镀锌

热镀锌是由较古老的热镀方法发展而来的，自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已经有一百四十年的历史了。然而，热镀锌工业是近三十年来伴随冷轧带钢的飞速发展而得到了大规模发展。

热镀锌板的生产工序主要包括：原板准备→镀前处理→热浸镀→镀后处理→成品检验等。按照习惯往往根据镀前处理方法的不同把热镀锌工艺分为线外退火和线内退火两大类，即：

湿法（单张钢板热镀锌法）

线外退火单张钢板热镀锌法

热镀锌惠林（Wheeling）法（带钢连续热镀锌法）

线内退火森吉米尔（Sendzimir）法（保护气体法）改良森吉米尔法

美钢联法（同日本川崎法）

赛拉斯（Selas）法

莎伦（Sharon）法

1．线外退火：就是热轧或冷轧钢板进入热镀锌作业线之前，首先在抽底式退火炉或罩式退火炉中进行再结晶退火，这样，镀锌线就不存在退火工序了。钢板在热镀锌之前必须保持一个无氧化物和其他脏物存在的洁净的纯铁活性表面。这种方法是先由酸洗的方法把经退火的表面氧化铁皮清除，然后涂上一层由氯化锌或由氯化铵和氯化锌混合组成的溶剂进行保护，从而防止钢板再被氧化。

（1）湿法热镀锌：钢板表面的溶剂不经烘干（即表面还是湿的）就进入起表面覆盖有熔融态溶剂的锌液进行热镀锌。此方法的缺点是：

a.只能在无铅状态下镀锌，镀层的合金层很厚且粘附性很坏。

b.生成的锌渣都积存在锌液和铅液的界面处而不能沉积锅底（因为锌渣的比重大于锌液而小于铅液），这样钢板因穿过锌层污染了表面。因此，该方法已基本被淘汰。

（2）单张钢板：这种方法一般是采用热轧叠轧板作为原料，首先把经过退火的钢板送入酸洗车间,用硫酸或盐酸清除钢板表面的氧热镀锌法化铁皮。酸洗之后的钢板立即进入水箱中浸泡等待镀锌,这样可以防止钢板再氧化。后经过酸洗、水清洗、挤干、烘干、进入锌锅（温度一直保持在445—465℃）热镀锌，再进行涂油和铬化处理。这种方法生产的热镀锌板比湿法镀锌成品质量有显著提高，只对小规模生产有一定价值。

（3）惠林法热：该连续镀锌生产线包括碱液脱脂、盐酸酸洗、水冲洗、涂溶剂、烘干等一系列前处理工序，而且原板进入镀锌线镀锌前还需要进行罩式炉退火。这种方法生产工艺复杂，生产成本高，更为主要的是此方法生产的产品常常带有溶剂缺陷，影响镀层的耐蚀性。并且锌锅中的AL常常和钢板表面的溶剂发生作用生成三氯化铝而耗掉，镀层的粘附性变坏。因而此方法虽然已问世近三十年，但在世界热镀锌行业中并未得到发展。

2．线内退火：就是由冷轧或热轧车间直接提供带卷作为热镀锌的原板，在热镀锌作业线内进行气体保护再结晶退火。属于这个类行业的热镀锌方法包括：森吉米尔法、改良森吉米尔法、美钢联法（同日本川崎法）；赛拉斯法；莎伦法。

森吉米尔法：它是把退火工艺和热镀锌工艺联合起来，其线内退火主要包括氧化炉，还原炉两部份组成。带钢在氧化炉中煤气火焰直接加热到450度左右，把带钢表面残存的轧制油烧掉，净化表面。后再把带钢加热到700-800度完成再结晶退火，经冷却段控制进锌锅前温度在480度左右，最后在不接触空气的情况下进入锌锅镀锌，因此，森吉米尔法产量高、镀锌质量较好，此法曾得到广泛应用。

美钢联法:它是森吉米尔法的一个变种，它仅仅是利用一个碱性电解脱脂槽取代了氧化炉的脱脂作用，其余工序与森吉米尔法基本相同。在原板进入作业线后，首先进行电解脱脂，而后水洗、烘干，再通过有保护气体的还原炉进行再结晶退火，最后在密封情况下进入锌锅热镀锌。这种方法因带钢不经过氧化炉加热，所以表面的氧化膜较薄，可适当降低还原炉中保护气体的氢含量。这样，对炉安全和降低生产成本有利。但是，由于带钢得不到预加热就进入还原炉中，这样无疑提高了还原炉的热负荷，影响炉子的寿命。因此这种方法并未得广泛应用。

赛拉斯法:又称火焰直接加热法；首先带钢经碱洗脱脂，而后用盐酸清除表面的氧化皮，并经水洗、烘干后再进入由煤气火焰直接加热的立式线内退火炉，通过严格控制炉内煤气和空气的焰烧比例，使之在煤气过剩和氧气不足的情况下进行不完全焰烧，从而使炉内造成还原气氛。使其快速加热达到再结晶温度并在低氢保护气氛下冷却带钢，最后在密闭情况下浸入锌液，进行热镀锌。该法设备紧凑，投资费用低，产量高（最高可达50/小时）。但生产工艺复杂，特别是在机组停止运转时，为了避免烧断带钢，需要采用炉子横移离开钢带的方法，这样操作问题很多，所以，热镀锌工业采用此法很少。

莎伦法：1939年美国莎伦公司投产一台新型的热镀锌机组，所以也叫莎伦法。该法是在退火炉内向带钢喷射氯化氢气体并使带钢达到再结晶温度，所以也称为气体酸洗法。采用氯化氢气体酸洗，不但能去除带钢表面的氧化皮，而且同时去除了带钢表面的油脂，由于带钢表面被氧化气体腐蚀，形成麻面，所以使用莎伦法所得到的镀层粘附性特别好。但是由于设备腐蚀严重，由此造成很高的设备维修和更新费用。因而此种方法很少被采用。

改良森吉米：它是一种更优越的热镀锌工艺方法；它把森吉米尔法中各自独立的氧化炉和还原炉由一个截面积较小的过道连接起来，这样包括预热炉、还原炉和冷却段在内的整个退火炉构成一个有机整体。实践证明，该法具有许多优点：优质、高产、低耗、安全等优点已逐渐被人们所认识。其发展速度非常快，1965年以来新建的作业线几乎全部采用了这种方法，近年来老的森吉米尔机组也大都按照此方法进行了改造。

镀锌相关知识

【1】热镀锌板的主要用途是什么？

热镀锌板的主要用于建筑、家电、汽车、机械、电子、轻工等行业

【2】目前世界上有哪几类镀锌方法？

有电镀锌、热镀锌和涂镀锌等三类方法。

【3】热镀锌按退火方式的不同可分为哪两种类型？

可分为线内退火和线外退火两种类型，又分别叫保护气体法和熔剂法。

【4】热镀锌板的常用钢种有哪些?

产品种类：：一般商品卷(CQ)，结构用镀锌板(HSLA)，深冲热镀锌板(DDQ)，烘烤硬化热镀锌板(BH)，双相钢(DP)，TRIP钢(相变诱导塑性钢)等。

【5】镀锌退火炉有哪几种形式？

有立式退火炉、卧式退火炉和立卧式退火炉三种。

【6】通常冷却塔的冷却方式有几种？

有两种：风冷和水冷。

【7】热镀锌的缺陷主要有哪些？

主要有：脱落、划伤、钝化斑、锌粒、厚边、气刀条痕、气刀刮痕、露钢、夹杂、机械损伤、钢基性能不良、浪边、瓢曲、尺寸不合、压印、锌层厚度不合、辊印等。

【8】已知：生产的规格不0.75×1050mm，卷重为5吨，问该卷带钢的长度是多少？（镀锌板比重为7.6g/cm3）

解：L＝G/（h×b×p）＝（5×1000）/（0.75×1.050×7.6）＝834.42m

该卷带钢长834.42m。

【9】锌层脱落的主要原因有哪些？

锌层脱落的主要原因有：表面氧化、有硅化合物、冷扎乳化液太脏、NOF段氧化气氛及保护气体露点太高、空燃比不合理、氢气流量偏低、炉子有氧渗入，带钢入锅温度偏低，RWP段炉压偏低及炉门吸风、NOF段炉温偏低，油脂蒸发不尽、锌锅铝含量偏低、机组速度太快、还原不充分、锌液中停留时间太短、镀层偏厚。

【10】白锈和黑斑产生的原因有哪些？

黑斑是白锈进一步氧化形成的。白锈产生的原因主要有：

（1）钝化不良，钝化膜厚度不够或不均匀；

（2）表面未涂油或带钢表面残留水分；

（3）卷取时带钢表面含有水分；

（4）钝化未完全烘干；

（5）在运输或储存中受潮或雨水淋湿；

（6）成品存放时间过长；

（7）镀锌板与其他酸碱等腐蚀性介质接触或存放在一起。

【11】成品在库中最长允许存放多长时间？为什么？

允许存放三个月，以避免存放过久产生氧化。

【12】镀锌钢板的长度公差是什么？

长度公差不允许有负值，最大不允许超过+6mm。

【13】什么是大锌花？什么是小锌花？

大锌花就是正常锌花，按正常的生产工艺就可生产大锌花，其结晶核直径不小于0.2mm；结晶核直径小于0.2mm称为小锌花，这种锌花一般无法用肉眼辨认。

【14】热镀锌层的保护原理？

因为锌在腐蚀环境中能在表面形成耐腐蚀性良好的薄膜。它不仅保护了锌层本身，而且保护了钢基。

【15】热镀锌板钝化的原理是什么？

对镀锌板进行铬酸盐钝化处理可以形成钝化膜，其化学反应式如下：Zn+H2GrO4-ZnGrO2=H2

溶液钝化族中的三价铬难溶于水，化学性质不活泼，起骨架作用，而其中的六价铬易溶于水，能在钝化膜划伤时起到再钝化的作用，具有钝化膜的治愈作用。因此，在一定限度内，钝化膜能防止蒸汽或潮湿空气直接侵蚀镀锌板，敦锌层起保护作用。

【16】检验热镀锌板的耐腐蚀性能有哪几种方法？

检验热镀锌板的耐腐蚀性能有三种方法：

（1）盐雾试验；（2）潮湿试验；（3）侵蚀试验。

【17】对热镀锌产品为什么还要进行防锈处理？

当热镀锌板处于潮湿的空气中，特别是空气中含有SiO2、CO2、NO2及NO等酸性物质时，镀锌层表面很快会生成质地疏松的白锈。白锈的主要成分是ZnO和Zn（OH）2，这种白锈不仅影响美观，而且给以后的使用带来极大的困难。

【18】白锈产生的原因有哪几种？

白锈产生的原因有：

（1）热镀锌与其他酸碱、盐等腐蚀性介质放在一起；

（2）钝化膜或防膜被破坏；

（3）钝化或涂油效果不好；

（4）储存仓库通风不好，潮湿；

（5）镀锌板在运输中淋水；

（6）在低温下运输，在高温下储存，形成冷凝水。

【19】如何计算镀层厚度？

镀层厚度公式为：Dz＝Gz（Sz*dz）其中：Dz―――镀层厚度mm，Gz―――每平方米镀层重量g，

Sz―――镀层面积mm2，dz―――锌比重

将上面公式可以简化为：Dz＝0.000139Gz

【20】锌粒产生的原因由哪些？

（1）原板问题，主要是原板清洁度和原板铁粉含量；

（2）锌液温度过高，使底渣浮起；

（3）Al含量过高，影响铁的溶解度。

【21】热镀锌板光整的意义是什么？

随着热镀锌板用途的不断扩大，在现代化带钢连续热镀锌机组中，通过对带钢光整可达到以下目的：

（1）提高薄板的平直度和平坦度,同时也可把表面的锌粒压平，使带钢表面光滑，这对于以后的深冲和其它使用精度较高的场合都特别有利。

（2）使用的光整辊，经过了预先喷丸处理，因而经过光整的镀板表面具有一定的粗糙度。它能提高涂层的粘附力，还能储存一定的量的油脂，在深冲加工时，对冲模的润滑有益；

（3）对于以后作涂漆处理的镀板，尽管把表面控制成小锌花但小锌花仍然能够透过漆层而显露出来。所以，对于某些要求高的镀锌板，小锌花表面需再经过光整处理。这样可使镀锌板获得一个更加均匀一致的银白色外观。

（4）通过光整，可以降低下屈服点，使屈服平台消失或不太明显，能够防止在以后作拉伸或深冲加工时出现滑移线，改善深冲性可能。