如何优化热浸镀锌操作以适应钢结构件的多样性

由于目前我国热浸镀锌企业均面临一个较大的难题，就是客户提供的钢结构件的钢材成分及类型千差万别，这就对热浸镀锌操作提出了较高的要求。不同成分及类型的钢结构件需采用不同的热浸镀锌操作工艺。适当的镀锌操作对获得良好的镀锌质量及较低的生产成本是非常关键的。热浸镀锌操作主要是对锌浴温度、浸入速度、浸锌时间、提升速度以及扒锌灰、捞锌渣等操作步骤进行有效控制及实施，图3-20所示为热浸镀锌实际操作情况。

图3-20 热浸镀锌实际操作情况

1.锌浴温度

实践表明，大多数工件在440～460℃热浸镀锌能够得到满意的效果，而通常使用的工作温度是450℃。热浸镀锌的最低温度应以在工件取出时锌液能自由地从工件流下来为准。一般来说，锌锅容量大，一次镀锌工件量少，镀锌温度可以低些。低的镀锌温度可以减少硅对热浸镀锌层的影响，减少灰暗、超厚镀层产生，减少锌灰和锌渣的形成，并能保证锌锅的安全和节约燃料。锌浴温度过高，则镀层厚度增加。锌浴温度从450℃升到470℃，钢材浸镀30s所产生的锌渣将增加一倍，因为温度越高合金层形成越迅速。但温度过低会使镀层太厚，工件不光滑，这是因为低温下锌液的流动性变差。因此，要想使产品质量良好同时锌耗较低，就必须注重控制锌浴的温度。

钢与锌液反应的临界温度是480℃。当锌浴温度低于这个温度，锌锅表面的铁与锌液形成的致密合金层附着于锌锅表面，这个合金层可以减慢甚至阻止锌锅与锌浴的反应。当锌浴温度高于480℃，锌锅表面的合金层会被破坏而成为非附着的结晶，于是锌将不断地与锌锅中的铁反应，加快对锌锅的侵蚀，减少锌锅的寿命，同时也会产生更多的锌渣。

为保护镀锌锅及获得良好的镀锌质量，准确地测量锌浴温度是很重要的。通常将热电偶插入锌锅两端的锌浴中测量，并及时调节控制锌锅的加热。

为了克服含硅的镇静钢和半镇静钢镀锌时出现灰暗、超厚及黏附性差的镀层问题，除在锌浴中加入合金元素外，在530～560℃的高温下镀锌也是一种有效的方法。但此时由于锌浴温度太高，不能使用铁制锌锅，而需采用耐火材料制作的锌锅，并须改变加热方式。高温镀锌通常只应用于小工件的镀锌生产中。

2.浸入速度

在保证操作工人安全的前提下，工件浸入锌浴的速度要尽可能地快。这就要求已处理好的工件应尽可能干透，否则会引起严重的锌的飞溅，造成锌耗增加且不安全。工件浸入的速度还影响着镀层的均匀性，特别是长工件，若保持倾斜角度不变，先进入锌浴的一端与最后进入的一端在锌浴中浸没的时间是不同的，可以采用“先进先出”的办法来加以弥补。工件快速浸没于锌浴还有助于减少工件变形。

3.浸锌时间(www.xing528.com)

工件浸入锌浴时，表面的助镀剂盐膜将与锌发生剧烈反应。一般来说，把工件浸入锌锅中直至“沸腾”现象停止，即应立刻将工件取出来。这样所获得的镀层在大多数情况下均可满足标准要求。当工件浸入锌浴后的前一两分钟，工件表面的铁与锌液之间的反应迅速进行，形成铁锌合金层，但随着工件在锌浴中浸泡时间延长，合金层的生长速度将逐渐减小。但如果是含硅活性钢，其镀层的增长与时间成正比，因此浸锌时间应尽可能缩短。

4.扒锌灰

由于工件表面助镀剂盐膜与锌反应后，会在锌浴表面形成一层锌灰，在工件从锌浴中取出之前，锌浴表面的锌灰必须去除，才能获得光滑表面的工件。可用锌灰扒将表面锌灰轻轻扒至锌锅的两端。锌灰扒可用木板或薄钢板制作。如果取出工件时工件表面黏附上锌灰，将影响工件的外观质量。扒锌灰时应注意不要过于用力，使锌浴面产生较大的搅动，这样容易使锌锅内壁形成的铁锌合金保护层脱落，加速锌锅腐蚀。

5.提升速度

工件从锌浴中提出时的提升速度，对镀层的外观及厚度均可能产生较大的影响。一般说来，对于大多数工件，适宜的提升速度大约是1.5m/min。但对于不同材质不同类型的工件，提升速度也应做相应调整。对于硅含量较低的非活性钢，在不影响生产率的前提下，提升速率可以更低一些，这样可以将工件表面的锌液充分回流，所处理的工件更平滑光亮，厚度更薄。但对于硅含量较高的活性钢，需要较快地将工件提出，但提升速度太快，工件表面的锌液来不及充分回流至锌浴而凝结在工件上，形成毛刺、滴瘤和流痕，严重影响镀层表面质量并使锌耗增高。

镀锌时宜采用双速的电动起重机，若采用无级变速起吊的电动起重机更佳。这样可以使工件快速浸入而慢速取出。对于较长工件，提升速度慢会导致较长的操作时间，为了维持相当的生产量，须采用较快的速度。但工件取出速度一定要比锌在工件表面自由流动的速度慢些，以便得到均匀的纯锌层。

6.捞锌渣

热浸镀锌的过程中，会不断形成锌渣。锌渣在静止的锌浴中会沉到锌锅底部，在工件浸锌操作时应尽量不要搅动它，以免将大量锌渣搅入锌浴中，使镀层中因黏附着锌渣而产生颗粒，影响工件外观质量，使锌耗提高。不宜采用太浅的锌锅，以免在镀锌过程将锌渣搅起。

应注意定期打捞锌渣，以免锌锅底部堆积过厚的锌渣层。一方面过厚的锌渣层容易在镀锌过程中被搅起；另一方面糊状的锌渣导热性差，过厚的锌渣层会使锌锅壁产生局部过热的现象，加速锌对铁的腐蚀，从而影响锌锅的使用寿命，严重时可能产生锌锅穿孔而漏锌。因此，必须用带孔的铲子或捞渣器定期从镀锌锅中清除掉积累的锌渣，间隔时间可根据工厂的实际情况，一般在一周或半个月内捞渣一次。