CN109504928A - 电力铁塔钢制件热镀锌生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力铁塔钢制件热镀锌生产方法，包括以下步骤：复合除锈剂除锈→温水洗→复合助镀剂→热镀锌→水冷却→低铬钝化。实际生产证明，本工艺具有明显的节能降耗作用，具有可操作性和推广价值。

Description

电力铁塔钢制件热镀锌生产方法

技术领域

本发明涉及一种电力铁塔钢制件热镀锌生产方法。

背景技术

一般情况下，电力铁塔都建设在野外。因为长期的暴露，并且长时间经受各种恶劣天气的影响，会受到长时间的腐蚀，而在受到大气腐蚀以后，其损坏程度会相当的严重，甚至达到一半以上，给国民经济建设、能源和原始资源带来不可弥补的损失。热镀锌技术的发展和应用给钢铁防腐蚀带来了生机。钢铁制件经过热镀锌之后，其使用寿命一般可以达到30年以上，这项技术在钢铁制件的防腐方面具有重要的经济意义。

由于输变电铁塔一般应用的都是角钢，如果热镀锌的效果没有达到理想的程度，同时又受到了恶劣环境的影响，没有热镀上锌的部位则会氧化，出现锈蚀；另一方面，如果是在恶劣的潮湿环境中，铁锈又产生了电化学反应，会加速钢基体的腐蚀。

传统生产工艺为：脱脂(除油)─水洗─酸洗除锈─水洗─溶剂助镀─烘干─热镀锌─水冷却─高铬钝化─水洗─烘干─检验─包装。

主要缺陷：

1、清洗水没有充分利用，存在较大的浪费。

2、脱脂工序仍采用强碱NaOH、Na2CO3和Na3PO4的混合水溶液，在高于80 ℃的温度下进行脱脂处理，工作环境因碱挥发而气味较大；另因碱液浓度过高，制件在其中放置的时间较长，处理温度太高等因素，制件在热镀锌时容易出现镀层表面粗糙不平和漏镀。

3、酸洗除锈剂一般采用浓度较高的盐酸，容易使电力构件出现过酸洗和氢脆现象。

4、助镀剂使用单一高浓度的氯化铵溶液，或者是氯化锌和氯化铵的复合水溶液，但因为二者的配比不合理，容易使电力制件镀锌后出现漏镀，同时造成锌灰增多，造成锌耗增加。

5、钢制锌锅采用手动式温度调节控制，加热温度高，造成温度波动大，使锌渣增多，锌的无效消耗大。

6、热镀锌后镀层表面的高铬钝化废水处理困难且费用高，已经不适应环保的要求，属于淘汰之范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种电力铁塔钢制件热镀锌生产方法，解决目前热镀锌生产方法中酸洗过量、漏镀缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电力铁塔钢制件热镀锌生产方法，包括以下步骤：

复合除锈剂除锈→温水洗→复合助镀剂→热镀锌→水冷却→低铬钝化。

进一步的，所述复合除锈剂除锈的工艺条件为：

盐酸15％～20％(质量分数)；

磷酸3％～5％(质量分数)；

SLS表面活性剂4～6g/L；

若丁4～8g/L；

添加剂5～10g/L；

温度15～30℃。

进一步的，所述复合助镀剂的配方及工艺条件：

ZnCl2 160～180g/L；

NH4Cl 50～70g/L；

KC1 40～60g/L；

十二烷基脂肪醇类添加剂 1.2～1.6g/L；

Fe2+＜1.0g/L；

温度 70～80℃；

浸粘时间 1.5～3.0min。

进一步的，在镀锌工艺中，锌锅的容量是产量的25～35倍。锌锅的长度应比工件的长度多1.0～1.5m。

进一步的，在镀锌工艺中，在初次熔锌之前对锌锅内壁涂覆一层1.0～1.5mm 厚的耐锌液腐蚀的BGF型涂料。

进一步的，锌锅内锌液温度控制在435～448℃之间。

进一步的，锌液中微量铝(Al)为0.025％～0.030％、锡(Sn)为0.003％～0.006％、铋(Bi)为0.015％～0.02％。

进一步的，在水冷却工艺中，冷却水应保持流动，pH应在6～8之间，水温须保持在60℃以下。

本发明的有益效果是：

复合酸洗、复合助镀剂工艺和热镀生产流程，能够满足电力铁塔钢制件热镀锌的技术要求。在钢制件热浸镀锌中，需要在锌液中添加含有微量铝 (0.025％～0.030％)、锡(0.003％～0.006％)和铋(0.015％～0.020％)的多元素合金才能实现在435～448℃的低温下镀锌，镀层色泽一致。需要指出的是，多元合金的添加方法仍然遵循少加勤加的原则，可以减少锌液中合金元素的损耗。采用无水漂洗低铬钝化工艺，可以实现无废水排放的要求。钝化剂中含有2.0～10.0g/L 的酸性硅溶胶，可以提高钝化效果。实际生产证明，本工艺具有明显的节能降耗作用，具有可操作性和推广价值。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

一种电力铁塔钢制件热镀锌生产方法，包括以下步骤：

复合除锈剂除锈→温水洗→复合助镀剂→热镀锌→水冷却→低铬钝化。

复合除锈剂除锈的工艺条件为：盐酸15％～20％(质量分数)；磷酸3％～5％ (质量分数)；SLS表面活性剂4～6g/L；若丁4～8g/L；添加剂5～10g/L；温度15～30℃。

复合盐酸酸洗液配方中的盐酸是主要成分；磷酸的加入可提高酸洗速度； SLS表面活性剂能起到润湿和渗透的复合作用，同时能抑制酸雾；添加剂是一种含羧酸的有机物，可与Fe2+、Fe3+离子起配位作用，降低盐酸酸洗液中铁离子含量，有利于减少锌液中锌铁合金(锌渣)的产生和提高钢制件表面镀锌层的延展性；酸洗时间以酸洗干净为准，一般情况下是25～35min。

复合助镀剂的配方及工艺条件：ZnCl2160～180g/L；NH4Cl50～70g/L； KC1 40～60g/L；十二烷基脂肪醇类添加剂1.2～1.6g/L；Fe2+＜1.0g/L；温度70～80℃；浸粘时间1.5～3.0min。

复合助镀剂采用净化再生的方法去除二价铁离子，使其含量控制在1.0g/L 以下。再生处理时，首先缓慢加入双氧水，并不断地搅拌，使其充分反应(当pH<3 时，需要先加入一定量的氨水进行中和)；然后加氨水调整pH至4.5～5.2；再静止4～6h，将澄清液放入助镀剂槽中；反应槽底部的沉淀物可通过压滤机分离出可用的助镀剂溶液和Fe(OH)3泥渣。过滤机为增强聚丙烯压滤机框式过滤机 XM/YZB型，能连续清除助镀剂中的铁离子。滤布建议采用300目。为了避免滤布四周泄漏助镀液，在滤布的四周采用一种密封的材料，可以消除滤布毛细现象，实现无泄漏过滤。

熔锌锅的尺寸设计应满足最大的镀锌工件尺寸要求，必须考虑到生产量和锌锅的加热方式。如果锌锅太小，那么热容量小，镀锌时维持不了所需要的温度，造成锌液波动大，直接影响到镀层质量，也加剧对锌锅的腐蚀，产生的锌渣将增多，对锌锅的使用寿命也有一定的影响。故在设计锌锅时，一定要根据产能来计算锌锅的熔锌量。根据实际经验，考虑到生产的节拍、工序间的转运等因素，锌锅的容量是产量的25～35倍。锌锅的长度应比工件的长度多1.0～ 1.5m为宜。现在一般采用锌锅的尺寸为13.0m(长)×2.0m(宽)×2.8m(高)。该尺寸较能照顾到相当大的范围内钢结构件的热镀锌，熔锌量大约为440t，产量为10～13t/h。

在初次熔锌之前对锌锅内壁涂覆一层1.0～1.5mm厚的耐锌液腐蚀的BGF型涂料，能避免熔锌过程中锌液局部高温引起的腐蚀[5]。一定要按升温曲线图的要求进行升温，如上述锌锅的熔锌时间最少应在160～170h。初次熔锌最好不要添加任何含有铝的合金。当生产即将开始时，可按要求添加五元或多元合金。生产之前一定要做好净化锌液、排除浮渣等准备工作。

锌液温度的控制人们对提高锌液流动性有一个误区，认为提高锌液流动性可以减薄锌层的厚度，锌液温度越高，锌液的流动性越好。过去钢制件镀锌一直采用450～465℃，实际上是适得其反，温度越高反而镀锌层越厚。研究表明，锌液流动性和温度几乎没有关系，实际上锌液的流动性主要取决于锌液中的铁含量，即铁含量越高，锌液的流动性就越差。铁在锌液中的饱和浓度随锌液温度的升高而上升。对于Q235钢制件镀锌，优化后的工艺温度控制在435～448 ℃之间，较传统工艺的锌液温度低10～15℃，同时吨镀件能源消耗降低30％～ 35％。

锌液中微量铝(Al)为0.025％～0.030％、锡(Sn)为0.003％～0.006％、铋(Bi) 为0.015％～0.02％。冷却水应保持流动，pH应在6～8之间，水温须保持在60 ℃以下。

本发明的生产方法，能够满足电力铁塔钢制件热镀锌的技术要求。在钢制件热浸镀锌中，需要在锌液中添加含有微量铝(0.025％～0.030％)、锡 (0.003％～0.006％)和铋(0.015％～0.020％)的多元素合金才能实现在435～448℃的低温下镀锌，镀层色泽一致。需要指出的是，多元合金的添加方法仍然遵循少加勤加的原则，可以减少锌液中合金元素的损耗。采用无水漂洗低铬钝化工艺，可以实现无废水排放的要求。钝化剂中含有2.0～10.0g/L的酸性硅溶胶，可以提高钝化效果。实际生产证明，本工艺具有明显的节能降耗作用，具有可操作性和推广价值。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种电力铁塔钢制件热镀锌生产方法，其特征是，包括以下步骤：

复合除锈剂除锈→温水洗→复合助镀剂 →热镀锌→水冷却→低铬钝化。

2.根据权利要求1所述的电力铁塔钢制件热镀锌生产方法，其特征是，所述复合除锈剂除锈的工艺条件为：

盐酸 15%～20%（质量分数）；

磷酸3%～5% （质量分数）；

SLS表面活性剂 4～6g/L；

若丁 4～8g/L；

添加剂 5～10g/L；

温度 15～30℃。

3.根据权利要求1所述的电力铁塔钢制件热镀锌生产方法，其特征是，所述复合助镀剂的配方及工艺条件：

ZnCl2 160～180 g/L；

NH4Cl 50～70 g/L；

KC1 40～60 g/L；

十二烷基脂肪醇类添加剂 1.2～1.6 g/L；

Fe²⁺ ＜1.0 g/L；

温度 70～80℃；

浸粘时间 1.5～3.0min。

4.根据权利要求1所述的电力铁塔钢制件热镀锌生产方法，其特征是，在镀锌工艺中，锌锅的容量是产量的25～35倍，锌锅的长度应比工件的长度多1.0～1.5m。

5.根据权利要求4所述的电力铁塔钢制件热镀锌生产方法，其特征是，在镀锌工艺中，在初次熔锌之前对锌锅内壁涂覆一层1.0～1.5mm厚的耐锌液腐蚀的BGF型涂料。

6.根据权利要求4所述的电力铁塔钢制件热镀锌生产方法，其特征是，锌锅内锌液温度控制在435～448℃之间。

7.根据权利要求4所述的电力铁塔钢制件热镀锌生产方法，其特征是，锌液中微量铝(Al)为0.025%～0.030%、锡(Sn)为0.003%～0.006%、铋(Bi)为0.015%～0.02%。

8.根据权利要求4所述的电力铁塔钢制件热镀锌生产方法，其特征是，在水冷却工艺中，冷却水应保持流动，pH应在6～8之间，水温须保持在60°C以下。