热镀锌板的工艺生产线设计.pdf

1 前 言 1.1 热镀锌的简介 热镀锌（ Hot Zinc Plating Technics ），它是由热镀锡工艺发展而来，至今 已跨入第四个世纪。至今为止，热镀锌仍是钢材防蚀方法中应用最普遍、最有效 的工艺措施。在热镀锌发展的三个世纪中，每个世纪的代表人物为：法国化学家 马罗英博士、法国巴黎市政工程师索里尔及波兰杰出发明家和工程师森吉米尔。 他们对钢铁的热镀锌进行了开创性的实验并发明了和建成了工业性热镀锌生产 线，开创了连续、高速、高质量热镀锌的新纪元。 我国学者在总结前人的经验基础上，认识到热镀锌对国民经济发展的重要作用。 因此，在工业生产中，研究金属腐蚀问题具有十分重要的意义和作用。我们选择 锌为金属材料防腐蚀所具备的条件是：第一，我国含锌量丰富，便于取材。第二， 锌具有 良好的防腐性能。第三，锌产生的腐蚀产物体积膨胀，可以将镀锌层因腐 蚀出现的间隙愈合，从而在一定程度上能减缓电化学腐蚀的进一步发展。第四， 镀锌层经过铬酸盐钝化后形成多种色彩钝化膜，不仅外观漂亮，而且还能还能提 高耐水蒸气腐蚀的性能。因此，锌作为钢铁基体的保护层，不但可以提供阴极保 护，而且一旦发生腐蚀，其腐蚀速度还较慢。经过钝化处理的镀锌层的耐腐蚀性 能还可以大大提高。这就是为何用锌作为钢铁保护层的原因。 热镀锌工艺与其他金属防腐蚀方法相比，在镀层电化学保护性、镀层致密性、镀 层耐久性、镀层免维护性、镀层与基体结合力、镀层经济性以及热镀工艺对钢件 形状、尺寸的适应性、生产的高效性方面具有其他工艺无法比拟、得天独厚的优 势。据日本镀锌协会长达 10 年的大气暴露实验表明：镀层厚度为86 微米的热镀 锌层在重工业海洋郊外和城市地带的耐用年限分别为 13、50、104、30 年。一般 而言，上锌量为 600 克每平方米的镀锌层，其免维护的使用寿命为20-50 年，对 于建筑用基板不镀锌的彩板，其使用命为 3-5 年，而基板镀锌的彩板其使用寿命 可达 20-30 年。据调查，热镀锌的成本远低于油漆。因此，热镀锌有很大的现实 意义，这就是我国大兴镀锌业的原因。 1.2 公司镀锌品种类及其技术进展 (一) 国内钢板热镀锌现状及其发展 镀锌钢板广泛地用于轻工、家电、汽车和建筑行业。长期以来我国镀锌板一直 属于短线产品，多年来我国镀锌板的自给率约为50%，每年需要大量进 口。近年来， 带钢镀锌技术的发展和动态主要集中在汽车用板，热轧带钢热镀锌和高耐蚀性热 镀锌板三个方面。高表面质量是汽车面板所必须具备的基本条件，镀层表面质量 与薄板表面粗糙度、清洁度、带钢化学成分及其冲压成型性有直接的关系，同时 热镀工艺、锌液成分、热镀设备也是影响锌层表面质量的重要因素。 锌液中的锌渣是影响镀锌表面质量的最重要因素，在现代化生产线中，已用陶 瓷内衬锅取代铁锌锅，可以有效地减少锌渣镀锌板表面质量的影响。此外，美丽 的锌花是传统热镀锌板典型的特征，由此获得用户的青睐，具有一定的商业价值。 但是研究表明锌花表面的不平整性，镀层中的铅含量会影响镀层板在后续加工中 的加工性能、涂装性和使用中的耐蚀性。锌花尺寸随铅含量的减少而减小，开裂 率和腐蚀率也分别大大降低。目前，新建镀锌生产线均采用无铅镀锌工艺，无铅 镀锌已成为当前热镀锌发展的趋势。 (二) 普通锌花热镀锌钢带 现代热镀锌钢带是在连续生产线上，将冷轧钢带或热轧酸洗钢带浸入锌含量不 低于 99%的融态的镀液中，经热浸镀获得的镀锌钢带。热镀锌钢带在所有种类的热 浸镀钢带（板）种类的热浸镀钢带（板）中占绝大部分。普通锌花（又称正常锌 花、俗称大锌花）热镀锌钢带（板）是热镀锌钢带（板）的基本品种，系在锌液 含锑或者铅的条件下热浸镀后，在正常凝固过程中，锌晶粒自由长大形成的具有 明显锌花形貌的镀层板。普通锌花板表面为尺度在10厘米以下的大而鲜明的锌花， 外观光亮美丽；锌层附着性良好，当镀锌板经受十分复杂的变形加工时，锌层不 会脱落；热反射性较好，可作为隔热材料；表面光泽保持时间长。普通锌花板用 途广泛，可用以做水桶、烟囱、各种粮食容器、厨房用具，在建筑行业可以做屋 顶、天花板、墙壁等，在家用电器行业可以做电冰箱、洗衣机、淋浴器等，在汽 车行业可以做轿车、卡车、拖车、行李车、冷藏车部件，车库门‘挂水器等，在 其他方面可以做设备箱罩、电器柜、仪表盘等。 (三) 无锌花热镀锌钢带 无锌花热镀锌钢带（板）是二十世纪八十年代以后国际上发展起来的热镀锌板 新品种。普通锌花热镀锌板是在锌液含少量锑或者铅的条件下生产出来的，锑和 铅是促使锌花长大的元素。去掉了锑或铅，使锌液既不含锑也不含铅，