耐熔融鋅、鋁腐蝕涂層的分析

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1、山東科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2文獻(xiàn)綜述2．1熱浸鍍技術(shù)概述熱浸鍍，簡(jiǎn)稱熱鍍，是一種早就普遍地用作金屬制品的表面處理方法嘲口n。據(jù)資料報(bào)道，熱鍍工藝是從鍍錫制品開始的。遠(yuǎn)在古羅馬時(shí)代就有把金屬容器浸入熔融錫中進(jìn)行熱鍍的方法。2．1．1熱浸鍍鋅技術(shù)概述我國是最早掌握煉鋅技術(shù)的國家，明代著作《天工開物》稱鋅為倭鉛，記述了煉制技術(shù)。約在16～18世紀(jì)，我國的金屬鋅傳入歐洲，被稱為tutcnague，純度達(dá)98％以上。但是把熔融鋅鍍?cè)阡撹F制品上，還是在1742年由法國化學(xué)家Mclouin首創(chuàng)。1836年法國人Sorc

2、l將熱鍍法應(yīng)用于生產(chǎn)。1837年英國人Crrawford。H．W．取得熔劑法專利【71。隨著熱鍍鋅制品生產(chǎn)的發(fā)展，1931年美籍波蘭人森吉米爾(Sendzimir，T．)提出用保護(hù)氣體還原法進(jìn)行帶鋼連續(xù)熱鍍鋅，故通稱“森吉米爾法”。該法首先獲得美國專利，并于1937年在美國建成了第一條帶鋼連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線，從而為現(xiàn)代熱鍍鋅鋼材的生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。我國熱鍍鋅工業(yè)發(fā)展較晚。根據(jù)資料報(bào)道，于40年代在鞍山采用熔劑法生產(chǎn)單張熱鍍鋅鋼板，至1953年開始熱鍍鋅鋼管。現(xiàn)代連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線是在1979年于武漢建成投產(chǎn)的

3、【6】㈣。由于熱鍍鋅鋼材具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，同時(shí)，鋅材料對(duì)環(huán)境也沒有破壞作用，因此，熱鍍鋅產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)中得以迅速的推廣和應(yīng)用，并占有舉足輕重的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，金屬鋅的最大消費(fèi)領(lǐng)域是鍍鋅工業(yè)，其消費(fèi)量約占鋅總產(chǎn)量的30％～40％【引，鍍鋅產(chǎn)品的人均消費(fèi)量甚至在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國家人民生活水平的高低。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家熟鍍鋅的金屬制品率已達(dá)58％以上，而我國則不足14％191。據(jù)世界鍍鋅協(xié)會(huì)的資料，1994年德國175個(gè)鍍鋅廠家，生產(chǎn)鍍鋅鋼材114．17萬t，美國和加拿大150個(gè)鍍鋅廠家生產(chǎn)鍍鋅鋼材114

4、．5萬t，日本127個(gè)鍍鋅廠家生產(chǎn)鍍鋅鋼材158．175萬t，而我國有近600個(gè)鍍鋅廠家，卻僅生產(chǎn)鍍鋅鋼材70萬t001。由此可見，我國的鍍鋅廠家數(shù)為德國、美國和加拿大、日本的數(shù)倍，但產(chǎn)量?jī)H占德國的60％、美國和加拿大的61％、日本的44％。造成我國熱鍍鋅產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢的原因有多種，但其中最直接的原因就是由于熔鋅腐蝕而引起的鍍鋅設(shè)備成本太高，生產(chǎn)效率太低的問題。2生查型塾查堂堡主堂堡蘭苧!苧壁堡墮加熱方式的不合理和熔鋅對(duì)金屬的嚴(yán)重腐蝕性，是引起熱鍍鋅工業(yè)純鋅浪費(fèi)大，能耗高，鍍鋅產(chǎn)品質(zhì)量差，鍍鋅設(shè)備壽命低和

5、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題的主要原因。目前，國內(nèi)外的研究者們?cè)趯?duì)熱鍍鋅設(shè)備材料的研究和加熱方式改進(jìn)上做了大量的工作，提出了各種改進(jìn)措施和新技術(shù)、新工藝。其中，陶瓷鋅鍋內(nèi)加熱方式被公認(rèn)為是目前解決熱鍍鋅工業(yè)中諸多問題的理想途徑[11,121。陶瓷鋅鍋克服了鐵制鋅鍋使用壽命低、能耗大的缺點(diǎn)，在很大程度上提高了鋅鍋的使用性能和防腐蝕性能，提高了其使用壽命。然而，由于陶瓷鋅鍋導(dǎo)熱性較差，當(dāng)前常用的底部加熱方式已不再適用，因此需要有新的加熱方式與之相適應(yīng)。目前鍍鋅工業(yè)中與陶瓷鋅鍋相對(duì)應(yīng)的加熱方式有三種：上加熱方式，感應(yīng)加

6、熱方式和內(nèi)加熱方式。其中，內(nèi)加熱方式以其加熱效率高、功耗小、鍍層質(zhì)量高和加熱器易于維修更換等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛好評(píng)和認(rèn)可，并在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中開始應(yīng)用。但是，這種熱鍍鋅工藝要求加熱器必須浸入鋅液中使用，直接與鋅液接觸，而且在熱鍍鋅過程中，由于有不斷的打撈鋅渣和停爐檢修等作業(yè)，因此要求內(nèi)加熱器套管必須具有優(yōu)良的機(jī)械(強(qiáng)度等)性能以及耐熔鋅腐蝕性能。但目前國內(nèi)外在內(nèi)加熱器套管方面的研究還并不多，所用內(nèi)加熱套管多為陶瓷材料，存在著強(qiáng)度不高、導(dǎo)熱性不好、檢修不方便、機(jī)械性能不佳、使用壽命短等問題。金屬內(nèi)加熱器套管具有

7、優(yōu)良的機(jī)械性能，可以隨爐冷卻，在很大程度上簡(jiǎn)化了操作和檢修程序，具有巨大的發(fā)展應(yīng)用潛力。然而，由于熔融鋅液對(duì)金屬具有強(qiáng)烈的腐蝕作用，因此必須對(duì)其進(jìn)行表面防護(hù)，以提高其使用壽命。2．1．2熱浸鍍鋁技術(shù)概述將鋼鐵工件浸入熔融鋁浴中并保溫一定時(shí)間，使鋁(及其它附加元素)涂覆并滲入鋼鐵表面獲得熱浸鋁層的工藝方法稱為熱浸鋁，又稱為液體滲鋁【4】。熱浸鋁材料具有比熱鍍鋅更為優(yōu)良的耐熱抗腐蝕性能。尤其是普通碳素鋼、低合金鋼進(jìn)行表面熱浸鋁后，可以代替耐熱鋼、不銹鋼，降低成本、延長(zhǎng)使用壽命。一些先進(jìn)的工業(yè)國家在熱浸鋁工藝

8、和性能方面做了大量的研究工作。1931年德國發(fā)表了關(guān)于其耐熱性能的研究文章，1943年美國開始中試生產(chǎn)，1946年形成生產(chǎn)能力。50年代英、德建立了大規(guī)模生產(chǎn)線。60年代日本進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。我國從50年代開始，開展了熱浸鋁試驗(yàn)研究、工業(yè)生產(chǎn)以及產(chǎn)品推廣應(yīng)用工作，現(xiàn)己逐步普及到石油、化工、冶金、電力、建筑等部門14】。表面滲鋁可賦予材料優(yōu)良的耐候性、耐蝕性和抗高溫氧化性能等特點(diǎn)，同時(shí)又不破壞基體材料的整體力學(xué)性能，在石油、化工、電力、冶金和航