鍍鋅槽鋼是一種有效的金屬防腐方式，主要用于各行業(yè)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)施上。

　　概述

　　熱鍍鋅槽鋼，按鍍鋅工藝的不同可以分為熱浸鋅槽鋼和熱吹鍍鋅槽鋼，是將除銹后的鋼件浸入440~460℃左右融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，從而起到防腐的目的。

　　槽鋼的表面鍍鋅主要采用的方法是熱鍍鋅。熱鍍鋅是由較古老的熱鍍方法發(fā)展而來，自從1836年法國把熱鍍鋅應(yīng)用于工業(yè)以來，已經(jīng)有170年的歷史了。然而近30年來，伴隨冷軋帶鋼的飛速發(fā)展，熱鍍鋅工業(yè)得到了大規(guī)模發(fā)展。

　　在各種保護(hù)鋼基體的涂鍍方法中，熱浸鋅是非常優(yōu)良的一種。它是在鋅呈液體的狀態(tài)下，經(jīng)過了相當(dāng)復(fù)雜的物理、化學(xué)作用之后，在鋼鐵上不僅鍍上較厚的純鋅層，而且還生成一種鋅鐵合金層。這種鍍法，不僅具備了電鍍鋅的耐腐蝕特點(diǎn)，而且由于具有鋅鐵合金層。還具有電鍍鋅所無法相比擬的強(qiáng)耐蝕性。因此這種鍍法特別適用于各種強(qiáng)酸、堿霧氣等強(qiáng)腐蝕環(huán)境中。

　　原理

　　熱鍍鋅層是鋅在高溫液態(tài)下，分三個步驟形成的：

　　1、鐵基表面被鋅液溶解形成鋅—鐵合金相層;

　　2、合金層中的鋅離子進(jìn)一步向基體擴(kuò)散形成鋅鐵互溶層;

　　3、合金層表面包絡(luò)著鋅層。

　　工藝流程

　　熱鍍鋅槽鋼工藝流程：原料檢驗(yàn)→酸洗→清洗→助鋅→烘干→鍍鋅→冷卻→鈍化→清洗→成品檢驗(yàn)→檢驗(yàn)打包等。

　　按照習(xí)慣往往根據(jù)鍍前處理方法的不同把熱鍍鋅工藝分為線外退火和線內(nèi)退火兩大類。

　　1、線外退火

　　線外退火就是熱軋或冷軋鋼進(jìn)入熱鍍鋅作業(yè)線之前，首先在抽底式退火爐或罩式退火爐中進(jìn)行再結(jié)晶退火，這樣，鍍鋅線就不存在退火工序了。鋼材在熱鍍鋅之前必須保持一個無氧化物和其他臟物存在的潔凈的純鐵活性表面。這種方法是先由酸洗的方法把經(jīng)退火的表面氧化鐵皮清除，然后涂上一層由氯化鋅或由氯化銨和氯化鋅混合組成的溶劑進(jìn)行保護(hù)，從而防止鋼材再被氧化。

　　(1)濕法熱鍍鋅

　　鋼材表面的溶劑不經(jīng)烘干(即表面還是濕的)就進(jìn)入起表面覆蓋有熔融態(tài)溶劑的鋅液進(jìn)行熱鍍鋅。此方法的缺點(diǎn)是：

　　a.只能在無鉛狀態(tài)下鍍鋅，鍍層的合金層很厚且粘附性很壞;

　　b.生成的鋅渣都積存在鋅液和鉛液的界面處而不能沉積鍋底(因?yàn)殇\渣的比重大于鋅液而小于鉛液)，這樣鋼材因穿過鋅層污染了表面。

　　因此，濕法熱鍍鋅已基本被淘汰。

　　(2)單支鋼材

　　這種方法一般是采用熱軋疊軋板作為原料，首先把經(jīng)過退火的鋼材送入酸洗車間,用硫酸或鹽酸清除鋼材表面的氧熱鍍鋅法化鐵皮。酸洗之后的鋼材立即進(jìn)入水箱中浸泡等待鍍鋅，這樣可以防止鋼材再氧化。后經(jīng)過酸洗、水清洗、擠干、烘干、進(jìn)入鋅鍋(溫度一直保持在445—465℃)熱鍍鋅，再進(jìn)行涂油和鉻化處理。這種方法生產(chǎn)的熱鍍鋅板比濕法鍍鋅成品質(zhì)量有顯著提高，只對小規(guī)模生產(chǎn)有一定價值。

　　(3)惠林法熱

　　該連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)線包括堿液脫脂、鹽酸酸洗、水沖洗、涂溶劑、烘干等一系列前處理工序，而且原板進(jìn)入鍍鋅線鍍鋅前還需要進(jìn)行罩式爐退火。這種方法生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，更為主要的是此方法生產(chǎn)的產(chǎn)品常常帶有溶劑缺陷，影響鍍層的耐蝕性。并且鋅鍋中的AL常常和鋼材表面的溶劑發(fā)生作用生成三氯化鋁而耗掉，鍍層的粘附性變壞。因而此方法雖然已問世近三十年，但在世界熱鍍鋅行業(yè)中并未得到發(fā)展。

　　2、線內(nèi)退火

　　線內(nèi)退火就是由冷軋或熱軋車間直接提供帶卷作為熱鍍鋅的原板，在熱鍍鋅作業(yè)線內(nèi)進(jìn)行氣體保護(hù)再結(jié)晶退火。屬于這個類行業(yè)的熱鍍鋅方法包括：森吉米爾法、改良森吉米爾法、美鋼聯(lián)法(同日本川崎法)、賽拉斯法、莎倫法。

　　(1)森吉米爾法

　　它是把退火工藝和熱鍍鋅工藝聯(lián)合起來，其線內(nèi)退火主要包括氧化爐，還原爐兩部份組成。帶鋼在氧化爐中煤氣火焰直接加熱到450度左右，把帶鋼表面殘存的軋制油燒掉，凈化表面。后再把帶鋼加熱到700-800度完成再結(jié)晶退火，經(jīng)冷卻段控制進(jìn)鋅鍋前溫度在480度左右，最后在不接觸空氣的情況下進(jìn)入鋅鍋鍍鋅，因此，森吉米爾法產(chǎn)量高、鍍鋅質(zhì)量較好，此法曾得到廣泛應(yīng)用。

　　(2)美鋼聯(lián)法

　　它是森吉米爾法的一個變種，它僅僅是利用一個堿性電解脫脂槽取代了氧化爐的脫脂作用，其余工序與森吉米爾法基本相同。在原板進(jìn)入作業(yè)線后，首先進(jìn)行電解脫脂，而后水洗、烘干，再通過有保護(hù)氣體的還原爐進(jìn)行再結(jié)晶退火，最后在密封情況下進(jìn)入鋅鍋熱鍍鋅。這種方法因帶鋼不經(jīng)過氧化爐加熱，所以表面的氧化膜較薄，可適當(dāng)降低還原爐中保護(hù)氣體的氫含量。這樣，對爐安全和降低生產(chǎn)成本有利。但是，由于帶鋼得不到預(yù)加熱就進(jìn)入還原爐中，這樣無疑提高了還原爐的熱負(fù)荷，影響爐子的壽命。因此這種方法并未得廣泛應(yīng)用。

　　(3)賽拉斯法

　　又稱火焰直接加熱法;首先帶鋼經(jīng)堿洗脫脂，而后用鹽酸清除表面的氧化皮，并經(jīng)水洗、烘干后再進(jìn)入由煤氣火焰直接加熱的立式線內(nèi)退火爐，通過嚴(yán)格控制爐內(nèi)煤氣和空氣的焰燒比例，使之在煤氣過剩和氧氣不足的情況下進(jìn)行不完全焰燒，從而使?fàn)t內(nèi)造成還原氣氛。使其快速加熱達(dá)到再結(jié)晶溫度并在低氫保護(hù)氣氛下冷卻帶鋼，最后在密閉情況下浸入鋅液，進(jìn)行熱鍍鋅。該法設(shè)備緊湊，投資費(fèi)用低，產(chǎn)量高(最高可達(dá)50/小時)。但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，特別是在機(jī)組停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，為了避免燒斷帶鋼，需要采用爐子橫移離開鋼帶的方法，這樣操作問題很多，所以，熱鍍鋅工業(yè)采用此法很少。

　　(4)莎倫法

　　1939年美國莎倫公司投產(chǎn)一臺新型的熱鍍鋅機(jī)組，所以也叫莎倫法。該法是在退火爐內(nèi)向帶鋼噴射氯化氫氣體并使帶鋼達(dá)到再結(jié)晶溫度，所以也稱為氣體酸洗法。采用氯化氫氣體酸洗，不但能去除帶鋼表面的氧化皮，而且同時去除了帶鋼表面的油脂，由于帶鋼表面被氧化氣體腐蝕，形成麻面，所以使用莎倫法所得到的鍍層粘附性特別好。但是由于設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，由此造成很高的設(shè)備維修和更新費(fèi)用。因而此種方法很少被采用。

　　(5)改良森吉米

　　它是一種更優(yōu)越的熱鍍鋅工藝方法;它把森吉米爾法中各自獨(dú)立的氧化爐和還原爐由一個截面積較小的過道連接起來，這樣包括預(yù)熱爐、還原爐和冷卻段在內(nèi)的整個退火爐構(gòu)成一個有機(jī)整體。實(shí)踐證明，該法具有許多優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、安全等優(yōu)點(diǎn)已逐漸被人們所認(rèn)識。其發(fā)展速度非常快，1965年以來新建的作業(yè)線幾乎全部采用了這種方法，近年來老的森吉米爾機(jī)組也大都按照此方法進(jìn)行了改造。

　　特點(diǎn)

　　(1)具有較厚的致密的純鋅層覆蓋在鋼鐵表面上，它可以避免鋼鐵基體與任何的腐蝕溶液的接觸，保護(hù)鋼基體免受腐蝕。在一般大氣中，鋅層表面形成一層很薄而密實(shí)的氧化鋅層表面，它很難溶于水，故對鋼基體起著一定保護(hù)作用。如果氧化鋅與大氣中其它成分生成不溶性鋅鹽后，則防蝕作用更理想。

　　(2)具有鐵—鋅合金層，結(jié)合致密，在海洋性鹽霧大氣及工業(yè)性大氣中表現(xiàn)特有抗腐蝕性;

　　(3)由于結(jié)合牢固，鋅—鐵互溶，具有很強(qiáng)的耐磨性;

　　(4)由于鋅具有良好的延展性，其合金層與鋼基附著牢固，因此熱鍍件可進(jìn)行冷沖、軋制、拉絲、彎曲等各種成型而不損壞鍍層;

　　(5)鋼結(jié)構(gòu)件熱鍍鋅后，相當(dāng)于一次退火處理，能有效改善鋼基體的機(jī)械性能，消除鋼件成型焊接時的應(yīng)力，有利于對鋼結(jié)構(gòu)件進(jìn)行車削加工。

　　(6)熱鍍鋅后的件表面光亮美觀。

　　(7)純鋅層是熱鍍鋅中最富有塑性的一層鍍鋅層，其性質(zhì)基本接近于純鋅，具有延展性，所以它富于撓性。

　　判定標(biāo)準(zhǔn)

　　1.附著量

　　耐蝕性主要決定于鍍鋅層的厚度，故量測厚度常為主要判定鍍鋅質(zhì)量好壞的根據(jù)，鍍鋅層受鋼材表面的成分、組織、結(jié)構(gòu)不同而有不同的反應(yīng)，另進(jìn)出鋅溶液的角度、速度亦有很大的影響。故預(yù)得完全均一的鍍層厚度，實(shí)際上不太可能。所以量測附著量絕對不能以單一點(diǎn)(部位)來判定，必須要量測其單位面積(㎡)平均附著鋅重(g)才有意義。

　　量測附著量的方法有很多種，如破壞性的切片金相觀測法、酸洗法，非破壞性的膜厚計法、電化學(xué)法、進(jìn)出貨重量差估計法等。一般常用的為膜厚計法及酸洗法。

　　膜厚儀(鍍層測厚儀)為一利用磁場感應(yīng)來量測鋅層厚度最普遍省事的方法，其基本條件為鋼鐵表面必須平滑、完整，才可得較準(zhǔn)確數(shù)字。故在鋼材邊角處或粗糙、有角度鋼件或鑄件等，均不太可能會的一準(zhǔn)確的數(shù)字。普通鐵件用原鐵材當(dāng)歸零基材，尚可得相當(dāng)準(zhǔn)確的數(shù)字，鑄件就絕對不準(zhǔn)確了。

　　酸洗法為正式檢驗(yàn)報告用，最準(zhǔn)確的方法，惟切片時必須注意上下部位的公平取舍，才可得準(zhǔn)確數(shù)字。但其亦有缺點(diǎn)，如費(fèi)時甚多，復(fù)雜鋼材面積不易求得，太大件無法整個酸洗等。故充分利用膜厚計來控制現(xiàn)場制程，而用酸洗法來做最后檢測，就已經(jīng)足夠了。

　　2.均一性

　　熱浸鍍鋅鋼鐵最易生銹的部位，仍是鋅層最薄的地方，故必要測其最薄部位是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

　　均一性的試驗(yàn)法，一般都用硫酸銅試驗(yàn)，但此方法對于由鋅層和合金層組成的鍍鋅層皮膜測試很有問題。此因鋅層與合金層在硫酸銅試驗(yàn)液中的溶解速度不同，合金層中也因鋅/鐵的比率差異而不同。所以，以一定浸漬時間的反復(fù)次數(shù)來判定均勻性并不是很合理。

　　因此，最近歐美規(guī)格及JIS中，均有廢止此試驗(yàn)方法的傾向，以分布取代均一性，以目視或觸感為主，必要時才用膜厚計檢查分布狀態(tài)。

　　又形狀復(fù)雜的小構(gòu)件因面積量測不易，不易求得平均膜厚，有時不得不用硫酸銅試驗(yàn)法來做參考，但絕不能以硫酸銅試驗(yàn)取代附著量測定的目的。

　　3.堅(jiān)實(shí)性

　　所謂堅(jiān)實(shí)性就是鍍鋅層與鋼鐵密合性，主要要求鍍鋅構(gòu)件在整理、運(yùn)搬、保管及使用中具有不得剝離的性質(zhì)，一般檢驗(yàn)法有錘打法、擠曲法、卷附法等。

　　錘打法是以錘打擊試片，檢查鍍層皮膜表面的狀態(tài)。把試片固定，免得因錘支持臺等高且水平，錘以支持臺為中心，使柄重垂直位置自然落下，以4mm間隔平行打擊5點(diǎn)，觀察皮膜是否剝離以為判斷。但是，距離角或端10mm以內(nèi)，不得作此試驗(yàn)，同一處不可打擊2次以上等。此法最普遍，適用于鋅、鋁等皮膜堅(jiān)實(shí)測試。其它如擠曲法、卷附法一般很少用，故暫且不提。

　　一般人常有一種錯誤觀念，往往為了方便量測堅(jiān)實(shí)性，拿兩個鍍鋅鋼材，以邊角互相敲擊，觀察邊角剝落情形以為判斷。若邊角處剛好有幾處較厚的鋅粒。在作業(yè)中沒處理好，則一用力敲擊，厚的鋅粒一定會剝落。故此法不能用來判定正常鍍鋅皮膜與鐵基的密合性。

　　附著量、均一性及堅(jiān)實(shí)性，即為一般規(guī)格定義熱浸鍍鋅質(zhì)量檢驗(yàn)的項(xiàng)目。亦是一般正式檢驗(yàn)報告的標(biāo)準(zhǔn)

　　應(yīng)用范圍

　　熱鍍鋅槽鋼的應(yīng)用隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展也相應(yīng)擴(kuò)大。因此，熱鍍鋅制品在建筑(如：玻璃幕墻、電力鐵塔、通信電網(wǎng)、水及煤氣輸送、電線套管、腳手架、房屋等)、橋梁、運(yùn)輸;工業(yè)(如化工設(shè)備、石油加工、海洋勘探、金屬結(jié)構(gòu)、電力輸送、造船等);農(nóng)業(yè)(如：噴灌、曖房)、等方面，近幾年已大量地被采用。由于熱鍍鋅制品具有外表美觀、耐腐蝕性能好等特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍越來越廣泛。

　　規(guī)格理算

　　槽鋼理論重量表：

　　重量計算

　　槽鋼計算公式(kg/m) W=0.00785 ×[hd+2t (b - d )+0.349 (R2 - r 2 )] h= 高

　　b= 腿長

　　d= 腰厚

　　t= 平均腿厚

　　R= 內(nèi)弧半徑

　　r= 端弧半徑 比如 求80 mm ×43mm ×5mm 的槽鋼的每m 重量。

　　從冶金產(chǎn)品目錄中查出該槽鋼t 為8 ，R 為8 ，r 為4 ，

　　則每m 重量=0.00785 ×[80 ×5+2 ×8 ×(43 - 5 )+0.349 ×(82-4 2 )]=8.04kg