第四節 鋼制品助鍍溶劑處理后的烘干
一、助鍍溶劑烘干的作用
當鋼制品表面未干燥就浸入鋅浴時,鋼制品上的水和高溫的鋅浴接觸而迅速汽化,引起鋅液爆炸飛濺。因此,在助鍍后,對鋼制品還應當采取烘干工序,以使附有助鍍劑的鋼制品盡可能地干透。
由于鋼制品表面助鍍劑鹽膜中的氯化銨容易分解,烘干溫度通常不宜超過150℃。烘干坑中的溫度亦不宜低于100℃,否則鋼制品只能較長時間地放于烘干坑中,這樣容易造成鋼制品表面助鍍劑鹽膜中的氯化鋅吸潮。
鋼制品表面黏附上溶劑后進行烘干還有一個很重要的作用,就是降低鋼制品與鋅液的溫度差,延長鋅液與鋼鐵基體的浸潤、擴散時間,有利于鍍鋅層的附著力和鍍層的均勻性,同時還可以減少鋅灰的生產量。烘干問題對鋼制品熱鍍鋅的重要性以及對降低鋅的消耗不應被忽視。烘干的方式最好是以對流為主,以保證烘干爐內溫度一致。溫度超高,加劇溶劑中的氯化銨的分解,造成助鍍劑失效,會產生漏鍍現象。
二、助鍍溶劑烘干的形式
助鍍溶劑烘干常用的方式有用熱板烘及熱風吹。熱板烘是煙氣或其他熱源加熱烘干坑底部的鑄鐵板或鐵板,利用空氣導熱將制件烘干。這種方式烘干效率不高,容易造成烘干坑底部溫度過高而使靠近底部的鋼制品表面助鍍劑失效,而烘干坑頂部因溫度低而使靠近頂部的鋼制品表面助鍍劑不能干透。其優點在于以煙氣作為熱源方便簡單。熱風吹是將空氣加熱后吹入烘干坑內烘干制件。這種方式烘干效果較好,可利用煙氣余熱加熱置于煙道中換熱器中的空氣,再用耐熱風機將熱空氣吹入烘干坑中。其缺點是需要額外支持一臺風機的運行。
烘干時間的長短與烘干溫度、裝入量及工件的有效截面厚度相關,烘干溫度高,烘干的時間應短。在保證充分烘干的前提下,烘干的時間越短越好。總的來說,鋼制品壁厚、直徑小的烘干效果往往不太理想。而將助鍍溶劑溫度控制在較高的上限,有利于鋼管快速干透,效果比較明顯。
三、烘干操作方法和注意事項
以熱鍍鋅鋼管為例進行說明。在浸粘助鍍溶劑后要立即進行烘干處理,在烘干處理過程中要注意以下幾點。
1.鋼管的烘干方法
烘干鋼管時利用加熱鋅鍋的煙氣預熱通過盤旋管道的熱量對鋼管進行間接烘干,同時要使鋼管兩端溫度稍高一些,避免鋼管內的水蒸氣從兩端逸出時過多的水分沖淡鋼管兩端的助鍍溶劑,進而出現在鋼管端部的漏鍍,從而得不到高質量的鍍鋅層。在生產實踐中中間溫度比鋼管兩端溫度稍低20~30℃即可。
2.鋼管內外表面的助鍍溶劑必須烘干
在熱鍍鋅中鋼管如果沒有烘干到熱鍍鋅時所需要的干燥溫度而存在較多的水分,則屬于沒有烘干。未烘干的鋼管在熱鍍鋅時可能會出現下列幾種缺陷。
①不能將鋼管金屬基體中因酸洗而產生的氫氣充分的排出去,將影響鍍鋅層外在質量。
②使鋼管金屬基體發生不必要的浸蝕而產生氯化鐵,增加鋅的消耗,鍍鋅層表面粗糙。
③鋅液中的有效鋁的成分因受到水分的強烈氧化而產生很多的三氧化二鋁(Al2O3),既浪費了鋁又促使了鋼管表面的助鍍溶劑的老化,降低溶劑的助鍍效果。
④水分在遇到熱鍍鋅后急劇地變成水蒸氣以及氫和氧氣,使鋼管內的鋅液從露出端的孔內呈“放炮”樣噴出,既危險又增加鋅的消耗,并在鋼管斷口部分產生漏鍍以及花斑。
3.鋼管烘干的程度不能過于干燥(也就是水分去除的太徹底)
當鋼管表面上的溶劑在烘干過程中烘干得過于干燥,會使溶劑的助鍍作用受到影響而危害鍍鋅層的質量。因為一定量的水分對溶劑的助鍍作用是有利的。例如,從氯化銨的助鍍作用來看,當含有一定量的水分時氯化銨具有較高的效率;這是由于水分可使其分解得較快,由此可見溶劑的效果有賴于水分的分解作用。所以,如果烘干的過于干燥就不能起到這個作用,也就是說容易造成溶劑缺陷而影響到鍍鋅層的質量。
4.對鋼管烘干的時間不能過長
當鋼管表面上的溶劑在烘干爐內進行烘干時,其烘干的時間有兩種含意:一種是在較高溫度下的烘干時間過長;另一種是在較低溫度下的烘干時間過長。如果是在較高溫度下的烘干時間過長,則會使溶劑老化,從而在鋼管表面上出現燒焦發黃現象,這樣的溶劑就失去了助鍍作用而產生漏鍍。如果是在較低的溫度下烘干時間過長,溶劑中的水分不能很快地揮發,而且水分向鋼管兩端匯集,此時其水分聚集在鋼管兩端的內壁上,將使鋼管兩端的內壁上的溶劑成分稀釋形成氧化的條件,這樣就會出現兩端頭的孔內壁面上漏鍍及熱鍍時“放炮”的現象發生。
5.鋼管烘干作業時要注意到環境溫度的影響
鋼管浸粘上助鍍溶劑后,在烘干的過程中要注意環境溫度、相對濕度對烘干快慢的影響因素。在相對濕度較高的陰雨天氣或悶熱天氣,即在氣壓較低的情況下,鋼管在排放架上很容易返潮,這時,一定要減少排放待鍍的鋼管數量,盡量縮短鋼管在空氣中的停留時間,根據生產速度主動調整,必要的時候把鋼管停放在助鍍溶劑池內。有時鋼管離開烘干爐以后在進入鋅鍋之前的這段時間內,也出現吸潮的現象,從而有造成漏鍍花斑的可能性,在這種情況下,可適當延長烘干的時間及相應地提高烘干爐的烘干溫度(可按照工藝規定的上限控制溫度)。
6.做好烘干工作交接班
烘干操作工在交接班的時候,交接雙方必須交代和聽清楚設備使用情況及產品的規格、鋼號等,說明助鍍溶劑的使用情況助鍍劑的溫度、pH值和助鍍溶劑的成分含量、助鍍劑除鐵離子設備運行狀況及熱鍍鋅的質量,并做好生產交接班記錄等工作。