度 ? ? ? ? ? ? ? ? ?60~80℃?
2.3.1濃度?
助鍍劑的濃度(氯化鋅和氯化銨的含量)對助鍍效果影響十分顯著,當含量低時,附在鋼絲上面的鹽膜過薄,不能有效地起到隔離作用和凈化活化作用。如果含量過高,鹽膜過厚,不易干透,浸鋅時發生鋅液飛濺,產生較多的鋅灰和煙塵。所以應控制在一個適當的范圍內,一般為260~300克/升,(兩種鹽的總和銨鋅之比為1.2:1.4)在助鍍液中加入少量非離子表面活性劑,可降低溶液表面張力,提高浸潤效果,并有利于鋼絲的干燥。 2.3.2PH值?
助鍍液的PH值控制在4~5范圍內可以將酸洗后的鋼絲進一步凈化,從而彌補酸洗時的不足。當PH低于4時,會使鋼絲在溶液中以至脫離溶液干燥之前在空氣中腐蝕產生鐵離子,因此將有更多的鐵離子被帶入到鋅鍋中,這將導致更多鋅渣的產生。當PH高于5時,會使鋼絲凈化的表面效果變差,甚至會有氫氧化鋅析出,導致出現漏鍍現象。因此應該嚴格控制助鍍液的PH值,PH值高時,用稀鹽酸調低,PH值低時用氨水調高。 2.3.3溫度?
助鍍液的溫度宜控制在60~80℃范圍內,溫度低于60℃時,鋼絲表面的助鍍鹽膜不容易干透,易引起爆鋅;溫度高于80℃時,會造成助鍍液在鋼絲表面過度沉積而產生雙層鹽膜,從而引起鍍層增厚及鋅灰增多。 2.3.3鐵離子?
助鍍液中雖然沒有加入鹽酸,但是由于酸洗后沖洗不凈和鋼絲在浸入助鍍劑之前表面氧化以及鋼絲在助鍍液中微弱腐蝕,會逐漸積累鐵離子。當鐵離子濃度達到5克/升時,伴隨著鋼絲表面助鍍劑膜層中存在的鐵離子帶入鋅鍋中會產生嚴重后果:①鋅液中鋅渣明顯增多,因為1份鐵將與25份以上的鋅液形成鋅渣。②鐵離子在鋅層表面形成微細的結晶體,造成鋅層厚度增加,鍍層粗糙。③加劇鋅鐵合金的反映,降低鋅層的附著性。所以當鐵離子超過一定限度時,應對助鍍液進行再生處理。(見3助鍍劑的再生)?
2.4.浸鋅?
浸鋅是低碳鋼絲熱鍍鋅工藝中一道關鍵的工序,科學的浸鋅操作對獲得良好的鋅層質量及較低的生產成本至關重要。 2.4.1鋅鍋熔鋅量?
鋅鍋的熔鋅量可按下式計算:?
M=LB(H-0.05) ×d?
式中 ? M——熔鋅量(噸)?
? ? ? ?L——鋅鍋內壁長度(米) ? ? ? ?B——鋅鍋內壁寬度(米) ? ? ? ?H——鋅鍋內壁高度(米) ? ? ? ?d——鋅錠的比重?
例如我公司訂做鋅鍋尺寸(內壁)是長3.6米,寬1.9米,高0.8米,那么鋅鍋的熔鋅量是?
M=3.6×1.9×(0.8-0.05)×7.13= 39.62噸?
2.4.2溫度?
低碳鋼絲熱鍍鋅在440~460℃溫度范圍內就能得到滿意的效果,熱鍍鋅的最低溫度應以在鋼絲出鍋時鋅液能自由從鋼絲上流下來為標準。溫度偏低,可以減少硅對熱浸鋅層的影響,減少鋅灰和鋅渣的形成,并能減少鋅鍋的安全和節約能源。溫度偏高,鋅渣和鋅灰的產生會急劇,鋅鍋的使用壽命也會縮短。因此,要想使產品質量好同時鋅耗較低,就必須嚴格控制鋅鍋的溫度。?
2.4.3合金元素的添加?
在熱浸鍍鋅工藝中,常 ? 在鋅鍋中加入鋁,鎳和稀土元素等,它可以起到以下作用:①提高鍍層光亮性;②減少鋅液面鋅的氧化,從而減少鋅灰的生成;③增強鍍鋅層的耐腐蝕性。因為這幾種元素單獨加進去不容易操作和控制,現在市面上有熱鍍鋅添加劑供應,選擇質量優良的熱鍍鋅添加劑,并按照說明書操作即可。?
3 助鍍劑的再生?
助鍍劑經過一段時間使用后,二價鐵離子會逐漸積累超標,當超過規定數值后,應采取除鐵措施對助鍍劑進行再生,其工作原理是:往助鍍劑通入壓縮空氣或加雙氧水,將二價鐵離子氧化成三價鐵離子,再加入氨水提高PH形成氫氧化鐵而除去鐵離子。?
①雙氧水的用量按下式計算?
W1=N1×V/7.47?
式中W1——雙氧水的用量(工業級雙氧水純度用27.5%、35%、50%三種,應換算成純雙氧水)?
N1——待處理液中氯化亞鐵的含量 V——待處理液中氯化亞鐵的容積 ②氨水加入量按下式計算?
W2=N2×V/10.4?
式中W2——氨水的用量(工業級氨水純度為28%,應換算成純氨水)?
N2——待處理液的鹽酸的含量 V——待處理液的容積?
操作中注意雙氧水和氨水的加入,應緩慢進行,并充分攪拌,以保證反應有效進行,除鐵離子的去除率可達到80%以上。?
4 鋅鍋維護方法 4.1鋅灰的清除
鋅錠熔化后會在鋅液表面生成鋅灰,它是由氧化鋅、金屬鋅的微粒、鋅與鐵的氯化物以及其他雜質組成的混合物。在不進行浸鋅時,可以保留,它具有保護鋅液不再繼續氧化和防止大量散熱的功能。在開始生產時,要將鋅灰清除掉。?
清灰應注意:①打灰板應垂直于鋅液表面,浸入鋅液面的深度不能過大,最好在10毫米以內,②打灰時,移動速度應均勻,力度適中,應盡量減輕液面的波動;③將鋅灰刮至鋅鍋的兩端以后用舀灰勺撈出,進行集中處理。?
4.2鋅渣的清除?
鋅鍋投入浸鋅運行后,不可避免地會形成鋅渣,并逐漸增多。鋅渣主要是鐵和鋅的金屬間化合物,其比重大于鋅液,故沉于底部。當鋅渣積累到一定程度后,由于鋅液的對流作用和鋼絲進出的攪動,鋅液中懸浮的渣粒便會增加,如果粘附在鋼絲表面上,將影響鍍鋅層的外觀質量。同時,鋅渣的導熱性差,它堆積到鋅鍋壁上,影響傳熱,會明顯降低鋅鍋的使用壽命,必須及時清除。 4.2.1撈渣周期?
鋅渣量的多少,取決于熱浸鋅鋼絲的產量,并與工藝條件密切相關,如果鋅液溫度高,產生的鋅渣就多,浸鋅鋼絲產量大,渣量就多;再者助鍍劑中含鐵高,渣量產生就多。通常檢查鋅渣厚度在12~20厘米的范圍內,就應該清理。在連續生產的情況下,通常10天左右清理一次。 4.2.2撈渣溫度?
撈渣溫度稍高,鋅液的流動性好,撈渣時帶出的鋅液回流鍋底,鋅的損失會減少。但是鋅液溫度高時,鐵的溶解增加,因此通常的做法是:?
撈渣的起始溫度可以略高于浸鋅溫度的上限,終止溫度應略低于浸鋅溫度的下限。這樣即可以保證撈渣較徹底,又能減少撈渣時帶出鋅的損失,一般控制在470~445℃之間。撈渣前應停止浸鋅,使鋅液靜止2~4小時,讓懸浮的鋅渣顆粒沉淀于鍋底,以利于撈渣操作。 4.2.3撈渣方法?
鋼絲熱浸鋅因鋅鍋體積較小,通常采用手工撈渣,采用長柄的帶孔漏勺(孔徑6毫米)撈取。撈渣時要徹底清除鋅鍋底部角落處及鋅液面靠近鍋壁的鋅渣。?
4.3鋅液中含鐵量的控制?
鋅液中鐵離子的存在是形成鋅渣的主要因素,而且1份鐵可與25份鋅以上的鋅液形成鋅渣,因此控制鋅液中的含鐵量是非常必要的。主要應做好以下幾點:?
①避免鋅液溫度過高和盡量減少溫度的波動; ②定期撈渣,保持底渣厚度在允許范圍之內; ③助鍍劑定期凈化處理鐵雜質。?
5 鋅液凈化方法?
當鋅液中各種雜質成分與含量出現異常,表現為鋅液中懸浮顆粒雜質過多,且難以沉淀,并造成鋅液粘度增加,明顯影響鍍鋅質量時,此時就需要對鋅液進行凈化處理。?
凈化處理過程:往鋅液加入0.1%的經熔融處理的氯化鋅,其方法是將氯化鋅在350~420℃溫度下熔化,并保溫5~6分鐘之后,冷凝粉碎封閉保存。使用時將其預熱至100~120℃,然后裝入鐘罩式工具中,將氯化鋅壓入鋅液中,緩慢沿鋅鍋長度方向移動,此時會產生劇烈反應,將鋅液中雜質帶至液面,直至鋅液表面停止吐出火焰為止,然后清理鋅液表面。