实用热镀锌技术

第一章热镀锌技术发展概述 1

第一节热镀锌发展的历史1

一、热镀锌的由来 1

二、中国热镀锌的里程碑1

第二节热镀锌发展现状 2

一、热镀锌在金属防腐蚀上的意义2

二、热镀锌镀层耐大气腐蚀的性能3

三、热镀锌应用范围3

第二章热镀锌的理论基础 5

第一节钢铁材料热镀锌的性质5

第二节金属锌的结构与性质6

一、金属锌的结构6

二、金属锌的热力学性质6

第三节金属锌的物理学性质8

一、金属锌的物理学性质 8

二、锌锭的化学成分 9

三、热镀锌镀层的防腐原理与防护性9

第三章热镀锌反应原理 13

第一节铁-锌二元平衡相图及铁锌金属间化合物相13

第二节热镀锌镀层的形成及其特征14

一、热镀锌镀层的形成 14

二、镀锌层的特性15

三、热镀过程中各合金相的形成16

第三节钢制件的化学成分对镀锌层的影响18

第四节其他因素对镀锌层的影响21

一、钢制件预加工的影响21

二、镀锌层结晶速度的影响21

三、其他因素对镀锌层附着强度的影响 21

第五节锌液温度和浸锌时间对镀锌层的影响21

一、镀锌温度的范围22

二、镀液温度对镀层的影响23

三、浸锌时间对镀层的影响23

四、镀锌温度对合金层成长速率的影响25

第四章锌液中不同金属元素对铁锌反应的影响 27

第一节锌液中各元素对镀层的影响27

第二节含硅活性钢对热镀锌的影响32

一、硅活性钢对热镀锌的反应32

二、硅对铁锌金属间化合物相层生长的影响33

三、硅对镀锌层的影响33

第五章热镀锌生产工艺 36

第一节热浸镀锌工艺分类36

一、热浸镀锌工艺分类36

二、热浸镀锌工艺流程37

第二节热镀锌镀前处理37

一、脱脂除油38

二、脱脂清洗效果的检验40

三、除旧漆41

四、酸洗除锈41

五、酸洗操作注意事项45

六、酸洗液常用的缓蚀剂46

七、水洗46

第三节钢铁制件的助镀剂处理47

一、助镀剂处理的意义47

二、助镀剂的作用机理47

三、助镀剂成分及工艺参数的影响49

四、助镀溶剂烟气的控制52

第四节钢制件助镀处理后的烘干52

一、助镀剂烘干的作用52

二、助镀剂烘干的方式52

第五节钢铁制件的热镀锌52

一、热镀锌的基本要求52

二、热镀锌中影响镀层的因素53

三、热镀锌用锌的质量要求53

第六节热镀锌生产操作53

一、锌液温度53

二、浸锌时间54

三、钢制件进入、提出锌液的速度54

四、锌液中的其他成分的影响56

五、扒锌灰和捞锌渣57

六、水冷却57

第七节钢制件的镀锌后处理57

一、防白锈钝化处理57

二、钝化操作要点59

三、钝化膜的测定59

四、镀层白锈的预防及处理59

五、钝化后的干燥60

第八节镀锌件的检验、修整与存放61

一、镀锌件的检测与修整61

二、镀层的修复61

三、包装与存放62

四、镀锌件的标记、打印62

第六章热镀锌降低锌耗工艺64

第一节热镀锌工艺对锌耗的影响因素64

一、传统镀锌工艺对锌耗的影响64

二、锌灰产生的原因及减少的措施66

三、锌渣产生的原因及减少的措施66

四、操作过程中锌的损失及预防措施67

第二节钢构件镀层的钝化技术67

一、三价铬钝化工艺流程68

二、钝化工艺参数68

三、钝化后的干燥68

四、耐腐蚀试验68

第七章带钢热镀锌生产69

第一节带钢热镀锌的种类69

一、溶剂法带钢热镀锌69

二、改良的森吉米尔法带钢热镀锌69

第二节热镀锌钢板新品种70

一、常规热镀锌板70

二、锌合金镀层钢板71

三、ZAM钢板71

第三节提高热镀锌钢带表面质量的趋势71

一、提高镀锌钢带镀层的黏附性71

二、提高镀层的力学性能72

三、提高耐腐蚀性能73

四、提高涂着性能73

五、改善镀层的均匀性和板形73

第四节钢带热镀锌过程控制自动化73

一、数据传输、跟踪73

二、锌层厚度的反馈控制73

三、参数的自动设定74

四、退火周期的控制74

五、工艺参数的记录、显示74

第五节钢带热镀锌一般流程74

一、开卷74

二、切头75

三、焊接76

四、焊机操作及其维护77

第六节带钢连续退火78

一、退火炉概述及炉压控制78

二、预热炉79

三、还原炉85

四、带钢的冷却段87

第七节带钢热镀锌90

一、带钢热镀锌设备90

二、带钢热镀锌90

三、气吹抹拭93

四、带钢的冷却97

第八节热镀锌机组的自动调节98

一、带钢的张力控制98

二、带钢跑偏的控制99

三、镀锌层厚度的连续测定101

四、镀锌层厚度的自动控制102

第九节带钢的镀后机械处理104

一、镀锌后的机械处理104

二、热镀锌薄板的光整处理106

三、镀锌板的拉伸弯曲矫直109

四、带钢的卷取112

第十节镀锌后的化学处理113

一、涂油处理113

二、铬酸盐防锈处理114

三、防锈处理要点114

第十一节热镀锌薄板的质量检验115

一、镀锌层表面缺陷检验115

二、镀前原板缺陷117

三、运输和储存造成的缺陷118

第十二节热镀锌带钢的性能检验118

一、取样规定118

二、力学性能的检验119

三、镀锌层重量的测定121

第十三节带钢热镀锌超薄镀层生产工艺122

一、实现超薄镀锌层的意义122

二、影响锌层厚度的因素122

三、减薄镀锌层的技术措施124

第八章钢丝热镀锌生产工艺125

第一节钢丝热镀锌工艺流程125

一、镀锌前的处理125

二、中、高碳钢丝的助镀溶剂处理127

三、镀锌前的烘干处理128

第二节钢丝热镀锌128

一、钢丝热镀锌的条件128

二、钢丝热镀锌操作129

三、钢丝镀锌后的冷却131

四、钢丝的放线131

五、镀锌后钢丝的收线131

六、锌灰和锌渣的清除132

第三节影响钢丝镀层结构的因素132

一、影响镀层结构的外部因素132

二、微量元素的影响因素134

三、影响镀层厚、薄的因素135

四、热镀锌钢丝直径与走线速度的关系135

第四节热镀锌钢丝的力学性能137

一、钢丝的抗拉强度137

二、钢丝的延伸率、弯曲和扭转138

三、钢丝的疲劳强度138

第五节镀锌钢丝表面缺陷原因及纠正措施138

一、镀锌层表面缺陷形态138

二、镀层缺陷的原因及措施139

第九章钢丝热镀锌典型工艺142

第一节一般用途低碳钢钢丝热镀锌生产技术142

一、原材、辅料的主要技术要求142

二、工艺流程142

三、工艺技术指标143

四、工艺操作规定145

五、镀锌钢丝的质量要求146

六、检验制度146

七、钢丝检验、试验依据146

第二节环保型钢丝热镀锌生产工艺147

一、传统镀锌工艺对环保的影响147

二、环保型钢丝热镀锌生产新工艺148

三、节锌设备、抹拭和放线方法150

第三节铠装电缆用钢丝热镀锌镀层工艺151

一、生产工艺流程151

二、钢丝热镀锌153

三、镀层抹拭、冷却方法153

四、收线方法154

第四节还原法钢丝热镀锌-5%铝-稀土合金镀层工艺154

一、还原法镀锌的原理和条件155

二、热镀Galfan合金镀层工艺155

三、热镀Galfan 合金镀层性能157

第五节双镀法钢丝热镀锌-10%铝-稀土合金镀层工艺158

一、双镀法生产工艺流程158

二、双镀法镀锌镀层步骤159

三、氮气抹拭方法161

四、镀层缺陷及纠正措施161

五、结论162

第六节 单镀法热镀锌-10%铝-稀土合金镀层工艺162

一、单镀法热镀Zn-10%Al-Re合金镀层的原理162

二、热镀Zn-10%Al-Re合金镀层（24线）工艺163

三、钢丝表面电解沉积锌164

四、钢丝热镀Zn-10%Al-Re合金镀层164

五、镀层性能测试165

六、结论165

第七节钢丝热镀锌清洁化生产工艺165

一、钢丝热镀锌对环境的影响166

二、清洁化生产的途径166

三、推广环保技术168

第八节钢丝焊网热镀锌生产工艺168

一、传统生产工艺存在的问题168

二、工艺改进措施169

三、锌液温度与镀网速度170

第九节钢丝热镀锌生产用复合盐酸清洗液171

一、盐酸除锈机理171

二、常温快速酸洗液172

三、最佳盐酸浓度控制与测定172

四、效果分析173

第十节电磁擦拭法在钢丝热镀锌中的应用173

一、电磁擦拭法的原理173

二、对现有生产装置的改造174

三、电磁擦拭效果分析174

第十一节热镀锌钢绞线钝化工艺175

一、钝化工艺流程175

二、钝化液配置与操作175

三、钢绞线钝化后的处理176

四、腐蚀试验及外观176

第十二节防止Q345钢热镀锌灰暗镀层的措施176

一、灰暗镀层形成的原因176

二、解决灰暗镀层的工艺措施178

三、解决灰暗镀层的操作措施178

第十三节低碳钢丝连续生产热镀锌技术179

一、钢丝盘条的规格与要求179

二、钢丝的拉拔179

三、盘条表面的清洗180

四、配模工艺180

五、钢丝镀锌前的退火处理181

六、钢丝的热镀锌生产184

七、镀锌层的后处理186

第十章钢管热镀锌生产技术187

第一节钢管热镀锌的基本概念187

一、钢管热镀锌的基本概念187

二、钢管镀锌与温度、浸锌时间和抽出速度的关系187

三、钢管热镀锌方法188

四、镀锌层的表面处理189

第二节钢管热镀锌的废料189

一、锌灰的产生与利用190

二、锌渣的产生与利用190

第三节热镀锌钢管的缺陷分析及消除措施190

第四节钢管热镀锌预处理设备191

一、预处理用的清洗槽191

二、钢管受料台和供管设备192

第五节钢管热镀锌设备193

一、镀锌锅193

二、钢管热镀锌机193

三、磁力辊道牵引设备195

四、永磁和电磁结合的牵引设备195

五、钢管外表面喷吹设备196

六、钢管内表面喷吹设备197

七、钢管热镀锌机组197

八、钢管干燥设备198

九、锌锅加热设施198

第六节钢管镀层缺陷及原因分析203

第十一章紧固件热镀锌生产工艺205

第一节紧固件热镀锌的工艺流程205

一、紧固件典型的工艺流程205

二、预处理205

三、助镀溶剂处理212

四、烘干处理216

第二节紧固件热镀锌216

一、紧固件热浸锌工艺过程216

二、镀锌锅的选型与维护218

三、镀锌后的表面处理方法219

四、冷却219

五、防白锈钝化处理219

第三节紧固件热镀锌常用添加的合金221

一、铝对紧固件热镀锌的作用221

二、镍对紧固件镀锌的作用221

三、常用合金的化学成分222

第四节紧固件的镀锌层质量要求和试验方法222

一、镀层的外观要求及试验方法222

二、镀层厚度要求及试验方法223

第五节镀锌层常见表面缺陷及控制方法225

第六节热镀锌螺纹两种容纳镀锌层的方法及标准226

一、在内螺纹上容纳的镀锌层226

二、在外螺纹上容纳的镀锌层228

第七节高强度紧固件热浸镀锌质量控制229

一、高强度紧固件应用及重要性229

二、材料的选择229

三、热浸镀锌过程防止氢脆产生230

四、产品的检测231

第十二章钢结构件典型生产工艺232

第一节波形梁护栏热镀锌生产工艺232

一、锌液温度与浸镀时间对镀锌层的影响232

二、工艺流程与技术要求232

三、热浸镀锌护栏的质量要求233

第二节电缆桥架热镀锌生产工艺233

一、生产工艺流程233

二、电缆桥架热镀锌234

三、水冷却235

四、钝化处理要求235

五、水漂洗、干燥235

六、镀锌层的技术要求及试验方法235

第三节电力铁塔构件热镀锌生产工艺236

一、传统生产工艺流程237

二、改进的酸洗、助镀工艺237

三、铁塔构件热镀锌238

四、镀锌后钢构件的后处理240

五、卸料、包装、标示、入库、运输241

第四节中、高碳钢及球铁、玛钢件热镀锌生产工艺241

一、预处理工艺241

二、热镀锌242

第五节钢制件热镀锌-镍合金生产工艺242

一、热浸锌-镍合金工艺242

二、热浸锌-镍合金的操作243

三、锌-镍合金镀层性能244

第十三章钢制件热镀锌表面缺陷分析及控制245

第一节钢制件热镀锌表面缺陷分析及控制245

一、热镀锌层表面缺陷原因分析245

二、热镀锌工艺方面存在的问题248

三、镀层表面缺陷的控制248

第二节电力绝缘子金具镀锌层缺陷分析与控制250

一、热镀锌镀层表面缺陷原因分析250

二、镀层表面缺陷的控制方法252

第三节钢制件镀锌降低锌耗的优化管理253

一、锌耗高的原因分析253

二、助镀剂有效工作条件255

三、助镀剂中铁离子的控制与去除方法255

四、助镀剂pH值的控制范围255

五、降低锌耗的综合措施256

第十四章热镀锌主要设备258

第一节预处理设备258

一、酸、碱清洗槽材料的选取258

二、预处理槽的制造258

第二节熔锌锅259

一、熔锌锅的种类259

二、铁制锌锅260

三、陶瓷型热镀锌锅269

四、电磁感应锌锅271

第三节热镀锌炉的加热系统设备271

一、燃烧加热炉种类272

二、燃气及燃油的加热系统的形式272

三、燃烧系统设备273

四、燃烧控制要点及措施277

五、电阻加热镀锌炉系统277

六、热镀锌炉的测温、控温系统278

第四节热镀锌锅的热量计算279

第五节煤气发生炉282

一、煤气发生炉操作要点282

二、煤气发生炉的点火操作283

三、煤气发生炉的故障排除284

四、煤气发生炉的停炉操作284

五、煤气管道常见的故障与处理285

六、煤气管道泄漏的原因分析与修复285

七、煤气发生炉的煤气分析及煤气热值计算286

八、煤气发生炉规格选择及数据的收集287

九、煤气发生炉操作工岗位职责288

第六节热镀锌用浸入式燃气内加

热器288

一、传统的内加热方式288

二、浸入式燃气内加热器的应用289

第七节陶瓷锌锅电内加热器290

一、电内加热器的优点290

二、电内加热器的结构形式291

三、电内加热器使用故障排除291

第八节燃气燃烧器292

一、燃烧器的基本要求292

二、燃气烧嘴的种类292

三、燃气烧嘴的选用293

四、燃烧器的安装293

五、燃烧器的点火与熄火293

第九节热镀锌供热炉基础设计294

一、燃烧炉底部基础设计294

二、炉体基础295

三、地下水对炉体基础的影响296

四、炉体地基压力的计算296

第十节液体换热器装置297

一、液体换热器的种类297

二、液体换热器的设计原则与计算297

第十一节气刀、镀锌振动器和离心机298

第十二节锌液、燃烧炉的测温装置299

一、热电偶的性能299

二、热电偶的安装与使用300

三、热电偶的故障与排除300

第十三节氮气设备与制氮气301

一、分子筛制氮机301

二、变压吸附制氮气的工作原理302

三、制氮机规格和消耗指标302

第十五章热镀锌生产过程的三废处理303

第一节废气的控制与处理303

一、热浸镀锌过程产生的三废的主要成分303

二、三废控制与处理304

三、运用实际例子308

四、酸洗废气的综合处理310

第二节热镀锌中废液的控制与

处理311

一、热镀锌废水的处理311

二、废水处理后的利用313

第三节固体废料的控制与处理314

一、锌渣的控制314

二、锌渣的处理314

三、锌灰的控制315

四、锌灰的处理315

第四节镀锌车间的环保辅助设备316

一、镀锌车间的有害气体316

二、降低有害气体的方法316

三、酸洗工段的通风设备316

第十六章钢铁制件热浸镀锌标准及质量要求318

第一节钢铁制件热浸镀锌层的标准概况318

一、国内外热浸镀锌的主要标准318

二、热浸镀锌层的质量要求319

三、镀锌层的检验方法323

第二节钢丝镀锌层试验细则及方法326

一、钢丝镀锌层重量试验细则326

二、镀锌钢丝锌层重量的测定327

三、镀锌层面厚度测定327

四、钢丝镀层的附着性要求328

五、镀锌钢丝的试验项目和实验方法328

第十七章热镀锌新技术新工艺的应用330

第一节钢铁件酸洗用的耐腐蚀、耐碰撞的酸洗槽330

一、新型耐酸液腐蚀耐碰撞的酸洗槽330

二、新型酸洗槽的制造技术要点331

三、效果分析331

第二节热镀锌助镀溶剂新技术331

一、助镀剂的添加剂331

二、添加剂的配制方法和技术指标332

三、效果分析332

第三节防止钢丝热镀锌漏镀的助镀剂333

一、防止钢丝热镀锌漏镀的助镀剂的开发意义333

二、背景技术333

三、技术内容及要点334

四、新技术的有益效果334

第四节助镀剂再生循环使用技术335

一、干法镀锌溶剂的作用335

二、去除助镀剂中铁离子的原理及方法335

三、助镀剂除铁后溶液的使用效果337

四、经济效益评估338

第五节钢制件热镀锌无白烟助镀剂技术338

一、常规助镀剂工艺应用现状338

二、无白烟助镀剂的开发与应用339

三、使用无白烟助镀剂时镀锌操作339

第六节锌浴中添加多元合金技术340

一、熔融锌液中添加多元合金技术340

二、锌液中添加锌-锡-铋-稀土合金技术341

第七节锌-锡-铋-铝-稀土合金技术341

一、锌-锡-铋-铝-稀土合金341

二、锌-锡-铋-铝-稀土合金的应用342

三、锌-锡-铋-铝-稀土合金增加流动性的因素342

四、作用与效果343

第八节双镀法钢丝热镀锌-10%铝-稀土合金镀层技术344

一、双镀法钢丝热镀锌-10%铝-稀土合金镀层技术344

二、钢丝双镀锌-10%铝-稀土合金

镀层344

第九节热镀锌钢绞线防白锈的钝化

技术346

一、热镀锌钢绞线钝化技术346

二、钝化技术内容347

三、双组分钝化剂的涂覆方法348

四、钝化涂覆装置348

五、效果分析348

第十节热镀锌无锌渣产生的锌锅技术349

一、无锌渣产生的新型热熔锌锅349

二、现有镀锌锅的形式349

三、新型镀锌锅的制造方法350

四、使用效果350

第十一节耐锌液腐蚀的热电偶保护套管技术351

一、耐熔融锌液腐蚀的套管351

二、背景技术351

三、新型套管的技术要点351

四、使用效果352

第十二节双层卷焊铜管连续热镀锌-5%铝-稀土合金镀层工艺352

一、生产工艺352

二、结果与讨论353

三、合金液熔锅、热浸镀354

四、镀层性能355

五、结论356

第十三节新型耐锌腐蚀的特种焊条356

一、锌锅腐蚀损坏的原因356

二、延长锌锅使用寿命的方法356

三、焊接前的处理方法、步骤356

第十四节BGF型耐锌蚀涂料在锌锅上的应用357

一、试验材料及方法357

二、结论358

第十五节镀锌层无六价铬钝化技术358

一、三价铬钝化技术358

二、无铬钝化剂359

第十六节特殊情况下的热镀锌技术359

一、超强热镀锌工艺359

二、预电镀镍工艺359

三、无酸洗环保紧固件热镀锌技术359

第十七节氯化锌、铵溶剂中添加KBB

热镀锌技术360

一、氯化锌、铵溶剂中添加KBB热镀锌工艺360

二、助镀溶剂的管理方法360

第十八章热镀锌生产中常用的分析方法363

第一节碱性脱脂剂的分析方法363

一、脱脂剂中含碱量的分析方法363

二、氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠混合溶液的分析方法363

第二节酸性溶液的分析方法365

一、工业盐酸总酸度的测定365

二、工业硫酸中硫酸含量的测定366

三、酸洗槽中盐酸的测定367

四、盐酸溶液中亚铁含量的测定367

五、磷酸液中的各成分的分析方法368

六、硼砂溶液含量的分析方法370

第三节水的总碱度的测定方法371

一、冷却水总碱度的测定371

二、锅炉用水碱度的测定371

第四节钝化剂中铬含量的测定372

一、钝化剂中三价铬的测定372

二、光度法测定白色钝化液中铬（Ⅵ）和铬（Ⅲ）方法373

三、热镀锌层六价铬的测定方法374

四、含铬废水中微量铬的测定376

第五节助镀溶剂中各成分含量的分析376

一、助镀剂中氯化锌和氯化铵混合溶液中氯化锌的测定376

二、助镀剂中氯化锌和氯化铵混合溶液中氯化铵的测定377

三、助镀剂为单一氯化铵溶液的分析方法377

四、助镀剂中二价铁的测定377

第六节锌液中铁、铝、镍、锡含量的测量378

一、锌液中含铁量的测定378

二、锌液中含铝量的测定378

三、钢丝镀层中含铝量的测定379

四、锌液中微量镍含量的测定380

五、锌液中微量锡含量的测定381

六、锌液中有害元素含量的测定382

第七节化学分析中有效数字和数字修约的规定383

一、有效数字的规定383

二、有效数字的运算规则384

三、数字修约规则385

第八节化验室仪器设备、化学药品的管理规定385

一、玻璃仪器的管理385

二、化学试剂和药品的管理385

三、电子天平等的管理385

四、化验室废料的管理386

五、进入化验室的规定386

六、交接班的规定386

第十九章附件、附表387

附件一低碳钢丝热镀锌作业指导书387

附件二还原法热镀锌-5%铝-稀土合金镀层钢丝作业指导书393

附件三钢制件热镀锌生产作业指

导书397

附件四钢铁制件热浸镀锌 技术条件及试验方法（节选）400

附件五热浸镀锌的影响因素402

参考文献406

本书结合作者多年的工作经验，介绍了热镀锌的基础理论和热镀锌工艺技术，分别对钢带、钢丝、紧固件、钢管、钢制构件热镀锌生产技术做了介绍;重点介绍了热镀锌实用技术，突出介绍了热镀锌生产典型工艺和新工艺的应用，并对热镀锌工艺所用设备进行了简要介绍。
本书适宜从事热镀锌工作的技术人员以及相关企业的管理者使用。

本书是市场上第一本系统而详细介绍热镀锌工艺的图书。分别对刚带、钢丝、紧固件、钢管、钢制结构件等的热镀锌工艺进行了详细介绍，并提供了大量的工艺实例和具体参数，便于读者参考学习。