15~20克磷化膜的锰系磷化涂层钢丝绳的钢丝绳使用寿命规定,远远超越光面钢丝绳?

以6*19W结构为例,麻芯,1570MPa强度级,8毫米钢丝绳最低破断拉力33.2千牛,约3.38吨,安全系数6,最大单绳起重量560公斤,如果使用钢芯1770强度级钢丝绳,起重量还能提高一些,仅供参考。常用钢丝绳有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳或涂塑钢丝绳,大气环境中使用,专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长,重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳,磷化涂层提高钢丝的耐磨性和耐蚀性,不易磨损和不易腐蚀是提高钢丝绳使用寿命的原因,光面钢丝绳正在被彻底淘汰。磷化涂层钢丝绳,优先采用锰系或锌锰系磷化,与光面钢丝绳生产工艺对比,只是增加了制绳前的耐磨磷化处理工序,钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高,磷化钢丝不经过冷拉直接捻制钢丝绳。目前疲劳试验数据表明,磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构光面钢丝绳的3倍左右(试验室可比条件下),不易磨损和不易锈蚀是钢丝绳使用寿命超大幅度延长的原因,已经远远超越进口钢丝绳,如果自己有疲劳试验机就自己做对比试验,这样的试验结果最可信。锰系磷化涂层钢丝绳虽然售价高于光面钢丝绳,但因为使用寿命长,日均使用成本仅是光面钢丝绳的40-55%,仅供参考
热镀锌范文第1篇
关键词:热镀锌;助镀;助镀液;锌成本;助渡工艺 文献标识码:A
中图分类号:TG174 文章编号:1009-2374(2015)22-0060-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.22.030
热浸镀工艺主要成分保护气体的还原防范与溶剂方法。其中保护气体还原方法比较适宜进行连续作业,而溶剂方法一般用于周期作业。应用保护气体的还原方法进行热浸镀锌的过程中,要先利用高温锅炉把钢材的表面油脂等相关有机物碳化之后去除,然后把处理过后的钢材利用还原气进行保护,输送至规定温度的熔融锌液中,实现热浸镀锌。利用此种模式生产热镀锌产品具备较高的生产效率,而且质量相对稳定,可是对于设备有着高要求,比较适宜进行大规模生产。而溶剂方法的工艺流程相对比较多,其中热浸镀锌最为重要的工序就是溶剂助镀,其不但能够弥补工序存在的不足,还能够活化钢铁表面,有效提升镀锌质量。另外,助镀效果严重影响着镀层质量和锌的消耗。对此,分析与研究热浸镀锌助镀工艺有着深远意义。
1 助镀作用原理
助镀指把酸洗过后的制件浸入助镀液中,而在提出之后会在制件的表面产生一层相对较薄的氯化锌铵盐膜的过程。通常情况下助镀具备多种作用,例如清洁钢铁的表面,有效去除酸洗之后残留于制件表面上的铁盐或是氧化物,从而使钢铁件置入锌浴过程中拥有最大表面活性;会在制件的表面沉积一层盐膜,避免制件在助镀池至锌锅一段时间在空气中出现锈蚀;净化制件在浸入锌浴位置的液相锌时,可以保证制件和液态锌迅速浸润、反应。除此之外,制件表面所覆盖的相关氯化锌铵盐膜具备活化作用。若是温度未达到200℃时,就会在制件的表面产生一种复合盐酸,此为一种强酸,能够确保制件在干燥时表面难以产生氧化膜,进而维持活化状态。若是温度超过200℃时,制件表面的助镀液相关盐膜中要分解为HCL,这时HCL就会对钢基造成侵蚀,从而导致钢基的表面难以形成氧化物,使钢基维持活化状态。在热镀锌的过程中要科学合理地应用助镀液。
2 助镀液成分影响
2.1 浓度
盐类助镀剂中的氯化锌与氯化铵总浓度严重影响助镀效果。若是浓度未达到100~200g/L时,制件的表面就会附着少许盐膜,从而难以有效活化制件表面,并且无法获取相对均匀与平滑的镀层,比较容易发生漏镀;而浓度超过400~500g/L时,制件的表面盐膜就会过厚,不利于干透,导致锌液出现飞溅,从而形成大量的锌灰与烟尘。对此,助镀剂相应浓度一定要有效控制在200~400g/L区间。
2.2 溶液pH值
助镀液的pH值常常会在热镀锌的过程中被忽视,通常情况下助镀液的pH值应该在4~5之间,助镀液在此范围内能够实现酸洗过后制件表面的进一步清洁,有效弥补酸洗过程中出现的不足。若是pH值小于4,这时制件就会在溶液中遭受腐蚀,pH数值越低腐蚀就会越严重;若是pH数值大于5,这时就会导致制件的表面清洁效果比较差,而且pH数值越高,从而造成助镀液的浓度降低,发生漏镀。对此,溶液pH数值的测量应该选择pH数值在4~5区间且具备比较明显色差的精密pH试纸,还可以应用pH计。除此之外,还可以加入盐酸或是氨水有效调节溶液pH值,如果在助镀液中添加锌滴和锌灰等都会使助镀液pH数值逐渐升高。对此,一定要重视助镀液的pH数值变化,然后进行科学、合理调整。
2.3 助镀液的杂质浓度
热镀锌助镀液中一般会存在KCL等相关杂质,从而严重影响助镀液的效果,发生漏镀,造成返镀件不断增加。尽管在助镀液中不应用,只是添加少量KCL,从而降低浸锌过程中烟尘的形成量,可是研究依然处在试验阶段。针对烟尘的去除,许多发达国家在热镀锌的过程中一般利用抽气除尘系统实现。
3 助镀剂和助镀工艺分析
3.1 无烟助镀剂
应用以往的锌铵助镀剂过程中,在制件浸入锌液之后,复合盐膜就会在高温环境下通过受热分解形成HCL气体烟尘,从而对操作环境与生态环境造成严重影响。现阶段,学者已经研发出多种无烟助镀剂:首先是氯盐系列,其是一项以Zn与CL作为主要成分,并且加入少许KCL或Ca等有关氯化物的无烟助镀剂。而助镀剂中的Zn与NaCL占据总量的60%~90%,同时助镀剂几乎不会形成烟尘,可是助镀剂的效果并不是很理想,比较容易发生漏镀。该作用的原理如下,氯化锌主要发挥着基体的净化作用与制件浸镀之前的保护作用;而碱金属或是碱土金属的氯化物能够有效改进锌液和基体制件的润湿性与助镀剂自身流动性。另外,经过添加其他相关金属能够改进制件表面的清理作用和助镀剂自身的稳定性等。其次是表面活性剂与氯盐混合,对于热镀锌的助镀工艺而言,表面活性剂在早期主要应用在助镀剂的表面,防止助镀剂的蒸发,而后来主要应用在助镀剂的添加剂方面,主要改进助镀剂自身的流动性和盐膜的均匀性等。应用Zn或Sn,同时碱金属或是碱土金属的氯化物等作为助镀剂的重要成分,比较适宜应用在热镀锌和铝合金工艺中。最后是植酸盐系,主要由植酸锌和氟化钠及草酸等构成的植酸盐系列的助镀剂,应用草酸等活化基体的表面,助镀剂中的柠檬酸主要发挥着配位亚铁离子功能,而植酸锌一般发挥抗氧化作用。因为助镀剂中并不含有氯化铵,在浸镀的过程中就不会形成烟雾,便于改进工作环境,可是植酸锌的价格相对比较昂贵。尽管无烟助镀剂取得一定研究成果,可是并未在工业中大量
应用。
3.2 电解活化助镀剂
电解活化为一项新型的助镀方式,其是以传统助镀剂的热度工艺为前提,在助镀剂池中建立电解装置。一般情况下,电解活化的助镀剂主要由Zn等构成,而电解设备主要由石墨作为阳极与试样自身作为阴极构成。在进行电解的过程中,容易发生置换反应,从而使制件的表面存在充足的助镀剂,而并未发生置换反应的相关电镀锌层还能够避免热度之前实验出现氧化和污染。对此,通过电解活化助镀,能够获取质量更为稳定与无漏镀等问题的镀层。
4 结语
近些年来,社会经济的不断发展使国内热镀锌企业在科学技术和设备方面得到一定提升。而助镀作为热浸镀锌工艺的主要工序,一定要深入了解所有工艺参数的具体作用,同时进行科学、合理控制,才可以在一定程度上有效降低成本,并且确保热镀锌的整体质量,增强企业的核心竞争力。
参考文献
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[4] 魏云鹤,于萍,郭小玉,等.高速公路护栏网热镀55%Al-Zn的质量控制及耐蚀性能[J].材料保护,2014,37(1).热镀锌范文第2篇
关键词:合金化热镀锌层;电解剥离;扫描电镜;电化学
Abstract: in this paper, by using scanning electron microscope, X raydiffraction, constant potential method, to determine theelectrochemical reaction of galvannealing coating structure withsufficiently low potential scan rate. By scanning electron microscope method and electrolytic stripping method respectively, hot galvanizedlayer of different alloying time of electrochemical and describe the phenomenon, observed phenomena will also carry on the scanning electron microscope result contrast analysis. Hot galvanizing alloyelectrolytic stripping at sufficiently low potential scan rate, can make the coating of each phase by phase solubility analysis, by making use of the measured data and the original dissolution potential contrast,electrochemical phenomena that the corresponding alloy structure of hot galvanized coating and conclusion.
Keywords: galvannealed layer; electrolysis; scanning electron microscope; electrochemical
中图分类号:TU512.2文献标识码:A
简介:
热镀锌合金化起源于80年代,热镀锌合金化镀层具有耐蚀性、涂装性、焊接性的特点,已广泛应用于汽车制造等相关制造业,具有广泛的应用前景。合金化镀层的组织结构具有复杂性,在镀层组织、工艺、性能关系的研究中,镀层组织的电化学分析是一个难点,是研究其他关系的前提。热镀锌合金化镀层受大气和海洋腐蚀的实验方法从室外发展到室内的同时,其研究和分析方法也逐步向多元化特点,更多的电化学研究方法已经逐步被广泛应用。
电化学方法,即是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律,建立在以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质某些量之间的计量关系的基础之上,进行定性和定量相结合的分析方法。基础是在电化学池中所发生的电化学反应。电化学池由电解质溶液和浸入其中的两个电极组成,两电极用外电路接通.在两个电极上发生氧化还原反应,电子通过连接两电极的外电路从一个电极流到另一个电极。根据溶液的电化学性质,如电极电位、电流、电导、电量等,与被测物质的化学或物理性质。如电解质溶液的化学组成 、浓度、氧化态与还原态的比率等之间的关系,将被测定物质的浓度转化为一种电学参量加以测量。
恒电流法,即是采用足够低的电位扫描速度,在平衡电极电位较低的相溶解过程中,平衡电极电位较高的其余各处于相对稳定状态,可使镀层各相产生选择性逐相溶解,能清晰地显示各相的溶解过程。通过选取适当的电解质溶液,采用足够低的扫描速度,可区分出镀层各相的溶解过程,基本避免了各相之间同时溶解。电化学实验仪器为Solartron 1287 A恒电位仪和Sola巾on 1255B阻抗普仪。动电位极化曲线的扫描速率为20 mV/min,电位扫描区间为-100mV 到100mV(相对于开路电位),阴阳极扫描均从开路电位开始。电化学阻抗测试频率范围为8 kHz-9 mHz,方向为从高频开始到低频结束,测试时扰动电位的幅度为5 mV。 热镀锌合金化镀层样品表面形貌观察采用冷场发射扫描电回热镀锌合金化镀层进行扫描的。
电化学分析讨论
无论什么条件下,热镀锌合金化含量由0%至10%时合金抗腐蚀性能随合金含量增大而增强;热镀锌含量由10%至20%时,抗腐蚀性能随热镀锌合金化含量增加而减弱;热镀锌合金由20%至30%时,抗腐蚀性能又随热镀锌合金化含量的提高而增强;当热镀锌合金化含量大于30%时,虽然腐蚀速度较低,但在不同介质中与66Al2Zn相比,表现为不稳定,规律不明显并出现个别点蚀。就金属腐蚀而言,如果预先采用涂层防护(包括防腐涂料和表面处理技术)和电化学保护(包括牺牲阳极和外加电流阴极保护方法)对金属进行保护,其中25%-40 %的损失可以得到有效避免[1-2]。
以扫描电镜、背散射及EDS能谱表征和分析手段对热镀锌合金化镀层镀层的表面结构、形貌及腐蚀性能进行了详细研究。同时利用循环伏安、动电位极化曲线、电化学阻抗及腐蚀电位等电化学手段详细研究了热镀锌合金化镀层的腐蚀电化学行为。结果表明,热镀锌合金化镀层镀层元明显的孔洞和漏镀,但表面有明显的凹陷、不平及少许的微孔,其表面主要由热镀锌合金化镀层相组成的网络状结构形貌。结果表明,热镀锌合金化镀层的腐蚀速度随热镀锌合金化含量的增加是波动的,呈现出波浪形变化特点。 其次,从电子化电阻及腐蚀电流的变化可以看出:不同合金成分的镀层,其电阻数值在5Al2Zn处明显升高,腐蚀电流则相应降低;随着合金成分中热镀锌合金化含量的增加,该二参数发生相反的变化,至25Al2Zn处,电阻达到整个热镀锌合金化含量的最低值,而相应的腐蚀电流则达到最高值;热镀锌合金化含量的电阻值不断上升,腐蚀电流不断下降,热镀锌合金化含量大于35%后,腐蚀电流趋于平稳。
从上述分析可以看到,电阻与腐蚀电流所反映的腐蚀状态基本一致,即电阻值越大则腐蚀电流数值越小,对腐蚀后样品电阻与腐蚀电流数值的测定也获得了与此一致的结果。可知,热镀锌合金化镀层的腐蚀电子化速度很慢,比纯热镀锌合金化的腐蚀速度低1-2倍;而热镀锌合金化镀层腐蚀速率与纯热镀锌合金化镀层的相接近,均高于其它成分镀层的腐蚀速度。热镀锌合金化系统的腐蚀速度随镀层中铝含量的增加而呈现出非线性的变化。从影响腐蚀的各种因素上分析,为了解热镀锌合金化的影响机制,有待在腐蚀产物、合金微观结构等方面进一步开展工作。
结论
第一,热镀锌合金化镀层的电化学腐蚀结果与合金成分有关,热镀锌合金可分为整体腐蚀和晶间腐蚀,晶间腐蚀危害性大于整体腐蚀[2],其中55Al2Zn合金镀层和5Al2Zn合金镀层抗蚀性能最好,而25Al2Zn合金镀层抗蚀性能最差。第二,热镀锌合金化的大小对抗蚀性能在各阶段的影响。热镀锌合金化含量由0%至10%时合金抗腐蚀性能随合金含量增大而增强;热镀锌含量由10%至20%时,抗腐蚀性能随热镀锌合金化含量增加而减弱;热镀锌合金由20%至30%时,抗腐蚀性能又随热镀锌合金化含量的提高而增强;当热镀锌合金化含量大于30%时,虽然腐蚀速度较低,但在不同介质中与66Al2Zn相比,表现为不稳定,规律不明显并出现个别点蚀。第三,热镀锌合金化含量在10%、20%和30%出现的三个特异点,说明了热镀锌合金化的加入对提高耐蚀性能并不呈现线性规律。应进一步从腐蚀产物、微观结构等方面开展深入的研究。第四,可以定性判断热镀锌合金化镀层合金相种类及不同合金化时间镀层中合金相的相对含量,但不能定量地给出镀层中合金相的含量。第五,用电解剥离的方法在足够低的电位扫描速度下可以使热镀锌合金化镀层中的各相逐相溶解,利用测得的极化曲线和各相的初始溶解电位实现对热镀锌合金化镀层镀层中电化学定量分析。
参考文献
[1]陆柱.可持续发展战略与腐蚀防护技术[J],腐蚀与防护,1997, (2).
[2]张杰.热浸镀铸及其合金海水中腐蚀行为研究[C].青岛:中国科学院研究生院,2005.热镀锌范文第3篇
关键词 :热镀锌 耐腐蚀 盐雾试验
世界上每年因腐蚀而报废的金属制品质量大约相当于金属年产量的三分之一,因此,为了节约钢材并保证生产的正常进行,必须解决生产中钢材腐蚀的问题。热镀锌是热镀防腐方法中的一种。锌在大气环境中能在表面形成耐蚀性的薄膜,它不仅保护了锌层本身,而且也保护了钢基,所以经热镀锌后的钢材大大的延长了使用寿命。
镀锌板耐蚀试验主要包括两种,一种为模拟腐蚀环境试验检验,如:盐雾试验、老化试验、潮湿试验等;另一种试验为自然环境腐蚀试验,如国家自然环境腐蚀试验网站在不同气候和地理环境的典型大气试验站进行的挂片试验。目前国内外热镀锌板材产品交货条件(或标准)中对耐蚀性能均没有明确的要求。在五金、家电、汽车等具体行业的镀锌板用户中,用于检验或验证镀锌产品耐蚀性能的主要涉及中性盐雾试验。
1.热镀锌产品盐雾试验研究
五金、家电、汽车等行业的镀锌板用户主要采用中性盐雾试验对镀锌板进行耐蚀性能评价,一般要求镀锌量双面120g/m2及以下,镀锌产品出现红锈(5%)时间大于48小时(2天),双面镀锌量180g/m2及以上,镀锌产品出现红锈(5%)时间大于72小时(3天)。为了了解我厂生产的镀锌产品的耐蚀性能,在生产线稳定后,搜集了来自60个钢卷的样板,其中包括15件锌铝合金镀层产品样板,进行了盐雾试验,并进行了评价。
1.1 试验材料和方法
试验原料厚度为0.3一1.6mm,宽度为1000一1250mm,单面锌层重量68一158g/m2产品,表面包括未钝化、铬酸盐钝化、未涂油、轻涂油及各种组合。原料牌号为SGCC,生产流程为铁水预处理一LF炉一CSP一酸洗冷连轧一热镀锌。钝化为喷淋式,热风烘干,涂油为静电涂油。
试验条件:设备为盐雾试验箱,型号为Q一FOG,执行标准为GB/T10125一1997(eqvISO9227:1990)《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》,试验为中性盐雾试验(NSS试验)。样品尺寸为150×75mm,边缘用胶带保护,NaCl的浓度为5%土0.1%,PH值为6.5一7.2,试验箱设定温度为35士2℃,喷雾器压力设定为70一170kPa,(实际为100kPa左右),喷雾量为每80cm2的收集量为1.5ml/h,试验循环周期为24h。试验记录了出现5%白锈和5%红锈的时间。
1.2 试验结果和分析
1.2.1 纯锌镀层镀锌板的耐盐雾腐蚀性能
1.2.1.1 白锈(5%)出现周期
在试验过程中,为了保证箱内气氛的稳定,我们采取24小时开启一次,记录样板变化。
(1)第一个24小时内,未钝化产品全部出现大面积白锈,如图1。根据后续试验发现一般2一8小时就出现5%白锈;
(2)表面钝化产品在第二天才陆续开始出现小面积白锈,而且直到5%红锈出现,板面也只是局部锈蚀,如图2。
(3)所有试验样板中出现5%白锈周期最长的为5天,该样板属性未单面锌层厚度约为100g/m2的钝化涂油镀锌板;
(4)白锈出现的周期同是否涂油、锌层厚度等没有因果关系。
综合上述结果,白锈出现的周期主要同是否钝化有关,是判断钝化质量特别是钝化均匀性的一项重要指标,从生产设备和工艺角度看,喷淋工艺受喷嘴压力、角度及钝化液自重影响,钝化层均匀性比辊涂工艺总体要差。
1.2.1.2 红锈(5%)出现周期
下图横坐标为5%红锈出现的时间,图中纵主坐标为单面锌层重量,次纵坐标为钝化和涂油量,钝化以0表示未钝化,1表示钝化;涂油0表示未涂油,0.5表示涂油量为0.5g/m2。根据盐雾试验的结果,整理成相应的盐雾试验结果分析图3。
根据上表,可以分析得出:
(1) 钝化同红锈周期有较强的相关性
原因主要同腐蚀进度有关,当板面出现白锈时,腐蚀反应开始消耗镀锌层,由于钝化层的保护,锌层在钝化薄弱部分才产生白锈,由于不像未钝化镀锌板产生全板面的腐蚀消耗,所以钝化处理的镀锌层对基板的阴极保护周期会更长。盐雾试验红锈出现时的形貌也证明了这一点,见图4、5。
(2)涂油对于耐盐雾试验结果基本没有影响
涂油是一种物理阻隔,可以一定程度阻断空气和水对锌层的腐蚀,但盐雾试验过程的大量盐水雾很容易就冲掉表面的涂油层,使之不能起到保护作用。
(3)镀锌板单面锌层重量>70g/m2,无论是否钝化、涂油,盐雾试验红锈(5%)出现时间均4天(96小时,满足用户要求);
1.2.2 锌铝合金镀锌板的耐盐雾腐蚀性能
锌铝合金镀层产品是锌层中含有约5%铝的产品,耐大气腐蚀能力比纯锌镀层强,如相关文献所述,锌铝合金镀锌板在冷凝过程中,形成直径为¢3一8mm(此尺寸取决于冷却速度,速度越快尺寸越小)。高度相差2一4μm的坑凹,宏观看类似浅色龟甲纹。这些特点对此产品的涂装质量有影响,但对该产品盐雾试验结果的影响并没有文献介绍。
1.2.2.1 白锈(5%)出现周期
白锈出现周期同纯锌镀层类似,未钝化产品第一个24小时就已经散布锈斑,钝化产品2一3天后出现小面积白锈,但随后的观察显示,锈斑的扩展速度比纯锌镀层产品慢,可能与锌铝合金镀层是细晶结构,而且表面富铝层厚于纯锌镀层热镀锌钢板有关。
1.2.2.2 红锈(5%)出现周期
锌铝合金镀层产品的红锈出现周期明显好于纯锌镀层产品,单面锌层约100g/m2时的平均盐雾试验红锈出现周期约17天,具体见图6。
2.结论
根据前期产品锈蚀的分析和生产稳定后产品的中性盐雾试验结果及分析,我们可以得到以下结论。
(1)常规镀锌产品应进行表面处理,否则会很快锈蚀,影响使用;防止锌层锈蚀的最经济有效的措施是进行钝化处理;
(2)锌铝合金热镀锌产品耐盐雾腐蚀能力明显好于纯锌镀层产品,从环保和资源有效利用角度,锌铝合金镀层产品值得推广;
(3)提高镀锌层耐盐雾试验能力,主要依靠均匀的钝化层,只有相对均匀,才会减少局部弱点,提高整个板面的耐盐雾腐蚀能力。当然镀层厚度和均匀性对之也有一定影响。从硬件设备保障看,辊涂比喷淋、全浸式等工艺更能保证钝化层的均匀性。
参考文献:热镀锌范文第4篇
关键词:热浸镀锌;三抽出;压缩空气内吹;效率;噪声
前言
为能使到我司的生产线能够合理的配套,以期达到产品规格更全面,生产效率最大化。就镀锌机组而言,目前114镀锌机组的生产规格已经实现了1/2~6″的全系列覆盖,但产能较低,不能满足市场的需求。为能更好地服湛突В并提高生产效率,必须对现有的设备进行技术改造,使到产能及效率得以提升。
1 三抽出改造
产量分布及改造预期:
我们统计了114镀锌机组2015.1~2016.6各规格镀锌钢管产量统计,通过比较、分析近期数据,可以知道DN15~DN50产量和占60.38%,而DN65~DN80的产量和占13.77%,因此为了提高生产效率,应该考虑DN15~DN50实行三支管同时抽出,而DN65~DN80、可以考虑实行双抽出生产,DN100~DN150为单抽出。
2 浸镀机构的设计
(1)提升钩设计,分别对不同规格设计不同大小的提升钩,特别是三抽出的提升钩,必须保证钩口的水平距离足够,使之能够适应三管的生产需要。
(2)分管器设计,要能够进行三抽出生产,一个关键的地方就是分管装置的设计,我们将分管装置设计成三“V”形,且分管口大小设计与管径尺寸一致,当管拨落U形轨时,提升钩上升分管,管刚好能够分在分管器的通道上,然后抽升到大磁辊上,实现向上抽出。
(3)抽出辊道的设计。大磁力辊采用三辊设计,因考虑到单管、双管、三管抽出的需要,对三辊设计成中间为大管抽出,两边为小管抽出的方式,亦即是单支管抽出时,采用中间辊道,双管抽出时采用两边辊道,三管抽出时采用三辊道的方式。小磁力辊亦为三辊道,大小一致。
(4)浸镀机构设计。浸镀机构采用星轮形式,可分别适应单、双、三抽出,如图1所示。
图1 浸镀机构设计
3 锌锅尺寸
锌锅容量是制约产能的关键因素,产能与锌锅容量成正比。根据锌锅制造厂家推荐的锌锅使用原则,一般情况下锌锅的产能为锌锅容量的4%,锌锅深度是宽度的1.5倍。要提高产能必然要加大锌锅的容量,只有大容量的锌锅才能保证稳定的生产。目前114镀锌机组所使用的锌锅净尺寸为8000×1250×2000(mm),而根据镀锌设备制造厂家提供的数据,要实现DN80双管抽出,锌锅至少需要1500mm宽,锌锅内各机构才不会产生干涉。
4 上盖改造
(1)原来上盖采用螺旋推进器的,钢管通过螺旋推进器实现浸镀功能,可根据钢管尺寸大少设计螺旋螺距,但不能实现三抽出,因此必须采用星轮设计方式,根据需要,星轮设计成8齿的,安装在上盖上,上盖固定在锌锅上。
(2)增加三抽出分管装置,将分管装置采用螺纹连接的形式安装固定在上盖,这样易于安装和拆除维修,此外,进行三抽出技术改造后,DN50以下各规格各增加两套外吹环组件,DN65~DN80各增加一套外吹环组件。
5 内吹输送部分
(1)内吹输送托架采用步进的形式,输送托架改成三“V”形口结构,拆除原有内吹输送托架,将其更换为已改造成三工位能适应三抽出的新托架。
(2)内吹斗以及内吹站改造,配合内吹输送托架的改造,将原来的内吹站改造成能适应三抽出的内吹站,包括新增两组内吹夹钳机构、内吹嘴机构、内吹蒸汽等,同时对其进行相应的技术改造。
6 电气控制系统
增加内吹输送控制部分三抽出控制接近开关、电磁阀线路,增加三抽出操作控制台、控制柜的按钮和控制线路,修改PLC控制程序,使之能够适应三抽出的控制。
7 压缩空气内吹改造
(1)设计一套路轨及小车,安装在内吹站后面,小车可沿着路轧来回动作,小车上有一支吹杆,吹杆根据钢管规格大小设计不同管径,吹杆内通经加热的压缩空气,当钢管从输送托架送进内吹工位时,接近开关接通,小车向下动作,吹杆插入钢管内部,一边行进一边通压缩气,从而实施内吹的方式,由于压缩气温度可达到200℃以上,钢管内腔质量比原来提高。
(2)内吹头的设计,我们内吹头设计成缝隙式环状压缩气吹头(图2所示),锌管的内腔质量得到明显改善和提高,管的内腔质量完全可以媲美蒸汽内吹的质量。
8 降噪音设计
钢管从镀锌机组冷却槽送出来后,先经排管架再到集管架,目前钢管与钢管之间会发生相互碰撞,产生较大的噪声,因此必须对此位置进行技术改造,尽量将噪声减少,改造方式如图3所示。改造后,先通过链条传动的方式,将钢管与钢管分隔开,这样它们之间的碰撞减少了,然后通过同步带送到一个缓冲平台,再用步进机构将其送到集管架,经过这样的改进后,机组的噪声大大地得到降低。
9 结论
(1)通过对ф114热浸镀锌机组的技术改造,极大地提高了我司热浸镀锌的生产效率,并提升了产品质量。
(2)改善了我司热浸镀锌的生产环境,从各个环节降低了噪音污染。
(3)节约了锌耗,经过改造前后的数据分析,每年可以节约生产成本300万元以上,为公司带来了很好的经济效益。
参考文献
[1]赵子瑜.新编焊接钢管生产技术与质量检测标准汇编实用全书热镀锌范文第5篇
关键词:热镀锌工艺流程连续退火炉工艺
1、热镀锌连续退火技术发展简析
随着世界经济的发展,工业生产水平的日益进步,市场对于钢板防腐性能的要求逐渐提高,钢板防腐已成为工业生产中重要的研究方向,采用带钢表面进行金属镀层的方法防止带钢腐蚀,其金属镀层原料来源广泛,具有较强的成本优势,广泛应用于工业生产中。当前工业生产中最为普遍的金属镀层方位有电镀法和热镀法。镀锌板用途广泛,主要应用于环境较为恶劣的户外,所以对镀层的厚度有着较高的要求。另外,金属镀层相当于带钢表面产生阳极保护,镀层厚度增加将延长钢板使用寿命,此时对镀层均匀性的要求不是很严格,热镀锌产品正好能够满足以上要求。传统的电镀锌尽管镀层较为均匀,表面没有明显缺陷,同钢板紧密结合,其厚度相当于普通热镀锌厚度的1/5至1/7,但其成本相对较高,市场使用较少。目前,常见的钢板镀金属方法仍是热镀锌。从上世纪30年代,波兰人森吉米尔发明的连续热镀锌技术被沿用至今,具有其自身较为独特的工艺方法。其特点是通过采用直火加热的方法将带钢表面油脂烧掉,并使带钢表面发生氧化,之后在还原气氛中通过此用辐射管间接加热的方式,对带钢进行加热处理,将之前的氧化膜取出,是带钢表面活化,以合适的温度进入锌锅,完成带钢表面的镀锌。
2、生产工艺
2.1 工艺流程
热镀锌生产工艺流程:冷轧卷开卷机五辊矫直机测厚仪双层切头剪半自动窄搭接焊机清洗段入套连续退火炉锌锅气刀小锌花或合金化炉镀后冷却段镀层测厚仪水淬槽热风干燥光整机拉矫机化学处理热风干燥出套静电涂油卷取机。
2.2清洗工艺
热镀锌线中常用的带钢清洗方法有化学清洗法、电解清洗法、物理清洗等,为满足生产线生产的要求,达到较好的清洗效果,通常将上述方法配合使用。其组合方式为:化学清洗+电解清洗+物理清洗。这种组合方式能够使带钢快速通过清洗段,产生较好的清洗效果,满足工艺对带钢表面质量的基本要求。
热镀锌对冷轧带钢进行清洗的目的主要是将带钢表面的碳颗粒和铁粉进行清除,将带钢表面的碳颗粒和铁粉残留量作为清洗效果的依据。通常来说热镀锌机组常见的脱脂清洗工艺流程为碱清洗(化学处理方式),碱刷洗(物理处理方式),电解清洗(电化学处理方式),热水刷洗(物理处理方式),热水漂洗。
2.3连续退火炉相关设备的组成
通常情况下根据用户场地及需求等因素将连续退火炉设计为立式与卧式两种。老式的热镀锌机组以卧式连续退火炉居多。其组成部分为:预热段、加热段、均热段、快冷段以及均衡段。
(1)预热段
在整个退火炉的最前端是预热段,这部分通过炉内的废气以热交换的形式将炉内保护气体预热,而后保护气体可以对带钢进行预热,为保证带钢表面有较好的表面质量,所以,通常情况下不采用直燃的形式加热带钢表面。而且通过对废气的循环利用能够有效地节省能源消耗。
(2)加热段
通常对带钢进行加热的目的有两个:第一,通过对带钢进行加热能够把带钢表面氧化物还原成适合镀锌的纯铁层。第二,将带钢加热后完成再结晶退火程序。为保证带钢表面的清洁度,可采取辐射管间接加热的形式。辐射管被有序的安装在带钢的两侧,目的是使带钢在加热过程中保持均匀。如果生产线设计中没有预热段,这就要控制带钢在加热段的速度,以免带钢产生形变。通常在设计加热段时重点考虑辐射管的安装位置及区域控制。
(3)均热段
要保证退火曲线的完整性,要求带钢在特定的温度下保持一段时间,使带钢完全退火实现再结晶,这就是设计均热段的目的。通常采用电阻加热的形式保证带钢的退火温度,并在均热段与加热段之间设置一通道将两个区域分开,为避免电阻丝被带钢损坏应设计相应的保护措施,保护气体同样在均热段流通。
(4)快冷段
快冷段的主要作用是把经过加热的带钢冷却到人锌锅的温度,并且在保护气体的作用下,保持被还原的活性表面不再氧化。以热镀锌机组为例,快冷段将带钢从均热温度冷却至镀锌温度,在快冷段中循环风机将炉内气体抽到水冷换热器中,冷却后再进入炉内,通过连接风机的喷流装置上的小孔直接喷到带钢表面。由于气流流速高,对流速度快,使带钢能够迅速冷却,以达到控制温度的目的。
(5)均衡段
均衡段在现代热镀锌机组连续退火炉中比较常见,带钢在均衡炉中保温一段时间以保证再结晶完全,该段一般采用电加热保温,空气辐射管加热,以保证带钢表面氧化层彻底还原,而且可以使带钢具有更好的板形,以更好的均匀温度进入锌锅镀锌,提高镀锌质量。
2.4光整工艺
(1)使低碳钢的屈服平台消除或者降低屈服平台的影响,避免之后进行拉伸或深冲时产生滑移现象。
(2)将带钢表面缺陷消除,提高带钢平整度,对板型改善起到好的效果,特别是配合拉矫机的使用,其效果更好。
(3)有效增加热镀锌板表面的粗糙程度。随着用户要求镀锌板面具有一定的粗糙度,通过光整的作用能够提高带钢表面的光洁度和附着力。
2.5后处理工艺
近年来,随着产品的多元化,用户对耐指纹板产品提出了更高的要求。在耐指纹性的同时,还要求接地性,更高的耐蚀性和涂装性能。由此开发了在镀锌钢板铬酸盐膜上形成薄膜型有机复合膜的涂层板。传统型有机耐指纹处理工艺,通常称为铬酸盐系有机复合薄涂层。环保型有机系列膜是现代耐指纹处理的主流,也是目前研究重点。环保型有机系列膜处理工艺的关键技术在于无铬型钝化液的选用。现代耐指纹无铬处理已开发出多种类型,其钝化体系不再仅仅局限于传统酸性体系,在碱性体系下也可以通过化学转化形成钝化膜。
3、结论
随着我国经济的迅猛发展,工业水平的不断提高,用户对热镀锌钢板的质量要求也随之严格,这要求工艺控制更加精确,如何进一步完善热镀锌生产线的工艺控制,改进退火炉的加热水平,减少能源消耗,提高热效率,有待我们进一步研究,是我们今后努力的方向,值得思考。
参考文献:
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