对热镀锌技术的最新发展的探讨

李俊朋 于亮亮

【摘要】在世界经济飞速发展的今天，各种金属材料随着市场的需求应运而生。而热镀锌是金属防锈的有种非常有效的方法，所以现在的市场经济对于热镀锌板的需求量急剧加大。本文通过叙述当今社会经济对于热镀锌技术的需求，介绍了国内外美钢联法、森吉米尔法、气刀等几种热镀锌的最新技术，涉及多个领域，为以后力求研究出新设备、新工艺来深入发展热镀锌技术做出一点贡献。

【关键词】热镀锌技术 最新发展 探讨

随着钢铁领域的扩展，热镀锌技术也不断推陈出新，向前发展。因为镀锌后不仅使产品具有良好的耐腐蚀性，而且相对于其他方法也成本较低，热镀锌的抗腐蚀、延长钢材寿命起着不可替代的作用。下面介绍了三种热镀锌的好方法。

1 美钢联热法镀锌

40年代末期后，森吉米尔法发生了改良与发展，致使著名的美钢联法收到了冷落。但是进入90年代后，家电和汽车工业中对镀锌板表面的质量要求越来越高，以前的森吉米尔法已经不能满足其对质量的要求了，而美钢联法恰恰能满足现代工业中对镀锌板表面质量的要求，所以近些年来，人们又把现代建设的兴趣转移到了以前的美钢联法。

美钢联法中有一个非常重要的装置就是热镀锌机组入口段的电解脱脂装置，由于美钢联镀锌极易产生杂质，所以在美钢联法在操作过程中必须有这样一个脱脂装置。一般的化学清洗方法并不能完全去掉镀锌板表面的杂质油脂，所以对于藏在凹坑里的残留油脂我们可以这个电解装置来实现深层清理和脱脂，从而使得美钢联法镀锌的质量得到提高。另外美钢联法一般采用连续退火炉，这个退火炉由充满保护气体段和冷却段组成。带钢的在这个退火炉中并不是通过直接加热来实现加热的，而是完全通过退火炉里的辐射管间接提高带钢的温度，从而最后达到再结晶温度，进而完成退火全过程。这种方法克服了改良的森吉米尔法煤气直接加热带钢所带来的各种弊端，例如，燃烧煤气的压力波动、热值波动、比例调节系统的调节失灵和加热的调节失灵等，从而使美钢联法的镀锌层的粘附性得到了根本的改善，不影响带钢表面的还原状态。

随着技术的进一步改进，现在美钢联法采用了立式炉，由于摒弃了燃气直接加热法，采用了辐射管加热，所以当炉子的长度达到100～150米时，每年的年产量大概只有15万吨，所以要想完成更高的产量要求，增加退火炉的长度势在必行，但是增加退火炉的长度势必增加产品的成本，所以立式连续火炉便充分显示出了其在这方面的优越性。立式炉的采用大大缩短了热镀锌机组的总长度，使得美钢联法不仅节约了大量的投资，还使得产品的品质得到了更大的提高。

2 森吉米尔法热镀锌

十九世纪三十年代初波兰名字叫做森吉米尔的人发明了森吉米尔热镀锌的方法，闻名于世界。过了几年之后英国就建成了一条连续热镀锌生产线，他其实是将退火和热对心两道工序生产线联合起来。这种方法有两个锅炉，即氧化炉和还原炉。也就包含了两个部分，先把钢材用火焰加热，微氧化炉里面通了天然气或者煤气温度达到400℃，这样就可以净化钢材的表层，去除掉钢材上的油污变成的乳化液，与此同时还可以形成比较薄的氧化膜；第二步就是放进还原炉，用氢气以及氮气混合气体来将刚才表面的氧化层还原。可将氧化层编程海绵性状的纯铁。等到钢材在还原炉里面被加热到七百多度的时候，就可以完成，继续结晶退火。接着，给予隔绝空气的环境，当冷却到一定温度后放入镀锌液。

这样的热镀锌工艺方法的优缺点是：将整个过程制作成一个连续的整体，退火和镀锌不再是分开的工序，简化了生产过程，提高了生产效率，生产的产品质量有所保障。但是生产设备成本高，不不利于产品的多样化，也不利于生产较薄的产品。

改进后的森吉米尔法热镀锌：

在十九世纪六十年代的美国，美国产生了改进后的森吉米尔法，这是阿姆柯公司将赛拉斯法热镀锌以及森吉米尔法热镀锌结合改进的方法，它将森吉米尔法中的预热氧化炉以及还原炉合成了一個炉，对炉内气体加以控制，防止空气较多，保持在一定系数内，气体就不能完全燃烧，就不能进行氧化反应。另外，改进的森吉米尔法运用气刀对镀层的厚度加以控制，替代辊镀法中使用的镀辊。改进的森吉米尔中的拉伸矫直技术的改进等也有效的在钢板变形晓得基础上来尽量消除屈服平台，也有效的防止了滑移线的形成。

该法的主要特点是： 把森吉米尔法中的氧化炉和还原炉，由一个截面积较小的过道连接起来，使得预热炉还原炉和冷却段在整个退火炉内构成一个有机整体虽然改良森吉米尔法在工艺上做出了很大的改进。

3 气刀热镀锌法

热镀锌技术发展的另外一个关键点是气刀，由于在镀锌工艺实际操作中，气刀的气流稳定性受到极大的限制，当被切下的锌粒接近于气刀时极易产生迸溅现象。对于现代气刀工艺的研究发展主要在气刀的标准差和平均值、气刀的线模型如何控制镀锌层厚度均匀性等方面。

首先，在控制气刀的标准差和平均值方面，目前的镀锌重量模型根本无法控制镀锌层的均匀程度，所以经过经过改良后，可以在安赛乐米塔的一条镀锌线上，通过锌锅硬件和冷却设备来减少震动，在气刀区采用电磁力方法来控制进一步的震动。安塞乐米塔已经开发了一条新的驱动线用于现在的热镀锌线，这条新的驱动线很好的降低了带钢震动，更好的控制了镀锌层的厚度，进而改善了产品质量，节约了不必要的锌浪费。

其次，对于镀层的控制，应用了一个闭环模型，可以对镀层的重量加以控制，因为分别设计了长期以及短期模型，有一个钢材厂就就设计了一个热度锌生产线，是自动控制统计控制模型，这个模型就把气刀的压力做为一个函数的参数。

4 总结

热镀锌目前是世界上应用非常广泛的一种镀锌技术，而且它的需求量处于供不应求阶段。近几年来，中国将热镀锌产品应用到建筑、汽车等行业，因为它的价格低廉，外观以及抗腐蚀性都得到了肯定。相比于成本高、污染严重的电镀锌技术，热镀锌终有一天会将其取而代之。而且，现在的热镀锌液也在不断创新，在其中加入少量镍可以让镀锌层变薄也可以防止变黑；Zn-Al-Mg镀层可以使材料的抗腐蚀性增加十倍等。相信热镀锌技术以及它的不断创新会是未来发展的一个重要方向。

参考文献

[1] 仲海峰，刘邦津，张启富.国外钢板热镀锌技术进展[J]腐蚀与防2002，23（11） ：474-478

[2] 陈冬，金向雷.中国热镀锌技术及发展动向[J]河北冶金，2004，（3）：3-8

[3] 李九岭.从热镀锌史看美钢联法的发展[J].武钢技术，1995，（1）： 10-13

[4] 刘灿楼，张雪华，张启富，等当前国内外批量热镀锌研究的热点问题第七届亚镀锌大会论文述评64-67

[5] 卢锦堂，许乔瑜，孔钢.热浸锌技术与应用[M].北京：机械工业出版社，2007.65-67

作者简介

李俊朋（1985-）男，汉，陕西西安人，陕西黄河电子集团有限公司，工程师助理，本科学历，应用化学方向。

于亮亮（1983-）女，汉，陕西宝鸡人，陕西黄河电子集团有限公司，工程师助理，本科学历，化学方向。