文档介绍:第五章热浸镀
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第一节 热浸镀锌
一、热镀锌:
1、原理:钢件浸在锌液中,首先发生铁向液态锌中溶解的过程,然后铁与锌间发生反应扩散过程,形成一系列铁锌合金层,当钢件从锌液中取出时,在铁锌合金层平
整,因此最后的拉伸矫直就不需要。此外,退火是在镀锌生产
线外进行的,所以不仅能生产退火后的镀锌带钢,还能生产轧
后自然冷却具有一定硬度的镀锌带钢。从上述情况可以看出,
把退火放在镀锌生产线中,或者将退火和镀锌分开,都会使镀
锌生产线所生产的产品有所不同,但大量生产的镀锌带钢主要
是以未经退火的原板为主。
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A、森吉米尔法:本法不采用化学清洗液,带钢在氧化炉中用煤气火焰直接加热,使表面的残油燃烧掉,因此也称为氧化除油法。带钢在氧化炉中被加热到400-450℃,在烧去润滑油的同时,带钢表面也生成一层薄而均匀的氧化层,经氧化除油后的带钢进入还原炉,在还原气氛下退火,还原气体由氨分解而制成,其成分约为75%N2和25%H2,把带钢表面的氧化铁还原为海绵状纯铁,保护气体中的氢由于还原氧化铁而生成水,因此保护气体的露点就逐渐升高。当超过一定界限时,镀锌层的附着性下降。为了保证镀层质量,还原气体必须经常更新,并控制其露点在-40℃左右,含氧量小于5ppm,才符合镀锌工艺的要求。
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露点
露点是指气体中的水份从未饱和水蒸气变成饱和水蒸气的温度,当未饱和水蒸气变成饱和水蒸气时,有极细的露珠出现,出现露珠时的温度叫做“露点”,它表示气体中的含水量,露点越低,表示气体中的含水量越少,气体越干躁。露点和压力有关,因此又有大气压露点(常压露点)和压力下露点之分。大气压露点是指在大气压力下水份的凝结温度,而压力下露点是指该压力下的水份凝结温度,两者有换算关系(可查换算表),℃,则相应的大气压()露点则为-20℃。在气体行业中,若无特殊说明,所指的露点均为大气压露点。
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带钢通过还原段时,同时进行退火,退火温度根据以后镀锌的要求,可以在700-800℃进行再结晶退火,或在900℃以上进行常化退火。带钢在氧化炉和还原炉中的运行速度都非常快,而再结晶或常化退火时的组织转变要求有一个最短的时间,根据最短退火时间以及所要求的带钢运行速度,可以确定还原段的最小长度。带钢经退火后,在同样的还原气氛中冷却至约480℃,并在不接触空气的情况下,由沉没辊导入锌锅镀锌,锌液温度控制在450-460℃。为了抑制锌铁合金层的增长,-%的铝。从锌锅引出的镀锌带钢,由一对镀辊或利用气体喷射法控制锌层厚度。镀锌带钢经自然冷却后,再在冷却装置内强制冷却到40℃以下。为了防止冷却后的带钢变形和翘曲,需要进行矫直。
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森吉米尔法具有很多优点,因而获得了推广应用。但生产实践也暴露了一些不足之处。例如:退火炉中的温度制度受氧化和还原所需温度的很大限制。带钢在氧化炉中生成了较厚的氧化层,很不易在还原炉中还原,影响了锌层的附着性。如果要使氧化层充分还原,就得减慢带钢运行速度或增加保护气体中氢含量,因而降低了生产线的生产能力或增加了操作的危险性。为了减少带钢在氧化炉中的氧化层厚度,就要限制带钢在氧化炉中的停留时间,所以带钢在氧化炉内只能加热到300-450℃,为了达到钢板的再结晶温度,还要在还原炉中使带钢温度继续升高到700-800℃,为此就需要增加还原炉长度,因此此法又进一步得到了改进:
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改进的森吉米尔法中各自独立的氧化炉和还原炉用一个截面积较小的通道连接起来,把前段的氧化炉改为微氧化炉,也称预热炉。显而易见,它是把预热炉、还原炉和预热段连接起来,构成一个整体。为了减少带钢在预热炉内的氧化,采用不完全燃烧法。将还原炉内保护气氛引入预热炉,其可燃成分在炉内部分燃烧,因而称之为“微氧化炉”。微氧化炉采用高温快速加热,最高炉温可达1300℃,一般使用温度为1150-1250℃,其主要作用是净化带钢表面,使表面上的油污、乳化液等在高温下挥发,另一个作用是在尽量减少带钢的氧化情况下,把带钢预热到550-650℃。由于采用微氧化加热法,带钢表面氧化物很少,因此还原时间和还原炉长度均可缩短,保护气体中的含氢量也可大大降低,一般含氢量为15-30%或更低些就可满足要求。
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B、美国钢铁公司法:首先将带钢上残留的轧制油和乳化液进行电解除油、水洗、刷洗与烘干,再进入具有还原气氛的退火炉,最后在密封情况下冷却到一定温度,并引入锌锅进行热镀锌。可以看出,该法只是利用一个碱性电解除油槽取代了氧化炉的除油作用,其余的工序与森吉米尔法