近年來(lái),對薄鍍鋅板的需要量不斷增加,使電鍍鋅板生產(chǎn)技術(shù)得到迅速的發(fā)展。
2030mm連續電鍍鋅機組的年產(chǎn)量為15萬(wàn)t,機組組成如圖1-6所示。
2030mm連續電鍍鋅機組的主要產(chǎn)品有單面鍍鋅板、雙面鍍鋅板及差厚鍍鋅板等各種類(lèi)型的鋅板。其主要指標為:
板厚:0.5-2.5mm、寬度900-1550mm;
鍍層的厚度:雙面鍍時(shí)為3-40g/m2,差厚鍍鋅時(shí)鍍層厚度可在此范圍內調整,單面鍍時(shí)鋅層厚度可達80g/m2。
連續電鍍鋅的主要工藝流程為:清洗一電鍍一后處理。
(1)清洗。清洗過(guò)程主要包括脫脂、酸洗、刷洗等。脫脂又分化學(xué)脫脂和電解脫脂?;瘜W(xué)脫脂,使用NaOH、NaC03、NaP04等藥品對動(dòng)、植物油起皂化作用,對礦物油起乳化作用。
溶液溫度70~80℃,溫度高可提高反應速度。
酸洗的目的是去除氧化鐵皮。酸液可采用鹽酸或硫酸,圖1-6所示機組采用硫酸溶液。酸洗的化學(xué)反應過(guò)程如下:
酸洗條件:硫酸的質(zhì)量分數一般為5%-10%;溫度60-90℃。
(2)電鍍。2030mm連續電鍍鋅機組采用噴射式不溶性陽(yáng)極電鍍槽。將臥式槽增加噴射電鍍液的集流管,可溶性鋅陽(yáng)極改為不溶性Pb-Sn合金陽(yáng)極,其結構如圖1-7所示。
電鍍槽由外槽、內槽、不溶性陽(yáng)極、導電輥、邊緣罩、支持輥絕緣墊和電解液循環(huán)系統組成。
噴射式不溶性陽(yáng)極電鍍鋅是采用硫酸鋅作為電解液,硫酸鋅在水中電離,其化學(xué)反應過(guò)程如下:
在陰極帶利表面,鋅離子獲得兩個(gè)電于被還原成鋅而沉積在帶鋼表面,使帶鋼表面鍍上一層很薄的鋅層。在電解液中,由于鋅離子不斷沉積到帶鋼表面,這樣,溶液中鋅離子不斷減少。在可溶性陽(yáng)極是采用鋅板做陽(yáng)極,鋅陽(yáng)極失去兩個(gè)電子變成鋅離子而溶解到電解液中,即
另外,電流密度為30A/dm2,溫度為室溫。鍍鋅量的控制是根據法拉第定律進(jìn)行的,并可推導出下面公式:
根據上式得出如下結論:電鍍鋅的鍍鋅量與電流密度、電解槽長(cháng)度和數目成正比;與帶鋼的線(xiàn)速度成反比。
根據上式,可以指導我們在電鍍生產(chǎn)中確定合理的工藝速度。
噴射式不溶性陽(yáng)極電鍍鋅作業(yè)線(xiàn),有9個(gè)電解槽,電流總計為198kA,槽長(cháng)為1.5m。這樣,可以根據生產(chǎn)不同寬度的帶鋼和不同厚度的鍍鋅量來(lái)確定機組適當的運行速度(工藝段速度為15-90m/min)。
另外,噴射式不溶性陽(yáng)極電鍍法很容易得到單面鍍鋅鋼板。除控制電源有單面陽(yáng)極外,還可控制噴射液,使不鍍鋅的那面不噴液,這樣便可較完美地做到單面鍍層。
(3)后處理。電鍍鋅后處理的主要目的是改善鍍鋅板表面的涂漆性能和抗腐蝕性能,以延長(cháng)電鍍鋅板使用壽命。電鍍鋅的后處理包括:
1)活化處理和磷化處理。磷化處理就是使電鍍鋅板的表面生成一層極薄的凹凸不平的磷化層結晶,對涂漆性能有所改善,但是,表面的磷化層結晶很不均勻。為了使磷化層的結晶細小而均勻,在磷化處理之前先進(jìn)行活化處理?;罨幚砭褪鞘闺婂冧\板表面形成小的結晶核。這樣磷化時(shí),磷化層就在這些小結晶核上形成磷化層,從而形成細小而均勻的磷化層,其厚度為1.O-2.0g/m2?;罨幚聿捎媚z體磷酸鈦溶液,溫度為30-60℃,時(shí)間為1-2s即可。磷化處理采用磷酸二氫鋅+有機磷(磷酸淀粉),溫度為60℃,時(shí)間為5-6s。
2)密封處理和鉻化處理。將磷化膜內凹處用鍍層封閉以提高抗腐蝕性,采用稀鉻酸,溫度為45℃,處理時(shí)間約為3s。作密封處理時(shí)鉻酸的質(zhì)量濃度為0.12g/L。經(jīng)密封處理的鋅表面形成一層極薄的鈍化膜。如果需進(jìn)一步提高抗蝕性,則可對磷化處理后的鋅板進(jìn)行鉻化處理。鉻化處理所用的溶液成分與密封處理所用的溶液成分相同,只是各成分的濃度不同。鉻化處理時(shí)鉻酸的質(zhì)量濃度為lOg/L,處理時(shí)間約為5s,溫度為25-35℃。鉻化處理后的鋅板表面形成的鈍化膜厚度為15-40mg/m2,對鋼板有良好的保護作用。