鍍鋅工藝培訓

1、波制作 page1 首鋼熱鍍鋅機組培訓首鋼熱鍍鋅機組培訓 波制作 page2 思考：思考： 為什么帶鋼表面要鍍鋅？ （1）金屬的腐蝕 問題問題1. 金屬的腐蝕機理金屬的腐蝕機理 問題問題2. 金屬的大氣腐蝕金屬的大氣腐蝕 問題問題3. ”犧牲陽極犧牲陽極“保護保護 問題問題4. 鍍鋅層對鋼鐵腐蝕的防護過程鍍鋅層對鋼鐵腐蝕的防護過程 （2）外表美觀 第一章第一章 帶鋼連續(xù)熱鍍鋅概述帶鋼連續(xù)熱鍍鋅概述 波制作 page3 （1）金屬腐蝕的定義）金屬腐蝕的定義 當金屬和周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生當金屬和周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生化學化學和和電化學作用電化學作用而引起的而引起的破壞破壞叫叫 做金屬的腐蝕。

2、做金屬的腐蝕。 （2）金屬腐蝕的危害）金屬腐蝕的危害 金屬腐蝕后失去了金屬的特性，在外形、色澤以及機械性能等方面都將發(fā)金屬腐蝕后失去了金屬的特性，在外形、色澤以及機械性能等方面都將發(fā) 生變化，造成設備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染，釀成燃燒或爆炸等惡性事生變化，造成設備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染，釀成燃燒或爆炸等惡性事 故以及資源和能源的嚴重浪費，使國民經(jīng)濟受到巨大的損失。故以及資源和能源的嚴重浪費，使國民經(jīng)濟受到巨大的損失。 鋼鐵產(chǎn)品的鋼鐵產(chǎn)品的1/10消耗于腐蝕。被腐蝕報廢的金屬制品的制造價值往往要消耗于腐蝕。被腐蝕報廢的金屬制品的制造價值往往要 比金屬本身的價值高很多。比金屬本身的價值高很多。

3、金屬的腐蝕及危害金屬的腐蝕及危害 波制作 page4 問題一：金屬的腐蝕機理問題一：金屬的腐蝕機理 思考：思考： 鋼鐵為什么會被腐蝕？鋼鐵為什么會被腐蝕？ u金屬的腐蝕按反應機理的不同分為：金屬的腐蝕按反應機理的不同分為： （1）物理腐蝕：）物理腐蝕：單純的物理溶解單純的物理溶解所引起的破壞所引起的破壞 （2）化學腐蝕）化學腐蝕 （3）電化學腐蝕）電化學腐蝕 波制作 page5 u 金屬材料與外界介質(zhì)發(fā)生金屬材料與外界介質(zhì)發(fā)生純化學反應純化學反應而損壞的現(xiàn)象而損壞的現(xiàn)象. u 反應特點是非電解質(zhì)中的氧化劑直接與反應特點是非電解質(zhì)中的氧化劑直接與金屬表面金屬表面的原子相的原子相 互作用形成腐蝕產(chǎn)

4、物，反應過程中互作用形成腐蝕產(chǎn)物，反應過程中無電流無電流產(chǎn)生。產(chǎn)生。 u 化學腐蝕的化學腐蝕的介質(zhì)通常為干燥氣體和非電解質(zhì)溶液介質(zhì)通常為干燥氣體和非電解質(zhì)溶液。這種腐。這種腐 蝕往往在高溫條件下比在低溫條件下快得多蝕往往在高溫條件下比在低溫條件下快得多 。 u 實際中由于化學腐蝕造成的金屬腐蝕是很少的。實際中由于化學腐蝕造成的金屬腐蝕是很少的。 化學腐蝕化學腐蝕 波制作 page6 u金屬材料與外界介質(zhì)（金屬材料與外界介質(zhì)（電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液）發(fā)生）發(fā)生電化學作用電化學作用而損而損 壞的現(xiàn)象。壞的現(xiàn)象。 u其特點是腐蝕反應包含一個陽極氧化反應和一個陰極還原其特點是腐蝕反應包含一個陽極氧化反應

5、和一個陰極還原 反應。兩反應同時進行，反應過程中反應。兩反應同時進行，反應過程中有電流有電流產(chǎn)生。產(chǎn)生。 u金屬在大氣、海水、土壤及各種電解質(zhì)溶液中的腐蝕均屬金屬在大氣、海水、土壤及各種電解質(zhì)溶液中的腐蝕均屬 于此類腐蝕。于此類腐蝕。金屬破壞大多數(shù)是電化學腐蝕所致。金屬破壞大多數(shù)是電化學腐蝕所致。 u電化學腐蝕在生產(chǎn)實踐中廣泛存在。電化學腐蝕在生產(chǎn)實踐中廣泛存在。 電化學腐蝕電化學腐蝕 波制作 page7 化學腐蝕與電化學腐蝕的區(qū)別化學腐蝕與電化學腐蝕的區(qū)別 （1）化學腐蝕是一種單純的化學反應，反應過程無電流產(chǎn)生；電化學腐）化學腐蝕是一種單純的化學反應，反應過程無電流產(chǎn)生；電化學腐 蝕反應過程

6、有電流產(chǎn)生。蝕反應過程有電流產(chǎn)生。 （2）化學腐蝕在表面進行，對鋼鐵內(nèi)部影響不大；電化學腐蝕在鋼鐵表）化學腐蝕在表面進行，對鋼鐵內(nèi)部影響不大；電化學腐蝕在鋼鐵表 面和內(nèi)部都能進行，是導致鋼鐵被透徹腐蝕的主要原因。面和內(nèi)部都能進行，是導致鋼鐵被透徹腐蝕的主要原因。 （3）電化學腐蝕與化學腐蝕在機理上的主要區(qū)別在于電化學腐蝕時，金）電化學腐蝕與化學腐蝕在機理上的主要區(qū)別在于電化學腐蝕時，金 屬與介質(zhì)的相互作用被分為兩個獨立的共軛反應：陽極（放出電子的屬與介質(zhì)的相互作用被分為兩個獨立的共軛反應：陽極（放出電子的 電極）過程是金屬原子以離子形式進入溶液；陰極（得到電子的電極）電極）過程是金屬原子以離子

7、形式進入溶液；陰極（得到電子的電極） 過程是從陽極過來的電子，被電解質(zhì)溶液中能夠吸收電子的氧化性物過程是從陽極過來的電子，被電解質(zhì)溶液中能夠吸收電子的氧化性物 質(zhì)接受而發(fā)生還原反應。質(zhì)接受而發(fā)生還原反應。 波制作 page8 為什么鋼鐵會腐蝕？為什么鋼鐵會腐蝕？ u其根本原因還是鋼鐵自身的原因，任何金屬最穩(wěn)定的狀態(tài)其根本原因還是鋼鐵自身的原因，任何金屬最穩(wěn)定的狀態(tài) 就是它原來在自然界中所處的狀況，所以一旦條件適合，就是它原來在自然界中所處的狀況，所以一旦條件適合， 它們便恢復到原先的礦物狀態(tài)，生成氧化物、硫化物、碳它們便恢復到原先的礦物狀態(tài)，生成氧化物、硫化物、碳 酸鹽等，這就是金屬的腐蝕現(xiàn)象

8、。酸鹽等，這就是金屬的腐蝕現(xiàn)象。 波制作 page9 影響金屬腐蝕的外因（外界介質(zhì)）影響金屬腐蝕的外因（外界介質(zhì)） u腐蝕除決定于金屬本身的化學性質(zhì)和組織結構外，還與周腐蝕除決定于金屬本身的化學性質(zhì)和組織結構外，還與周 圍的介質(zhì)有很大關系。圍的介質(zhì)有很大關系。 u如潮濕環(huán)境比干燥環(huán)境容易銹蝕，雜質(zhì)多的比雜質(zhì)少的金如潮濕環(huán)境比干燥環(huán)境容易銹蝕，雜質(zhì)多的比雜質(zhì)少的金 屬容易銹蝕，高溫條件下比低溫條件下容易銹蝕，有害雜屬容易銹蝕，高溫條件下比低溫條件下容易銹蝕，有害雜 質(zhì)多的、臟的環(huán)境比空氣流通、干凈的環(huán)境易銹蝕，金屬質(zhì)多的、臟的環(huán)境比空氣流通、干凈的環(huán)境易銹蝕，金屬 零件表面光潔度低的比表面光潔度

9、高的易銹蝕等等。零件表面光潔度低的比表面光潔度高的易銹蝕等等。 波制作 page10 問題問題2 2：金屬的大氣腐蝕：金屬的大氣腐蝕 一、鋼的大氣腐蝕一、鋼的大氣腐蝕 鋼鐵在大氣腐蝕中生成的銹層中含鋼鐵在大氣腐蝕中生成的銹層中含F(xiàn)eO、Fe2O3、 Fe3O4，其中，其中FeO、Fe2O3比較比較疏松疏松，易溶解易溶解，而且，而且 Fe2+還會進一步氧化。因而鋼鐵表面生成的銹層并不能還會進一步氧化。因而鋼鐵表面生成的銹層并不能 減緩鋼鐵表面繼續(xù)腐蝕的速度。當空氣中含有減緩鋼鐵表面繼續(xù)腐蝕的速度。當空氣中含有SO2氣體時，氣體時， 將在銹層的底部生成將在銹層的底部生成FeSO44H2O和和Fe2

10、(SO4)3等白等白 色結晶。它們對鋼的腐蝕起色結晶。它們對鋼的腐蝕起促進促進作用，還能引起作用，還能引起點蝕點蝕。 波制作 page11 二、鋅的大氣腐蝕二、鋅的大氣腐蝕 u在干燥狀態(tài)時，由于鋅的性能較活潑，也能生成在干燥狀態(tài)時，由于鋅的性能較活潑，也能生成ZnO，在，在 潮濕的大氣中，鍍鋅層表面存在水膜，也會發(fā)生有氧參與潮濕的大氣中，鍍鋅層表面存在水膜，也會發(fā)生有氧參與 的電化學腐蝕。于是鋅的表面會生成由的電化學腐蝕。于是鋅的表面會生成由ZnO、Zn(OH)2、 ZnCO3組成的銹層組成的銹層（白銹）（白銹）。 u由于由于ZnO的體積比金屬鋅的體積大的體積比金屬鋅的體積大0.44倍，所以銹

11、層的倍，所以銹層的 初期比較初期比較致密致密，而且在潮濕情況下生成的，而且在潮濕情況下生成的Zn(OH)2、 ZnCO3組成的銹層組成的銹層粘附性較好粘附性較好，所以鋅比鋼鐵的耐大氣，所以鋅比鋼鐵的耐大氣 腐蝕性能好，見下表。腐蝕性能好，見下表。 問題問題2 2：金屬的大氣腐蝕：金屬的大氣腐蝕 波制作 page12 鋅和鋼在不同大氣中的重量損失鋅和鋼在不同大氣中的重量損失 大氣大氣 種類種類 鋅損失量鋅損失量 g/(m2a) 含銅含銅0.05%的鋼損失量的鋼損失量 g/(m2a) 損失量比較損失量比較 鋅：鋼鋅：鋼 工業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū) 82 1300 1：15.7 城市城市 43 600 1：14.

12、0 農(nóng)村農(nóng)村 15 430 1：28.4 u 在空氣受到污染且鋅在露天的情況下，由于空氣中在空氣受到污染且鋅在露天的情況下，由于空氣中SO2、NO2以以 及及Cl-的存在都會加劇鋅的腐蝕。所以鍍鋅板在不同環(huán)境中使用時，的存在都會加劇鋅的腐蝕。所以鍍鋅板在不同環(huán)境中使用時， 其使用壽命和耐蝕性有較大的差別。其使用壽命和耐蝕性有較大的差別。 問題問題2 2：金屬的大氣腐蝕：金屬的大氣腐蝕 波制作 page13 三、鋁的大氣腐蝕三、鋁的大氣腐蝕 （先講犧牲陽極保護法）（先講犧牲陽極保護法） 鋁在大氣中也會發(fā)生腐蝕，表面會生成氧化層，而鋁在大氣中也會發(fā)生腐蝕，表面會生成氧化層，而Al2O3是非常是非常

13、穩(wěn)穩(wěn) 定定和和難于溶解難于溶解的物質(zhì)，它使鋼板表面處于一種鈍態(tài)，極不活躍，即的物質(zhì)，它使鋼板表面處于一種鈍態(tài)，極不活躍，即 使刮傷后也能很快再生成使刮傷后也能很快再生成Al2O3，保護了，保護了Al的進一步氧化，所以具的進一步氧化，所以具 有良好的耐氧化性，但因此對鋼板的陰極保護作用不如鍍鋅層。有良好的耐氧化性，但因此對鋼板的陰極保護作用不如鍍鋅層。 u 思考：思考： 為什么鍍鋁鋼板陰極保護作用不如鍍鋅板？為什么鍍鋁鋼板陰極保護作用不如鍍鋅板？ u 鋅是一種既可以防止鋼鐵腐蝕又能受自身腐蝕產(chǎn)物保護使自身腐蝕鋅是一種既可以防止鋼鐵腐蝕又能受自身腐蝕產(chǎn)物保護使自身腐蝕 速度減慢的金屬，用鋅作為表面

14、包層來保護鋼材成本比較低，這就速度減慢的金屬，用鋅作為表面包層來保護鋼材成本比較低，這就 促成了熱鍍鋅工業(yè)的發(fā)展，使熱鍍鋅成為應用最廣泛的金屬防腐蝕促成了熱鍍鋅工業(yè)的發(fā)展，使熱鍍鋅成為應用最廣泛的金屬防腐蝕 方法。方法。 問題問題2 2：金屬的大氣腐蝕：金屬的大氣腐蝕 波制作 page14 四、溫度對腐蝕情況的影響四、溫度對腐蝕情況的影響 一般說來，溫度升高腐蝕加速。當然也有例外，如鋼鐵件在沸騰海一般說來，溫度升高腐蝕加速。當然也有例外，如鋼鐵件在沸騰海 水中因氧的溶解度隨溫度升高而下降，其腐蝕速率反而比熱海水的水中因氧的溶解度隨溫度升高而下降，其腐蝕速率反而比熱海水的 腐蝕速率低。腐蝕速率低

15、。 五、環(huán)境差異對腐蝕情況的影響五、環(huán)境差異對腐蝕情況的影響 u 海洋氣候：海洋氣候： 潮濕，富含鹽類，給金屬電化學腐蝕提供充足的電解質(zhì)。潮濕，富含鹽類，給金屬電化學腐蝕提供充足的電解質(zhì)。 u 工業(yè)區(qū)：工業(yè)區(qū)： 大氣中富含大氣中富含SO2、NO2、CO2，造成酸性環(huán)境。，造成酸性環(huán)境。 問題問題2 2：金屬的大氣腐蝕：金屬的大氣腐蝕 波制作 page15 問題三：問題三：“犧牲陽極犧牲陽極”保護保護 u”犧牲陽極犧牲陽極“保護是陰極保護兩種方法之一。保護是陰極保護兩種方法之一。 u陰極保護，是一個電化學專業(yè)術語，它是給需要保護的金陰極保護，是一個電化學專業(yè)術語，它是給需要保護的金 屬補充大量的

16、電子，使被保護金屬整體處于電子過剩的狀屬補充大量的電子，使被保護金屬整體處于電子過剩的狀 態(tài)，使金屬表面各點達到同一負電位，金屬原子不容易失態(tài)，使金屬表面各點達到同一負電位，金屬原子不容易失 去電子而變成離子溶入溶液。去電子而變成離子溶入溶液。 u實現(xiàn)對金屬的陰極保護有兩種辦法：外加電流陰極保護和實現(xiàn)對金屬的陰極保護有兩種辦法：外加電流陰極保護和 犧牲陽極陰極保護。犧牲陽極陰極保護。 波制作 page16 強制外加電流保護法強制外加電流保護法 u 強制外加電流陰極保護是通過外加強制外加電流陰極保護是通過外加直流電源直流電源以及以及輔助陽極輔助陽極，迫使電，迫使電 流從土壤中流向被保護金屬，使被

17、保護金屬結構電位低于周圍環(huán)境。流從土壤中流向被保護金屬，使被保護金屬結構電位低于周圍環(huán)境。 u 被保護金屬、輔助陽極在腐蝕介質(zhì)中形成的電解池中，分別是負極、被保護金屬、輔助陽極在腐蝕介質(zhì)中形成的電解池中，分別是負極、 正極。正極。 u 輔助陽極本身不消耗。輔助陽極本身不消耗。 u 強制外加電流保護方法需要一個持續(xù)不斷的電流，所以在這套保護強制外加電流保護方法需要一個持續(xù)不斷的電流，所以在這套保護 方案中必須有恒電位儀對電流進行控制。方案中必須有恒電位儀對電流進行控制。 u 此保護方法一般用在大型的金屬結構設備中，如機場油庫的長達幾此保護方法一般用在大型的金屬結構設備中，如機場油庫的長達幾 十公

18、里的輸油管線保護等。十公里的輸油管線保護等。 波制作 page17 犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法 u 犧牲陽極陰極保護法是將電位更負或者說更為活潑的金屬與被保護犧牲陽極陰極保護法是將電位更負或者說更為活潑的金屬與被保護 金屬連接，并處于同一電解質(zhì)中，使該金屬上的電子轉移到被保護金屬連接，并處于同一電解質(zhì)中，使該金屬上的電子轉移到被保護 金屬上去，使整個被保護金屬處于一個較負的、相同的電位下。也金屬上去，使整個被保護金屬處于一個較負的、相同的電位下。也 就是通過兩者形成原電池，保護金屬代替被保護金屬發(fā)生氧化反應，就是通過兩者形成原電池，保護金屬代替被保護金屬發(fā)生氧化反應， 代替被保護金屬被腐蝕消

19、耗。代替被保護金屬被腐蝕消耗。 犧牲陽極的陰極保護示意圖（摘自高中化學課本） 波制作 page18 u金屬電極電位較低的金屬優(yōu)先發(fā)生氧化，失去電子，向金金屬電極電位較低的金屬優(yōu)先發(fā)生氧化，失去電子，向金 屬電極電位較高的金屬提供電子，防止其發(fā)生氧化。屬電極電位較高的金屬提供電子，防止其發(fā)生氧化。 Zn Fe e Zn 2+Fe 2+ e 波制作 page19 電極電位電極電位 u 標準電極電位：標準電極電位： 金屬活動性是指金屬原子在水溶液中丟失電子的能力，金屬的位置金屬活動性是指金屬原子在水溶液中丟失電子的能力，金屬的位置 越靠前，金屬在水溶液中就越容易丟失電子變成離子，它的活動性越靠前，金

20、屬在水溶液中就越容易丟失電子變成離子，它的活動性 就越強。就越強。 早期的化學家把金屬跟酸、水等反應的劇烈程度作為衡量金屬活動性大小的標志，早期的化學家把金屬跟酸、水等反應的劇烈程度作為衡量金屬活動性大小的標志， 是不嚴格的。準確的方法是以金屬的標準電極電位來比較金屬的活動性大小，而是不嚴格的。準確的方法是以金屬的標準電極電位來比較金屬的活動性大小，而 標準電極電位也是以氫電極定為零作為標準來測定的。（單個電極的絕對電極電標準電極電位也是以氫電極定為零作為標準來測定的。（單個電極的絕對電極電 位無法測得，只能測得相對電極電位）位無法測得，只能測得相對電極電位） u 規(guī)定：將標準氫電極作為規(guī)定：

21、將標準氫電極作為負極負極與待測電極組成電池，電位差即該電與待測電極組成電池，電位差即該電 極的相對電極電位，比標準氫電極的電極電位高的為正，反之為負。極的相對電極電位，比標準氫電極的電極電位高的為正，反之為負。 標準電極電位為負值的金屬比氫活潑；標準電極電位為正值的金屬活標準電極電位為負值的金屬比氫活潑；標準電極電位為正值的金屬活 動性小于氫。動性小于氫。 波制作 page20 電極電位電極電位 u 金屬中或多或少總會含有某些雜質(zhì)，不同的金屬有不同的電位，同一金屬中或多或少總會含有某些雜質(zhì)，不同的金屬有不同的電位，同一 種金屬內(nèi)的不同組成物也有不同的電位。當金屬與某一種能導電的溶液種金屬內(nèi)的不

22、同組成物也有不同的電位。當金屬與某一種能導電的溶液 接觸時，就會出現(xiàn)電位差，使溶液中出現(xiàn)電子流，使電位低的金屬首先接觸時，就會出現(xiàn)電位差，使溶液中出現(xiàn)電子流，使電位低的金屬首先 被腐蝕。被腐蝕。 Zn與與Fe的電極過程的電極過程 電極過程電極過程 標準電極電位，伏標準電極電位，伏 Zn的電極過程的電極過程 Zn-2eZn 2+ -0.762 O2+2H2O+4e4OH-+0.401 Fe的電極過程的電極過程 Fe-2eFe 2+-0.439 2H+2eH20.000 波制作 page21 電極電位電極電位 金屬在金屬在25時的標準電極電位時的標準電極電位 （對于（對于MeMe+ + ne的電極

23、反應）的電極反應） 電極過程電極過程 標準電位標準電位/V電極過程電極過程標準電位標準電位/V Al Al3+-1.66Sn Sn2+-0.136 Zn Zn2+-0.762Cd Cd2+-0.403 Fe Fe2+-0.44Cu Cu2+0.34 Pb Pb2+-0.126Ag Ag+ 0.7996 波制作 page22 （1）金屬防腐的方法）金屬防腐的方法 改善金屬的本質(zhì)改善金屬的本質(zhì) 如：鋼中加入鎳、鉻制成不銹鋼如：鋼中加入鎳、鉻制成不銹鋼 形成保護層（把被保護金屬與腐蝕介質(zhì)隔開，或對金屬進行表面處理形成保護層（把被保護金屬與腐蝕介質(zhì)隔開，或對金屬進行表面處理 ） 如：噴漆、搪瓷、電鍍、

24、熱浸鍍（包括熱鍍鋅）等如：噴漆、搪瓷、電鍍、熱浸鍍（包括熱鍍鋅）等 改善腐蝕環(huán)境改善腐蝕環(huán)境 如：減少腐蝕介質(zhì)的濃度，除去介質(zhì)中的氧，控制環(huán)境溫度、濕度等。也可以采如：減少腐蝕介質(zhì)的濃度，除去介質(zhì)中的氧，控制環(huán)境溫度、濕度等。也可以采 用在腐蝕介質(zhì)中添加能降低腐蝕速率的物質(zhì)（緩蝕劑）來減少和防止金屬腐蝕。用在腐蝕介質(zhì)中添加能降低腐蝕速率的物質(zhì)（緩蝕劑）來減少和防止金屬腐蝕。 電化學保護法電化學保護法 如：犧牲陽極保護法（常用于保護海輪外殼如：犧牲陽極保護法（常用于保護海輪外殼 ） 金屬的防腐金屬的防腐 波制作 page23 （2）解決鋼材腐蝕問題通常采用以下兩種方法：）解決鋼材腐蝕問題通常采用

25、以下兩種方法： 合金防腐合金防腐 就是將鋼制成含有就是將鋼制成含有Ni、Cr等化學成分的不銹鋼及耐蝕鋼等化學成分的不銹鋼及耐蝕鋼 表面包層防腐表面包層防腐 就是在鋼材表面形成金屬鍍層（鋅、鋁、錫、鉛等）、非就是在鋼材表面形成金屬鍍層（鋅、鋁、錫、鉛等）、非 金屬涂層（漆、塑料）或非金屬膜。金屬涂層（漆、塑料）或非金屬膜。 金屬的防腐金屬的防腐 波制作 page24 熱鍍鋅簡介熱鍍鋅簡介 熱鍍鋅（熱鍍鋅（Hot Dip Galvanizing)發(fā)明于十八世紀中葉發(fā)明于十八世紀中葉 1836年，年，鋼板熱鍍鋅最早工業(yè)生產(chǎn)，法國工程師鋼板熱鍍鋅最早工業(yè)生產(chǎn)，法國工程師索勒，索勒，原料：原料：熱軋熱軋

26、 鋼板；鋼板；質(zhì)量不好、鍍層不均勻并且成本很高。質(zhì)量不好、鍍層不均勻并且成本很高。 1931年，年，第一次使用第一次使用冷軋卷冷軋卷帶鋼連續(xù)生產(chǎn)，波蘭工程師帶鋼連續(xù)生產(chǎn)，波蘭工程師森吉米爾，森吉米爾， 使熱鍍鋅板在此后的發(fā)展中進入了一個新的進程。使熱鍍鋅板在此后的發(fā)展中進入了一個新的進程。 20世紀下半葉最重要的技術進展：合金鍍世紀下半葉最重要的技術進展：合金鍍 50-60年代年代 熱鍍鋁熱鍍鋁 70年代美國伯利恒發(fā)明年代美國伯利恒發(fā)明Galvalume (43.4%Zn-55%Al- 1.6%) 80年代國際鉛鋅組織（年代國際鉛鋅組織（ILZRO)資助比利時列日冶金研究中心資助比利時列日冶金

27、研究中心 （CRM）發(fā)明了）發(fā)明了Galfan Zn-5%Al-RE 波制作 page25 第一節(jié)第一節(jié) 鍍鋅層的保護原理鍍鋅層的保護原理 一、一、鍍鋅層的化學腐蝕鍍鋅層的化學腐蝕 2Zn+O2=2ZnO Zn+H2O=ZnO+H2 Zn+CO2=ZnO+CO 上述三式在高溫下反應劇烈，會生成致密的氧化鋅薄膜，而在室溫下進行的非常緩上述三式在高溫下反應劇烈，會生成致密的氧化鋅薄膜，而在室溫下進行的非常緩 慢。慢。ZnO膜每膜每100小時增加厚度約小時增加厚度約1埃。膜厚在埃。膜厚在200埃以下時肉眼是察覺不到的。埃以下時肉眼是察覺不到的。 它的生長起始于鋅的結晶體，而且和它下面金屬結合很牢固。

28、隨著它的生長起始于鋅的結晶體，而且和它下面金屬結合很牢固。隨著ZnO薄膜的增薄膜的增 加，達到加，達到300-400埃時，人們?nèi)庋鄄趴吹?。由于埃時，人們?nèi)庋鄄趴吹?。由于ZnO比鋅的體積大比鋅的體積大44-59。 特別在膜厚度較大時，在內(nèi)部或外部應力的作用下容易產(chǎn)生破裂，這時保護作用特別在膜厚度較大時，在內(nèi)部或外部應力的作用下容易產(chǎn)生破裂，這時保護作用 也即失去。也即失去。 波制作 page26 二、鍍鋅層的電化學腐蝕二、鍍鋅層的電化學腐蝕 u 鍍鋅板表面有水存積的時候，由于水中溶解一定量的氧，二氧化碳鍍鋅板表面有水存積的時候，由于水中溶解一定量的氧，二氧化碳 及二氧化硫等腐蝕性介質(zhì)，便形成了電

29、解液。其化學反應不可避免及二氧化硫等腐蝕性介質(zhì)，便形成了電解液。其化學反應不可避免 的發(fā)生了。其反應式如下：的發(fā)生了。其反應式如下： 陽極反應：陽極反應：Zn-2eZn2+ 陰極反應：陰極反應：O2+2H2O+4e4OH u 在陽極反應過程中，鋅被溶解。在陰極發(fā)生的反應稱為氧的去極化在陽極反應過程中，鋅被溶解。在陰極發(fā)生的反應稱為氧的去極化 反應。因在電解液中溶解有一定量的氧，特別在電解液和空氣接觸反應。因在電解液中溶解有一定量的氧，特別在電解液和空氣接觸 的界面處，此反應進行得更為激烈，常稱為界面腐蝕，反應結果產(chǎn)的界面處，此反應進行得更為激烈，常稱為界面腐蝕，反應結果產(chǎn) 生的銹蝕產(chǎn)物為：生的

30、銹蝕產(chǎn)物為： Zn2+OH Zn(OH)2ZnOH2O 波制作 page27 熱鍍鋅板的大氣腐蝕試驗熱鍍鋅板的大氣腐蝕試驗 腐蝕環(huán)境氣氛 腐蝕速度15年的腐蝕損失，雙面腐蝕年限 m/a 厚度 m 重量 g/m2 厚50m （350 g/m2） 距海岸100m內(nèi)的陸地 （鹽濃度大） 1522531503年4月 距海岸17km內(nèi)的陸地 （鹽濃度小） 69012608年4月 工業(yè)城市 （空氣污染嚴重） 812016806年3月 一般城市 （空氣較新鮮） 34563016年8月 農(nóng)村 （空氣新鮮） 11521050年 波制作 page28 三、鋅層對鋼鐵腐蝕的保護過程三、鋅層對鋼鐵腐蝕的保護過程 波制

31、作 page29 鋅層對鋼鐵腐蝕的保護過程鋅層對鋼鐵腐蝕的保護過程 表面的鍍層完整，鋅層對鋼材進行物理保護，鋅在大氣中被腐蝕；表面的鍍層完整，鋅層對鋼材進行物理保護，鋅在大氣中被腐蝕； 鍍層中的合金層暴露于大氣中，鋅層對鋼材進行物理保護，由于電鍍層中的合金層暴露于大氣中，鋅層對鋼材進行物理保護，由于電 極電位的不同，純鋅層對合金層提供陽極保護而優(yōu)先腐蝕；極電位的不同，純鋅層對合金層提供陽極保護而優(yōu)先腐蝕； 純鋅層腐蝕完畢，合金層完整，合金層對鋼材提供物理保護，發(fā)生純鋅層腐蝕完畢，合金層完整，合金層對鋼材提供物理保護，發(fā)生 的腐蝕是的腐蝕是Zn-Fe合金層在大氣中的腐蝕；合金層在大氣中的腐蝕；

32、鍍層部分破損使鋼板局部裸露于大氣中，由于鍍層部分破損使鋼板局部裸露于大氣中，由于Zn、Fe和和Zn-Fe合金合金 的電極電位分別為的電極電位分別為-0.762v、-0.439v和和-0.59-0.66v，所以，所以 發(fā)生的腐蝕是發(fā)生的腐蝕是Zn的電化學腐蝕，鋅對鋼基提供陽極保護；的電化學腐蝕，鋅對鋼基提供陽極保護； 純鋅層腐蝕完畢，鋼鐵部分裸露在大氣中，合金層對鋼鐵陽極保護；純鋅層腐蝕完畢，鋼鐵部分裸露在大氣中，合金層對鋼鐵陽極保護； 全部鍍層消耗完畢，發(fā)生鋼鐵腐蝕。全部鍍層消耗完畢，發(fā)生鋼鐵腐蝕。 波制作 page30 四、國產(chǎn)鍍鋅板的耐蝕性研究四、國產(chǎn)鍍鋅板的耐蝕性研究 u 研究內(nèi)容包括鍍

33、鋅板在自然環(huán)境中的研究內(nèi)容包括鍍鋅板在自然環(huán)境中的大氣曝曬大氣曝曬試驗的研究試驗的研究 和鍍鋅板和鍍鋅板耐蝕性能耐蝕性能機理的研究兩部分。機理的研究兩部分。 u 研究在我國幾個具有典型氣候環(huán)境特征下的鍍鋅板的腐蝕研究在我國幾個具有典型氣候環(huán)境特征下的鍍鋅板的腐蝕 情況，揭示不同材料狀況與不同氣候類型的腐蝕性關聯(lián)；情況，揭示不同材料狀況與不同氣候類型的腐蝕性關聯(lián)； 結合材料腐蝕機理研究對國產(chǎn)鍍鋅板的加工生產(chǎn)提出改進結合材料腐蝕機理研究對國產(chǎn)鍍鋅板的加工生產(chǎn)提出改進 意見，同時，也為轎車用熱鍍鋅板材在我國不同氣候類型意見，同時，也為轎車用熱鍍鋅板材在我國不同氣候類型 環(huán)境的合理使用提供借鑒。環(huán)境的

34、合理使用提供借鑒。 波制作 page31 試驗站環(huán)境參數(shù)試驗站環(huán)境參數(shù) 試驗地點北京青島廣州武漢江津 地理位置 東經(jīng)1161612025113191140310617 北緯39543606230830382919 海拔高度 (m)73.418.06.623.3208.6 氣候類型 特征 溫和城市氣候溫和海洋濺射 亞熱帶 城市氣候 亞熱帶 城市氣候 亞熱帶 鄉(xiāng)村氣候 年平均溫度()11.912.321.016.817.9 年平均相 對濕度(%) 5772777681 大氣中SO2mg /m30.10810.13090.03360.10120.2316 降水中Cl-mg/l-痕量34488573.

35、31169.51711.9 空氣中Cl- mg/100cm2.d 0.03890.13810.01960.01480.0084 PH6.37.55.66.14.2 水中SO4mg/m3痕量299389360-14192 波制作 page32 大氣曝曬試驗材料大氣曝曬試驗材料 編號種類鍍層厚度 g/m2 基板厚度 mm 處理方式基材鋅層 形態(tài) 1電鍍鋅20/200.60鈍化Al鎮(zhèn)靜- 2熱鍍鋅140/1400.50鈍化Al鎮(zhèn)靜大鋅花 3熱鍍鋅100/1000.60鈍化Al鎮(zhèn)靜大鋅花 4高強熱鍍鋅140/1401.50未鈍化Al鎮(zhèn)靜大鋅花 5深沖電鍍鋅20/201.00鈍化IF鋼- 6深沖熱鍍鋅1

36、40/1401.50未鈍化Al鎮(zhèn)靜小鋅花 7冷軋O5板-0.80鈍化IF鋼- 8深沖熱鍍鋅70/700.90鈍化IF鋼小鋅花 波制作 page33 1 1腐蝕速率的測量腐蝕速率的測量 u根據(jù)根據(jù)ISO 9226中關于評定大氣腐蝕性的規(guī)定，采用的試中關于評定大氣腐蝕性的規(guī)定，采用的試 樣尺寸為樣尺寸為150mm100mm ，試樣固定在曝曬架上，試樣固定在曝曬架上， 與水平呈與水平呈45角，面向南面。曝曬試驗從角，面向南面。曝曬試驗從1996年年10月月 開始在北京、廣州、青島、江津、武漢五城市曝曬場進行，開始在北京、廣州、青島、江津、武漢五城市曝曬場進行， 分別在分別在1、2、4年周期曝曬后取樣

37、，每種材料取年周期曝曬后取樣，每種材料取3個平行個平行 試樣進行測試。所有試樣的腐蝕損失均采取失重的方法進試樣進行測試。所有試樣的腐蝕損失均采取失重的方法進 行評價。腐蝕產(chǎn)物按行評價。腐蝕產(chǎn)物按ISO84079規(guī)定的方法用化學溶液反規(guī)定的方法用化學溶液反 復清洗去除。復清洗去除。 波制作 page34 2 2試驗結果與討論試驗結果與討論 冷 軋 帶 鋼 電 鍍 鋅 熱 鍍 鋅 同種材料在同種材料在 不同試驗站不同試驗站 的腐蝕速率的腐蝕速率 波制作 page35 2 2試驗結果與討論試驗結果與討論 l對于熱鍍鋅板，從同種材料的腐蝕情況看，不同試驗站的環(huán)境腐蝕對于熱鍍鋅板，從同種材料的腐蝕情況看

38、，不同試驗站的環(huán)境腐蝕 程度是有差異的，其中青島腐蝕性最嚴重，江津次之，武漢的環(huán)境程度是有差異的，其中青島腐蝕性最嚴重，江津次之，武漢的環(huán)境 腐蝕性最輕。腐蝕性最輕。 l在對材料腐蝕性的影響的因素中，相對濕度的影響是主要的在對材料腐蝕性的影響的因素中，相對濕度的影響是主要的，江津，江津 的相對濕度最高，青島、廣州次之，北京最低，同時高的相對濕度的相對濕度最高，青島、廣州次之，北京最低，同時高的相對濕度 加上大氣污染的影響加上大氣污染的影響(如如SO2，Cl-)會使腐蝕進一步加劇。與此相反，會使腐蝕進一步加劇。與此相反， 如果僅有大氣污染而相對濕度低，則腐蝕未必嚴重。北京就是一例，如果僅有大氣污

39、染而相對濕度低，則腐蝕未必嚴重。北京就是一例， 北京大氣中北京大氣中SO2含量高于江津、廣州，但材料的腐蝕最輕，原因就含量高于江津、廣州，但材料的腐蝕最輕，原因就 在于北京的相對濕度低。在于北京的相對濕度低。 l以上腐蝕數(shù)據(jù)的比較是相對的，若要準確推算鍍鋅板以上腐蝕數(shù)據(jù)的比較是相對的，若要準確推算鍍鋅板10年、年、20年的年的 壽命，應以鍍鋅板壽命，應以鍍鋅板8年或年或10年的大氣曝曬數(shù)據(jù)為根據(jù)，那時鍍鋅板年的大氣曝曬數(shù)據(jù)為根據(jù)，那時鍍鋅板 的腐蝕速率會趨于穩(wěn)定。同理，與國外鍍鋅板耐腐蝕性能的對比也的腐蝕速率會趨于穩(wěn)定。同理，與國外鍍鋅板耐腐蝕性能的對比也 應延后進行。應延后進行。 波制作 p

40、age36 按按ISO9223ISO9223各試驗站的環(huán)境腐蝕性分級各試驗站的環(huán)境腐蝕性分級 試驗站地點試驗站地點環(huán)境參數(shù)分級環(huán)境參數(shù)分級 潮濕時間潮濕時間SO2污染污染Cl-污染污染 北京北京3P2S0 青島青島4P3S3 江津江津5P3S0 廣州廣州4P2S0-1 武漢武漢4P1S0 u 從結果可以看到，試樣曝曬腐蝕數(shù)據(jù)與按從結果可以看到，試樣曝曬腐蝕數(shù)據(jù)與按ISO9223中環(huán)境參數(shù)的分級有某種中環(huán)境參數(shù)的分級有某種 對應關系，這也被其它方面的試驗結果所證實。因此，通過本研究不僅可以說對應關系，這也被其它方面的試驗結果所證實。因此，通過本研究不僅可以說 明在以上明在以上5個試驗站地區(qū)鍍鋅板

41、的耐蝕性情況，而且可以推廣到其它類似地區(qū)個試驗站地區(qū)鍍鋅板的耐蝕性情況，而且可以推廣到其它類似地區(qū) 在已知環(huán)境參數(shù)下鍍鋅板腐蝕的大致情況，對指導汽車用材和工程建設選材有在已知環(huán)境參數(shù)下鍍鋅板腐蝕的大致情況，對指導汽車用材和工程建設選材有 重要意義。重要意義。 波制作 page37 2 2試驗結果與討論試驗結果與討論 0 10 20 30 40 50 60 70 80 12345678 材材料料編編號號 腐腐蝕蝕速速率率m mm m/ /a a 0 20 40 60 80 100 120 140 12345678 材材料料編編號號 腐腐蝕蝕速速率率 m mm m/ /a a 北京 青島 江津 武

42、漢 圖圖8 8 廣廣州州站站不不同同材材料料的的腐腐蝕蝕速速率率 0 10 20 30 40 50 60 70 80 12345678 材材料料編編號號 腐腐蝕蝕速速率率 m mm m/ /a a 廣州 不同材料在不同材料在 同一試驗站同一試驗站 的腐蝕情況的腐蝕情況 波制作 page38 2 2試驗結果與討論試驗結果與討論 u從同一地區(qū)不同材料的腐蝕數(shù)據(jù)對比中，可明顯地看到鍍從同一地區(qū)不同材料的腐蝕數(shù)據(jù)對比中，可明顯地看到鍍 鋅板的壽命比碳鋼高鋅板的壽命比碳鋼高30100倍，熱鍍鋅與電鍍鋅板的耐倍，熱鍍鋅與電鍍鋅板的耐 蝕性是近似的，證實了蝕性是近似的，證實了鍍鋅板的耐蝕性主要取決于鍍鋅層鍍

43、鋅板的耐蝕性主要取決于鍍鋅層 的厚度的厚度，而與鍍層的組織結構關系不大。，而與鍍層的組織結構關系不大。 u江津地區(qū)電鍍鋅呈現(xiàn)高的腐蝕速率，原因是電鍍鋅的厚度江津地區(qū)電鍍鋅呈現(xiàn)高的腐蝕速率，原因是電鍍鋅的厚度 很薄很薄(20/20相當于相當于2.8m)。一年的曝曬試驗使鍍鋅板。一年的曝曬試驗使鍍鋅板 表面鋅層腐蝕露出基體，腐蝕速率是鍍鋅層和基板腐蝕速表面鋅層腐蝕露出基體，腐蝕速率是鍍鋅層和基板腐蝕速 率的迭加。熱鍍鋅板與電鍍鋅板的差別還在于熱鍍鋅與基率的迭加。熱鍍鋅板與電鍍鋅板的差別還在于熱鍍鋅與基 板之間存在合金層，合金層在鍍鋅層腐蝕后對基板仍有保板之間存在合金層，合金層在鍍鋅層腐蝕后對基板仍

44、有保 護作用。護作用。 波制作 page39 2 2試驗結果與討論試驗結果與討論 u 從本試驗看，鈍化與未鈍化的試樣在一年曝曬試驗中結果近似，原因從本試驗看，鈍化與未鈍化的試樣在一年曝曬試驗中結果近似，原因 是由于鋼廠鍍鋅板表面鈍化層是白色或透明的，鈍化層很薄，即鈍化是由于鋼廠鍍鋅板表面鈍化層是白色或透明的，鈍化層很薄，即鈍化 膜中膜中Cr6+含量很低，含量很低，鈍化膜實質(zhì)上只解決鍍鋅產(chǎn)品生產(chǎn)出來后的短鈍化膜實質(zhì)上只解決鍍鋅產(chǎn)品生產(chǎn)出來后的短 期存放和儲運問題期存放和儲運問題。壽命主要還是取決于鍍鋅層厚度。壽命主要還是取決于鍍鋅層厚度。 u 關于鍍鋅板的表面狀態(tài)關于鍍鋅板的表面狀態(tài)(大鋅花、小

45、鋅花和無鋅花大鋅花、小鋅花和無鋅花)的區(qū)別對鍍鋅板的區(qū)別對鍍鋅板 壽命也無重要影響壽命也無重要影響，鍍鋅板的表面狀態(tài)只影響鍍鋅板的后加工性能，鍍鋅板的表面狀態(tài)只影響鍍鋅板的后加工性能 (如涂漆性如涂漆性)和用戶的喜好。對壽命若有影響也僅是對和用戶的喜好。對壽命若有影響也僅是對“孕育期孕育期”產(chǎn)生產(chǎn)生 影響。影響。真正對鍍鋅板壽命有影響的因素，除鍍鋅層厚度外，應是合金真正對鍍鋅板壽命有影響的因素，除鍍鋅層厚度外，應是合金 元素的影響元素的影響，據(jù)國外報告熱鍍，據(jù)國外報告熱鍍Zn -5Al -Re Galfan和和Zn -55Al Galvalume的耐大氣腐蝕性能是鍍鋅板的的耐大氣腐蝕性能是鍍鋅

46、板的35倍和倍和68倍；電鍍倍；電鍍 鋅鐵和鋅鎳合金的耐大氣腐蝕性能是電鍍鋅的鋅鐵和鋅鎳合金的耐大氣腐蝕性能是電鍍鋅的23倍和倍和35倍。鍍倍。鍍 層的出現(xiàn)，在相同耐蝕壽命條件下，合金鍍層厚度大大降低，重量減層的出現(xiàn)，在相同耐蝕壽命條件下，合金鍍層厚度大大降低，重量減 輕，節(jié)約材料，節(jié)省能耗，同時也改善了鍍鋅板的后加工性能。輕，節(jié)約材料，節(jié)省能耗，同時也改善了鍍鋅板的后加工性能。 波制作 page40 試驗結論試驗結論 潮濕時間長和大氣污染潮濕時間長和大氣污染(SO2、Cl-等等)是產(chǎn)生嚴重大氣腐蝕的必要條是產(chǎn)生嚴重大氣腐蝕的必要條 件。對所有材料來說，潮濕期、件。對所有材料來說，潮濕期、SO

47、2污染及大氣中污染及大氣中Cl-含量是產(chǎn)生腐含量是產(chǎn)生腐 蝕的決定性因素。蝕的決定性因素。 大氣的腐蝕性可按主要環(huán)境參數(shù)或標準試樣一年曝曬的腐蝕數(shù)據(jù)來大氣的腐蝕性可按主要環(huán)境參數(shù)或標準試樣一年曝曬的腐蝕數(shù)據(jù)來 劃分等級，根據(jù)這兩種方法評定的大氣腐蝕具有一致性。劃分等級，根據(jù)這兩種方法評定的大氣腐蝕具有一致性。 鍍鋅板的耐蝕性明顯優(yōu)于碳鋼，其壽命正比于鍍鋅層厚度，與鍍鋅鍍鋅板的耐蝕性明顯優(yōu)于碳鋼，其壽命正比于鍍鋅層厚度，與鍍鋅 層結晶結構、是否鈍化、鋅花形態(tài)等關系不大。層結晶結構、是否鈍化、鋅花形態(tài)等關系不大。 目前尚沒有一種試驗室加速試驗方法可模擬實際的曝曬試驗，但實目前尚沒有一種試驗室加速試

48、驗方法可模擬實際的曝曬試驗，但實 驗室研究有助于解釋曝曬試驗現(xiàn)象并從中總結出規(guī)律性的東西。驗室研究有助于解釋曝曬試驗現(xiàn)象并從中總結出規(guī)律性的東西。 波制作 page41 第二節(jié)第二節(jié) 鋼板熱鍍鋅工藝簡介鋼板熱鍍鋅工藝簡介 u 整體上說，帶鋼連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)工序分為如下五大部分：整體上說，帶鋼連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)工序分為如下五大部分： 原板準備原板準備 鍍前處理鍍前處理 熱鍍鋅熱鍍鋅 鍍后處理鍍后處理 成品檢驗成品檢驗 u簡單的說，帶鋼連續(xù)熱鍍鋅工藝如下：簡單的說，帶鋼連續(xù)熱鍍鋅工藝如下： 開卷開卷焊接焊接清洗清洗退火退火鍍鋅鍍鋅鍍后冷卻鍍后冷卻光整拉矯光整拉矯 鈍化鈍化涂油涂油卷取卷取 u 根據(jù)鍍前處

49、理方法的不同，鋼板熱鍍鋅工藝分為線外退火和線內(nèi)退根據(jù)鍍前處理方法的不同，鋼板熱鍍鋅工藝分為線外退火和線內(nèi)退 火兩大類?；饍纱箢悺?波制作 page42 2.1 2.1 熱鍍鋅生產(chǎn)工藝發(fā)展熱鍍鋅生產(chǎn)工藝發(fā)展 賽拉斯法 熱鍍鋅 線外退火 線內(nèi)退火 濕法（單張鋼板熱鍍鋅法） 干法 莎倫法 森吉米爾法 改良森吉米爾法 美鋼聯(lián)法 單張鋼板熱鍍鋅法 惠林法（帶鋼連續(xù)熱鍍鋅） 波制作 page43 森吉米爾法森吉米爾法 u 森吉米爾法是線內(nèi)退火最具代表性的例子。森吉米爾法是線內(nèi)退火最具代表性的例子。 u 波蘭人森吉米爾發(fā)明，并于波蘭人森吉米爾發(fā)明，并于1931年在波蘭建設了第一套寬度為年在波蘭建設了第一套寬

50、度為 300mm的連續(xù)帶鋼鍍鋅線。的連續(xù)帶鋼鍍鋅線。 （1）森吉米爾法的線內(nèi)退火爐主要包括氧化爐、還原爐。）森吉米爾法的線內(nèi)退火爐主要包括氧化爐、還原爐。 （2）氧化爐中煤氣火焰直接加熱到）氧化爐中煤氣火焰直接加熱到450左右，燃燒軋制油。左右，燃燒軋制油。 （3）還原爐中保護氣體（）還原爐中保護氣體（H2、N2）還原氧化鐵皮為海綿狀鐵）還原氧化鐵皮為海綿狀鐵 （4）還原爐加熱帶鋼到）還原爐加熱帶鋼到700800，完成了再結晶退火。，完成了再結晶退火。 （5）冷卻段控制適合的帶溫進入鋅鍋（大約）冷卻段控制適合的帶溫進入鋅鍋（大約480）鍍鋅。）鍍鋅。 （6）因為森吉米爾法產(chǎn)量高，鍍鋅質(zhì)量較好，

51、所以獲得廣泛的應用。）因為森吉米爾法產(chǎn)量高，鍍鋅質(zhì)量較好，所以獲得廣泛的應用。 波制作 page44 美鋼聯(lián)法美鋼聯(lián)法 u 美國鋼鐵公司于美國鋼鐵公司于1948年設計并投產(chǎn)的一條熱鍍鋅線。年設計并投產(chǎn)的一條熱鍍鋅線。 u 森吉米爾法的一個變種，一個堿性電解脫脂槽取代了氧化爐的脫脂森吉米爾法的一個變種，一個堿性電解脫脂槽取代了氧化爐的脫脂 作用。作用。 u 原板：冷軋帶鋼。原板：冷軋帶鋼。 u 電解脫脂電解脫脂 水洗水洗 烘干烘干 還原爐退火還原爐退火 鋅鍋鍍鋅。鋅鍋鍍鋅。 （1）可適當降低還原爐中保護氣體的氫含量。）可適當降低還原爐中保護氣體的氫含量。 （2）帶鋼經(jīng)清洗后直接進入還原爐加熱，增

52、大了爐子的熱負荷。）帶鋼經(jīng)清洗后直接進入還原爐加熱，增大了爐子的熱負荷。 （3）這一改進的工藝現(xiàn)已成為目前的主流工藝被廣泛應用。）這一改進的工藝現(xiàn)已成為目前的主流工藝被廣泛應用。 波制作 page45 2.2 2.2 森吉米爾法與美鋼聯(lián)法的發(fā)展森吉米爾法與美鋼聯(lián)法的發(fā)展 u 1965年美國阿姆柯公司發(fā)展了森吉米爾法，稱為年美國阿姆柯公司發(fā)展了森吉米爾法，稱為改良森吉米爾法改良森吉米爾法。 u 它的主要特點：它的主要特點： （1）氧化爐和還原爐用一個截面積較小的過道連接起來，這樣包括）氧化爐和還原爐用一個截面積較小的過道連接起來，這樣包括 預熱爐、還原爐和冷卻段在內(nèi)的整個退火爐便構成了一個有機的

53、整預熱爐、還原爐和冷卻段在內(nèi)的整個退火爐便構成了一個有機的整 體。體。 （2）過道與前后爐子結合為氣體密封性焊接結構聯(lián)接，在預熱爐內(nèi)）過道與前后爐子結合為氣體密封性焊接結構聯(lián)接，在預熱爐內(nèi) 采用的空燃比小于采用的空燃比小于1，降低帶鋼的氧化。在接近還原氣氛加熱，故叫，降低帶鋼的氧化。在接近還原氣氛加熱，故叫 做無氧化預熱爐。做無氧化預熱爐。 （3）帶鋼在無氧化爐加熱過程氧化量很少，經(jīng)過道進入還原爐，過）帶鋼在無氧化爐加熱過程氧化量很少，經(jīng)過道進入還原爐，過 道盡可能將兩段的氣氛環(huán)境分開，并在保護氣體的通入條件下保持道盡可能將兩段的氣氛環(huán)境分開，并在保護氣體的通入條件下保持 前后的爐子壓差，最大

54、限度的將氧化性氣氛被排除在還原爐外。前后的爐子壓差，最大限度的將氧化性氣氛被排除在還原爐外。 波制作 page46 2.2 2.2 森吉米爾法與美鋼聯(lián)法的發(fā)展森吉米爾法與美鋼聯(lián)法的發(fā)展 u 近些年，由于用戶對鍍鋅產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，尤其是在汽車近些年，由于用戶對鍍鋅產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，尤其是在汽車 制造領域，鍍鋅板被廣泛的應用。相應開發(fā)了烘烤硬化鋼、雙相鋼、制造領域，鍍鋅板被廣泛的應用。相應開發(fā)了烘烤硬化鋼、雙相鋼、 相變誘導塑性鋼等新產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的強度都很高，在退火時需要相變誘導塑性鋼等新產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的強度都很高，在退火時需要 有特殊的處理過程來保證產(chǎn)品的性能。因而目前爐子中出現(xiàn)

55、了同連有特殊的處理過程來保證產(chǎn)品的性能。因而目前爐子中出現(xiàn)了同連 續(xù)退火機組極為相似的過時效段、感應加熱段、控制冷卻段等新的續(xù)退火機組極為相似的過時效段、感應加熱段、控制冷卻段等新的 退火工藝。退火工藝。 u 下面為幾個連續(xù)熱鍍鋅機組的示意圖，基于改良森吉米爾法和美鋼下面為幾個連續(xù)熱鍍鋅機組的示意圖，基于改良森吉米爾法和美鋼 聯(lián)法，現(xiàn)在生產(chǎn)高級汽車板和家電板通常有三種工藝：聯(lián)法，現(xiàn)在生產(chǎn)高級汽車板和家電板通常有三種工藝： 波制作 page47 全輻射管退火爐過時效段感應再加熱段全輻射管退火爐過時效段感應再加熱段 波制作 page48 全輻射管退火爐全輻射管退火爐 波制作 page49 DFF+

56、DFF+輻射管退火爐輻射管退火爐 波制作 page50 3.1 國標分類國標分類 u 國標國標GB2518對熱鍍鋅鋼帶和鋼板產(chǎn)品分類方法從不同的角度作出規(guī)定。對熱鍍鋅鋼帶和鋼板產(chǎn)品分類方法從不同的角度作出規(guī)定。 第三節(jié)第三節(jié) 熱鍍鋅產(chǎn)品定義及分類熱鍍鋅產(chǎn)品定義及分類 CQ級別 按加工性能按加工性能 普通用途 機械咬合 沖壓 深沖 特殊鎮(zhèn)靜鋼深沖 無時效超深沖 DQ級 DDQ級 EDDQ級 SEDDQ級 波制作 page51 鍍鋅板分類鍍鋅板分類 u 按基板分：冷軋卷板按基板分：冷軋卷板 、熱軋酸洗卷板、熱軋酸洗卷板 u 按鋅層重量分按鋅層重量分 ：等厚鍍層、差厚鍍層：等厚鍍層、差厚鍍層 、單面

57、鍍層、單面鍍層 u 按表面結構分（國標中僅規(guī)定了四類）按表面結構分（國標中僅規(guī)定了四類） ： a、正常鋅花（、正常鋅花（鋅晶粒經(jīng)自由長大鋅晶粒經(jīng)自由長大 ，直徑大于，直徑大于4mm ) b、小鋅花、小鋅花（鋅晶粒被人為限制鋅晶粒被人為限制 ，直徑小于，直徑小于4mm ） c、無鋅花、無鋅花（調(diào)整鍍液化學成份調(diào)整鍍液化學成份 ，肉眼不可見鋅花形貌，鋅花直徑小于，肉眼不可見鋅花形貌，鋅花直徑小于1mm ） d、鋅鐵合金、鋅鐵合金（鍍鋅后的鋼帶進行熱處理鍍鋅后的鋼帶進行熱處理 ，生成鋅與鐵的合金層，生成鋅與鐵的合金層 ） 注：此外，還有鋅鋁合金，鋁鋅合金產(chǎn)品。注：此外，還有鋅鋁合金，鋁鋅合金產(chǎn)品。

58、波制作 page52 鍍鋅板分類鍍鋅板分類 u按表面質(zhì)量：按表面質(zhì)量：定量對產(chǎn)品表面進行檢驗分類，國標中分為普通表面、較高定量對產(chǎn)品表面進行檢驗分類，國標中分為普通表面、較高 級表面、高級表面。級表面、高級表面。 表面質(zhì)量代號名稱特 征 FA普通級表面 允許存在小腐蝕點、不均勻的鋅花、劃傷、 暗點、條紋、小鈍化斑等。可以有拉伸矯直 痕和鋅流紋。 FB較高級表面 不得有腐蝕點，但在允許有輕微的不完美 表面，例如拉伸矯直痕、光整壓痕、劃痕、 壓印、鋅花紋、鋅流紋、輕微的鈍化缺陷等。 FC高級表面 其較優(yōu)一面不得對優(yōu)質(zhì)涂漆層的均勻一致 外觀產(chǎn)生不利影響。對其另一面的要求必須 不低于表面級別FB u

59、按表面處理按表面處理：分為鈍化、涂油、磷化、漆封和不處理。：分為鈍化、涂油、磷化、漆封和不處理。 波制作 page53 3.2 3.2 基板基板 熱鍍鋅鋼板熱鍍鋅鋼板 熱軋鍍鋅板熱軋鍍鋅板 冷軋鍍鋅板冷軋鍍鋅板 深沖用鋼深沖用鋼 （Al鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、IF鋼）鋼） 高強鋼（高強鋼（BH、IF-HSS、固溶強化鋼、微合金鋼）、固溶強化鋼、微合金鋼） 超高強鋼（超高強鋼（DP、TRIP等）等） 波制作 page54 鋁鎮(zhèn)靜鋼鋁鎮(zhèn)靜鋼 u 現(xiàn)在低碳鋼板多用鎮(zhèn)靜鋼。鎮(zhèn)靜鋼就是鋼水在澆注前加入現(xiàn)在低碳鋼板多用鎮(zhèn)靜鋼。鎮(zhèn)靜鋼就是鋼水在澆注前加入Mn鐵、鐵、Si 鐵和鐵和Al等脫氧劑進行充分脫氧，然后凝固時

60、碳和氧不再發(fā)生化學反等脫氧劑進行充分脫氧，然后凝固時碳和氧不再發(fā)生化學反 應，沒有應，沒有CO氣泡產(chǎn)生。氣泡產(chǎn)生。 u 當鋼中的硅含量較高時，鍍層變厚并形成灰色鍍層，鍍層的粘附性當鋼中的硅含量較高時，鍍層變厚并形成灰色鍍層，鍍層的粘附性 極差，另外硅對鋼材的沖壓性能極為不利；而鋁鎮(zhèn)靜鋼在生產(chǎn)過程極差，另外硅對鋼材的沖壓性能極為不利；而鋁鎮(zhèn)靜鋼在生產(chǎn)過程 中可通過控制氮化鋁的固溶和析出，使鋁鎮(zhèn)靜鋼具有抗時效性和良中可通過控制氮化鋁的固溶和析出，使鋁鎮(zhèn)靜鋼具有抗時效性和良 好的沖壓成型性能，因此一般采用鋁鎮(zhèn)靜鋼作為熱鍍鋅基板。好的沖壓成型性能，因此一般采用鋁鎮(zhèn)靜鋼作為熱鍍鋅基板。 波制作 page