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(gè)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(gè)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(jià)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(gè)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(gè)變種，它僅僅是利用一個(gè)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(shí))。但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，特別是在機(jī)組停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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(shí)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(gè)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(gè)退火爐構(gòu)成一個(gè)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(shí)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(jì)法、電化學(xué)法、進(jìn)出貨重量差估計(jì)法等。一般常用的為膜厚計(jì)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(bào)告用，最準(zhǔn)確的方法，惟切片時(shí)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(shí)甚多，復(fù)雜鋼材面積不易求得，太大件無法整個(gè)酸洗等。故充分利用膜厚計(jì)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(shí)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(shí)才用膜厚計(jì)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(shí)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(cuò)誤觀念，往往為了方便量測堅(jiān)實(shí)性，拿兩個(gè)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(bào)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(jì)算

　　槽鋼計(jì)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