PL235151B1 - Stop cynku i sposób jego wytwarzania - Google Patents
Stop cynku i sposób jego wytwarzania Download PDFInfo
- Publication number
- PL235151B1 PL235151B1 PL421638A PL42163817A PL235151B1 PL 235151 B1 PL235151 B1 PL 235151B1 PL 421638 A PL421638 A PL 421638A PL 42163817 A PL42163817 A PL 42163817A PL 235151 B1 PL235151 B1 PL 235151B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- bath
- zinc
- alloy
- refined
- mirror
- Prior art date
Links
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 61
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 55
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical group [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 36
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 27
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 26
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 20
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 20
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 claims description 17
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 17
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims description 15
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 15
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 14
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 10
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 10
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 5
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 101100493710 Caenorhabditis elegans bath-40 gene Proteins 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 235000010603 pastilles Nutrition 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
Landscapes
- Coating With Molten Metal (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest stop cynku, zwłaszcza do jednostkowego cynkowania zanurzeniowego różnych gatunków stali, w tym stali reaktywnych, i sposób jego wytwarzania.
Z polskiego opisu patentowego nr PL125072B1 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 stop Zn-Mg-Pb znany z polskiego opisu patentowego nr PL 122700B1, który zawiera masowo: 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 również stopy znane z polskich opisów patentowych nr PL 12031 0B1 i PL120311B1. Stop według pierwszej z powyższych publikacji 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, resztę stanowi Zn, a w rozwiązaniu alternatywnym zawiera dodatkowo 0,007-0,10% Li i 0,010-0,10% Al, przy czym stosunek zawartości Mg do Mn wynosi 2,8-8,2, a Pb do Mn 0,3-1. Natomiast stop według drugiej z powyższych publikacji 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, 0,1(M),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 PL144183B1 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% A1, 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 PL144316B1 stop cynku zawierający masowo: 0,35-0,85% Pb oraz 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 ten może zawierać Mg zamiast Ni w ilości 0,01-0,03%, a także Ca i Li mogą być zastąpione przez Na.
Do wytwarzania powłok ochronnych służy również stop cynku znany z polskiego opisu patentowego nr PL191938B1, 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 powyżej stopy przeznaczone są do wytwarzania powłok ochronnych na rurach stalowych bądź cienkich blachach i drutach, a także konstrukcjach o dużej i zróżnicowanej pojemności cieplnej, przy czym nie stanowią one najlepszego materiału powłokowego do cynkowania wyrobów wykonanych z różnych gatunków stali (w tym uspokojonych aluminium lub uspokojonych krzemem stali reaktywnych). Kąpiele cynkownicze utworzone z tych stopów nie mają bowiem niskiego napięcia powierzchniowego i niskiej lepkości, w związku z czym niezbyt dobrze zwilżają podłoże stalowe i nieefektywnie osłabiają negatywne następstwa efektu Sandelina, czyli anomalnego wzrostu grubości powłoki nakładanej na wyroby ze stali uspokojonej krzemem lub aluminium i stali wysoko krzemowej.
Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL145153B1 sposób wytwarzania stopu cynkowego do cynkowania wyrobów stalowych polegający na tym, że określoną ilość katod cynkowych stapia się w indukcyjnym piecu topielnym aż do uzyskania ciekłego cynku w ilości około 20% pojemności użytkowej pieca. Po uzyskaniu tej ilości wypełnienia pieca załadowuje się go katodami w takiej ilości, aby utworzyły one warstwę wystającą 1-2 cm ponad lustro kąpieli cynkowej, 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 i 12% gliceryny. Po skropieniu katod pierwszym topnikiem załadowuje się piec katodami cynkowymi w takiej ilości, aby utworzyły na lustrze kąpieli cynkowej 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,
PL 235 151 B1
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 i 1-2% glikolu, a 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 skrapia się ją obficie roztworem pierwszego topnika, a po zmniejszeniu wysokości o 50% przeprowadza się skrapianie roztworem drugiego topnika, zaś po zmniejszeniu wysokości o 75% w stosunku do wysokości początkowej ponownie stosuje się skrapianie roztworem pierwszego topnika. Gdy wysokość warstwy katod zmniejszy się do 1-2 cm ponad lustro kąpieli przeprowadza się skrapianie dwoma roztworami, najpierw roztworem pierwszego topnika a następnie roztworem drugiego topnika, aż do spienienia się zetkniętych ze sobą topników. Po całkowitym stopieniu się 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 kilkukrotnie napełniając piec warstwami katod do wysokości 15-25 cm ponad lustro kąpieli, aż do całkowitego napełnienia pieca ciekłym cynkiem. Wtedy lustro kąpieli zwilża się obficie roztworem pierwszego topnika, po czym kąpiel 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 naprzemiennego skrapiania kąpieli i katod w piecu dwoma roztworami skrapia się w ten sam sposób popiół w studzience przelewowej pieca. Po całkowitym napełnieniu pieca ciekłym cynkiem skrapia się roztworami obu topników lustro ciekłego cynku w studzience przelewowej pieca, po czym miesza się i ściąga zgary.
Z polskiego opisu patentowego nr PL191938B1 znany jest sposób wytwarzania stopu cynkowego do cynkowania wyrobów stalowych. Polega on na tym, że stopione w piecu indukcyjnym katody cynkowe o temperaturze rzędu 500°C rafinuje się rafinatorem o działaniu flotacyjnym, zawierającym masowo: 5-10% żywicy melaminowej, 5-10% chlorku sodu, 15-25% karnalitu i 55-75% chlorku amonu, mającym postać sprasowanych pastylek zanurzonych w kąpieli cynkowej, po czym po usunięciu z jej lustra popiołów i produktów rafinacji do oczyszczonej kąpieli cynku elektrolitycznego wprowadza się jako pierwszy składnik stopowy aluminium, a po całkowitym rozpuszczeniu aluminium kolejno dodaje się ołów wzbogacony germanem i srebrem, cynę, miedź, antymon i ewentualnie magnez, a następnie nikiel i mangan w postaci zapraw z cynkiem, po czym gotową kąpiel stopową utrzymuje się przez 1-1,5 godziny w temperaturze 450-500°C, a następnie przeprowadza rafinację przy użyciu rafinatora o działaniu flotacyjnym, zawierającego masowo: 5-10% żywicy melaminowej, 5-10% chlorku sodu, 15-25% karnalitu i 55-75% chlorku amonu, mającego postać sprasowanych pastylek zanurzonych w kąpieli cynkowej. Po oczyszczeniu lustra kąpieli z tlenków i produktów rafinacji odlewa się wlewki do wlewnic od dołu chłodzonych wodą i nagrzewanych od góry.
Znane ze stanu techniki sposoby wytwarzania stopów cynkowych do cynkowania zanurzeniowego wyrobów stalowych są dość skomplikowane. Procesy przygotowania kąpieli metalicznych z rafinowanego cynku elektrolitycznego są w praktyce uciążliwe, bowiem często wymagają stosowania kilku różnych topników i rafinatorów. Nie zawsze też używane w procesach rafinatory mają odpowiednio skompresowaną postać, i często są i mogą być używane wyłącznie jako mieszaniny proszkowe o luźnej postaci, bez możliwości trwałego sprasowania. W związku z tym, że nie gwarantują one w czasie operacji rafinacji dostatecznej wydajności flotacyjnej, a tym samym wystarczającego oczyszczania kąpieli metalicznej z fazy niemetalicznej, istnieje konieczność wielokrotnego użycia tychże rafinatorów i topników. Ponadto wynikiem stosowania topników w powyższych sposobach wytwarzania stopu do cynkowania jest mokra postać zgarów, które sprawiają trudności przy ich ręcznym usuwaniu z powierzchni kąpieli metalicznej, zaś potem - w wyniku odparowania wody i krystalizacji - tworzą się niedogodne w formie i wielkości bryły materiału trudne do rozdrobnienia i transportu.
Celem wynalazku jest opracowanie metalicznego tworzywa powłokowego o takich właściwościach użytkowych, które zminimalizują różnice w grubości, budowie i wyglądzie powłok cynkowych nakładanych zarówno na stal nieuspokojoną jak i uspokojoną aluminium lub krzemem (reaktywną), łącznie z efektem Sandelina, oraz stal wysokokrzemową. Wskazany cel rozwiązuje przedstawiony w opisie stop cynku, zwłaszcza do jednostkowego cynkowania zanurzeniowego, i sposób jego wytwarzania.
Istotą wynalazku jest stop cynku do wytwarzania powłoki antykorozyjnej na wyrobach ze stali reaktywnych w procesie jednostkowego cynkowania zanurzeniowego, zawierający aluminium, nikiel, mangan i cynę, który charakteryzuje się tym, że zawiera miedź i tytan, przy czym masowa zawartość aluminium wynosi 0,01-0,5%, niklu 0,01-1,5%, manganu 0,01-2% i cyny 0,1-0,2%, nie więcej niż 0,4% miedzi, nie więcej niż 0,2% tytanu, resztę stanowi cynk.
PL 235 151 B1
Korzystnie, że stosunek ilości miedzi do ilości tytanu zawiera się w zakresie 1,9-2,1, a najkorzystniej 2.
Istotą wynalazku jest również sposób wytwarzania stopu cynku do jednostkowego cynkowania zanurzeniowego wyrobów stalowych, polegający na topieniu w piecu indukcyjnym katod cynkowych, po którym kąpiel cynku elektrolitycznego rafinuje się przez wprowadzenie do niej rafinatora flotacyjnego, po czym kąpiel przelewa się do pieca indukcyjnego tyglowego, lustro kąpieli pokrywa się 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 z lustra kąpieli oraz koryguje skład chemiczny stopu i odlewa wytworzony stop do wlewnic, który to sposób charakteryzuje się tym, że kąpiel ze stopionych katod cynkowych o temperaturze 500°C rafinuje się rafinatorem o działaniu flotacyjnym w postaci sprasowanych pastylek zanurzonych w kąpieli cynku na głębokość 0,5-1 m, po czym poddaje się oczyszczaniu usuwając z jej lustra popiół i produkty rafinacji, a następnie przelewa kąpiel do oddzielnego indukcyjnego pieca tyglowego w ilości 60% zakładanego namiaru, następnie na lustro tak przygotowanej kąpieli z oczyszczonego cynku elektrolitycznego podaje się topnik na bazie granulowanego chlorku amonu, po czym wtapia się aluminium w temperaturze co najmniej 550°C i podnosi temperaturę z prędkością 3-4°C/min do wartości 650°C aż do całkowitego rozpuszczenia aluminium, a następnie w czasie 30-40 minut dodaje nikiel w postaci pełnowartościowych płaskich ścinków o grubości 1-2 mm i mangan w postaci wlewków stopu wstępnego ZnMn1 lub ZnMn2 o odpowiednio dobranej masie, po czym dodaje się cynę, miedź i tytan w postaci stopu wstępnego ZnCu6Ti3 lub ZnCu8Ti4, przy czym każdorazowe dodawanie dodatków stopowych poprzedzone jest mieszaniem kąpieli, a po dodaniu wszystkich dodatków stopowych warstwę ochronną topnika uzupełnia się do grubości 3-6 cm, a następnie po czasie od 4 do 5 godzin przygotowywania stopu dodaje się do kąpieli czysty cynk w ilości 40% zakładanego namiaru i zmniejsza jednocześnie jej temperaturę do 550-570°C z wytrzymaniem do 1 godziny.
Korzystnie, po zmniejszeniu temperatury kąpieli przeprowadza się ponownie jej rafinację rafinatorem o działaniu flotacyjnym, korzystnie w postaci sprasowanych pastylek zanurzonych w kąpieli na głębokość 0,5-1 m, po czym oczyszcza się lustro kąpieli ze zgarów i produktów rafinacji oraz obniża jej temperaturę do 500-520°C, a następnie odlewa wlewki znanymi sposobami.
Kąpiel cynkownicza ze stopu o składzie jakościowo-ilościowym według wynalazku charakteryzuje się niskim napięciem powierzchniowym i niską lepkością, co zapewnia nakładanie szczelnej powłoki o zbliżonej grubości na wyrobach stalowych wykonanych z różnych gatunków stali (w tym stali reaktywnych), oraz przyczynia się do istotnej redukcji grubości powłoki na stalach uspokojonych krzemem, dla których występuje niekorzystny efekt Sandelina, a także stalach wysokokrzemowych. Otrzymana powłoka cynkowa posiada jednocześnie podwyższoną odporność na korozję oraz jest gładka, jasna i błyszcząca, przy czym jej minimalna grubość może wynosić ok. 50 gm. Wymienione efekty użytkowe osiąga się przy jednoczesnym ograniczeniu różnicy grubości powłoki cynkowej na stali nieuspokojonej, uspokojonej krzemem lub aluminium i wysokokrzemowej (powłoka uniwersalna), co wiąże się dodatkowo ze znaczną oszczędnością cynku.
Sposób wytwarzania stopu cynku do cynkowania zanurzeniowego według wynalazku jest w praktyce przemysłowej dość prosty. Jego zaletą jest fakt, że nie wymaga stosowania topników dla ochrony 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 flotacyjny, 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.
Stop cynku w ujęciu jakościowo-ilościowym oraz sposób wytwarzania stopu cynku do jednostkowego cynkowania zanurzeniowego zostały przedstawione w kolejnych przykładach wykonania.
P r z y k ł a d I
Stop cynku do wytwarzania powłoki antykorozyjnej na wyrobach stalowych w procesie jednostkowego cynkowania zanurzeniowego zawiera aluminium, nikiel, mangan, cynę, miedź i tytan, przy czym masowa zawartość aluminium wynosi 0,06%, niklu 0,05%, manganu 0,2%, cyny 0,1%, miedzi 0,04% i tytanu 0,02%, resztę stanowi Zn.
P r z y k ł a d II
W przykładzie wykonania katody cynkowe topi się w piecu elektrycznym indukcyjnym. Po stopieniu katod cynkowych utrzymuje się kąpiel metalową w temperaturze rzędu 500°C i dokonuje rafinacji
PL 235 151 B1 kąpieli cynkowej rafinatorem w postaci sprasowanych pastylek, które to zanurza się w kąpieli na głębokość 1 m, przy czym rafinator działa na kąpiel flotacyjnie. Po rafinacji lustro kąpieli czyści się usuwając z niego popiół i produkty rafinacji. Oczyszczona kąpiel cynkowa zawiera masowo: 0,004% Pb, 0,002% Cd, 0,001% Fe, 0,001% Sn, 0,001% Cu oraz 0,001% Al, reszta cynk. Kąpiel cynku elektrolitycznego przelewa się do oddzielnego tyglowego pieca indukcyjnego w ilości 60% planowanego namiaru, podgrzewa do temperatury 570°C, zaś jej lustro przykrywa warstwą topnika na bazie granulowanego chlorku amonu o grubości 4 cm i wprowadza metaliczne aluminium w całym namiarze. Od tego momentu podnosi się temperaturę kąpieli z prędkością 3°C/min do wartości 640°C. Po całkowitym rozpuszczeniu aluminium dodaje się kolejno w czasie 35 minut nikiel w postaci pełnowartościowych cienkich ścinków płaskich o grubości 1 mm, mangan w postaci stopu wstępnego ZnMn1, czystą technicznie cynę oraz miedź i tytan w postaci stopu wstępnego ZnCu6Ti3. 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 4 cm. Po upływie 4 godzin uzyskuje się jednolity ciekły roztwór dodatków stopowych w cynku i wtedy uzupełnia się kąpiel brakującym ciekłym czystym cynkiem o temp. 460°C w ilości 40% namiaru. Zmniejsza się jednocześnie temperaturę kąpieli do 570°C i utrzymuje ją przez 1 godzinę. W tym czasie dokonuje się rafinacji stopu przy użyciu rafinatora flotacyjnego w postaci pastylek zanurzonych w kąpieli na głębokość 1 m. Po oczyszczeniu lustra kąpieli z tlenków i produktów rafinacji pobiera się próbki stopu do oceny składu chemicznego, przy czym po ewentualnej korekcie tegoż składu chemicznego uzyskany stop cynku powinien zawierać masowo: 0,07% Al, 0,09% Ni, 0,2% Mn, 0,08% Sn, 0,03% Cu, 0,015% Ti, reszta cynk. Gotową kąpiel stopu cynku o temperaturze 510°C odlewa się do wlewnic dla uzyskania różnej wielkości wlewków. Wlewnice chłodzone są od dołu wodą i nagrzewane od góry w sposób uniemożliwiający tworzenie się niepożądanej, rozbudowanej jamy usadowej we wlewkach. Dopuszczalne jest jedynie lokalne zmniejszenie grubości wlewków od strony ich swobodnie krzepnącej powierzchni górnej.
P r z y k ł a d III
Wytwarzanie stopu odbywa sic również poprzez topienie katod cynkowych, po czyni stopiony cynk elektrolityczny rafinuje się flotacyjnie jak w przykładzie II i przelewa do oddzielnego tyglowego pieca indukcyjnego w ilości 60% planowanego namiaru. Na lustro oczyszczonej kąpieli nakłada się warstwę topnika jak w przykładzie II i podnosi jej temperaturę do wartości 550°C, po czym wprowadza się jako pierwsze metaliczne aluminium. Jednocześnie temperaturę kąpieli podnosi się z prędkością 4°C/min do wartości 670°C, a następnie po całkowitym rozpuszczeniu aluminium dodaje się w czasie 30 minut składniki stopowe w następującej kolejności; nikiel, mangan, ewentualnie cynę oraz miedź i tytan w postaci stopu wstępnego ZnCu6Ti3. Pozostałe operacje wykonane w odniesieniu do kąpieli stopowej są takie same jak w przykładzie II. Po upływie 5 godzin uzyskuje się gotową kąpiel stopową i wtedy uzupełnia się wytop brakującym ciekłym czystym cynkiem o temperaturze 480°C w ilości 40% namiaru. Zmniejsza się jednocześnie temperaturę kąpieli do 570°C i utrzymuje ją przez 1 godzinę. W tym czasie kąpiel poddaje się dalszej obróbce jak w przykładzie II, a następnie pobiera próbkę stopu do oceny składu chemicznego, przy czym po ewentualnej korekcie tegoż składu chemicznego uzyskany stop cynku powinien zawierać masowo; 0,45 Al 0,6% Ni, 0,17% Mn, 0,2% Cu, 0,1% Ti, resztę stanowi cynk. Gotową kąpiel stopu cynku o temperaturze 500°C odlewa się do wlewnic jak w przykładzie II.
Claims (4)
1. Stop cynku do wytwarzania powłoki antykorozyjnej na wyrobach ze stali reaktywnych w procesie jednostkowego cynkowania zanurzeniowego, zawierający aluminium, nikiel, mangan i cynę, znamienny tym, że zawiera miedź i tytan, przy czym masowa zawartość aluminium wynosi 0,01-0,5%, niklu 0,01-1,5%, manganu 0,01-2% i cyny 0,1-0,2%, nie więcej niż 0,4% miedzi, nie więcej niż 0,2% tytanu, resztę stanowi cynk.
2. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek ilości miedzi do ilości tytanu zawiera się w zakresie 1,9-2,1, korzystnie 2.
3. Sposób wytwarzania stopu cynku do jednostkowego cynkowania zanurzeniowego wyrobów stalowych, polegający na topieniu w piecu indukcyjnym katod cynkowych, po którym kąpiel cynku elektrolitycznego rafinuje się przez wprowadzenie do niej rafinatora flotacyjnego, po
PL 235 151 B1 czym kąpiel przelewa się do pieca indukcyjnego tyglowego, lustro kąpieli pokrywa się 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 z lustra kąpieli oraz koryguje skład chemiczny stopu i odlewa wytworzony stop do wlewnic, znamienny tym, że kąpiel ze stopionych katod cynkowych o temperaturze 500°C rafinuje się rafinatorem o działaniu flotacyjnym w postaci sprasowanych pastylek zanurzonych w kąpieli cynku na głębokość 0,5-1 m, po czym poddaje się oczyszczaniu usuwając z jej lustra popiół i produkty rafinacji, a następnie przelewa kąpiel do oddzielnego indukcyjnego pieca tyglowego w ilości 60% zakładanego namiaru, następnie na lustro tak przygotowanej kąpieli z oczyszczonego cynku elektrolitycznego podaje się topnik na bazie granulowanego chlorku amonu, po czym wtapia się aluminium w temperaturze co najmniej 550°C i podnosi temperaturę z prędkością 3-4°C/min do wartości 650°C aż do całkowitego rozpuszczenia aluminium, a następnie w czasie 30-40 minut dodaje nikiel w postaci pełnowartościowych płaskich ścinków o grubości 1-2 mm i mangan w postaci wlewków stopu wstępnego ZnMnl lub ZnMn2 o odpowiednio dobranej masie, po czym dodaje się cynę, miedź i tytan w postaci stopu wstępnego ZnCu6Ti3 lub ZnCu8Ti4, przy czym każdorazowe dodawanie dodatków stopowych poprzedzone jest mieszaniem kąpieli, a po dodaniu wszystkich dodatków stopowych warstwę ochronną topnika uzupełnia się do grubości 3-6 cm, a następnie po czasie od 4 to do 5 godzin przygotowywania stopu dodaje się des kąpieli czysty cynk w ilości 40% zakładanego namiaru i zmniejsza jednocześnie jej temperaturę do 550-570°C z wytrzymaniem do 1 godziny,
4. Sposób wg zastrz. 3, znamienny tym, że po zmniejszeniu temperatury kąpieli przeprowadza się ponownie jej rafinację rafinatorem o działaniu flotacyjnym, korzystnie w postaci sprasowanych pastylek zanurzonych w kąpieli na głębokość 0,5-1 m, po czym oczyszcza się lustro kąpieli ze zgarów i produktów rafinacji oraz obniża jej temperaturę do 500-520°C, a następnie odlewa wlewki znanymi sposobami.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL421638A PL235151B1 (pl) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | Stop cynku i sposób jego wytwarzania |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL421638A PL235151B1 (pl) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | Stop cynku i sposób jego wytwarzania |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL421638A1 PL421638A1 (pl) | 2018-01-15 |
| PL235151B1 true PL235151B1 (pl) | 2020-06-01 |
Family
ID=60937429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL421638A PL235151B1 (pl) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | Stop cynku i sposób jego wytwarzania |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL235151B1 (pl) |
-
2017
- 2017-05-19 PL PL421638A patent/PL235151B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL421638A1 (pl) | 2018-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7520946B2 (ja) | 金属被覆された鋼ストリップ | |
| CN103422041B (zh) | 一种含钛的zam热浸镀锌合金及其制备方法 | |
| CN102392207B (zh) | 一种钢材热浸镀锌基合金的制备方法 | |
| CN101818316B (zh) | 一种热浸镀用锌基多元合金及制备方法 | |
| CN103014581B (zh) | 一种热浸镀锌铝镁锆合金及其制备方法 | |
| US20150376737A1 (en) | Copper-zinc alloy for a plumbing fitting and method for the production thereof | |
| CN102345034A (zh) | 一种多元素耐蚀热浸合金镀层及原料的制取方法 | |
| KR101568508B1 (ko) | 산화칼슘 함유 용융 아연합금 도금 조성물, 용융 아연합금 도금강판 및 그 제조방법 | |
| CN102994929A (zh) | 一种用于热浸镀钢管的锌-铝-硅-稀土合金及其制备方法 | |
| CN104611614A (zh) | 一种新型合金锌锭以及制备方法 | |
| CN104593649A (zh) | 一种连续热浸镀用铝锌硅锶稀土合金锭及其制造方法 | |
| JP7311767B2 (ja) | フラックスおよびそれを用いる溶融Zn-Al-Mg系めっき鋼成形品の製造方法 | |
| JP4163232B2 (ja) | 溶融亜鉛メッキ | |
| PL235151B1 (pl) | Stop cynku i sposób jego wytwarzania | |
| JP6942085B2 (ja) | メッキ浴用フェライト系ステンレス鋼 | |
| CN108559891A (zh) | 铝、锌、镁、钪系统的变形铝合金及其制造方法 | |
| JP4072571B2 (ja) | 亜鉛合金鋳塊の製造方法 | |
| PL223233B1 (pl) | Stop cynku, zwłaszcza do cynkowania zanurzeniowego i sposób jego wytwarzania | |
| PL227949B1 (pl) | Stop cynku i sposób jego wytwarzania | |
| KR102044983B1 (ko) | 고내식 마그네슘 합금 및 그 제조방법 | |
| CN102146536A (zh) | 一种高耐蚀锌基多元合金及其熔炼制备工艺 | |
| KR101568527B1 (ko) | 드로스 생성이 억제된 용융 아연합금 도금액 및 고내식성 용융 아연합금 도금강판 | |
| KR101629260B1 (ko) | 용융도금욕 조성물 | |
| PL191938B1 (pl) | Stop cynku, zwłaszcza do cynkowania ogniowego i sposób jego wytwarzania | |
| JP4920356B2 (ja) | めっき鋼板の製造方法 |