Литература о цинковании

Согласно данным Международной исследовательской организации по свинцу и цинку мировое потребление цинка стабилизировалось в 2011 г. за счет увеличения потребления на развивающихся рынках, таких как Китай, Бразилия и Индия, компенсировавшего снижение уровня потребления в Европе и Соединенных Штатах.

Связанные исследования

Существует два основных способа: электролитический и термический. Более 90 % мирового производства выполняется электролитическим способом.
Он включает четыре этапа:

a) обогащение руды
б) обжиг руды горячим газом
в) конверсия оксида цинка в сульфат цинка
г) электролиз раствора сульфата цинка

Связанные исследования

В 2013 г. в мире было произведено более 13 млн тонн цинка. 60 % этого объема используется при цинковании стали для защиты от коррозии и, следовательно, продления срока службы стальных изделий. Около 15 % идет на производство цинковых сплавов, преимущественно для литья, 14 % используется для производства латуни и бронзы и 8 % идет на производство соединений, содержащих оксид цинка и сульфат цинка. Остаток составляют цинковые сплавы, преимущественно прокатные, которые используются для изготовления полуфабрикатов, например, для чеканки монет, и в архитектуре.

Затем из цинка первичного использования производится широкий ассортимент продукции. Вне всяких сомнений крупнейшей сферой применения является строительство, куда уходит 45 % всего цинка первичного использования. На сектор перевозок приходится 25 % общего объема потребления цинка, и на товары народного потребления, включая электрическое и электронное оборудования, 23 %. Остальные 7 % используются для производства промышленного оборудования.

Связанные исследования

Существует ряд цинковых покрытий, которые объединены общим термином «цинкование», но каждое из них обладает уникальными свойствами. Эти свойства влияют не только на возможность использования, а также на экономические показатели и поведение в окружающей среде. Они отличаются по способу нанесения, сцеплению с базовым металлом, прочности, коррозийной стойкости и толщине цинкового покрытия. В данном практическом пособии рассматриваются следующие цинковые покрытия: непрерывное цинкование стали, электролитическое цинкование и оцинковка. Представленная информация призвана помочь архитекторам, инженерам и другим заказчикам в оценке и выборе оптимального цинкового покрытия для защиты от коррозии.

Связанные исследования

Основной механизм защиты стали цинковым покрытием состоит в создании непроницаемого барьера, препятствующего контакту стали с влагой (электролитом), являющейся причиной коррозии. Характер процедуры цинкования обеспечивает отличное сцепление, устойчивость металлического цинкового покрытия к истиранию и коррозии. В отличие от такого защитного покрытия, как краска, цинковое покрытие обладает стойкостью к появлению трещин, вспучиванию и отшелушиванию и другим признакам износа. Однако цинк является реакционноспособным материалом и медленно подвергается коррозии и износу. Поэтому защита, обеспечиваемая цинковым покрытием, зависит от его толщины и скорости коррозии. Поэтому важно понимать механизм коррозии цинка и то, какие факторы влияют на его скорость.

Связанные исследования

Как видно из названия, непрерывный горячий метод предполагает безостановочное нанесение расплавленного покрытия на поверхность листа стали. Стальной лист пропускается непрерывной лентой через ванну с расплавленным металлом на скорости 11 км/ч. В ней стальная лента вступает в реакцию (сплавляется) с расплавленным металлом для сцепления покрытия с поверхностью полосы. При выходе полосы из плавильной ванны остается избыточное количество жидкого металла, по аналогии с тем, когда из воды быстро достается какой-либо предмет. Использование струи газа для сдувания избытка жидкого цинка позволяет регулировать оставшуюся на поверхности полосы толщину покрытия, измеряемую обычно в массе покрытия на единицу площади.

Связанные исследования

Слово «блестка» определяется в словаре как блестящий предмет. Когда слово «блестка» используется для описания внешнего вида поверхности оцинкованного стального листа, речь идет о рисунке в виде снежинки или шестиконечной звезды, который виден невооруженным глазом. На рис. 1 подробно показан рисунок кристаллизации цинкового покрытия в десятикратном увеличении.

Связанные исследования

Чтобы правильно выбрать толщину покрытия, отвечающую требованиям потребителя оцинкованной листовой стали, необходимо знать коррозийную активность среды, в которой будет использоваться изделие. Толщина цинкового покрытия определяет главным образом предельный срок службы, а не выражает объем покрытия. На ресурсе GalvInfoNote 1.1 объясняется, почему цинковое покрытие определяется не как толщина, а как вес покрытия (по дюйм-фунтовой системе) или масса покрытия (по международной системе единиц).

Связанные исследования

Сферы применения оцинкованной листовой стали: воздуховоды систем отопления и вентиляции, электробытовая техника, системы кондиционирования и охлаждения, водные нагреватели и охладители с электрораспределительными щитами, профилированный настил, кровля, стальные двери, мебель и фурнитура, автомобилестроение, армировка для подземных кабелей, решетки для электротехнических коробов, сетка, подвесные потолки, перегородки и т. д.

Технический стандарт ASTM A653/A653M-15 для листовой стали, цинковых покрытий или отожженных покрытий горячего цинкования: EN 10346-09 — Плоский стальной прокат горячего цинкования — Технические условия поставки: JIS G3302 – Листовая и рулонная сталь горячего цинкования: ISO 3575-2011- Углеродистая листовая сталь обыкновенного качества и сталь для волочения с покрытием, нанесенным методом непрерывного горячего цинкования

Свинец способствует образованию рисунка кристаллизации. Свинец смешивается с жидким цинком в концентрации около 0,5 %. Превышение этого предела приведет к оседанию на дне ванны для цинкования несмешиваемой жидкости, насыщенной свинцом.

Связанные исследования

Цинк играет важнейшую роль в процессе непрерывного горячего цинкования. Использование соответствующей марки цинка, марки сплава непрерывного цинкования (CGG) или основного сплава является решающим фактором соответствия оцинкованной продукции требованиям рынка. Тщательный контроль содержания алюминия в цинке крайне необходим для обеспечения хорошего сцепления со стальной подложкой. Для этого оцинковщик должен иметь возможность рассчитывать на поставку цинковых слитков, соответствующих определенным пределам содержания. Это осуществляется с помощью ряда стандартов ASTM, относящихся к изделиям из цинка. В разделе GalvInfoNote 5.2 на ресурсе GalvInfo Center (см. ссылку ниже) приводятся марки цинка, пригодные для непрерывного горячего цинкования, и регулирующие их документы ASTM.

Связанные исследования

• Потемнение рисунка кристаллизации
• Отслоение покрытия с задержкой по времени
• Непригодность для окрашивания

Связанные исследования

Использование сурьмы способствует снижению количества заболеваний, вызываемых воздействием свинца, однако проблема коррозии на границе с рисунком кристаллизации по-прежнему остается открытой.

Связанные исследования

6.2 Анализ ванны для цинкования. Металл ванны, используемый для непрерывного горячего цинкования, должен содержать не менее 99 % цинка, при этом уровень свинца не должен превышать 0,009 %.

ПРИМЕЧАНИЕ 3—Для контроля образования сплава и стимуляции сцепления цинкового покрытия с базовым металлом в состав расплавленного металлического покрытия, как правило, входит алюминий, доля которого составляет 0,05–0,25. Этот алюминий специально добавляется в ванну с расплавленным покрытием либо в виде заявленного ингредиента технического цинка, либо при добавлении основного сплава, содержащего алюминий. Техническими условиями B852 определена марка цинкового сплава непрерывного цинкования (CGG), включая разнообразные цинковые сплавы, позволяющие контролировать содержание алюминия в расплавленном покрытии в пределах 0,05–0, 25 % и содержания свинца в пределах 0,009 %. Технические условия В6 описывают некоторые сорта цинка, содержащие до 0,009 процентов свинца, однако с меньшим содержанием алюминия.

Связанные исследования