1.Wie kann der Einfluss von „Oberflächenunterschieden“ auf die Zinkablagerung reduziert werden?
Gründlich entfetten, um Ölrückstände zu vermeiden:
Ölverunreinigungen wie Walzöl und Rostschutzöl auf der Substratoberfläche können den Kontakt zwischen dem Zink und der Stahlplatte behindern, was zu örtlicher „fehlender Beschichtung“ oder einer unter{1}dünnen Zinkbeschichtung führt. Die Entfettung erfordert eine Kombination aus alkalischer Reinigung (z. B. Natronlauge) und Sprühen/Eintauchen. Kontrollieren Sie die alkalische Konzentration (normalerweise 2–5 %), die Temperatur (60–80 Grad) und die Behandlungszeit (angepasst an die Menge der Ölverunreinigung, im Allgemeinen 3–5 Minuten), um eine vollständige Entfernung des Öls sicherzustellen. Gründlich mit klarem Wasser abspülen, um zu verhindern, dass restliche alkalische Lösung örtliche Korrosion verursacht.
Präzises Beizen, um Oxidablagerungen zu entfernen und übermäßiges Beizen zu vermeiden:
Oxidablagerungen (z. B. Fe₃O₄, Fe₂O₃) auf der Stahlblechoberfläche sind dicht und isolieren das Zink vom Substrat und müssen mit einer Säurewäsche (z. B. Salzsäurelösung) entfernt werden. Der Schlüssel liegt in der Kontrolle der Beizparameter: Die Salzsäurekonzentration beträgt typischerweise 10 %-20 %, die Temperatur beträgt 20-40 Grad und die Beizzeit muss entsprechend der Dicke der Oxidschicht angepasst werden (im Allgemeinen 5–10 Minuten). Zu geringes Beizen führt zu Restoxidablagerungen, die verhindern, dass die Zinkschicht an bestimmten Stellen haftet. Übermäßiges Beizen kann zu „Lochfraß“ auf der Stahloberfläche (übermäßige Korrosion des Substrats) führen, wo sich die Zinkschicht tendenziell ansammelt, was zu einer ungleichmäßigen Dicke führt. Nach dem Beizen muss die restliche Säure mit einer schwach alkalischen Lösung neutralisiert und anschließend mit klarem Wasser gespült werden, um einen neutralen pH-Wert zu erreichen.
Kontrolle der Rauheit der Substratoberfläche:
Zu raue Substratoberflächen (z. B. zu hohe Ra-Werte) können dazu führen, dass sich die Zinkschicht in „Gruben“ ansammelt und an „Spitzen“ dünner wird. Zu glatte Untergrundoberflächen können die Zinkhaftung beeinträchtigen. Die Rauheit des Substrats muss während des Walzvorgangs kontrolliert werden (typischerweise wird für feuerverzinkte Substrate ein Ra von 0,8-3,2 μm empfohlen). Wenn die Rauheit des Untergrunds nicht zufriedenstellend ist, kann sie durch leichtes Schleifen oder Anpassen der Rauheit der Walzen optimiert werden.
2.Wie können die Parameter des Verzinkungsprozesses für die Feuerverzinkung genau gesteuert werden?
Zinkbadtemperatur und Verzinkungszeit:
Zu hohe Verzinkungstemperaturen (über 470 Grad) können zu einer übermäßigen Zinkfließfähigkeit führen, was aufgrund der Schwerkraftströmung zu einer dünneren Zinkschicht auf der Stahlblechoberfläche führt (z. B. kann die Zinkschicht an der Unterkante dicker und an der Oberkante dünner sein). Niedrige Temperaturen (unter 430 Grad) können zu einer schlechten Zinkfließfähigkeit und einem ungleichmäßigen Aufbau der Zinkschicht führen (z. B. kann es sein, dass sich die Zinkschicht in bestimmten Bereichen nicht vollständig ausbreitet). Halten Sie eine stabile Temperatur zwischen 445 und 455 Grad (±5 Grad Schwankung) aufrecht.
Zu lange Verzinkungszeiten (über 30 Sekunden) können zu einer zu dicken Zink--Eisenlegierungsschicht führen, und die reine Zinkschicht kann durch Überreaktion rau werden und sich ansammeln. Eine zu kurze Verzinkungszeit (weniger als 10 Sekunden) kann zu einer unvollständigen Zinkbeschichtung führen. Passen Sie die Verzinkungszeit an die Dicke der Stahlplatte an: 10–15 Sekunden für dünne Stahlplatten (weniger als oder gleich 2 mm) und 15–25 Sekunden für dickere Stahlplatten (2–6 mm), um ein gleichmäßiges Wachstum der Zinkschicht zu gewährleisten. Winkel und Geschwindigkeit des Stahlblecheintritts in das Zinkbad:
Wenn das Stahlblech in einem Winkel (nicht-vertikal oder horizontal) in das Zinkbad eintritt, kommen einige Bereiche zuerst und andere später mit dem Zinkbad in Kontakt, was zu einem schlechten Ausgangspunkt für die Zinkabscheidung führt. Bei zu hoher Geschwindigkeit breitet sich das Zinkbad nicht schnell genug aus, bei zu langsamer Geschwindigkeit dauert das Eintauchen einiger Bereiche zu lange. Mithilfe von Geräten sollte der Eintrittswinkel auf 85–90 Grad (nahe der Vertikalen) und die Eintrittsgeschwindigkeit auf stabile 1–2 m/min (angepasst an die Breite des Stahlblechs; bei breiteren Blechen kann eine langsamere Geschwindigkeit angebracht sein) gesteuert werden, um Geschwindigkeitsschwankungen zu vermeiden.
Optimierung der Luftmesserparameter (kritisch):
Nachdem das Stahlblech aus dem Zinkbad gezogen wurde, bleibt überschüssiges Zink an der Oberfläche haften. Um überschüssiges Zink wegzublasen und die Dicke der Zinkschicht zu kontrollieren, muss ein Luftmesser (eine Hochdruck-Luftdüse) verwendet werden. Das Luftmesser ist das zentrale Gerät, das die Gleichmäßigkeit der Feuerverzinkungsbeschichtung bestimmt. Präzise Steuerung ist erforderlich:
Luftmesserdruck: Ein zu niedriger Druck entfernt überschüssiges Zink nicht, was zu einer dicken und ungleichmäßigen Zinkschicht führt. Ein zu hoher Druck kann die Zinkschicht durchdringen (besonders bei dünnen Stahlblechen). Typischerweise wird der Druck basierend auf der angestrebten Zinkschichtdicke angepasst: Bei einer Zinkschichtdicke von 50–80 g/㎡ beträgt der Druck 0,2–0,3 MPa; Bei einer Zinkschichtdicke von 100–150 g/㎡ beträgt der Druck 0,1–0,2 MPa.
Abstand und Winkel des Luftmessers: Die Luftmesserdüse muss einen gleichmäßigen Abstand von der Stahlplattenoberfläche haben (normalerweise 100–150 mm). Ungleiche Abstände führen zu einer ungleichmäßigen Zinkschichtdicke auf beiden Seiten der Stahlplatte. Der Winkel muss senkrecht zur Stahlplattenoberfläche sein (±2 Grad). Das Neigen der Düse führt zu einem ungleichmäßigen Luftstrom und zu übermäßigen Zinkrückständen in bestimmten Bereichen.
Zustand der Luftmesserdüse: Die Düse sollte regelmäßig gereinigt werden, um ein Verstopfen der Zinkschlacke zu verhindern und einen gleichmäßigen Düsenspalt (Fehler kleiner oder gleich 0,1 mm) sicherzustellen, um einen „voreingenommenen“ Luftstrom zu verhindern (starker Luftstrom in einigen Bereichen und schwacher Luftstrom in anderen).
3. Wie können beim Elektroverzinken die Parameter des Verzinkungsprozesses genau gesteuert werden?
Stromdichte und Elektrodenanordnung:
Die Stromdichte ist entscheidend für die Abscheidungsrate von Zinkionen. Wenn die lokale Stromdichte zu hoch ist (z. B. wenn die Elektrode zu nahe an einem bestimmten Punkt auf der Stahlplatte liegt), „akkumuliert“ sich die Zinkschicht an dieser Stelle schnell, was zu einer dickeren Zinkschicht führt. Bei zu geringer Stromdichte wird die Zinkschicht dünner. Die Stromdichte sollte zwischen 10 und 30 A/dm² liegen (angepasst an den Elektrolyttyp). Stellen Sie sicher, dass die Elektroden symmetrisch zur Stahlplatte angeordnet sind (z. B. ist der Abstand zwischen den beiden Elektroden und der Stahlplatte gleich, mit einer Toleranz von weniger als oder gleich 5 mm). Falls erforderlich, sollten Hilfselektroden oder Abschirmplatten in Bereichen angebracht werden, die einer Stromkonzentration ausgesetzt sind (z. B. an den Rändern der Stahlplatte), um den Strom zu zerstreuen.
Elektrolytparameter:
Die Zinkionenkonzentration im Elektrolyten (normalerweise 30–60 g/L) muss stabil sein. Eine zu niedrige Konzentration führt zu einer unzureichenden Zinkionenversorgung, einer Verlangsamung und einer ungleichmäßigen Ablagerung. Bei einer zu hohen Konzentration kommt es leicht zur Ausfällung von Zinkstaub, der sich an der Oberfläche festsetzt und zu einer rauen Zinkschicht führt. Kontrollieren Sie gleichzeitig den pH-Wert des Elektrolyten (pH-Wert des sauren Elektrolyten 3–5, pH-Wert des alkalischen Elektrolyten 8–10) und die Temperatur (20–50 Grad): Große pH-Schwankungen verursachen lokales „abnormales Wachstum“ der Zinkschicht (z. B. das Auftreten von Knötchen), und eine zu hohe Temperatur verringert die Stabilität des Elektrolyten und die Gleichmäßigkeit der Zinkschicht.
4.Wie kann die Qualität der Zinklösung/des Elektrolyten optimiert und „Störungen durch Verunreinigungen“ reduziert werden?
Feuerverzinkungsbad: Der Gehalt an Verunreinigungen wie Eisen (Fe kleiner oder gleich 0,05 %), Blei (Pb kleiner oder gleich 0,03 %) und Cadmium (Cd kleiner oder gleich 0,01 %) muss kontrolliert werden. Ein zu hoher Eisengehalt führt zur Bildung von „Zink-Eisen-Schlacke“, die an der Stahloberfläche haftet und Unebenheiten in der Zinkschicht verursacht. Blei und Cadmium verringern die Fließfähigkeit des Bades und verhindern so eine gleichmäßige Ausbreitung der Zinkschicht. Die Ansammlung von Verunreinigungen lässt sich reduzieren, indem man regelmäßig den Schaum aus dem Bad entfernt, einen „Badreiniger“ (z. B. Seltenerdelemente) hinzufügt, um Verunreinigungen zu absorbieren, oder eine „kontinuierliche Verzinkungslinie“ verwendet (wo das Bad umgewälzt und aufgefrischt wird).
Elektrogalvanisierender Elektrolyt: Schwermetallverunreinigungen wie Eisen, Kupfer und Nickel müssen vermieden werden (Gehalt muss kleiner oder gleich 0,1 g/L sein). Diese Verunreinigungen lagern sich bevorzugt auf der Substratoberfläche ab und führen zu einer lokalen „Überfüllung“ der Zinkschicht und Unebenheiten. Zur Entfernung von Verunreinigungen ist eine regelmäßige Filtration des Elektrolyten (unter Verwendung einer Präzisionsfiltermembran mit einer Porengröße von kleiner oder gleich 5 μm) oder eine elektrolytische Reinigung (Elektrolyse mit niedriger Stromdichte zur Ausfällung von Verunreinigungen auf der Hilfselektrode) erforderlich.
5.Wie halte ich den Gerätestatus aufrecht?
Feuerverzinkungsausrüstung: Konzentrieren Sie sich auf die Inspektion der Senkrollen (die Rollen, die das Stahlblech im Zinkbad führen) und der Stabilisierungsrollen (die die Ebenheit des Stahlblechs steuern). Wenn die Rollen abgenutzt sind (Rillen entstehen) oder falsch ausgerichtet sind, „wackelt“ das Stahlblech im Zinkbad oder „berührt die Rollen teilweise“, was zu einer dünneren Zinkbeschichtung an den Kontaktpunkten führt. Regelmäßiges Walzenpolieren ist erforderlich, um eine glatte Oberfläche zu erhalten, und die Walzennivellierung sollte angepasst werden (auf einen Fehler von weniger als oder gleich 0,5 mm/m), um einen stabilen Betrieb des Stahlblechs sicherzustellen.
Elektroverzinkungsausrüstung: Überprüfen Sie die „leitenden Rollen“ in der Elektrolysezelle (die den Strom auf das Stahlblech übertragen) auf ordnungsgemäßen Kontakt. Wenn die leitfähigen Rollen teilweise oxidiert sind oder Wackelkontakt haben, kann es zu einer teilweisen „Stromunterbrechung“ auf dem Stahlblech kommen, wodurch eine Zinkablagerung verhindert wird. Um einen „engen Kontakt“ zum Stahlblech (gleichmäßiger Anpressdruck) zu gewährleisten, ist eine regelmäßige Reinigung der leitfähigen Walzenoberfläche (zur Entfernung des Oxidfilms) erforderlich.