PL223233B1 - Stop cynku, zwłaszcza do cynkowania zanurzeniowego i sposób jego wytwarzania - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest stop cynku, zwłaszcza do cynkowania zanurzeniowego i sposób jego wytwarzania. Stop cynku otrzymywany sposobem według wynalazku przeznaczony jest do wytwarzania powłok ochronnych na wyrobach wykonanych z różnych gatunków stali, w tym stali reaktywnych, cynkowanych zanurzeniowo metodą ciągłą.

Z polskiego opisu patentowego nr 125072 znany jest stop cynku, który zawiera masowo: 0,2-1,5% Pb, 0,002-1,2% Sn, 0,005-0,6% Sb, 0,002-0,06% Cd, 0,01-0,10% Mg, resztę stanowi Zn. W rozwiązaniu alternatywnym połowa zawartości magnezu w tym stopie zastąpiona jest tytanem. Stop ten przeznaczony jest do wytwarzania ochronnych powłok metalicznych, przede wszystkim na rurach stalowych.

Do wytwarzania powłok ochronnych na rurach stalowych służy również, znany z polskiego opisu patentowego nr 122700, stop typu Zn-Mg-Pb. Stop ten ma następujący masowy skład chemiczny: 0,82-0,98% Mg, 0,6-1,8% Pb, 0,002-0,5% Sn, 0,002-0,08% Cd, resztę stanowi Zn.

Do grupy stopów cynku przeznaczonych do pokrywania powierzchni wyrobów stalowych należą stopy znane z polskich opisów patentowych nr 120310 i 120311. Stop według opisu patentowego nr 120310 zawiera masowo: 0,82-0,98% Mg, 0,03-0,35% Pb, 0,10-0,35% Mn, 0,002-1,5% Sn, 0,002-0,15% Cd, a w rozwiązaniu alternatywnym zawiera dodatkowo 0,007-0,10% Li i 0,010-0,10% Al, resztę stanowi Zn, przy czym stosunek zawartości Mg do Mn wynosi 2,8-8,2, a Pb do Mn 0,3-1. Natomiast stop według opisu patentowego nr 120311 ma następujący masowy skład chemiczny: 0,12-0,28% Mg, 0,12-1,68% Pb, 0,06-0,56% Mn, resztę stanowi Zn, a w rozwiązaniu alternatywnym w jego skład wchodzi również Cr w ilości do 0,2% i Al w ilości do 0,2%.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 129698 stop cynku o składzie masowym: 0,54-1,55% Pb, 0,75-0,95% Cu, 0,10-0,28% Al, 0,01-0,02% Cd, reszta Zn. Stop ten stosuje się w procesie cynkowania odlewów żeliwnych.

Ponadto, znany jest z polskiego opisu patentowego nr 144183 stop cynku zawierający masowo: 0,45-0,75% Pb, 0,0002-0,26% Sn, 0,001-0,35% Sb, 0,08-0,25% Cd, 0,14-0,16% Al, 0,0012-0,15% Cu, 0,005-0,08% Fe, 0,0001-0,015% As, 0,0001-0,03% Cr, 0,001-0,02% Mn, do 0,03% Mg, resztę stanowi cynk.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 144316 stop cynku posiadający w swoim składzie 0,35-0,85% Pb, 0,001-0,36% Sn, 0,10-0,30% Cd, 0,001-0,68% Cu, 0,12-0,20% Al, 0,001-0,10% Fe, 0,0001-0,01% As, 0,0001-0,015% Ni, do 0,25% Sb, do 0,05% Ca, do 0,03% Li, resztę stanowi Zn. Alternatywnie, stop według wynalazku zamiast Ni zawiera Mg w ilości 0,01-0,03% masowych, zaś Ca i Li mogą być zastąpione przez Na.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 191938 stop cynku zawierający masowo 0,001-0,5% Cu, co najmniej 0,001% Sn i co najmniej 0,001% Fe, a także 0,001-0,1% Mn, 0,0005-0,07% Ge, 0,002-0,1% Ag, nie więcej niż 0,5% Sn i nie więcej niż 0,15% Fe, 0,05-1,5% Pb, 0,001-0,1% Al., 0,001-0,15% Ni, 0,001-0,02% As, do 0,3% Sb, resztę stanowi Zn. Stop może zawierać dodatkowo do 0,15% Mg.

Opisane wyżej stopy przeznaczone są do wytwarzania powłok ochronnych na rurach stalowych bądź cienkich blachach i drutach, a także konstrukcjach o dużej i zróżnicowanej pojemności cieplnej. Stopy nie stanowią dobrego materiału powłokowego do cynkowania wyrobów wykonanych z różnych gatunków stali (uspokojonych krzemem - stali reaktywnych i nieuspokojonych). Kąpiele cynkownicze utworzone z tych stopów nie posiadają jednocześnie małego napięcia powierzchniowego i lepkości. W związku z tym niezbyt dobrze zwilżają podłoże stalowe i niezbyt efektywnie osłabiają negatywne następstwa efektu Sandelina, czyli anomalnego wzrostu grubości powłoki nakładanej na wyroby ze stali uspokojonej krzemem.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 145153 sposób wytwarzania stopu cynkowego do cynkowania wyrobów stalowych, polegający na tym, że wytwarza się stop z katod cynkowych, które stapia się w piecu topielnym indukcyjnym aż do uzyskania ciekłego cynku w ilości około 20% pojemności użytkowej pieca. Po uzyskaniu tej ilości załadowuje się piec katodami w takiej ilości, aby utworzyły warstwę wystającą ponad lustro kąpieli cynkowej 1-2 cm, którą to warstwę skrapia się obficie wodnym roztworem pierwszego topnika zawierającego masowo: 1-4% sproszkowanego mydła szarego potasowego lub sodowego, 3-5% fosforanu sodu, 1-5% chlorku magnezu lub siarczanu magnezu, 10-15% chlorku amonu, 2-5% chlorku sodu, 1-2% gliceryny, i wodę jako resztę. Po skropieniu katod pierwszym topnikiem załadowuje się piec katodami cynkowymi w takiej ilości, aby utworzyły na lustrze

PL 223 233 B1 kąpieli warstwę o wysokości 15-25 cm, którą z kolei skrapia się obficie roztworem wodnym drugiego topnika zawierającego masowo: 2-5% sproszkowanego mydła szarego potasowego lub sodowego, 2,8-5,6% chlorku magnezu lub karnalitu, 2,2-4,4% chlorku potasu, 2-5% chlorku sodu lub 0,1-0,2% wodorotlenku sodu, 1-2% glikolu, i wodę jako resztę, zaś po skropieniu warstwy katod drugim topnikiem podnosi się temperaturę kąpieli do 500-520°C. Następnie gdy topiąca się warstwa katod zmniejszy swą wysokość o 25% w stosunku do wysokości początkowej, katody skrapia się obficie roztworem pierwszego topnika, a po zmniejszeniu wysokości o 50% skrapianie katod przeprowadza się roztw orem drugiego topnika i po zmniejszeniu wysokości o 75% stosuje się skrapianie roztworem pierwszego topnika. Gdy wysokość warstwy katod zmniejszy się do 1-2 cm ponad lustro kąpieli wówczas skrapianie prowadzi się dwoma roztworami, najpierw roztworem pierwszego topnika a następnie roztworem drugiego topnika, aż nastąpi spienienie się zetkniętych ze sobą topników. Po stopieniu się resztek cienkiej warstwy katod i utworzeniu zwilżonego popiołu miesza się górną partię kąpieli cynkowej, następnie po wypłynięciu zanieczyszczeń skrapia się ją roztworem drugiego topnika i ściąga zgary z lustra kąpieli, a po ich ściągnięciu powtarza się wszystkie poprzednie operacje napełniając piec kilkakrotnie warstwami katod do wysokości 15-25 cm do chwili, aż cały piec zostanie napełniony ciekłym cynkiem. Wtedy lustro kąpieli zwilża się obficie roztworem pierwszego topnika, miesza się i skrapia roztworem drugiego topnika, a po wymieszaniu i wypłynięciu zanieczyszczeń niemetalicznych usuwa się je z lustra kąpieli, przy czym równolegle z operacjami skrapiania katod w piecu, na przemian dwoma roztworami, skrapia się w ten sam sposób popiół w studzience przelewowej pieca. Następnie po całkowitym napełnieniu pieca ciekłym cynkiem skrapia się roztworami dwóch topników lustro ciekłego cynku w studzience przelewowej pieca, po czym miesza się i ściąga zgary.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 191938 sposób wytwarzania stopu cynkowego do cynkowania wyrobów stalowych polegający na tym, że stopione katody cynkowe o temperaturze rzędu 500°C rafinuje się w oddzielnym piecu indukcyjnym rafinatorem o działaniu flotacyjnym, zawierającym od 5-10% masowych żywicy melaminowej, od 5-10% masowych chlorku sodu, 15-25% masowych karnalitu i od 55-75% masowych chlorku amonu, w postaci sprasowanych pastylek zanurzonych do kąpieli cynkowej, następnie po usunięciu z jej lustra popiołów i produktów rafinacji do tejże kąpieli cynkowej kieruje się jako pierwszy składnik stopowy aluminium, a po całkowitym rozpuszczeniu aluminium kolejno: ołów wzbogacony w german i srebro, cynę, miedź, antymon i ewentualnie magnez, po czym nikiel i mangan w postaci zapraw z cynkiem, i gotową kąpiel stopową utrzymuje się przez około 1-1,5. godziny w temperaturze 450-500°C, a następnie przeprowadza się rafinację przy użyciu rafinatora o działaniu flotacyjnym, zawierającym od 5-10% masowych żywicy melaminowej, od 5-10% masowych chlorku sodu, 15-25% masowych karnalitu i od 55-75% masowych chlorku amonu, w postaci sprasowanych pastylek zanurzonych w kąpieli stopowej, i po oczyszczeniu lustra kąpieli z tlenków i produktów rafinacji odlewa się wlewki do wlewnic chłodzonych od dołu wodą i nagrzewanych od góry.

Znany jest także z polskiego opisu patentowego nr 185615 stop cynku do wytwarzania powłok antykorozyjnych na materiałach zawierających żelazo. Stop zawiera nie więcej niż 0,25% m asowych aluminium, nie więcej niż 2% masowych ołowiu, 0,001-0,6% masowych niklu i 0,001-0,6% masowych wanadu, a resztę cynk i zwykłe zanieczyszczenia.

Znane sposoby wytwarzania stopów cynkowych do cynkowania wyrobów stalowych są skomplikowane. Proces przygotowania kąpieli metalicznej z cynku elektrolitycznego i rafinowanego w praktyce jest uciążliwy, bowiem związany jest z zastosowaniem dwóch różnych topników i trzech różnych rafinatorów. Zastosowane rafinatory są, i mogą być, używane wyłącznie jako mieszaniny proszkowe o luźnej postaci bez możliwości trwałego sprasowania. W związku z tym nie gwarantują w czasie op eracji rafinacji dostatecznej wydajności flotacyjnej, a tym samym wystarczającego oczyszczania kąpieli metalicznej z fazy niemetalicznej. Stąd konieczność skomplikowanego i wielokrotnego użycia różnych rafinatorów i topników. Ponadto, w wyniku zastosowania topników w znanych sposobach wytwarzania stopu cynku do cynkowania powstaje mokra postać zgarów, sprawiająca duże trudności przy ich ręc znym usuwaniu z powierzchni kąpieli metalicznej, a potem - w wyniku odparowania wody i krystalizacji - tworzą się niedogodne w formie i wielkości bryły, trudne do rozdrobnienia i transportu.

Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie tworzywa powłokowego o takich właściwościach użytkowych, które zminimalizują różnice w grubości, budowie i wyglądzie powłok cynkowych nakładanych zarówno na stal nieuspokojoną jak i uspokojoną krzemem (reaktywną, łącznie z efektem Sandelina i wysokokrzemową). Wytyczone zadanie rozwiązuje stop cynku, zwłaszcza do cynkowania zanurzeniowego metodą ciągłą i sposób jego wytwarzania.

PL 223 233 B1

Stop cynku do wytwarzania powłok antykorozyjnych na wyrobach stalowych w procesie cynkowania zanurzeniowego, zawierający antymon, aluminium, bizmut, ołów, żelazo, nikiel i mangan, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera dodatkowo mischmetal (MM), przy czym masowa zawartość antymonu wynosi 0,3-80%, bizmutu 0,001-5%, manganu 0,001-10%, niklu 0,001-5% i nie więcej niż 1% mischmetalu (MM), oraz dodatkowo nie więcej niż 0,5% żelaza, nie więcej niż 1% ołowiu, nie więcej niż 0,5% aluminium, resztę stanowi Zn. Stop korzystnie zawiera 5% masowych antymonu.

Korzystnie, zawartość bizmutu wynosi od 0,001 do 0,07% masowych. Korzystnie, zawartość manganu wynosi od 0,001 do 0,1% masowych. Korzystnie, zawartość niklu wynosi od 0,001 do 0,05% masowych. Korzystnie, zawartość mischmetalu wynosi od 0,001 do 0,07% masowych.

Sposób wytwarzania stopu cynku do cynkowania zanurzeniowego metodą ciągłą, polega na topieniu w piecu indukcyjnym katod cynkowych, po stopieniu których kąpiel cynku elektrolitycznego rafinuje się przez wprowadzenie do kąpieli rafinatora, po czym przelewa się kąpiel do innego pieca indukcyjnego tyglowego, a lustro metalu (kąpieli zaczynowej) pokrywa się topnikiem, który musi utworzyć szczelne przykrycie ochronne. Do tak zabezpieczonej, przed utlenieniem, kąpieli wprowadza się składniki stopowe, także w postaci zapraw, uzupełnia brakującą ilością czystego cynku i następnie rafinuje kąpiel stopową rafinatorem flotacyjnym, ściąga zgary, i ewentualnie koryguje skład chemiczny stopu, a następnie odlewa wytworzony stop do wlewnic.

Sposób charakteryzuje się tym, że kąpiel stopionych katod cynkowych o temperaturze rzędu 500°C rafinuje się (w oddzielnym piecu indukcyjnym) rafinatorem o działaniu flotacyjnym, zawierającym od 5-10% wagowych żywicy melaminowej, od 5-10% wagowych chlorku sodu, 15-25% wagowych karnalitu i od 55-75% wagowych chlorku amonu, w postaci sprasowanych pastylek zanurzonych do kąpieli na głębokość 0,5-1 m, po czym po usunięciu z jej lustra popiołów i produktów rafinacji kąpiel cynkową przelewa się do oddzielnego tyglowego pieca indukcyjnego w ilości 60% zakładanego namiaru, a następnie lustro kąpieli przykrywa topnikiem na bazie granulowanego chlorku amonu, który w warunkach pracy pieca indukcyjnego tworzy szczelne i stabilne przykrycie ochronne o grubości 3-6 cm. Jako pierwszy składnik stopowy wtapiany jest antymon (przed samym wtapianiem gąski, z co najmniej technicznie czystego antymonu, rozdrabnia się na trzy lub cztery części), którego wtapianie rozpoczyna się w temperaturze co najmniej 550°C, którą jednocześnie podnosi się w tempie (3-4°C/min) do wartości 670°C. Po całkowitym rozpuszczeniu antymonu kolejno dodaje się w czasie maks. 40 min: aluminium w postaci pełnowartościowych ścinków płaskich, bizmut, ołów, żelazo, nikiel, mangan (w postaci katod o grubości rzędu 2-4 mm) i mischmetal.

Wtapianie kolejnych dodatków stopowych poprzedzone jest każdorazowo (kilkunastominutowym) mieszaniem kąpieli wywołanym prądami indukcyjnymi (w razie potrzeby po załadowaniu wszystkich dodatków stopowych warstwę ochronną topnika uzupełnia się do wymaganej grubości 3-6 cm). Po czasie do 5 godzin od przygotowania stopu uzupełnia się kąpiel dodając czysty cynk w ilości 40% i zmniejsza jednocześnie jej temperaturę do 570°C z wytrzymaniem przez 1 godzinę, a następnie przeprowadza się rafinację przy użyciu rafinatora o działaniu flotacyjnym, zawierającym od 5-10% masowych żywicy melaminowej, od 5-10% masowych chlorku sodu, 15-25% masowych karnalitu i od 55-75% masowych chlorku amonu, w postaci sprasowanych pastylek zanurzonych w kąpieli stopowej na głębokość 0,5-1 m, oczyszcza lustro kąpieli ze zgarów oraz produktów rafinacji, i odlewa wlewki do wlewnic chłodzonych od dołu wodą i nagrzewanych od góry. Korzystnie, po wtopieniu antymonu dodaje się kolejno dobrany namiar zaprawy FeA150, manganu, niklu, bizmutu i znanej zaprawy PbMM50, a na zakończenie cyklu wytwarzania stopu uzupełnia się powstałą kąpiel pozostałą częścią planowanego namiaru czystego cynku.

Korzystnie, aluminium wprowadza się do kąpieli stopowej w postaci pełnowartościowych ścinków płaskich o grubości 1-6 mm. Korzystnie, nikiel i żelazo wprowadza się do kąpieli stopowej w postaci pełnowartościowych cienkich ścinków płaskich o grubości 1-2 mm.

Stop o składzie chemicznym według wynalazku charakteryzuje się tworzeniem kąpieli cynkowniczej o małym napięciu powierzchniowym i małej lepkości, zapewnia nakładanie szczelnych powłok o zbliżonej grubości na wyrobach stalowych wykonanych z różnych gatunków stali (w tym reaktywnych), przyczyniając się do istotnej redukcji grubości powłoki na stali uspokojonej krzemem, dla której występuje niekorzystny efekt Sandelina, oraz stali wysokokrzemowych. Otrzymane powłoki cynkowe są jednocześnie odporne na korozję, i mają gładki, jasny i błyszczący wygląd. Ich minimalna grubość może wynosić nawet ok. 10 μm.

PL 223 233 B1

Okazało się dodatkowo, że powłoki cynkowe otrzymane ze stopu według wynalazku, po rozcieńczeniu go czystym cynkiem w wannie cynkowniczej do wymaganego poziomu składników stopowych, charakteryzuje korzystnie mały w tych powłokach udział warstwy zbudowanej z twardych i kruchych faz: δι - FeZn₇ oraz ζ - FeZn₁₃, o łącznej grubości 1-2 pm. Pożądana i dominująca warstwa powłoki zbudowana jest prawie wyłącznie z fazy η, która pozostaje praktycznie roztworem stałym zastosowanych dodatków stopowych w cynku. W wyniku takiej budowy otrzymana powłoka cynkowa jest podatna na odkształcenie plastyczne, a przy tym odporna na ścieranie. Wygląda ponadto estetycznie, jest gładka i błyszcząca. Te efekty użytkowe osiąga się przy jednoczesnym ograniczeniu różnicy grubości powłok cynkowych na stali nieuspokojonej, uspokojonej krzemem i wysokokrzemowej, co wiąże się dodatkowo ze znaczną oszczędnością cynku.

Sposób wytwarzania stopu cynku do cynkowania zanurzeniowego według wynalazku jest w praktyce przemysłowej prosty. Jego zaletą jest fakt, że nie wymaga stosowania topników dla ochr ony lustra kąpieli cynkowej sporządzonej z katod cynkowych. Ochronie podlega jedynie kąpiel przeznaczona na stop w trakcie jego wytwarzania. Do oczyszczania kąpieli cynku elektrolitycznego i kąpieli stopowej stosuje się tylko jeden rafinator, skutecznie oczyszczający kąpiel metalową z fazy niemetalicznej. Sposób według wynalazku umożliwia elastyczną zmianę składu chemicznego wytwarzanego stopu cynku także w piecach indukcyjnych z induktorami kanałowymi, bez konieczności stosowania tyglowych pieców indukcyjnych dla sporządzenia kąpieli stopowej.

Sposób wytwarzania stopu cynku do cynkowania ogniowego i skład chemiczny stopu cynku jest bliżej przedstawiony w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d l. Katody cynkowe topi się w elektrycznym piecu indukcyjnym. Po stopieniu katod utrzymuje się kąpiel metalową w temperaturze do około 500°C i dokonuje się jej rafinacji rafinatorem zawierającym od 5-10% masowych żywicy melaminowej, od 5-10% masowych chlorku sodu, 15-25% masowych karnalitu i od 55-75% masowych chlorku amonu. Rafinator w postaci sprasowanych pastylek zanurza się w kąpieli na głębokość 0,5-1 m. Rafinator działa na kąpiel flotacyjnie. Po rafinacji lustro kąpieli czyści się usuwając z niego popiół i produkty rafinacji. Oczyszczona kąpiel cynkowa zawiera maksimum (masowo): 0,003% Pb, 0,003% Cd, 0,002% Fe, 0,001% Sn, 0,001% Cu oraz 0,001% Al, reszta cynk. Kąpiel cynkową przelewa się do oddzielnego tyglowego pieca indukcyjnego w ilości 60% planowanego namiaru, podgrzewa do temperatury 570°C, przykrywa znanym topnikiem na bazie granulowanego chlorku amonu warstwą o grubości 4 cm i wprowadza metaliczny, wstępnie rozdrobniony, czysty antymon (99,69% Sb) w całym namiarze. Od tego momentu podnosi się temperaturę kąpieli z prędkością 3°C/min do wartości 640°C. Po całkowitym rozpuszczeniu antymonu w czasie ok. 35 min dodaje się kolejno aluminium, bizmut, ołów, żelazo, nikiel, mangan i mischmetal. Aluminium wprowadza się w postaci pełnowartościowych ścinków płaskich o grubości 3 mm. Żelazo i nikiel oddzielnie wtapia się w postaci pełnowartościowych cienkich ścinków płaskich o grubości 1 mm, a mangan w postaci katod o grubości rzędu 2-4 mm. Pozostałe dodatki bizmutu, ołowiu i mischmetalu wtapia się używając gąsek o wadze 25-35 kg i 1 kg w przypadku mischmetalu.

Wtapianie kolejnych dodatków stopowych odbywa się w przerwach rzędu 15 min, podczas których kąpiel jest intensywnie mieszana prądami indukcyjnymi. Po wprowadzeniu wszystkich dodatków stopowych uzupełnia się warstwę topnika przykrywającego kąpiel stopową do grubości ok. 4 cm. Po upływie ok. 4 godzin uzyskuje się jednolity ciekły roztwór dodatków stopowych w cynku i wtedy uzupełnia się wytop brakującym ciekłym (460°C), czystym cynkiem w ilości 40% namiaru. Zmniejsza się jednocześnie temperaturę kąpieli do ok. 570°C i utrzymuje ją przez 1 godzinę. W tym czasie dokonuje się rafinacji flotacyjnej stopu przy użyciu rafinatora w postaci pastylek zanurzonych w kąpieli stopowej na głębokość 0,5-1 m. Po oczyszczeniu lustra kąpieli z tlenków i produktów rafinacji pobiera się próbki stopu do oceny składu chemicznego.

Po ewentualnej korekcie tegoż składu chemicznego uzyskany stop cynku zawiera masowo: 5% Sb, 0,2% Al, 0,3% Bi, 0,15% Pb, 0,1% Fe, 0,16% Ni, 0,18% Mn, 0,7% MM, resztę stanowi cynk. Kąpiel gotowego stopu cynku odlewa się finalnie do wlewnic dla uzyskania różnej wielkości wlewków. Wlewnice chłodzone są od dołu wodą i nagrzewane od góry w sposób uniemożliwiający tworzenie się niepożądanej jamy usadowej we wlewkach w wydaniu normalnym. Dopuszczalne jest jedynie lokalne zmniejszenie grubości wlewków.

P r z y k ł a d II. Wytwarzanie stopu odbywa się również poprzez topienie katod cynkowych, po czym stopiony cynk elektrolityczny rafinuje się flotacyjnie jak w przykładzie I i przelewa do drugiego

PL 223 233 B1 tyglowego pieca indukcyjnego w ilości 60% planowanego namiaru. Na lustro kąpieli nakłada się warstwę znanego topnika w sposób podobny jak w przykładzie I i podnosi jej temperaturę do wart ości 550°C.

Do kąpieli cynkowej wprowadza się jako pierwszy antymon w postaci uprzednio podzielonych gąsek o czystości 99,69% Sb. Jednocześnie temperaturę kąpieli podnosi się z prędkością 4°C/min do wartości 670°C. Następnie po całkowitym rozpuszczeniu antymonu w czasie ok. 30 min dodaje się składniki stopowe w następującej kolejności: znaną zaprawę FeA150, mangan, nikiel, bizmut i znaną zaprawę PbMM50. Pozostałe operacje wykonane na kąpieli stopowej są takie same jak w przykładzie I. Po upływie ok. 5 godzin uzyskuje się gotową kąpiel stopową i wtedy uzupełnia się wytop brakującym ciekłym (480°C), czystym cynkiem w ilości 40% namiaru. Zmniejsza się jednocześnie temperaturę kąpieli do ok. 570°C i wytrzymuje przez ok. 1 godzinę. W tym czasie kąpiel poddaje się dalszej obró bce jak w przykładzie I, a następnie pobiera próbkę stopu do oceny składu chemicznego i po korekcie tego składu stop cynku zawiera masowo: 15% Sb, 0,5% Al, 3% Bi, 0,8% Pb, 0,5% Fe, 0,5% Ni, 0,8% Mn, 0,8% MM, resztę stanowi cynk. Kąpiel ze stopu cynku odlewa się na koniec w postaci wlewków jak w przykładzie I.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Stop cynku do wytwarzania powłok antykorozyjnych na wyrobach stalowych w procesie cynkowania zanurzeniowego, zawierający antymon, aluminium, bizmut, ołów, żelazo, nikiel i mangan, znamienny tym, że zawiera dodatkowo mischmetal (MM), przy czym masowa zawartość antymonu wynosi 0,3-80%, bizmutu 0,001-5%, manganu 0,001-10%, niklu 0,001-5% i nie więcej niż 1% mischmetalu (MM), oraz dodatkowo nie więcej niż 0,5% żelaza, nie więcej niż 1% ołowiu, nie więcej niż 0,5% aluminium, resztę stanowi Zn.
2. 2. Stop cynku według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera 5% masowych antymonu.
3. 3. Stop cynku według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość bizmutu wynosi od 0,001 do 0,07% masowych.
4. 4. Stop cynku według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość manganu wynosi od 0,001 do 0,1% masowych.
5. 5. Stop cynku według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość niklu wynosi od 0,001 do 0,05% masowych.
6. 6. Stop cynku według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość mischmetalu wynosi od 0,001 do 0,07% masowych.
7. 7. Sposób wytwarzania stopu cynku do cynkowania zanurzeniowego, polegający na topieniu w piecu indukcyjnym katod cynkowych, po stopieniu których kąpiel cynku elektrolitycznego rafinuje się przez wprowadzenie do kąpieli rafinatora, po czym kąpiel przelewa się do innego pieca indukcyjnego tyglowego, lustro metalu pokrywa topnikiem i do tak zabezpieczonej kąpieli wprowadza składniki stopowe, także w postaci zapraw, uzupełnia brakującą ilością czystego cynku i w końcowej fazie rafinuje kąpiel stopową rafinatorem flotacyjnym, ściąga zgary i ewentualnie koryguje skład chemiczny stopu, a następnie odlewa wytworzony stop do wlewnic, znamienny tym, że kąpiel ze stopionych katod cynkowych o temperaturze rzędu 500°C rafinuje się rafinatorem o działaniu flotacyjnym, zawierając ym 5-10% masowych żywicy melaminowej, 5-10% masowych chlorku sodu, 15-25% masowych karnalitu i 55-75% masowych chlorku amonu, w postaci sprasowanych pastylek zanurzonych do kąpieli na głębokość 0,5-1 m, kolejno poddaje się oczyszczaniu, usuwając z jej lustra popiół oraz produkty rafinacji, i przelewa kąpiel do oddzielnego indukcyjnego pieca tyglowego w ilości 60% zakładanego namiaru, następnie na lustro kąpieli cynkowej kieruje się topnik na bazie granulowanego chlorku amonu, wtapia antymon w temp. co najmniej 550°C podnosząc temperaturę z prędkością 3-4°C/min do wartości 670°, po czym po całkowitym rozpuszczeniu antymonu dodaje się kolejno w czasie maks. 40 min: aluminium w postaci pełnowartościowych ścinków płaskich, bizmut, ołów, żelazo, nikiel, mangan i mischmetal, przy czym wtapianie kolejnych dodatków stopowych poprzedzone jest każdorazowo mieszaniem kąpieli wywołanym prądami indukcyjnymi, zaś w końcowym etapie, rozpoczynającym się nie później niż 5 h od przygotowania stopu, uzupełnia się kąpiel dodając czysty cynk w ilości 40% zakładanego namiaru i zmniejsza temperaturę kąpieli do 570°C z wytrzymaniem przez 1 godzinę, a następnie przeprowadza rafinację przy użyciu rafinatora o działaniu flotacyjnym, zawierającym 5-10% masowych żywicy melaminowej, 5-10% masowych chlorku sodu, 15-25% masowych karnalitu

   PL 223 233 B1 i 55-75% masowych chlorku amonu, w postaci sprasowanych pastylek zanurzonych w kąpieli stopowej na głębokość 0,5-1 m, oczyszcza lustro kąpieli ze zgarów oraz produktów rafinacji, i odlewa wlewki do wlewnic chłodzonych od dołu wodą i nagrzewanych od góry.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że po wtopieniu antymonu dodaje się kolejno dobrany namiar zaprawy FeA150, manganu, niklu, bizmutu i zaprawy PbMM50, a na zakończenie cyklu wytwarzania stopu uzupełnia się kąpiel pozostałą częścią planowanego namiaru czystego cynku.
9. 9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że aluminium wprowadza się do kąpieli stopowej w postaci pełnowartościowych ścinków płaskich o grubości 1-6 mm.
10. 10. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że nikiel i żelazo wprowadza się do kąpieli stopowej w postaci pełnowartościowych cienkich ścinków płaskich o grubości 1-2 mm.