Цинковий завод має три основні системи: попередню обробку, цинкування та подальшу обробку. Ці системи працюють разом для очищення, покриття та фінішної обробки сталі.
Система попередньої обробки очищає сталь. Вона видаляє бруд, жир та іржу. Цей крок допомагає цинку добре зчепитися зі сталлю.
Theсистема цинкуваннянаносить цинкове покриття на сталь. Система подальшої обробки охолоджує сталь і додає останній захисний шар. Це робить сталь міцною та довговічною.
Система 1: Система попередньої обробки
Система попередньої обробки є першим і найважливішим етапомпроцес цинкуванняЙого головне завдання — підготувати ідеально чисту сталеву поверхню. Чиста поверхня дозволяє цинку утворити міцний, рівномірний зв’язок зі сталлю. Ця система використовує серію хімічних занурень для видалення всіх забруднень.
Знежирювальні резервуари
Знежирення – це перший етап очищення. Сталеві деталі надходять на завод із поверхневими забрудненнями, такими як олія, бруд та мастило. Знежирювальні резервуари видаляють ці речовини. Резервуари містять хімічні розчини, які розщеплюють бруд. Звичайні розчини включають:
Лужні розчини для знежирення
Кислотні розчини для знежирення
Високотемпературні лужні знежирювачі
У Північній Америці багато цинкувальників використовують нагріті розчини гідроксиду натрію. Оператори зазвичай нагрівають ці лужні резервуари до температури від 80 до 85 °C (176-185 °F). Ця температура підвищує ефективність очищення без високих енергетичних витрат на кип'ятіння води.
Промивні баки
Після кожної хімічної обробки сталь переміщується до резервуара для промивання. Промивання змиває будь-які залишки хімікатів з попереднього резервуара. Цей крок запобігає забрудненню наступної ванни в послідовності. Правильне промивання є важливим для якісного покриття.
Галузевий стандарт:Згідно зі стандартом травлення SSPC-SP 8, вода для промивання має бути чистою. Загальна кількість кислоти або розчинених солей, що потрапила в резервуари для промивання, не повинна перевищувати двох грамів на літр.
Резервуари для кислотного травлення
Далі сталь потрапляє в резервуар для кислотного травлення. Цей резервуар містить розведений розчин кислоти, зазвичай соляної кислоти. Завдання кислоти полягає у видаленні іржі та прокатної окалини, які являють собою оксиди заліза на поверхні сталі. Процес травлення відкриває оголену, чисту сталь під нею, готуючи її до завершального етапу підготовки.
Флюсові резервуари
Флюсування – це завершальний етап попередньої обробки. Чисту сталь занурюють урезервуар з флюсомщо містить розчин хлориду цинку та амонію. Цей розчин наносить на сталь захисний кристалічний шар. Цей шар виконує дві функції: він виконує остаточне мікроочищення та захищає сталь від кисню повітря. Ця захисна плівка запобігає утворенню нової іржі до того, як сталь потрапить у гарячий цинковий котел.
Після попередньої обробки сталь потрапляє до системи цинкування. Мета цієї системи полягає в нанесеннізахисне цинкове покриттяВін складається з трьох основних компонентів: сушильної печі, цинкувальної печі та цинкового котла. Ці частини працюють разом, створюючи металургійний зв'язок між сталлю та цинком.
Сушильна піч
Сушильна піч є першою зупинкою в цій системі. Її головне завдання полягає в повному висушуванні сталі після стадії флюсування. Оператори зазвичай нагрівають піч приблизно до 200°C (392°F). Ця висока температура випаровує всю залишкову вологу. Ретельний процес сушіння є важливим, оскільки він запобігає вибухам пари в гарячому цинку та уникає дефектів покриття, таких як точкові отвори.
Сучасні сушильні печі мають енергозберігаючі конструкції. Ці функції зменшують споживання палива та підвищують ефективність виробництва.
Вони можуть використовувати вихлопні гази з печі для попереднього нагрівання сталі.
Вони часто включають системи рекуперації тепла.
Вони забезпечують оптимізований та рівномірний розподіл тепла.
Піч для цинкування
Цинкова піч забезпечує інтенсивне тепло, необхідне для плавлення цинку. Ці потужні агрегати оточують цинковий котел і підтримують розплавлений цинк на точній температурі. Печі використовують кілька передових технологій нагрівання для ефективної роботи. До поширених типів належать:
Імпульсні високошвидкісні пальники
Печі непрямого нагріву
Електричні печі
Безпека понад усеПечі працюють за надзвичайно високих температур, що робить безпеку критично важливою. Вони оснащені високотемпературною ізоляцією, цифровими датчиками для контролю температури котла та конструкціями, що дозволяють легко перевіряти пальники та регулювальні клапани.
Цинковий чайник
Цинковий котел — це велика прямокутна ємність, в якій зберігається розплавлений цинк. Він знаходиться безпосередньо всередині цинкової печі, яка його нагріває. Котел має бути неймовірно міцним, щоб витримувати постійні високі температури та корозійну дію рідкого цинку. З цієї причини виробники виготовляють котли зі спеціальної низьковуглецевої сталі з низьким вмістом кремнію. Деякі також можуть мати внутрішнє облицювання з вогнетривкої цегли для додаткової довговічності.
Система 3: Система пост-обробки
Система пост-обробки є завершальним етапомпроцес цинкуванняЙого призначення — охолодити свіжопокриту сталь та нанести фінальний захисний шар. Ця система забезпечує бажаний зовнішній вигляд та довговічність виробу. Основними компонентами є гартівні резервуари та станції пасивації.
Гасіння резервуарів
Після виходу з цинкового казана сталь все ще надзвичайно гаряча, близько 450°C (840°F). Гартувальні резервуари швидко охолоджують сталь. Таке швидке охолодження зупиняє металургійну реакцію між цинком і залізом. Якщо сталь повільно охолоджується на повітрі, ця реакція може продовжуватися, що призводить до появи матового, плямистого покриття. Гартування допомагає підтримувати яскравіший та однорідніший вигляд. Однак деякі сталеві конструкції не підходять для гартування, оскільки швидка зміна температури може спричинити деформацію.
Оператори використовують різні рідини або середовища для гасіння залежно від бажаного результату:
Вода:Забезпечує найшвидше охолодження, але може утворювати на поверхні видаляються солі цинку.
Олії:Охолоджуйте сталь менш інтенсивно, ніж водою, що зменшує ризик розтріскування та покращує пластичність.
Розплавлені солі:Забезпечують повільнішу та контрольованішу швидкість охолодження, мінімізуючи спотворення.
Пасивація та фінішна обробка
Пасивація – це завершальна хімічна обробка. Цей процес наносить тонкий, невидимий шар на оцинковану поверхню. Цей шар захищає нове цинкове покриття від передчасного окислення та утворення «білої іржі» під час зберігання та транспортування.
Примітка щодо безпеки та охорони навколишнього середовища:Історично для пасивації часто використовувалися агенти, що містять шестивалентний хром (Cr6). Однак ця хімічна речовина є токсичною та канцерогенною. Урядові органи, такі як Управління з охорони праці та здоров'я США (OSHA), суворо регулюють її використання. Через ці проблеми зі здоров'ям та навколишнім середовищем промисловість зараз широко використовує безпечніші альтернативи, такі як тривалентний хром (Cr3+) та пасиватори без хрому.
Цей останній крок гарантує, щооцинкований вирібприбуває до місця призначення чистим, захищеним та готовим до використання.
Основні системи підтримки для всього заводу
Три основні системи на заводі цинкування залежать від основних допоміжних систем для безпечної та ефективної роботи. Ці загальнозаводські системи обробляють переміщення матеріалів, спеціалізовані завдання з покриття та екологічну безпеку. Вони пов'язують весь процес від початку до кінця.
Система обробки матеріалів
Система обробки матеріалів переміщує важкі сталеві конструкції по всьому об'єкту. Сучасні цинкові заводи потребують високоякісних кранів та іншого обладнання для управління робочим процесом. Це обладнання повинно витримувати вагу виробів та витримувати високий температурний та хімічний вплив.
Крани
Підйомники
Конвеєри
Ліфтери
Оператори повинні враховувати максимальну вантажопідйомність цього обладнання. Для надзвичайно важких конструкцій найкраще проконсультуватися з цинкувальником, щоб переконатися, що їхня система витримає вагу. Таке планування запобігає затримкам та забезпечує безпечне поводження.
Обладнання для цинкування конструкційних компонентів
Використання рослинамиОбладнання для цинкування конструкційних компонентівдля досягнення рівномірного цинкового покриття на великих або складних виробах. Стандартного занурення може бути недостатньо для деталей неправильної форми або внутрішніх поверхонь. Це спеціалізоване обладнання використовує передові методи, такі як контрольоване переміщення деталей або автоматизовані системи розпилення, щоб забезпечити рівномірне потрапляння розплавленого цинку на кожну поверхню. Використання правильного обладнання для цинкування конструкційних компонентів є життєво важливим для дотримання стандартів якості для таких виробів, як великі балки або складні вузли. Правильне використання обладнання для цинкування конструкційних компонентів гарантує рівномірне та захисне покриття.
Витяжка та очищення диму
Процес цинкування утворює випари, особливо з резервуарів для кислотного травлення тагарячий цинковий котелСистема відведення та очищення диму має вирішальне значення для безпеки працівників та захисту навколишнього середовища. Ця система вловлює шкідливі пари в місці їх виникнення, очищує повітря за допомогою скруберів або фільтрів, а потім безпечно випускає їх.
Безпека та навколишнє середовище:Ефективне видалення вихлопних газів захищає працівників від вдихання хімічних парів та запобігає викиду забруднюючих речовин в атмосферу, забезпечуючи дотримання заводом екологічних норм.
Комплексне цинкування об'єднує три основні системи. Попередня обробка очищає сталь для адгезії цинку. Система цинкування наносить покриття, а подальша обробка завершує процес. Допоміжні системи, включаючи обладнання для цинкування конструкційних компонентів, об'єднують весь процес. Сучасні заводи використовують автоматизацію та ключові показники ефективності для підвищення ефективності та сталого розвитку.
