镀锌铁皮工艺.doc

镀锌板
1.定义
       镀锌钢板是为防止钢板表面遭受腐蚀，延长其使用寿命，在钢板表面涂以一层金属锌，这种涂锌的薄钢板称为镀锌板。
2.分类和用途
       按生产及加工方法可分为以下几类：①热浸镀锌钢板。将薄钢板浸入熔解的锌槽中，使其表面粘附一层锌的薄钢板。目前主要采用连续镀锌工艺生产，即把成卷的钢板连续浸在熔解有锌的镀槽中制成镀锌钢板；②合金化镀锌钢板。这种钢板也是用热浸法制造，但在出槽后，立即把它加热到５００℃左右，使其生成锌和铁的合金被膜。这种镀锌板具有良好的涂料的密着性和焊接性；③电镀锌钢板。用电镀法制造这种镀锌钢板具有良好的加工性。但镀层较薄，耐腐蚀性不如热浸法镀锌板；④单面镀和双面差镀锌钢板。单面镀锌钢板，即只在一面镀锌的产品。在焊接、涂装、防锈处理、加工等方面，具有比双面镀锌板更好的适应性。为克服单面未涂锌的缺点，又有一种在另面涂以薄层锌的镀锌板，即双面差镀锌板；⑤合金、复合镀锌钢板。它是用锌和其他金属如铅、锌制成合金乃至复合镀成的钢板。这种钢板既具有卓越的防锈性能，又有良好的涂装性能。
除上述五种外，还有彩色镀锌钢板、印花涂装镀锌钢板、聚氯乙烯叠层镀锌钢板等。但目前最常用的仍为热浸镀锌板。
       镀锌钢板按用途又可分为一般用、屋顶用、建筑外侧板用、结构用、瓦垄板用、拉伸用和深冲用等镀锌钢板。
       主要生产厂及进口生产国家：
       ①国内主要生产厂：武汉、鞍钢、宝钢及广东等；②国外主要生产国有日本、德国、俄罗斯、法国等。
3.尺寸规格
       有关产品标准都列明镀锌板推荐的标准厚度、长度和宽度及其允许偏差。可查阅本节“８” 中所提供的有关产品标准。
4.外观
       （１）表面状态：镀锌板由于涂镀工艺中处理方式不同，表面状态也不同，如普通锌花、细锌花、平整锌花、无锌花以及磷化处理的表面等。德国标准还规定有表面级别。
       （２）镀锌板应具有良好的外观，不得有对产品使用有害的缺陷，如无镀、孔洞、破裂以及浮渣、超过镀厚、擦伤、铬酸污垢、白锈等。国外标准对具体外观缺陷规定都不十分明确。订货时对一些具体缺陷应在合同上列明。
5.镀锌量
       （１）镀锌量标准值：镀锌量是表示镀锌板锌层厚度的一个普遍采用的有效方法。镀锌量的单位为g/ｍ２。日本、美国及德国标准对镀锌薄钢板镀锌量的规定详见表６—７—４。
       （２）测定方法：取样要求及试验方法见“８”中有关标准。
6.机械性能
       （１）抗拉试验：
表６—７—４  镀锌薄钢板指标      （单位：g/ｍ２）
ＪＩＳＧ３３０２
代     号
Ｚ１２
Ｚ１８
Ｚ２２
Ｚ２５
Ｚ２７
Ｚ３５
Ｚ４３
Ｚ５０
Ｚ６０
镀锌量
120
180
220
250
270
350
430
500
600
ＡＳＴＭＡ５２５
代     号
Ａ４０
Ａ６０
Ｇ６０
Ｇ９０
Ｇ１１５
Ｇ１４０
Ｇ１６５
Ｇ１８５
Ｇ２１０
镀锌量
122
183
183
275
351
427
503
564
640
ＤＩＮ１７１６
代     号
１００

２００

２７５
３５０
４５０

６００
镀锌量
100

200

275
350
450

600
        ①性能指标：一般说来，只有结构用、拉伸用和深冲用镀锌板有抗拉性能要求。其中结构 用镀锌板要求有屈服点、抗拉强度和伸长率等；拉伸用只要求伸长率。具体数值见本节“８ ”中有关产品标准；
       ②试验方法：与一般薄钢板试验方法相同，见“８”所提供的有关标准 及“普通碳素钢薄钢板”所列的试验方法标准。
（２）弯曲试验：
       弯曲试验是衡量薄板工艺性能的主要项目，但各国标准对各种镀锌板的要求并不一致，美国标准除结构级以外，其余均不要求弯曲和抗拉试验。而日本则除结构级、建筑波纹板及一般波纹板以外其余均要求作弯曲试验。
       ①要求：一般要求镀锌板弯曲１８０后，外侧表面不得有锌层脱离，板基不得有龟裂及断裂；
       ②试验方法：取样部位及数量见“８”有关产品标准，弯曲角度为１８０，内侧间隔与试验样品板厚之比，见“８”中所列的有关产品标准。
7.化学成分
       对镀锌板基板的化学成分的要求，各国标准规定不同，如日本就不要求，美国则要求。一般不作成品检验。
8.包装
       分为切成定尺长度的镀锌板和带卷镀锌板包装两种。一般铁皮包装，内衬防潮纸，外以铁腰子捆扎在托架上。捆扎要牢靠，以防内装镀锌板相互摩擦。
9.有关镀锌板方面的国外主要标准
       （１）产品标准：ＪＩＳ Ｇ３３０２—９４镀锌钢板；ＪＩＳ Ｇ３３１２—９４涂色镀锌铁皮；ＪＩＳ Ｇ３３１３—９０（９６）电镀锌钢板及钢带；热浸镀锌薄钢板的一般要求；ＡＳＴＭ Ａ５２６—９０商业级热镀锌薄钢板；ＡＳＴＭＡ ５２７—９０（７５）咬合成型级热镀锌薄钢板；ＡＳＴＭＡ５２８—９０深冲级热镀锌薄钢板；屋面和壁板用 热浸镀锌薄钢板；ＡＳＴＭＡ４４４—８９沟渠用热镀锌薄钢板；ＡＳＴＭ Ａ４４６—９ ３结构级热镀锌薄钢板 ；ＡＳＴＭＡ５９９—９２冷轧电镀锌薄钢板；ＡＳＴＭＡ６４２—９０热镀锌特殊脱氧深冲级薄钢板；ΓOCＴ７１１８—７８镀锌薄钢板；ＤＩＮEＮ１０１４２-９１部分１低碳钢热镀锌钢带和钢板；ＤＩＮEＮ１０１２-９２部分２热镀锌薄钢板。
       （２）试验方法标准：ＪＩＳ Ｈ０４０１—８３热浸镀锌试验方法；ＤＩＮ５０９５２— ６９热浸镀锌试验方法。
镀锌
1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。