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工艺流程
放线f退火f缓冷f酸洗f水洗f助镀f烘干f浸锌f刮锌f收线
主要工序工艺说明
退火
由于低碳钢丝在拉拔过程中应力不断增加,所以在镀锌之前必须退火,退火温度控制在800〜830°C,—般Q195线材拉拔出的低碳钢丝退火温度偏下限,Q235线材拉拔出的低碳钢丝退火温度偏上限。
酸洗
酸洗通常采用1:1左右盐酸,在常温下进行即可。钢丝表面锈蚀严重酸液温度较低时盐酸浓度可稍高,否则相反。钢丝酸洗进行过程中,亚铁离子会不断积累,当铁盐达到150克/升时,酸洗速度将大大减慢。此时可将盐酸溶液抽出2/3,再补充2/3的1:1盐酸溶液,继续使用。
助镀
溶剂助镀是热浸镀锌前处理中一道重要的工序,它可以活化钢铁表面,避免钢丝从助镀池进入到锌锅这一段时间内钢丝在空气中氧化,提高镀锌质量,并减少锌渣的生成,从而降低生产成本。助镀工艺规范如下:
氯化锌120〜140克/升
氯化铵140〜160克/升
非离子表面活性剂2〜3克/升
PH4〜5
温度60〜80C
助镀剂的浓度(氯化锌和氯化铵的含量)对助镀效果影响十分显著,当含量低时,附在钢丝上面的盐膜过薄,不能有效地起到隔离作用和净化活化作用。如果含量过高,盐膜过厚,不易干透,浸锌时发生锌液飞溅,产生较多的锌灰和烟尘。所以应控制在一个适当的范围内,一般为260〜300克/升,(:)在助镀液中加入少量非离子表面活性剂,可降低溶液表面张力,提高浸润效果,并有利于钢丝的干燥。
助镀液的PH值控制在4〜5范围内可以将酸洗后的钢丝进一步净化,从而弥补酸洗时的不足。当PH低于4时,会使钢丝在溶液中以至脱离溶液干燥之前在空气中腐蚀产生铁离子,因此将有更多的铁离子被带入到锌锅中,这将导致更多锌渣的产生。当PH高于5时,会使钢丝净化的表面效果变差,甚至会有氢氧化锌析出,导致出现漏镀现象。因此应该严格控制助镀液的PH值,PH值高时,用稀盐酸调低,PH值低时用氨水调高。
助镀液的温度宜控制在60〜80C范围内,温度低于60C时,钢丝表面的助镀盐膜不容易干透,易引起爆锌;温度高于80C时,会造成助镀液在钢丝表面过度沉积而产生双层盐膜,从而引起镀层增厚及锌灰增多。
助镀液中虽然没有加入盐酸,但是由于酸洗后冲洗不净和钢丝在浸入助镀剂之前表面氧化以及钢丝在助镀液中微弱腐蚀,会逐渐积累铁离子。当铁离子浓度达到5克/升时,伴随着钢丝表面助镀剂膜层中存在的铁离子带入锌锅中会产生严重后果:①锌液中锌渣明显增多,因为1份铁将与25份以上的锌液形成锌渣。②铁离子在锌层表面形成微细的结晶体,造成锌层厚度增加,镀层粗糙。③加剧锌铁合金的反映,降低锌层的附着性。所以当铁离子超过一定限度时,应对助镀液进行再生处理。(见3助镀剂的再生)
浸锌是低碳钢丝热镀锌工艺中一道关键的工序,科学的浸锌操作对获得良好的锌层质量及较低的生产成本至关重要。
锌锅熔锌量
锌锅的熔锌量可按下式计算:
M=LB(H-)Xd
式中M熔锌量(吨)
L锌锅内壁长度(米)
B——锌锅内壁宽度(米)
H——锌锅内壁高度(米)
d——锌锭的比重
例如我公司订做锌锅尺寸(内壁),,,那么锌锅的熔锌量是M=(-)=
低碳钢丝热镀锌在440〜460°C温度范围内就能得到满意的效果,热镀锌的最低温度应以在钢丝出锅时锌液能自由从钢丝上流下来为标准。温度偏低,可以减少硅对热浸锌层的影响,减少锌灰和锌渣的形成,并能减少锌锅的安全和节约能源。温度偏高,锌渣和锌灰的产生会急剧,锌锅的使用寿命也会缩短。因此,要想使产品质量好同时锌耗较低,就必须严格控制锌锅的温度。
在热浸镀锌工艺中,常在锌锅中加入铝,镍和稀土元素等,它可以起到以下作用:①提高镀层光亮性;②减少锌液面锌的氧化,从而减少锌灰的生成;③增强镀锌层的耐腐蚀性。因为这几种元素单独加进去不容易操作和控制,现在市面上有热镀锌添加剂供应,选择质量优良的热镀锌添加剂,并按照说明书操作即可。
助镀剂的再生
助镀剂经过一段时间使用后,二价铁离子会逐渐积累超标,当超过规定数值后,应采取除铁措施对助镀剂进行再生,其工作原理是:往助镀剂通入压缩空气或加双氧水,将二价铁离子氧化成三价铁离子,再加入氨水提高PH形成氢氧化铁而除去铁离子。
双氧水的用量按下式计算
W1=N1XV/
式中W]——双氧水的用量(%、35%、50%三种,应换算成纯双氧水)叫一一待处理液中氯化亚铁的含量
V――待处理液中氯化亚铁的容积
氨水加入量按下式计算
W2=N2XV/
式中W2氨水的用量(工业级氨水纯度为28%,应换算成纯氨水)
N2——待处理液的盐酸的含量
V——待处理液的容积
操作中注意双氧水和氨水的加入,应缓慢进行,并充分搅拌,以保证反应有效进行,除铁离子的去除率可达到80%以上。
锌锅维护方法
锌灰的清除
锌锭熔化后会在锌液表面生成锌灰,它是由氧化锌、金属锌的微粒、锌与铁的氯化物以及其他杂质组成的混合物。在不进行浸锌时,可以保留,它具有保护锌液不再继续氧化和防止大量散热的功能。在开始生产时,要将锌灰清除掉。
清灰应注意:①打灰板应垂直于锌液表面,浸入锌液面的深度不能过大,最好在10毫米以内,②打灰时,移动速度应均匀,力度适中,应尽量减轻液面的波动;③将锌灰刮至锌锅的两端以后用舀灰勺捞出,进行集中处理。
锌渣的清除
锌锅投入浸锌运行后,不可避免地会形成锌渣,并逐渐增多。锌渣主要是铁和锌的金属间化合物,其比重大于锌液,故沉于底部。当锌渣积累到一定程度后,由于锌液的对流作用和钢丝进出的搅动,锌液中悬浮的渣粒便会增加,如果粘附在钢丝表面上,将影响镀锌层的外观质量。同时,锌渣的导热性差,它堆积到锌锅壁上,影响传热,会明显降低锌锅的使用寿命,必须及时清除。
锌渣量的多少,取决于热浸锌钢丝的产量,并与工艺条件密切相关,如果锌液温度高,产生的锌渣就多,浸锌钢丝产量大,渣量就多;再者助镀剂中含铁高,渣量产生就多。通常检查锌渣厚度在12~20厘米的范围内,就应该清理。在连续生产的情况下,通常10天左右清理一次。
捞渣温度
捞渣温度稍高,锌液的流动性好,捞渣时带出的锌液回流锅底,锌的损失会减少。但是锌液温度高时,铁的溶解增加,因此通常的做法是:
捞渣的起始温度可以略高于浸锌温度的上限,终止温度应略低于浸锌温度的下限。这样即可以保证捞渣较彻底,又能减少捞渣时带出锌的损失,一般控制在470〜445°C之间。捞渣前应停止浸锌,使锌液静止2~4小时,让悬浮的锌渣颗粒沉淀于锅底,以利于捞渣操作。
捞渣方法
钢丝热浸锌因锌锅体积较小,通常采用手工捞渣,采用长柄的带孔漏勺(孔径6毫米)捞取。捞渣时要彻底清除锌锅底部角落处及锌液面靠近锅壁的锌渣。
锌液中含铁量的控制
锌液中铁离子的存在是形成锌渣的主要因素,而且1份铁可与25份锌以上的锌液形成锌渣,因此控制锌液中的含铁量是非常必要的。主要应做好以下几点:
避免锌液温度过高和尽量减少温度的波动;
定期捞渣,保持底渣厚度在允许范围之内;
助镀剂定期净化处理铁杂质。
锌液净化方法
当锌液中各种杂质成分与含量出现异常,表现为锌液中悬浮颗粒杂质过多,且难以沉淀,并造成锌液粘度增加,明显影响镀锌质量时,此时就需要对锌液进行净化处理。
净化处理过程:%的经熔融处理的氯化锌,其方法是将氯化锌在350~420C