一种钢制灯杆的制备方法与流程

本发明涉及灯杆制备方法技术领域，具体地说，尤其涉及一种钢制灯杆的制备方法。

背景技术：

钢制灯杆是市政工程广泛应用的重要产品之一，目前的主要生产方法是采用低碳钢板卷制成各种形状后焊接成型。成型后的钢制灯杆，包括其他钢制品包括信号塔、电力塔、信号灯、交通护栏、交通标志牌等都需要进行表面防腐处理，防腐处理工艺为热浸镀锌和喷塑复合处理，要求使用寿命为20-30年。

目前存在的主要问题是：钢制灯杆在进行表面防腐处理前，表面均具有较多的铁锈和氧化皮或者少量油污等，这会严重影响表面防腐处理的效果。因此，在进行热浸镀锌时需要对钢制灯杆进行酸洗处理，会产生大量废液，废液需要处理和排放，严重污染环境。同时在进行热浸镀锌前还需要进行助镀处理，在镀锌时会产生有害烟尘，同样污染环境；在热浸镀锌时还会产生锌蒸汽、氧化锌粉尘等对人体有害物质。同时热浸镀锌后样品表面不平整，需要打磨后进行喷塑处理，增加了成本；镀锌层打磨掉的部分易发生锈蚀。另外镀锌层不耐酸雨和海洋腐蚀，镀锌层腐蚀后会严重影响表面喷塑层的结合力，易造成喷塑层脱落。

基于以上问题，亟需一种新型取代镀锌处理的防腐技术，用来制备新型的钢制灯杆。

技术实现要素：

本发明为了解决以上问题提供了一种钢制灯杆的制备方法，以针对钢制灯杆在表面防腐处理过程中产生黄精污染等问题。该方法不需要经过酸洗进行表面清洁和活化处理，生产过程无三废排放，绿色环保；在已研发的连续生产线中进行生产，易操作，成本低；耐蚀性能优异。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种钢制灯杆的制备方法，包括以下处理步骤：

(1)表面清洁处理过程：将低碳钢板下料，然后对下料后的钢板进行表面清洁处理，以去除钢板表面的灰尘和浮锈，处理条件为封闭空间，1～2mpa压力的压缩空气，对清洁处理后的板材进行卷制和焊接成型，获得钢制灯杆样品，同时将清洁处理过程中产生的粉尘和浮锈进行回收利用；

(2)预热过程：将步骤(1)获得的钢制灯杆样品放入预热炉中进行氮气保护预热处理，炉内气氛压力保持在正压0.01～0.02mpa，预热处理温度为500～600℃，预热时间为1小时；

(3)气体共渗过程：将步骤(2)预热处理后的钢制灯杆样品直接进入650～680℃的气体共渗炉中，共渗1～1.5小时，共渗炉中的气氛为氨气、空气和添加剂的混合气体，共渗炉内气压始终保持在正压0.018～0.022mpa；

(4)冷却过程：将经过步骤(3)处理后的钢制灯杆样品放入氮气保护的冷却室内进行冷却处理，冷却室内的氮气压力保持在正压0.01～0.02mpa，将钢制灯杆样品冷却至200～220℃；

(5)喷塑过程：将步骤(4)获得的钢制灯杆样品移至喷塑室内，将喷塑室密闭，利用钢制灯杆样品余热进行表面喷塑处理，喷塑层厚度控制在50～100微米，喷塑后，将钢制灯杆样品空冷至室温，即获得表面防腐的钢制灯杆成品。

进一步的，步骤(3)中所述氨气、空气和添加剂的体积比为12：1：2。

进一步的，所述添加剂中c、h、o、n的原子比为10：20：5：3。

进一步的，所述添加剂为甲醇、丙酮、三乙醇胺和氨水的混合物。

进一步的，步骤(3)中共渗炉内气压始终保持在正压0.02mpa。

进一步的，步骤(3)中直接将所述氨气通入共渗炉内，所述空气和添加剂经过100～120℃预热后再通入共渗炉内。

进一步的，步骤(4)中所述钢制灯杆样品冷却至200℃。

进一步的，所述钢制灯杆成品表面渗层中化合物层厚度为30～50微米，总渗层厚度为0.1～0.2毫米，喷塑层厚度为50～100微米。

本发明的有益效果是：

1、本发明制成的钢制灯杆不需要进行酸洗处理就可以实现表面清洁和活化处理，不会产生大量废液，整个生产过程不会产生三废排放，更加绿色环保；

2、本发明可以在已经研发的连续生产线中进行生产，便于操作，成本低廉；

3、本发明制得的钢制灯杆成品可通过500小时的中性盐雾腐蚀实际实验，不发生锈蚀，耐腐蚀性强。

附图说明：

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明制得钢制灯杆成品表面防腐处理层微观形貌。

具体实施方式

以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。

实施例1

一种针对钢制灯杆样品表面防腐的处理方法，包括以下处理步骤：

(1)表面清洁处理过程：将低碳钢板下料，然后对下料后的钢板进行表面清洁处理，以去除钢板表面的灰尘和浮锈，处理条件为封闭空间，1mpa压力的压缩空气，对清洁处理后的板材进行卷制和焊接成型，获得钢制灯杆样品，同时将清洁处理过程中产生的粉尘和浮锈进行回收后与沥青混合，进行铺路，避免了环境污染和固体废弃物的排放；

(2)预热过程：将步骤(1)获得的钢制灯杆样品放入预热炉中进行氮气保护预热处理，炉内气氛压力保持在正压0.01mpa，预热处理温度为500℃，预热处理时间为1小时；

(3)气体共渗过程：将步骤(2)预热处理后的钢制灯杆样品直接进入680℃的气体共渗炉中，共渗1小时，共渗炉中的气氛主要为氨气、空气和添加剂，氨气、空气和添加剂的体积比为12：1：2，添加剂中c、h、o、n的原子比为10：20：5：3，可以选用甲醇、丙酮、三乙醇胺和氨水。使用时，直接将氨气按比例通入共渗炉内，然后将空气和添加剂经过100℃预热后再按比例通入共渗炉内，通入共渗炉内的气体总量可以通过炉内瞬时气体压力控制，共渗炉内气压始终保持在正压0.02mpa。

(4)冷却过程：将经过步骤(3)处理后的钢制灯杆样品放入氮气保护的冷却室内进行冷却处理，冷却室内的氮气压力保持在正压0.02mpa，将钢制灯杆样品冷却至200℃；

(5)喷塑过程：将步骤(4)获得的钢制灯杆样品移至喷塑室内，将喷塑室密闭，利用钢制灯杆样品余热进行表面喷塑处理，喷塑层厚度控制在50微米，喷塑后，将钢制灯杆样品空冷至室温，即获得表面防腐的钢制灯杆成品。

本发明制得的钢制灯杆表面渗层中化合物层厚度为50微米，总渗层厚度为0.15毫米，喷塑层厚度为50微米。可通过500小时的中性盐雾腐蚀实际实验，不发生锈蚀，耐腐蚀性强。

实施例2

一种针对钢制灯杆样品表面防腐的处理方法，包括以下处理步骤：

(1)表面清洁处理过程：将低碳钢板下料，然后对下料后的钢板进行表面清洁处理，以去除钢板表面的灰尘和浮锈，处理条件为封闭空间，1.5mpa压力的压缩空气，对清洁处理后的板材进行卷制和焊接成型，获得钢制灯杆样品，同时将清洁处理过程中产生的粉尘和浮锈进行回收后与沥青混合，进行铺路，避免了环境污染和固体废弃物的排放；

(2)预热过程：将步骤(1)获得的钢制灯杆样品放入预热炉中进行氮气保护预热处理，炉内气氛压力保持在正压0.02mpa，预热处理温度为575℃，预热处理时间为1小时；

(3)气体共渗过程：将步骤(2)预热处理后的钢制灯杆样品直接进入670℃的气体共渗炉中，共渗1.5小时，共渗炉中的气氛主要为氨气、空气和添加剂，氨气、空气和添加剂的体积比为12：1：2，添加剂中c、h、o、n的原子比为10：20：5：3，可以选用甲醇、丙酮、三乙醇胺和氨水。使用时，直接将氨气按比例通入共渗炉内，然后将空气和添加剂经过110℃预热后再按比例通入共渗炉内，通入共渗炉内的气体总量可以通过炉内瞬时气体压力控制，共渗炉内气压始终保持在正压0.02mpa；

(4)冷却过程：将经过步骤(3)处理后的钢制灯杆样品放入氮气保护的冷却室内进行冷却处理，冷却室内的氮气压力保持在正压0.015mpa，将钢制灯杆样品冷却至200℃；

(5)喷塑过程：将步骤(4)获得的钢制灯杆样品移至喷塑室内，将喷塑室密闭，利用钢制灯杆样品余热进行表面喷塑处理，喷塑层厚度控制在80微米，喷塑后，将钢制灯杆样品空冷至室温，即获得表面防腐的钢制灯杆成品。

本发明制得的钢制灯杆表面渗层中化合物层厚度为45微米，总渗层厚度为0.2毫米，喷塑层厚度为80微米。可通过500小时的中性盐雾腐蚀实际实验，不发生锈蚀，耐腐蚀性强。

实施例3

一种针对钢制灯杆样品表面防腐的处理方法，包括以下处理步骤：

(1)表面清洁处理过程：将低碳钢板下料，然后对下料后的钢板进行表面清洁处理，以去除钢板表面的灰尘和浮锈，处理条件为封闭空间，2mpa压力的压缩空气，对清洁处理后的板材进行卷制和焊接成型，获得钢制灯杆样品，同时将清洁处理过程中产生的粉尘和浮锈进行回收后与沥青混合，进行铺路，避免了环境污染和固体废弃物的排放；

(2)预热过程：将步骤(1)获得的钢制灯杆样品放入预热炉中进行氮气保护预热处理，炉内气氛压力保持在正压0.02mpa，预热处理温度为500℃，预热处理时间为1小时；

(3)气体共渗过程：将步骤(2)预热处理后的钢制灯杆样品直接进入650℃的气体共渗炉中，共渗1小时，共渗炉中的气氛主要为氨气、空气和添加剂，氨气、空气和添加剂的体积比为12：1：2，添加剂中c、h、o、n的原子比为10：20：5：3，可以选用甲醇、丙酮、三乙醇胺和氨水。使用时，直接将氨气按比例通入共渗炉内，然后将空气和添加剂经过120℃预热后再按比例通入共渗炉内，通入共渗炉内的气体总量可以通过炉内瞬时气体压力控制，共渗炉内气压始终保持在正压0.02mpa；

(4)冷却过程：将经过步骤(3)处理后的钢制灯杆样品放入氮气保护的冷却室内进行冷却处理，冷却室内的氮气压力保持在正压0.01mpa，将钢制灯杆样品冷却至200℃；

(5)喷塑过程：将步骤(4)获得的钢制灯杆样品移至喷塑室内，将喷塑室密闭，利用钢制灯杆样品余热进行表面喷塑处理，喷塑层厚度控制在100微米，喷塑后，将钢制灯杆样品空冷至室温，即获得表面防腐的钢制灯杆成品。

本发明制得的钢制灯杆表面渗层中化合物层厚度为30微米，总渗层厚度为0.1毫米，喷塑层厚度为100微米。可通过500小时的中性盐雾腐蚀实际实验，不发生锈蚀，耐腐蚀性强。

实施例4

一种针对钢制灯杆样品表面防腐的处理方法，包括以下处理步骤：

(1)表面清洁处理过程：将低碳钢板下料，然后对下料后的钢板进行表面清洁处理，以去除钢板表面的灰尘和浮锈，处理条件为封闭空间，1mpa压力的压缩空气，对清洁处理后的板材进行卷制和焊接成型，获得钢制灯杆样品，同时将清洁处理过程中产生的粉尘和浮锈进行回收后与沥青混合，进行铺路，避免了环境污染和固体废弃物的排放；

(2)预热过程：将步骤(1)获得的钢制灯杆样品放入预热炉中进行氮气保护预热处理，炉内气氛压力保持在正压0.01mpa，预热处理温度为500℃，预热处理时间为1小时；

(3)气体共渗过程：将步骤(2)预热处理后的钢制灯杆样品直接进入680℃的气体共渗炉中，共渗1.5小时，共渗炉中的气氛主要为氨气、空气和添加剂，氨气、空气和添加剂的体积比为12：1：2，添加剂中c、h、o、n的原子比为10：20：5：3，可以选用甲醇、丙酮、三乙醇胺和氨水。使用时，直接将氨气按比例通入共渗炉内，然后将空气和添加剂经过120℃预热后再按比例通入共渗炉内，通入共渗炉内的气体总量可以通过炉内瞬时气体压力控制，共渗炉内气压始终保持在正压0.02mpa。

(4)冷却过程：将经过步骤(3)处理后的钢制灯杆样品放入氮气保护的冷却室内进行冷却处理，冷却室内的氮气压力保持在正压0.02mpa，将钢制灯杆样品冷却至200℃；

(5)喷塑过程：将步骤(4)获得的钢制灯杆样品移至喷塑室内，将喷塑室密闭，利用钢制灯杆样品余热进行表面喷塑处理，喷塑层厚度控制在50微米，喷塑后，将钢制灯杆样品空冷至室温，即获得表面防腐的钢制灯杆成品。

本发明制得的钢制灯杆表面渗层中化合物层厚度为50微米，总渗层厚度为0.2毫米，喷塑层厚度为50微米。可通过500小时的中性盐雾腐蚀实际实验，不发生锈蚀，耐腐蚀性强。

实施例5

一种针对钢制灯杆样品表面防腐的处理方法，包括以下处理步骤：

(1)表面清洁处理过程：将低碳钢板下料，然后对下料后的钢板进行表面清洁处理，以去除钢板表面的灰尘和浮锈，处理条件为封闭空间，1.5mpa压力的压缩空气，对清洁处理后的板材进行卷制和焊接成型，获得钢制灯杆样品，同时将清洁处理过程中产生的粉尘和浮锈进行回收后与沥青混合，进行铺路，避免了环境污染和固体废弃物的排放；

(2)预热过程：将步骤(1)获得的钢制灯杆样品放入预热炉中进行氮气保护预热处理，炉内气氛压力保持在正压0.018mpa，预热处理温度为600℃，预热处理时间为1小时；

(3)气体共渗过程：将步骤(2)预热处理后的钢制灯杆样品直接进入675℃的气体共渗炉中，共渗1.2小时，共渗炉中的气氛主要为氨气、空气和添加剂，氨气、空气和添加剂的体积比为12：1：2，添加剂中c、h、o、n的原子比为10：20：5：3，可以选用甲醇、丙酮、三乙醇胺和氨水。使用时，直接将氨气按比例通入共渗炉内，然后将空气和添加剂经过110℃预热后再按比例通入共渗炉内，通入共渗炉内的气体总量可以通过炉内瞬时气体压力控制，共渗炉内气压始终保持在正压0.02mpa。

(4)冷却过程：将经过步骤(3)处理后的钢制灯杆样品放入氮气保护的冷却室内进行冷却处理，冷却室内的氮气压力保持在正压0.015mpa，将钢制灯杆样品冷却至200℃；

(5)喷塑过程：将步骤(4)获得的钢制灯杆样品移至喷塑室内，将喷塑室密闭，利用钢制灯杆样品余热进行表面喷塑处理，喷塑层厚度控制在75微米，喷塑后，将钢制灯杆样品空冷至室温，即获得表面防腐的钢制灯杆成品。

本发明制得的钢制灯杆表面渗层中化合物层厚度为40微米，总渗层厚度为0.17毫米，喷塑层厚度为75微米。可通过500小时的中性盐雾腐蚀实际实验，不发生锈蚀，耐腐蚀性强。

总之，本发明制成的钢制灯杆不需要进行酸洗处理就可以实现表面清洁和活化处理，不会产生废液排放，整个生产过程不产生三废排放，生产过程绿色环保；可在已经研发的连续生产线中进行连续生产，生产过程易于操作，成本低廉；制得的钢制灯杆产品通过500小时的中性盐雾腐蚀实验检测，不发生锈蚀，耐腐蚀性强，同时表面处理层具有较高的硬度和耐磨性，不会在运输和安装过程中因磕碰、摩擦造成表面损伤破坏。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。