专利名称：钢铁制品抗熔融锌液腐蚀的方法
技术领域：
本发明涉及一种钢铁制品抗熔融锌液腐蚀的方法。
背景技术：
钢铁热浸镀锌技术是防止钢材在自然环境中腐蚀的最经济有效的方法，广泛应用于铁塔、高速公路护栏板、钢结构等的防腐。其方法是将待处理钢铁件放入460～480℃的锌锅中，停留一定时间后取出，在工件表面镀上锌。
液态锌是在被称之为锌锅的大型容器中加热熔化获得的，常见的锌锅用35～60mm厚的优质低碳钢铁板焊接而成，在锌锅底部或侧部，用燃煤、或电阻丝等方式加热。它制作方便，适应性广，便于维修和更换，应用广泛。但是，由于钢铁在热镀锌温度下对熔融锌的耐蚀性差，锅壁和锌液会不断反应生成锌铁渣，使锌锅很快减薄、变形甚至穿孔，导致锌液泄漏和锌锅报废，其寿命短的只有几个月，一般使用一年左右就需修补。可以说，锌锅的耐锌液腐蚀和使用寿命是长期困扰热镀锌行业的技术难题。
为此，开发了各种防止锌锅腐蚀的方法，典型的有如下几种1、专用钢材采用耐液锌腐蚀较强的专用钢材。国内外企业大力开发研究出新型的热镀锌锅专用材料，例如日本开发了含铬或低硅含量的专用钢材(日本专利9422871116等)成功用于生产线上。国内申请号为92110329.8的专利也提出了一种新型的合金材料。
2、涂层在钢质锌锅表面涂覆搪瓷、非晶玻璃、微晶玻璃、陶瓷等涂层，涂层通过刷涂、喷涂等方法将涂料涂覆在锌锅表面，然后加热涂料融化烧结获得。例如，申请号为88105720的专利提出了一种热镀锌锅防腐涂料，它由含磷酸盐的改性水玻璃、含三种不同价态的金属氧化物的粉料、海泡石，通过加热、粉碎、过筛等配制工艺而构成。申请号为92112677.8的专利提出一种微晶玻璃热镀锌锅防腐涂层，主要成分是MgSiO3、TiO2、CoO、B2O3、SiO2、ZrO2、石墨等微晶粉料，并用高温胶粘剂调和。申请号为02111236.3的专利则提出一种非晶玻璃釉涂层，成份主要含(NH4)2HPO3、Na2B4O7和H3BO3等。申请号为02155185.5的发明涉及的涂层由Fe-Al，Fe-Al及氧化物陶瓷材料混合层、氧化物陶瓷材料层三层复合组成。
3、渗层钢铁表面渗硼后具有优异的耐液锌腐蚀，也有文章介绍铝扩散渗镀钢制作的镀槽材料具有较好的耐熔融锌腐蚀性，但上述方法需高温处理，不适合锌锅这种大型设备的防腐。
4、耐火材质锌锅采用耐火材料或陶瓷制作锌锅，这样可彻底解决锌锅的腐蚀问题。例如采用具有耐压、致密、耐锌蚀的烧制高铝耐火砖砌筑锌锅。陶瓷锌锅制造要求高，易在急冷、急热变化下发生开裂。并且，由于耐火材质的热传导性能差，外部加热效率低，采用上加热、电磁感应加热等形式会减小锌锅利用空间，不适合大型锌锅。最新的“内浸式”加热法热效率高，但关键要解决加热元件的材质。如用陶瓷类加热器件，存在易损坏的问题，如用钢铁材料，则仍然涉及抗液锌的腐蚀问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢铁制品抗熔融锌液腐蚀的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是是将耐480～960℃高温、抗锌液腐蚀、含多种氧化物组份的柔性布，包覆在待保护的钢铁制品表面，将待保护的钢铁制品与熔融锌液隔离。
所述的耐高温、抗锌液腐蚀、含多种氧化物组份的柔性布，其多种氧化物组份的含量如下SiO2 54.0～88.0％；Al2O36.0～25.0％；B2O3 0～9.0％；CaO 0～25.0％；MgO 0.2～14.0％；TiO2 0～0.5％；K2O 0～0.3％；Na2O 0～13.0％；Fe2O30.1～1.5％。
所述的耐高温、抗锌液腐蚀、含多种氧化物组份的柔性布，其多种氧化物组份的含量如下SiO285.0～99.0％；
Al2O31.0～6.0％；CaO0～10.0％；Fe2O30～0.5％。
本发明与背景技术相比具有的有益效果是1)与无保护相比可极大地延长热镀锌技术中钢铁制件如锌锅等的使用寿命；减少锌液中因锌锅被锌液腐蚀而产生的锌铁合金量，因此能减少锌耗；锌铁合金减少，可防止镀件表面出现硬颗粒，提高镀件的表面质量；2)与涂层保护方法相比使用及其简便，快捷，对钢铁表面无需特殊的预处理；无需对保护层进行加热烧制；可靠性好，成本低；隔离层因操作不当损伤，或定期维护时，容易更换；尖角等部位不会出现涂层烧制时易出现的损伤。
3)与渗层保护方法相比适合大型钢铁构件；耐蚀性好；施工简便，成本低。
本发明克服现有抗锌液腐蚀方法的以下弱点专用钢材生产困难、价格贵；涂层施工复杂、易脱落；渗层只适合小件并且难以获得足够厚的耐蚀渗层；耐火材质锌锅价格昂贵、可用空间小、加热器件易损等问题。本发明可用于钢板制作的锌锅及内浸式加热器件的抗锌液腐蚀。
本发明所提出的解决方法也属于第三种，将锌液与钢铁隔离。但与现有方法完全不同的是，首先，隔离层与现有的涂层相比，它与钢铁基体之间是可活动的，而非附着于钢铁基体之上。这样，抗腐蚀的隔离层无需考虑其与金属基体的附着，也完全不存在脱落导致保护失效的问题；其次，所用的隔离层是一种无机的柔性布状物质，而非刚性的涂层。这样，即使钢铁基体因冷热交换及高温蠕变产生变形，该物质也能随钢铁基体的变形而发生相应的变化，保持与钢铁基体紧密的接触以发挥其隔离保护作用，不会因强度不够或与基体结合不牢或与基体之间膨胀系数的差异而导致开裂、破损等问题；第三，该无机的柔性布状物质是由抗锌液腐蚀的耐高温材料组成；是多种氧化物的复合物，含量范围如下SiO254.0～99.0％；Al2O31.0～25.0％；B2O30～9.0％；CaO0～25.0％；MgO0.2～14.0％；TiO20～0.5％；K2O0～0.3％；Na2O0～13.0％；Fe2O30.1～1.5％。根据所用场合不同，取其中几种组成和相应的含量。由上述组成构成的材料既具有优良的高温强度和物理化学稳定性，又具有优异的抗熔融锌液腐蚀能力，以及和锌液之间润湿角大于90°的特点，同时还具有后述第四点的可编织加工性。第四，该抗锌液腐蚀的耐高温材料通过编织技术，制成柔性布状物质。采用编织型布状物，一方面提供了隔离层本身所需的强度，另一方面使其具有较大的伸缩能力，进一步，根据描述表面沟槽结构对接触角影响的Cassie-Baxtter理论，在这样一种编织形结构上，润湿角更大，也就是说，锌液与该隔离层更不易发生反应。除上述多种复合氧化物外，也可以是由碳纤维、碳化硅、氧化铝材料编织而成的柔性布状物。
实施例1尺寸为13m×1m×1.2m的锌锅，50mm厚度钢板焊接。用角向磨光机去除各处毛刺后，将含以下组成的柔性布状物缝制成尺寸为13m×1m×1.4m的上开口矩形袋，覆盖在锌锅内壁，并将上开口沿锌锅槽壁外翻并固定，即可防止热浸镀时锌液对锌锅的腐蚀。将待熔化锌锭或熔融锌液逐步加入，加热熔化锌锭或保持熔融锌液温度在450-480℃，对零件进行镀锌。
SiO2 54.0～88.0％；Al2O36.0～25.0％；B2O3 0～9.0％；CaO 0～25.0％；MgO 0.2～14.0％；TiO2 0～0.5％；K2O 0～0.3％；Na2O 0～13.0％；Fe2O30.1～1.5％。
实施例2钢铁制管式加热器，尺寸为φ100mm×900mm。将含以下组成的柔性布状物缝制成尺寸为φ100mm×900mm的上开口的袋，紧密套在加热管外表面，即可防止加热时锌液对钢制加热管的腐蚀。
SiO2 85.0～99.0％；Al2O31.0～6.0％；CaO0～10.0％；Fe2O30～0.5％。
上述
具体实施例方式
用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.钢铁制品抗熔融锌液腐蚀的方法，其特征在于是将耐480～960℃高温、抗锌液腐蚀、含多种氧化物组份的柔性布，包覆在待保护的钢铁制品表面，将待保护的钢铁制品与熔融锌液隔离。
2.根据权利要求1所述的钢铁制品抗熔融锌液腐蚀的方法，其特征在于所述的耐高温、抗锌液腐蚀、含多种氧化物组份的柔性布，其多种氧化物组份的含量如下SiO254.0～88.0％；Al2O36.0～25.0％；B2O30～9.0％；CaO0～25.0％；MgO0.2～14.0％；TiO20～0.5％；K2O0～0.3％；Na2O0～13.0％；Fe2O30.1～1.5％。
3.根据权利要求1所述的钢铁制品抗熔融锌液腐蚀的方法，其特征在于所述的耐高温、抗锌液腐蚀、含多种氧化物组份的柔性布，其多种氧化物组份的含量如下SiO285.0～99.0％；Al2O31.0～6.0％；CaO0～10.0％Fe2O30～0.5％。
全文摘要
本发明公开了一种钢铁制品抗熔融锌液腐蚀的方法。是将耐480～960℃高温、抗锌液腐蚀、含多种氧化物组份的柔性布，包覆在待保护的钢铁制品表面，将待保护的钢铁制品与熔融锌液隔离。本发明克服现有抗锌液腐蚀方法的专用钢材生产困难、价格贵；涂层施工复杂、易脱落；渗层只适合小件并且难以获得足够厚的耐蚀渗层；耐火材质锌锅价格昂贵、可用空间小、加热器件易损等问题。本发明可用于钢板制作的锌锅及内浸式加热器件的抗锌液腐蚀。
文档编号C23C2/00GK1804126SQ200510097008
公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年12月31日
发明者凌国平 申请人:浙江大学