钢管热镀锌技术
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第四节 钢制品助镀溶剂处理后的烘干

一、助镀溶剂烘干的作用

当钢制品表面未干燥就浸入锌浴时,钢制品上的水和高温的锌浴接触而迅速汽化,引起锌液爆炸飞溅。因此,在助镀后,对钢制品还应当采取烘干工序,以使附有助镀剂的钢制品尽可能地干透。

由于钢制品表面助镀剂盐膜中的氯化铵容易分解,烘干温度通常不宜超过150℃。烘干坑中的温度亦不宜低于100℃,否则钢制品只能较长时间地放于烘干坑中,这样容易造成钢制品表面助镀剂盐膜中的氯化锌吸潮。

钢制品表面黏附上溶剂后进行烘干还有一个很重要的作用,就是降低钢制品与锌液的温度差,延长锌液与钢铁基体的浸润、扩散时间,有利于镀锌层的附着力和镀层的均匀性,同时还可以减少锌灰的生产量。烘干问题对钢制品热镀锌的重要性以及对降低锌的消耗不应被忽视。烘干的方式最好是以对流为主,以保证烘干炉内温度一致。温度超高,加剧溶剂中的氯化铵的分解,造成助镀剂失效,会产生漏镀现象。

二、助镀溶剂烘干的形式

助镀溶剂烘干常用的方式有用热板烘及热风吹。热板烘是烟气或其他热源加热烘干坑底部的铸铁板或铁板,利用空气导热将制件烘干。这种方式烘干效率不高,容易造成烘干坑底部温度过高而使靠近底部的钢制品表面助镀剂失效,而烘干坑顶部因温度低而使靠近顶部的钢制品表面助镀剂不能干透。其优点在于以烟气作为热源方便简单。热风吹是将空气加热后吹入烘干坑内烘干制件。这种方式烘干效果较好,可利用烟气余热加热置于烟道中换热器中的空气,再用耐热风机将热空气吹入烘干坑中。其缺点是需要额外支持一台风机的运行。

烘干时间的长短与烘干温度、装入量及工件的有效截面厚度相关,烘干温度高,烘干的时间应短。在保证充分烘干的前提下,烘干的时间越短越好。总的来说,钢制品壁厚、直径小的烘干效果往往不太理想。而将助镀溶剂温度控制在较高的上限,有利于钢管快速干透,效果比较明显。

三、烘干操作方法和注意事项

以热镀锌钢管为例进行说明。在浸粘助镀溶剂后要立即进行烘干处理,在烘干处理过程中要注意以下几点。

1.钢管的烘干方法

烘干钢管时利用加热锌锅的烟气预热通过盘旋管道的热量对钢管进行间接烘干,同时要使钢管两端温度稍高一些,避免钢管内的水蒸气从两端逸出时过多的水分冲淡钢管两端的助镀溶剂,进而出现在钢管端部的漏镀,从而得不到高质量的镀锌层。在生产实践中中间温度比钢管两端温度稍低20~30℃即可。

2.钢管内外表面的助镀溶剂必须烘干

在热镀锌中钢管如果没有烘干到热镀锌时所需要的干燥温度而存在较多的水分,则属于没有烘干。未烘干的钢管在热镀锌时可能会出现下列几种缺陷。

①不能将钢管金属基体中因酸洗而产生的氢气充分的排出去,将影响镀锌层外在质量。

②使钢管金属基体发生不必要的浸蚀而产生氯化铁,增加锌的消耗,镀锌层表面粗糙。

③锌液中的有效铝的成分因受到水分的强烈氧化而产生很多的三氧化二铝(Al2O3),既浪费了铝又促使了钢管表面的助镀溶剂的老化,降低溶剂的助镀效果。

④水分在遇到热镀锌后急剧地变成水蒸气以及氢和氧气,使钢管内的锌液从露出端的孔内呈“放炮”样喷出,既危险又增加锌的消耗,并在钢管断口部分产生漏镀以及花斑。

3.钢管烘干的程度不能过于干燥(也就是水分去除的太彻底)

当钢管表面上的溶剂在烘干过程中烘干得过于干燥,会使溶剂的助镀作用受到影响而危害镀锌层的质量。因为一定量的水分对溶剂的助镀作用是有利的。例如,从氯化铵的助镀作用来看,当含有一定量的水分时氯化铵具有较高的效率;这是由于水分可使其分解得较快,由此可见溶剂的效果有赖于水分的分解作用。所以,如果烘干的过于干燥就不能起到这个作用,也就是说容易造成溶剂缺陷而影响到镀锌层的质量。

4.对钢管烘干的时间不能过长

当钢管表面上的溶剂在烘干炉内进行烘干时,其烘干的时间有两种含意:一种是在较高温度下的烘干时间过长;另一种是在较低温度下的烘干时间过长。如果是在较高温度下的烘干时间过长,则会使溶剂老化,从而在钢管表面上出现烧焦发黄现象,这样的溶剂就失去了助镀作用而产生漏镀。如果是在较低的温度下烘干时间过长,溶剂中的水分不能很快地挥发,而且水分向钢管两端汇集,此时其水分聚集在钢管两端的内壁上,将使钢管两端的内壁上的溶剂成分稀释形成氧化的条件,这样就会出现两端头的孔内壁面上漏镀及热镀时“放炮”的现象发生。

5.钢管烘干作业时要注意到环境温度的影响

钢管浸粘上助镀溶剂后,在烘干的过程中要注意环境温度、相对湿度对烘干快慢的影响因素。在相对湿度较高的阴雨天气或闷热天气,即在气压较低的情况下,钢管在排放架上很容易返潮,这时,一定要减少排放待镀的钢管数量,尽量缩短钢管在空气中的停留时间,根据生产速度主动调整,必要的时候把钢管停放在助镀溶剂池内。有时钢管离开烘干炉以后在进入锌锅之前的这段时间内,也出现吸潮的现象,从而有造成漏镀花斑的可能性,在这种情况下,可适当延长烘干的时间及相应地提高烘干炉的烘干温度(可按照工艺规定的上限控制温度)。

6.做好烘干工作交接班

烘干操作工在交接班的时候,交接双方必须交代和听清楚设备使用情况及产品的规格、钢号等,说明助镀溶剂的使用情况助镀剂的温度、pH值和助镀溶剂的成分含量、助镀剂除铁离子设备运行状况及热镀锌的质量,并做好生产交接班记录等工作。