第十章(热镀铝锌硅合金设备与操作).ppt

* * 第十章 热镀铝锌硅合金设备与操作 第一节 热镀铝锌硅合金的发展 一、锌铝合金镀层的起源 1962年美国伯利恒公司继承了这项工作，把锌液中铝含量从5%提高到55%，此镀层不仅有良好的耐蚀性、耐热性、抗氧化性，而且表面结晶美观，有很高的欣赏价值。 由于铝的含量高达55%，能与钢基体发生激烈的化学反应形成很厚的Fe-Al-Zn化合物，不利于其加工成形，为了 降低这层合金层的厚度，又在其中添加一定量的Si作为第三组分，从而最终确定此三元合金的化学成分： 55%Al-43.5%Zn-1.5%Si。 二、产品特性 既有热镀铝板的耐腐蚀有具有热镀锌板的阴极保护作用； 耐腐蚀性：耐大气腐蚀，耐土壤腐蚀； 耐热性及对光和热的反射性； 力学性能与同类热镀锌板相近，且55%-Al-Zn-Si合金镀层钢板的焊接性也较好； 55%-Al-Zn-Si合金镀层钢板的涂覆性由于镀锌钢板及镀铝钢板，可以进行在线涂层。 三、产品用途 代替镀锌板用于耐蚀性要求较高的场合； 代替镀锌板用于加工性能要求较高的场合； 代替镀铝钢板用于耐热抗氧化性要求较高的场合； 代替镀锌板和镀铝板用于彩图基板； 比镀锌板和镀铝板的生产成本均低，经济性良好。 第二节 镀层形成机理 一、镀层结构 热镀铝锌硅最终形成的组织分为两层结构。外层为Al-Zn合金层，其成分与镀液相同，组织结构由二相组成，一相为树枝状的富铝固溶体，形成微细的网络，另一相为分布在其网络组织枝晶间的伪共晶体富锌相。富铝相约占80%的体积，富锌相约占20%的体积。在钢基与表面合金层之间是Fe-Al-Zn-Si化合物层，这一层Zn较少，大部分Si存在此合金层中。进一步研究发现，此合金层又分两层不同的组织。靠近钢基一侧Si较低，靠近Al-Zn合金层一侧Si较高。 二、镀层形成过程 三、添加合金元素的影响 硅元素的影响 铝的液相和铁固体之间激烈的扩散和化合作用，一方面使镀层内部的合金层厚度增加，另一方面又使镀液中的渣相增多，影响了产品质量。在镀液中加入硅，可使Al-Fe之间的扩散和化合作用大幅度受到抑制，有效防止化合物层的过度增长。 混合稀土元素(RE)的影响 稀土主要是以富集相的方式存在，随着镀液中稀土含量的增加，稀土富集相也会增多。随着镀液中稀土含量的增加，富集相中的Zn含量降低、Si含量升高、Al含量升高，而Fe含量降低。 稀土元素的加入可以使镀层表面质量有明显的改观，使漏镀缺陷减少。其作用有两个方面：一是稀土金属比铝更易氧化，从而抑制了Al2O3的产生，降低了表面张力，二是在钢板进入镀液时，减小氧化铝膜被钢板带入镀液的倾向，使镀液和钢板之间不被氧化铝膜隔开，使浸润性不受影响。 在镀液中添加0.05%的稀土就能使镀层组织中的枝晶富铝相得到细化，当RE达到0.1% ～0.2%时，晶粒细化已经很明显，但当RE含量超过0.3%以后，其晶粒细化作用开始降低，含0.5%时仍有一定的晶粒细化作用。 钛元素的影响 第三节 设备与工艺特点 一、要求原板表面更清洁 钢板表面污染物、残留的乳化液和表面锈蚀等都会引起产品表面漏镀。由于原料引起的漏镀有两种情况： 二、强化脱脂工序 设置完善的脱脂段； 加强在线脱脂液体外循环除铁除油功能； 电解脱脂槽底部应定期清渣； 及时更新脱脂液。 三、增强炉内还原净化能力 提高退火炉的密封性； 提高保护气体中氢气含量； 组织锌蒸气进入退火炉； 炉鼻内锌灰锌渣的清除。 四、完善镀锅区设备配套 采用无芯锅 有新锌锅的感应器磁场呈30°角近似水平方向对锌液进行搅拌，同时因功率较小，所以总体搅拌力较弱无芯锅的线圈绕在锅体周围，形成四个区的立体磁场，可增强搅拌能力。 必须采用预熔锅 可减少镀渣生成量；使镀液温度均匀稳定 加大主锅设计功率 采用强磁场搅拌才能维持生产正常进行 加大锌锅深度 因为铝锌硅镀层大量产生底渣不可避免，所以必须给产生的底渣一个存储空间，一般要比相同容量的锌锅加深600～800mm。 采用连体锅是一个发展方向 优点：比设计两个锅总功率下降200～300kW；减低投资成本30%；减少了预熔锅和溜槽的大量维护工作；节约占地面积20m2；连体锅散热面积小，总体节能10%。 五、合理选择工艺参数 带钢入锌锅温度 铝锌硅镀层带钢入锅温度一般控制在570～580℃为好。 镀液温度 铝锌硅合金有固相进入液相区的最低温度我590℃。 镀液化学成分 Al：55%±1.5%；Zn：43.5% ±1.5% ；Si：1.5% ±0.10%；