浸熱

目前熱浸鍍主要有熱浸鍍鋅、熱浸鍍錫、熱浸鍍鋁、熱浸鍍鉛等幾種。熱浸鍍錫鍍層屬於陰極保護，所以一般產品都限於室內，現在主要用於制罐工業。熱浸鍍鋁具有良好的耐熱、耐候和熱反射性，但是焊接性能比較差，而且工藝也比較難掌握。它的應用也相當的廣泛，主要用於是由化工、冶金、機械和交通運輸等領域。熱浸鍍鉛由於其良好的耐蝕性能、釺焊性能、塗着性能、加工性能和焊接性能，應用很廣，但是隨着環境保護要求的提高，熱浸鍍鉛鋼板已經逐漸被熱浸鍍鋅鋼板代替了。熱浸鍍鋅中由於鋅的標準電極電位負於鐵，在水和潮濕的空氣中鍍鋅層具有犧牲陽極、保護鋼基的作用，從而延長了鋼材的使用壽命。因此，熱鍍鋅是當今世界上應用最廣泛、性能價格比最優的鋼材表面處理方法，同時鍍鋅鋼材也是國家扶植和優先發展的高附加值短線產品。

目前常用的鍍鋅方法有熱浸鍍鋅、電鍍鋅、機械鍍鋅和熱噴塗（鍍）鋅等，其中熱鍍鋅約佔鍍鋅總量的95%，熱鍍鋅用鋅量在世界範圍內佔鋅產量的40%，在我國約佔鋅產量的30%左右。熱鍍鋅按照生產的產品不同又可以分為連續鍍鋅和一般鍍鋅。連續鍍鋅是鋼材經清洗、除油、酸洗和助鍍處理後快速通過鋅池，在表面鍍上一層純鋅的工藝，這種工藝適用於線材、板材和帶鋼。連續鍍鋅鋼板可分為鍍純鋅鋼板——GI鋼板和鍍後退火處理鋼板——GA鋼板，後者由於具有很好的表面質量和優異的抗腐蝕性能，且成本較低，在工業生產特別是汽車工業中得到廣泛應用。一般鍍鋅是鋼結構件經清洗、酸洗和助鍍處理後，在445～455℃的鋅液中浸鍍3～8分鐘，鋼件表面形成Fe-Zn 合金層的工藝，它一般適用於小批量產品的鍍鋅，在建築、通信、家電等方面應用較多。 ^[1] 

熱浸鍍起源於古羅馬時代，其最初是從鐵板熱浸鍍錫開始的，英國和法國是最早運用該法生產鍍錫板的國家。1742 年法國化學家Melouin 首先將熔融鋅鍍在鋼鐵製品上。1836 年法國人Sorel將熱浸鍍應用於生產。1837 年英國人Grawford 發明了目前廣泛使用的溶劑法熱浸鍍工藝。1931 年Sendzimir 獲得用保護氣體還原法生產連續鍍鋅鋼板的“森吉米爾”法的專利，並於1937 年在美國建成第一條連續熱鍍鋅生產線，為現代鍍鋅鋼材的生產奠定了基礎。20 世紀60 年代，熱鍍鋅工藝得到了迅速的發展，其標誌為：鍍前處理由氧化爐改為無氧化加熱爐，鍍層厚度由輥鍍法改為氣刀法，鍍後處理由彎曲拉伸矯直機代替了多輥反覆彎曲矯直機。80 年代，一系列的改革讓熱浸鍍鋅再次快速發展。 ^[1] 

熱浸鍍鋅工藝流程一般都包括預處理、熱浸鍍和鍍件後處理三個部分。而根據預處理的方法不同，熱浸鍍鋅可以分為溶劑法和保護氣體還原法。

1、溶劑法

溶劑法熱鍍鋅適用於鋼帶、鋼板、鋼絲、鋼管、型鋼以及部件熱浸鍍。這種工藝的主要特點在於：鋼件浸入鋅液之前表面要經過脱脂去除鋼件表面油污、酸洗去除鋼件表面的氧化皮、清洗後向鋼件表面塗助鍍劑以保護鋼件表面不同大氣接觸而避免再氧化，隨後以烘乾或者不烘乾鋼件表面的方式浸入鋅液完成浸鍍工藝。表面熔劑未經烘乾就進入表面覆蓋有熔融熔劑的鋅液進行熱鍍鋅，這種方法稱為濕法熱鍍鋅。這種工藝由於鋅液中不加入鋁，生產的鍍層合金層很厚且粘附性不好，存在質量方面的問題，因此已經逐步被淘汰。反之，表面塗過熔劑的鋼件送入烘乾爐中（烘乾温度約為250℃）將熔劑烘乾，再進入鋅液中進行熱鍍鋅的方法就是幹法熱鍍鋅。現在的熔劑法熱鍍鋅工藝基本上採用的都是幹法熱鍍鋅工藝。幹法熱鍍鋅中的鋁含量也比較低（通常為0.1wt%），所以溶劑法熱浸鍍鋅生產出來的熱鍍鋅層粘附性比較差。

溶劑法鋼帶連續鍍鋅具有代表性的工藝為著名的惠林法。這種工藝需要冷軋鋼帶線外退火，隨後鋼帶進入生產線進行鹼洗、酸洗、水洗、塗熔劑、烘乾等多道前處理工序。這種工藝較為複雜，生產成本也較高，產品品種單一，只能生產薄規格鋼帶，產品常常出現因為熔劑與鋅液的鋁發生反應而引起的鍍層與基體結合力下降所導致的熔劑缺陷。其產品主要用於建築和容器製造業等對鍍鋅板質量要求不高的行業。由於鋼帶進入鋅液之前温度大約為250℃，因此鋼帶在鋅液中必然大量的吸熱，提高自身的温度，以便與鋅液的温度平衡，這就需要供熱量較大的感應加熱鋅鍋為鋼帶提供足夠熱量，同時增加了浸鍍的時間（約為20s），對比還原法熱浸鍍時間（3～5s）大大延長，因此溶劑法合金層厚度高於還原法熱浸鍍層的厚度，導致附着性下降。此種工藝已經問世多年，雖然投資成本低，但是環境污染較重。

2、保護氣體還原法

保護氣體還原法又稱森吉米爾法，是現代連續鍍鋅生產線普遍採用的方法，代表了現代的熱鍍工藝。還原法熱鍍工藝就是直接以冷軋鋼帶和熱軋鋼帶作為熱鍍鋅原板，在作業線內進行保護氣體再結晶退火。

保護氣體還原法的特點是將鋼材熱處理（連續退火）和熱浸鍍鋅連接在同一條生產線上，取消了熔劑法中的鹼洗、酸洗、水洗與熔劑處理等一系列操作步驟。在該法中，鋼材先通過用煤氣或者天然氣直接加熱的微氧化爐，此時，火焰將鋼材表面上殘餘的油污、乳化液燒掉，同時鋼材表面被氧化，生成天藍色的氧化薄膜。然後鋼材進入還原爐。還原爐是密封的，爐內通有由氫氣和氮氣混和而成的保護氣體。還原爐採用輻射管進行間接加熱或電阻加熱。輻射管可以燒煤氣、天然氣或重油。還原爐的主要作用有二：a. 把鋼材表面的氧化皮還原為適合熱鍍鋅的活性海綿狀鐵；b.把經過微氧化爐加熱到一定温度的鋼材繼續加熱，完成再結晶退火。經過還原爐處理的鋼材，接着在保護性氣氛中被冷卻到適當温度後，進入熱浸鍍鋅鍋。 ^[1]