李俊朋 于亮亮

【摘要】在世界經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，各種金屬材料隨著市場(chǎng)的需求應(yīng)運(yùn)而生。而熱鍍鋅是金屬防銹的有種非常有效的方法，所以現(xiàn)在的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)于熱鍍鋅板的需求量急劇加大。本文通過(guò)敘述當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)對(duì)于熱鍍鋅技術(shù)的需求，介紹了國(guó)內(nèi)外美鋼聯(lián)法、森吉米爾法、氣刀等幾種熱鍍鋅的最新技術(shù)，涉及多個(gè)領(lǐng)域，為以后力求研究出新設(shè)備、新工藝來(lái)深入發(fā)展熱鍍鋅技術(shù)做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】熱鍍鋅技術(shù) 最新發(fā)展 探討

隨著鋼鐵領(lǐng)域的擴(kuò)展，熱鍍鋅技術(shù)也不斷推陳出新，向前發(fā)展。因?yàn)殄冧\后不僅使產(chǎn)品具有良好的耐腐蝕性，而且相對(duì)于其他方法也成本較低，熱鍍鋅的抗腐蝕、延長(zhǎng)鋼材壽命起著不可替代的作用。下面介紹了三種熱鍍鋅的好方法。

1 美鋼聯(lián)熱法鍍鋅

40年代末期后，森吉米爾法發(fā)生了改良與發(fā)展，致使著名的美鋼聯(lián)法收到了冷落。但是進(jìn)入90年代后，家電和汽車工業(yè)中對(duì)鍍鋅板表面的質(zhì)量要求越來(lái)越高，以前的森吉米爾法已經(jīng)不能滿足其對(duì)質(zhì)量的要求了，而美鋼聯(lián)法恰恰能滿足現(xiàn)代工業(yè)中對(duì)鍍鋅板表面質(zhì)量的要求，所以近些年來(lái)，人們又把現(xiàn)代建設(shè)的興趣轉(zhuǎn)移到了以前的美鋼聯(lián)法。

美鋼聯(lián)法中有一個(gè)非常重要的裝置就是熱鍍鋅機(jī)組入口段的電解脫脂裝置，由于美鋼聯(lián)鍍鋅極易產(chǎn)生雜質(zhì)，所以在美鋼聯(lián)法在操作過(guò)程中必須有這樣一個(gè)脫脂裝置。一般的化學(xué)清洗方法并不能完全去掉鍍鋅板表面的雜質(zhì)油脂，所以對(duì)于藏在凹坑里的殘留油脂我們可以這個(gè)電解裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)深層清理和脫脂，從而使得美鋼聯(lián)法鍍鋅的質(zhì)量得到提高。另外美鋼聯(lián)法一般采用連續(xù)退火爐，這個(gè)退火爐由充滿保護(hù)氣體段和冷卻段組成。帶鋼的在這個(gè)退火爐中并不是通過(guò)直接加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱的，而是完全通過(guò)退火爐里的輻射管間接提高帶鋼的溫度，從而最后達(dá)到再結(jié)晶溫度，進(jìn)而完成退火全過(guò)程。這種方法克服了改良的森吉米爾法煤氣直接加熱帶鋼所帶來(lái)的各種弊端，例如，燃燒煤氣的壓力波動(dòng)、熱值波動(dòng)、比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)失靈和加熱的調(diào)節(jié)失靈等，從而使美鋼聯(lián)法的鍍鋅層的粘附性得到了根本的改善，不影響帶鋼表面的還原狀態(tài)。

隨著技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，現(xiàn)在美鋼聯(lián)法采用了立式爐，由于摒棄了燃?xì)庵苯蛹訜岱?，采用了輻射管加熱，所以?dāng)爐子的長(zhǎng)度達(dá)到100～150米時(shí)，每年的年產(chǎn)量大概只有15萬(wàn)噸，所以要想完成更高的產(chǎn)量要求，增加退火爐的長(zhǎng)度勢(shì)在必行，但是增加退火爐的長(zhǎng)度勢(shì)必增加產(chǎn)品的成本，所以立式連續(xù)火爐便充分顯示出了其在這方面的優(yōu)越性。立式爐的采用大大縮短了熱鍍鋅機(jī)組的總長(zhǎng)度，使得美鋼聯(lián)法不僅節(jié)約了大量的投資，還使得產(chǎn)品的品質(zhì)得到了更大的提高。

2 森吉米爾法熱鍍鋅

十九世紀(jì)三十年代初波蘭名字叫做森吉米爾的人發(fā)明了森吉米爾熱鍍鋅的方法，聞名于世界。過(guò)了幾年之后英國(guó)就建成了一條連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線，他其實(shí)是將退火和熱對(duì)心兩道工序生產(chǎn)線聯(lián)合起來(lái)。這種方法有兩個(gè)鍋爐，即氧化爐和還原爐。也就包含了兩個(gè)部分，先把鋼材用火焰加熱，微氧化爐里面通了天然氣或者煤氣溫度達(dá)到400℃，這樣就可以凈化鋼材的表層，去除掉鋼材上的油污變成的乳化液，與此同時(shí)還可以形成比較薄的氧化膜；第二步就是放進(jìn)還原爐，用氫氣以及氮?dú)饣旌蠚怏w來(lái)將剛才表面的氧化層還原?？蓪⒀趸瘜泳幊毯＞d性狀的純鐵。等到鋼材在還原爐里面被加熱到七百多度的時(shí)候，就可以完成，繼續(xù)結(jié)晶退火。接著，給予隔絕空氣的環(huán)境，當(dāng)冷卻到一定溫度后放入鍍鋅液。

這樣的熱鍍鋅工藝方法的優(yōu)缺點(diǎn)是：將整個(gè)過(guò)程制作成一個(gè)連續(xù)的整體，退火和鍍鋅不再是分開(kāi)的工序，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)過(guò)程，提高了生產(chǎn)效率，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量有所保障。但是生產(chǎn)設(shè)備成本高，不不利于產(chǎn)品的多樣化，也不利于生產(chǎn)較薄的產(chǎn)品。

改進(jìn)后的森吉米爾法熱鍍鋅：

在十九世紀(jì)六十年代的美國(guó)，美國(guó)產(chǎn)生了改進(jìn)后的森吉米爾法，這是阿姆柯公司將賽拉斯法熱鍍鋅以及森吉米爾法熱鍍鋅結(jié)合改進(jìn)的方法，它將森吉米爾法中的預(yù)熱氧化爐以及還原爐合成了一個(gè)爐，對(duì)爐內(nèi)氣體加以控制，防止空氣較多，保持在一定系數(shù)內(nèi)，氣體就不能完全燃燒，就不能進(jìn)行氧化反應(yīng)。另外，改進(jìn)的森吉米爾法運(yùn)用氣刀對(duì)鍍層的厚度加以控制，替代輥鍍法中使用的鍍輥。改進(jìn)的森吉米爾中的拉伸矯直技術(shù)的改進(jìn)等也有效的在鋼板變形曉得基礎(chǔ)上來(lái)盡量消除屈服平臺(tái)，也有效的防止了滑移線的形成。

該法的主要特點(diǎn)是： 把森吉米爾法中的氧化爐和還原爐，由一個(gè)截面積較小的過(guò)道連接起來(lái)，使得預(yù)熱爐還原爐和冷卻段在整個(gè)退火爐內(nèi)構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體雖然改良森吉米爾法在工藝上做出了很大的改進(jìn)。

3 氣刀熱鍍鋅法

熱鍍鋅技術(shù)發(fā)展的另外一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是氣刀，由于在鍍鋅工藝實(shí)際操作中，氣刀的氣流穩(wěn)定性受到極大的限制，當(dāng)被切下的鋅粒接近于氣刀時(shí)極易產(chǎn)生迸濺現(xiàn)象。對(duì)于現(xiàn)代氣刀工藝的研究發(fā)展主要在氣刀的標(biāo)準(zhǔn)差和平均值、氣刀的線模型如何控制鍍鋅層厚度均勻性等方面。

首先，在控制氣刀的標(biāo)準(zhǔn)差和平均值方面，目前的鍍鋅重量模型根本無(wú)法控制鍍鋅層的均勻程度，所以經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)改良后，可以在安賽樂(lè)米塔的一條鍍鋅線上，通過(guò)鋅鍋硬件和冷卻設(shè)備來(lái)減少震動(dòng)，在氣刀區(qū)采用電磁力方法來(lái)控制進(jìn)一步的震動(dòng)。安塞樂(lè)米塔已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一條新的驅(qū)動(dòng)線用于現(xiàn)在的熱鍍鋅線，這條新的驅(qū)動(dòng)線很好的降低了帶鋼震動(dòng)，更好的控制了鍍鋅層的厚度，進(jìn)而改善了產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約了不必要的鋅浪費(fèi)。

其次，對(duì)于鍍層的控制，應(yīng)用了一個(gè)閉環(huán)模型，可以對(duì)鍍層的重量加以控制，因?yàn)榉謩e設(shè)計(jì)了長(zhǎng)期以及短期模型，有一個(gè)鋼材廠就就設(shè)計(jì)了一個(gè)熱度鋅生產(chǎn)線，是自動(dòng)控制統(tǒng)計(jì)控制模型，這個(gè)模型就把氣刀的壓力做為一個(gè)函數(shù)的參數(shù)。

4 總結(jié)

熱鍍鋅目前是世界上應(yīng)用非常廣泛的一種鍍鋅技術(shù)，而且它的需求量處于供不應(yīng)求階段。近幾年來(lái)，中國(guó)將熱鍍鋅產(chǎn)品應(yīng)用到建筑、汽車等行業(yè)，因?yàn)樗膬r(jià)格低廉，外觀以及抗腐蝕性都得到了肯定。相比于成本高、污染嚴(yán)重的電鍍鋅技術(shù)，熱鍍鋅終有一天會(huì)將其取而代之。而且，現(xiàn)在的熱鍍鋅液也在不斷創(chuàng)新，在其中加入少量鎳可以讓鍍鋅層變薄也可以防止變黑；Zn-Al-Mg鍍層可以使材料的抗腐蝕性增加十倍等。相信熱鍍鋅技術(shù)以及它的不斷創(chuàng)新會(huì)是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

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作者簡(jiǎn)介

李俊朋（1985-）男，漢，陜西西安人，陜西黃河電子集團(tuán)有限公司，工程師助理，本科學(xué)歷，應(yīng)用化學(xué)方向。

于亮亮（1983-）女，漢，陜西寶雞人，陜西黃河電子集團(tuán)有限公司，工程師助理，本科學(xué)歷，化學(xué)方向。