涂镀钢材的使用一方面由于提高了钢材的使用寿命和利用效率,达到节材的目的;另一方面又由于减少钢材的使用,减少了钢材生产过程中的能耗、排放和对环境的污染。钢铁材料在使用环境下都会发生各种形式的腐蚀,腐蚀造成巨大的经济损失。据统计,全球每年腐蚀损失约7000亿美元,占各国国民生产总值(GDP)的2%~4%,腐蚀损失为综合自然灾害损失(地震、台风、水灾等)总和的6倍。1999年4月,中国工程院化工、冶金与材料学部启动了“中国工业与自然环境腐蚀问题调查与对策”的咨询项目。[2]该项目历时三年调查了近年来中国工。业和自然环境腐蚀损失及腐蚀控制的现状,使用Hoar方法调查结果表明我国年腐蚀直接损失为2288亿元,如果包括间接损失则年总损失达4979亿元以上,约占GDP的5%.目前我国约有30%的钢铁因腐蚀而报废,其中约有10%变为不可回收的铁锈,即每年约损失1000多万吨钢。电解清洗经过碱性化学清洗后,由于皂化和乳化作用有限,不可能获得洁净的表面,多油污粒子和铁粉、氧化铁等粒子附在钢结构件表面的空隙里,所以不易清除彻底,因此,必要时可以采取电解清洗。钢结构件热镀锌一般不需要电解清洗。钢结构的酸洗钢铁是非常容易氧化和腐蚀的金属材料,其表面一般都存在氧化铁皮和铁锈。钢铁表面常见的氧化物有灰色的FeO、赤色的Fez O3、橙红色的含水Fe2O3 . H2O和蓝黑色的FesO,等。热浸镀锌前应将钢结构件表面的氧化铁皮和铁锈除去,否则将影响镀层的附着力,甚至出现漏镀。我国目前尚处在工业化快速发展时期,新型工业化道路还很漫长,工业化的发展必将导致钢材产品、资源、能源等的大量消耗,也造成废弃物的大量排放。同时,世界上工业发达国家的经验已经表明,基础设施投入的高峰期几十年后往往就是腐蚀问题频繁出现的高峰期,而涂镀钢材的使用正是解决这一问题的重要手段。目前我国钢铁业是资源、能源消耗和废弃物排放大户,以2006年我国产钢4.22亿吨为例,其资源消耗和废弃物排放如表1-3和表1-4所列。在我国的工业化过程中,如果大量采用涂镀钢材由于寿命的延长而使钢材的使用量节约10%~20%,即可节约10亿吨以上的钢材,其节约的资源、能源和减少的废弃物排放将是巨大的。 涂镀钢材是国民经济和社会发展所需的重要基础材料钢铁材料在21世纪仍然是人类社会主要的结构材料,也是产量大、覆盖面大的功能材料,在国民经济各领域得到了广泛的应用,它的生产和使用是一个国家综合国力的集中体现。改革开放以来,我国的国民经济一直处于快速发展中,带动了我国钢铁工业的飞速发展, 2011年我国粗钢产量已达到6.83亿吨,产量占世界总产量的44.94% ,2011年中国粗钢产量继续排名世界第一,且遥遥领先,比世界粗钢产量排名第2名到第17名的国家/地区粗钢产量的总和还多出415.9万吨。当表面未干的制件浸入锌浴时,制件上的水与高温的锌浴接触而迅速汽化,引起锌液爆炸飞溅。因此,在助镀后,对制件还应采取烘干工序,以使附有助镀剂的制件尽可能地干透。由于制件表面助镀剂盐膜中的氯化铵容易分解,烘干温度通常不宜超过150℃。烘干坑中的温度亦不宜低于100℃,否则制件只能较长时间地放于烘干坑中,这样容易造成制件表面助镀剂盐膜中的氯化锌吸潮。烘干常用的方式有用热板烘及热风吹。热板烘是烟气或其他热源加热烘干坑底部的铸铁板或铁板,利用空气导热将制件烘干。这种方式烘干效率不高,容易造成烘干坑底部温度过高而使靠近底部的制件表面助镀剂失效,而烘干坑顶部因温度低而使靠近顶部的制件表面助镀剂不能干透。其优点在于以烟气作为热源方便简单。热风吹是将空气加热后吹入烘干坑内烘干制件。这种方式烘干效果较好,可利用烟气余热加热置于烟道内换热器中的空气,再用风机将热空气吹入烘干坑中。其缺点是需要额外支持一台风机的运行。总的来说,如制件结构复杂、体积庞大,烘干效果往往不太理想。而将助镀溶剂温度控制在较高的上限,有利于制件快速干透,效果比较明显。
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