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    低能耗機械鍍鋅技術(shù)及應用

    點(diǎn)擊數:26782015-05-08 18:11:48 來(lái)源: 熱鍍鋅電力鐵塔螺栓|鐵搭防盜螺母|電力金具|防松母|國標高強度螺母—邯鄲市永年區豐實(shí)緊固件有限公司

    1·機械鍍鋅工藝及設備

      1.1 機械鍍鋅工藝

      機械鍍鋅工藝按下列工藝過(guò)程進(jìn)行:工件除油、除銹后,與沖擊介質(zhì)一起加入鍍鋅機的滾筒中,加入適量的水,按工件的被鍍面積加入硫酸銅,在工件表面沉積出一個(gè)銅層(稱(chēng)為“閃銅”);隨后加入少量的鋅粉和活化劑,使銅層上沉積出一個(gè)鋅層(稱(chēng)為“閃鋅”),之后進(jìn)入鋅層逐漸沉積的過(guò)程,根據最終鍍層的要求,以一定時(shí)間間隔,依次加入鋅粉和活化劑,待鋅層沉積完畢,經(jīng)過(guò)5~10min的強化期,使鋅層變得均勻、細致,即可從滾筒中倒出,分離工件和介質(zhì),然后清洗、干燥。

      1.2 機械鍍鋅的主要設備

      機械鍍鋅的主要設備必須是一個(gè)可盛放被鍍工件、玻璃珠、鍍液和原料的容器,同時(shí)提供使工件、玻璃珠、金屬粉產(chǎn)生機械碰撞的機械能,造成容器內物料運動(dòng)的流態(tài)環(huán)境,以使鋅粉在工件表面上沉積。

      根據以上要求設計了可調速循環(huán)轉速搖擺式機械鍍鋅設備,該設備采用調速電機和減速器實(shí)現滾筒的調速轉動(dòng)(圖1),以不同的轉速來(lái)適應各種鍍件所需要的相對碰撞速度。此外,采用一對齒輪和電氣控制,鍍鋅時(shí)滾筒可以在20°~60°之間循環(huán)搖擺,避免了工件在滾筒中的偏聚,同時(shí)能繞支撐軸作360°旋轉,以滿(mǎn)足不同位置卸料。該設備具有可調轉速和搖擺功能,充分滿(mǎn)足了機械鍍鋅對碰撞速度的變化和均勻功能的要求,這種功能的設備造價(jià)趨于合理,而且性能可靠、實(shí)用性較強、操作簡(jiǎn)單。

      2·不同鍍鋅工藝對比

      隨著(zhù)近年來(lái)國家對清潔生產(chǎn)的重視,相應的環(huán)境保護法律法規的強化,傳統鍍鋅工藝的應用受到了一定限制。清潔生產(chǎn)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),就是對生產(chǎn)過(guò)程與產(chǎn)品采取整體預防的環(huán)境策略,減少或者消除它們對人類(lèi)及環(huán)境的可能危害,同時(shí)充分滿(mǎn)足人類(lèi)需要,使社會(huì )經(jīng)濟效益最大化的一種生產(chǎn)模式。具體措施包括:①不斷改進(jìn)設計;②使用清潔的能源和原料;③采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設備;④改善管理;⑤綜合利用;⑥從源頭削減污染,提高資源利用效率;⑦減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過(guò)程中污染物的產(chǎn)生和排放。

      目前,電鍍和熱鍍鋅是鍍鋅工藝中應該最為廣泛的,所以想在鍍鋅領(lǐng)域開(kāi)展清潔鍍鋅的推廣,就必須以電鍍和熱鍍鋅做比較。電鍍鋅是在直流電作用下使電解液中的鋅離子以電化學(xué)方法還原并沉積到鋼鐵基體表面。熱鍍鋅工藝是將鋼鐵工件浸入熔融的鋅液中,在短時(shí)間內取出并快速冷卻,以在工件表面形成鍍鋅層。這兩種鍍鋅工藝在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氣、液排放對環(huán)境造成污染,并有較高的能耗及原料消耗。為評價(jià)機械鍍鋅的清潔生產(chǎn)過(guò)程,主要從鍍層性能、對環(huán)境影響、生產(chǎn)設備方面同電鍍和熱鍍鋅做比較。

      2.1 不同鍍鋅工藝的鍍層性能比較

      傳統鍍鋅工藝和機械鍍鋅工藝鍍層的主要性能比較見(jiàn)表1。在比較中發(fā)現機械鍍鋅層的耐腐蝕性能遠超過(guò)電鍍鋅,在相等厚度下耐腐蝕性能與熱鍍鋅相當。并且機械鍍鋅層的厚度易控制,可控制原料添加使其在5~110μm任意調整。

      2.2 不同鍍鋅工藝對環(huán)境的影響

      2.2.1 電鍍鋅

      廢水是電鍍鋅對環(huán)境最大的影響。由于電鍍工藝不同,廢水的處理方法也不同,一般不含絡(luò )合劑和氰化物的鍍鋅廢水,只需調整其pH值并投入適量的凝聚劑,使鋅形成氫氧化鋅沉淀,經(jīng)沉淀和過(guò)濾后就可排放和回收。而含絡(luò )合劑較多的銨鹽鍍鋅廢水,其廢水的化學(xué)法處理經(jīng)驗不多。電鍍后的鈍化處理也會(huì )使廢水中含氰化物和重金屬,同時(shí)逸出鉻霧、氮氧化物及酸霧,破壞城市環(huán)境、生態(tài)。

      2.2.2 熱鍍鋅

      熱鍍鋅分氣體保護法和烘干溶劑法,前者環(huán)保情況較好;后者對環(huán)境影響較為嚴重。烘干溶劑法由于整個(gè)熱浸鍍鋅過(guò)程在高溫下進(jìn)行,溶劑烘干和待鍍工件入池都有大量HCl氣體析出,鋅池長(cháng)時(shí)間處于高溫下,鋅液表面產(chǎn)生大量ZnO、NH4Cl渣,工件在浸助鍍劑和鍍后漂洗時(shí)會(huì )有含ZnCl2、NH4Cl的溶液濺灑,使廢水中鋅和銨離子量增高。

      熱鍍鋅工業(yè)設備普遍采用開(kāi)放式的鋅池,故熱鍍鋅對環(huán)境的影響主要偏重對大氣的污染。如HCl、ZnO粉塵、NH3、SO2、CO等。

      2.2.3 機械鍍鋅

      機械鍍鋅所用原料無(wú)毒性,其生產(chǎn)過(guò)程全程在室溫下進(jìn)行,可實(shí)現過(guò)程無(wú)工業(yè)污染。與傳統的電鍍和熱鍍相比,這種工藝的優(yōu)勢是其主要污染物廢水排放量少,且只需簡(jiǎn)單處理既可達到排放標準。機械鍍鋅工藝完全室溫操作,原料以液態(tài)加入,沒(méi)有粉塵或電鍍槽上氣體揮發(fā)的污染。工藝用水可做到全部循環(huán)使用,車(chē)間無(wú)積水、操作環(huán)境好。機械鍍不存在熱鍍鋅因高溫造成的煙塵、有害氣體也不像電鍍電解槽會(huì )造成有害氣體揮發(fā),從工藝上杜絕了對公共大氣的污染。機械鍍鋅的主要污染源是酸性重金屬廢水,主要處理對象為Zn,通過(guò)“中和沉淀-混凝澄清法”處理后,可達到回用或外排標準。通過(guò)機械鍍鋅工藝的鍍鋅層性能、對環(huán)境影響的綜合分析表明,機械鍍鋅是鍍鋅行業(yè)切實(shí)可行的清潔生產(chǎn)技術(shù)。

      3·機械鍍鋅的應用及發(fā)展

      適合機械鍍鋅的工件一般長(cháng)度<300mm,質(zhì)量<0.5kg。再大些的工件雖然也可以加工,但因轉載量的緣故會(huì )影響生產(chǎn)成本。帶有盲孔和深凹槽的工件因為形狀復雜不適合于機械鍍,凹槽、內孔易產(chǎn)生漏鍍。最適合于機械鍍鋅的工件主要有射釘、螺釘、螺母、墊片、螺栓和墊片等小型零件。國內的機械鍍鋅主要應用于小五金,如螺栓、螺母、墊片、射釘、環(huán)鏈、鉸鏈、農用暖棚搭扣等的表面防腐,鍍層厚度可根據五金件的服役環(huán)境及客戶(hù)要求人為調控(10~100μm),鍍層呈白灰色,不如電鍍鋅層光滑、細致,一般不要求鈍化,鈍化后鍍層外觀(guān)顏色色澤不如電鍍鋅層鈍化后美觀(guān)。

      機械鍍鋅進(jìn)一步的發(fā)展面臨的幾個(gè)問(wèn)題:①提高鍍層厚度>50μm的結合強度;②提高沉積的細化作用,使組織細密,外觀(guān)平滑光亮;③改善鈍化的色澤,使習慣于電鍍鈍化色澤的用戶(hù)能夠接受;④專(zhuān)用設備的規范化和通用化。

      4·結論

      目前機械鍍鋅的使用與電鍍、熱鍍相比有一定的差距,其對加工工件形貌要求較高,且生產(chǎn)能力不如電鍍、熱鍍,但其環(huán)保型綠色技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),值得在鍍鋅業(yè)大力推廣。


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