CN103590352B - 废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，通过将废旧的热浸锌公路钢护栏回收，进行回火处理后，再依次进行整形矫正及磷化的预处理，最后对工件进行预烘、喷塑、固化、晾干得到处理完毕的镀锌喷塑双涂层公路钢护栏。本发明提供的处理方案，能够对废旧的热浸锌公路钢护栏进行回收、翻新处理，得到翻新的双涂层钢护栏，最大限度的节约了资源，避免浪费，并且提高了产品的经济附加值，既能产生社会效益，又能产生经济效益。

Description

废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺

技术领域

本发明涉及一种公路钢护栏系列回收翻新再利用技术，属于新材料表面加工及涂层领域，具体涉及一种废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺。

背景技术

护栏是公路重要的安全保障设施。近年来，随着国内高速公路建设的飞速发展，安全护栏市场不断扩大,但该产品的生产厂家对产品的性能、技术参数、生产工艺掌握各不相同，致使这一产品的质量良莠不齐。有的路段由于采用了防腐工艺处理不当，少则一两年时间，钢护栏便锈迹斑斑，不仅影响了公路的视觉效果，也大大缩短了钢护栏的有效使用期，同时也增加了维护成本，更重要的是带来了安全隐患和资源浪费。据调查分析,仅中原地区长江中上游公路钢护栏需回收利用的每年就达10万吨以上, 如果废弃锈迹斑斑的钢护栏将造成极大的资源浪费，而且破坏环境，不利于环保。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，能够对废旧的热浸锌公路钢护栏进行回收处理以及进行翻新处理，经过翻新的双涂层钢护栏，最大限度的节约了资源，避免浪费，并且提高了产品的经济附加值，既能产生社会效益，又能产生经济效益。

本发明提供了一种废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，具体包括以下步骤：

1）将废旧的热浸锌公路钢护栏回收，进行回火处理，首先将工件加热到120-180℃，然后冷却到40℃±5℃，立即将该工件置于烘箱内，从加热到冷却后置于烘箱内的总共用时控制在30min以内，再将烘箱升温至300℃，在300-320℃恒温15min，最后将工件自然冷却完成回火处理；

2）将步骤1）处理后的工件依次进行整形矫正及磷化的预处理，使其便于进行喷塑；

3）对步骤2）所得的工件在90-110℃进行预烘，然后进行喷塑处理，最后将工件进行固化、晾干；

通过上述步骤得到处理完毕的镀锌喷塑双涂层公路钢护栏。

优选的，步骤1）所述的工件首次加热时控制加热温度为150℃。步骤1）将工件加热到120-180℃时，可采用烘箱加热、远红外加热或者浸泡式加热方式；采用浸泡式加热时，还可在溶液中加入碱，有利于尽快除去工件表面的浮灰等污物，并且能够除去一部分工件表面的钝化层，添加的碱可为氢氧化钠或者其他碱类物质。

所述的公路钢护栏为钢护栏板和/或钢护栏柱。

整形矫正过程运用“钢护栏修复矫整器”对撞弯、变形的钢护栏进行修复，从而回收本已报废的钢护栏，达到再次利用的目的。通过整形矫正的钢护栏，进行一系列的处理后，可达到与成形的新钢护栏同等技术要求。

步骤2）中所述磷化前，对工件进行脱脂、表调和中和处理；脱脂时将工件浸泡在氢氧化钠溶液中，除去工件表面的油污及钝化层，表调时采用胶体磷酸钛进行表调。

脱脂的目的在于除油,保证喷塑涂层与工件基体的紧密结合,实现较好的附着力。如果工件表面有油时，附着力差，同时也可能对外观产生影响，直接影响产品的质量。由于热镀锌钢板的锌层可承受一定的碱腐蚀，在脱脂过程中单独设置碱洗槽，加入氢氧化钠使其浓度为10%左右，然后对工件进行浸泡，除去表面的浮灰等污物，也可去除一些钝化层。氢氧化钠的添加量和浸泡时间需要通过实验来确定，一般其浓度可为10%。对于连续生产的工厂，如果工件的表面没有油等污物，可省去脱脂，碱洗 ,水洗工序。

表调时采用胶体磷酸钛进行表调。表调的目的是在镀锌层表面生成一些细小的磷酸盐结晶晶核，这些晶核在磷化处理时成为磷酸盐结晶的核心，可提高成膜速度和提高均匀性。表调剂的用量很少，只需千分之二至三配成水溶液即可。

步骤2）中所述磷化时所用的磷化剂为锌系磷化剂。涂料在镀锌层的附着强度较低，其涂装性是较差的，通过磷化在工件的表面生产磷化膜，能提供一个"粗糙面"，给涂层以很好的咬合力，大大提高了附着力，实现涂层的性能，提高涂层与镀锌层的结合力和防护性；同时，磷化膜提供的均一性表面，可抑制局部的电化学腐蚀。

所述预处理过程中各工艺的温度控制在70℃以下。保证工件的成分不会发生变化和受到影响。

步骤3）中进行喷塑的具体工艺步骤依次为：上件→预烘→喷塑→固化→干燥→下件。

上件时需注意吊具导电性，吊具上的涂层不宜太厚，过厚要清除吊具上的涂层，可采取集中焚烧的方法；因工件较重，一定要设计好挂具，挂具要求牢固可靠。

预烘的目的一是除去工件上剩余的水分，二是可以保证一定厚度的粉较好的附着在工件的表面。一般保证加热到90-110℃。

喷塑：对于护栏产品，根据其构件的特点，采用自动喷枪的形式，但一般另加手工喷枪补喷相结合的形式，这样做的目的是使实时监控喷粉质量，保证产品质量稳定。

所述喷塑时采用纳米喷涂工艺，喷塑的材料可为聚酯粉末，采用聚酯粉末时固化温度为220℃，固化时间为15min。

固化：要根据所用的粉末种类确定固化条件。

晾干：可采用冷风吹干，在吹干的过程中，对工件进行检查。对于允许缺陷，如流挂、起泡、露底、缩孔等，可用丙酮等稀释粉末涂料趁工件未凉时涂覆或喷覆于缺陷表面，用余热固化。对于重大缺陷需要进行返修处理，根据涂膜厚度选取处理方法，一般有三种：直接上件重新喷塑、机械打磨、用脱膜剂处理。

优选的钢护栏处理方案中，喷塑时采用聚酯粉末进行纳米喷涂。聚酯粉末是一种高温固化的聚合树脂，具有优异的户外性能物理机械性能，可以为热镀锌构件提供一个最持久的保护，同时也提供一个完美的装饰性效果。聚酯粉末能提供优异的耐侯性，它应用于锌构件是一个最持久最全面的保护。采用聚酯粉末进行喷塑时，固化温度为220℃，固化时间为15min。

在传统的钢护栏处理工艺中，常通过抛丸及高温处理等工艺除去钢护栏的外表层氧化物、杂质等，有的工艺甚至会破坏镀锌层，这样需要在工件上进行再次镀锌，增加了工作量，提高了工作成本，造成了材料的浪费，不利于保护环境；而且抛丸及高温处理还可能会造成工件的变形。

本发明提供处理方法具有以下有益效果：

1）对本已报废的公路钢护栏进行回收处理，达到循环再利用的目的，能够节约资源，最早期修建的高速公路所安装的钢护栏陆续进入回收期,仅中原地区长江中上游进入回收期的钢护栏每年就达10万吨，相比将废旧的钢护栏直接作为废品变卖转为其他用途，该处理再利用的方式能够最大化的利用资源。

2）本发明提供的处理工艺具有广大的市场需求，我国的高速公路发展迅速，截至2011年底我国高速公路总里程达8.5万公里，高速公路若进行四线防护，约需钢护栏45吨/公里，而现生产的钢护栏供不应求。本发明通过对旧钢护栏进行回收和翻新处理，进行再利用，具有广大的市场需求，且其处理工艺简单，可操作性强，易于推广。

3）本方案通过将废旧的热浸锌钢护栏处理成双涂层钢护栏，能够延长使用寿命，且进一步提高产品的质量。热浸锌钢护栏的使用寿命一般为25年左右，单喷塑涂层的使用寿命一般为10-15年，而镀锌喷塑双防护层的钢护栏使用寿命可达到40年以上，实验表明镀锌喷塑双防护体系是最好的涂层防护体系，特别是在含二氧化硫的气氛中，其防护效果更加明显。

4）本发明提供的处理工艺具有低消耗、低排放、高效率的特点，是一种节能环保的新工艺，且能够产生较大的经济效益，目前市场上回收废旧热浸锌钢护栏的价格一般不超过为2500/吨，但经过处理后的热浸锌喷塑钢护栏的价格一般为5600/吨，具有较大的利润空间。

5）本发明在对废旧热浸锌钢护栏回收后首先进行回火处理，可消除一部分因急速冷却所造成的残留应力，提高材料的韧性与柔性，工件的力学性能均能符合相关的技术标准。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1：

一种废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，具体包括以下步骤：

1）将废旧的热浸锌公路钢护栏回收，进行回火处理，首先将工件通过烘箱加热到120℃，然后冷却到35℃，立即将该工件置于烘箱内，从加热到冷却后置于烘箱内的总共用时28min，再将烘箱升温至300℃，在300-320℃恒温15min，最后将工件自然冷却完成回火处理；

2）将步骤1）处理后的工件依次进行整形矫正、脱脂、碱洗、水洗、表调、磷化的预处理，使工件的表面便于进行喷塑处理；

3）对步骤2）所得的工件在90-110℃进行预烘，然后采用聚酯粉末进行喷塑处理，再将工件在220℃进行固化15min、最后晾干得到处理完毕的镀锌喷塑双涂层公路钢护栏。

实施例2：

一种废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，具体包括以下步骤：

1）将废旧的热浸锌公路钢护栏回收，进行回火处理，首先将工件通过远红外加热到150℃，然后冷却到40℃，立即将该工件置于烘箱内，从加热到冷却后置于烘箱内的总共用时控制在25min，再将烘箱升温至300℃，在300-320℃恒温15min，最后将工件自然冷却；

2）将步骤1）处理后的工件依次进行整形矫正、脱脂、碱洗、水洗、表调、磷化的预处理，使工件的表面便于进行喷塑处理；

3）对步骤2）所得的工件在90-110℃进行预烘，然后进行纳米喷涂处理，最后将工件在220℃进行固化15min、最后晾干得到处理完毕的镀锌喷塑双涂层公路钢护栏。

实施例3：

一种废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，具体包括以下步骤：

1）将废旧的热浸锌公路钢护栏回收，进行回火处理，首先将工件通过蒸汽加热至180℃，然后冷却到40℃，立即将该工件置于烘箱内，从加热到冷却后置于烘箱内的总共用时26min，再将烘箱升温至300℃，在300-320℃恒温15min，最后将工件自然冷却；

2）将步骤1）处理后的工件依次进行整形矫正、磷化的预处理，使工件的表面便于进行喷塑处理；

3）对步骤2）所得的工件依次进行上件→预烘→喷塑→固化→凉干→下件的工艺得到处理完毕的镀锌喷塑双涂层公路钢护栏，所述预烘在90-110℃进行，喷塑处理采用聚酯粉末，喷塑完成后将工件在220℃进行固化15min、最后晾干即可。

对上述实施例中所得的处理之后的双涂层公路钢护栏进行检测，其各项指标均符合国家相关标准的规定。其中

通过上述实施例得到的处理的钢护栏进行力学性能测试，其结果见表1。

                                                 

表1

通过检测，经过上述方法得到的处理工件，其各方面均能符合要求，特别是在力学性能方面，由上表可知，处理之后的工件的力学性能均能符合JT/T281-2007的要求。

Claims (10)

1.一种废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：

1）将废旧的热浸锌公路钢护栏回收，进行回火处理，首先将工件加热到120-180℃，然后冷却到40℃±5℃，将该工件置于烘箱内，从加热到冷却后置于烘箱内的总共用时控制在30min以内，再将烘箱升温至300℃，在300-320℃恒温15min，最后将工件自然冷却完成回火处理；

2）将步骤1）处理后的工件依次进行整形矫正及磷化的预处理，使其便于进行喷塑；

3）对步骤2）所得的工件在90-110℃进行预烘，然后进行喷塑、固化处理；

通过上述步骤得到处理完毕的镀锌喷塑双涂层公路钢护栏。

2.根据权利要求1所述的废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，其特征在于：所述的公路钢护栏为钢护栏板和/或钢护栏柱。

3.根据权利要求1所述的废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，其特征在于：步骤2）中所述磷化前，对工件进行脱脂和表调处理；脱脂时将工件浸泡在氢氧化钠溶液中，除去工件表面的油污及钝化层，表调时采用胶体磷酸钛进行表调。

4.根据权利要求1所述的废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，其特征在于：步骤2）中所述磷化时所用的磷化剂为锌系磷化剂。

5.根据权利要求1所述的废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，其特征在于：步骤3）中进行喷塑的具体工艺步骤依次为：上件→预烘→喷塑→固化→干燥→下件。

6.根据权利要求1所述的废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，其特征在于：步骤1）所述将工件加热到120-180℃时，采用烘箱加热、远红外加热或者浸泡式加热方式。

7.根据权利要求6所述的废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，其特征在于：采用浸泡式加热时，在溶液中加入碱。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，其特征在于：所述喷塑时采用纳米喷涂工艺。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，其特征在于：所述喷塑时采用聚酯粉末进行喷涂，其固化温度为220℃，固化时间为15min。

10.根据权利要求1或3所述的废旧热浸锌公路钢护栏处理工艺，其特征在于：所述预处理过程中各工艺的温度控制在70℃以下。