在热镀锌过程中,锌渣(主要成分为Fe-Zn合金,如Γ相、ζ相和游离锌颗粒)的生成会影响镀层质量、增加生产成本并缩短锌锅寿命。控制锌渣需从原料管理、工艺优化、设备改进三方面入手:
一、锌渣产生的主要原因
铁溶解反应:钢铁基体与锌液反应生成Fe-Zn合金(锌渣核心来源)。
锌液温度过高(>465℃):加速铁在锌液中的溶解速率。
钢材硅含量高(Si>0.25%):促进铁锌剧烈反应,形成“圣德林效应”。
锌液杂质积累:铝、铅等元素过量或氧化物悬浮形成渣粒。
锌锅腐蚀:锌锅材质不佳或局部高温导致铁溶出。

二、关键控制措施
1. 降低铁锌反应强度
控制锌液温度:
目标范围:440~460℃(高硅钢可降低至430~450℃)。
每降低10℃,铁溶解速率减少约15%[^1]。
缩短浸锌时间:
薄板件:1~3分钟,结构件:3~5分钟。
采用变频调速传送链,避免工件停留过久。
2. 钢材成分与预处理优化
限制硅含量:优先选用Si≤0.25%的钢材(如Q235)。
高硅钢特殊处理:
预镀镍(0.5~1μm)或预镀铁(Fe-P合金层),隔离铁锌直接反应。
酸洗后增加碱洗中和(pH 8~9),减少表面活性硅残留。
喷砂处理:表面粗糙度Ra≤6.3μm,减少微观凸起处的铁溶解。
3. 锌液成分管理
添加抑渣元素:
铝(Al):添加0.005~0.02%抑制Γ相生成,减少渣量30%~50%。
镍(Ni):添加0.01~0.05%减缓铁锌反应(需与铝协同使用)。
杂质控制:
铅(Pb)<0.03%,铁(Fe)<0.02%(定期光谱分析并补加高纯锌锭)。
锌液净化:
使用旋转除气泵通入氮气(纯度≥99.9%),去除悬浮氧化物。
安装陶瓷过滤网(孔径≤0.5mm)拦截大颗粒渣滓。
4. 锌锅与设备改进
锌锅材质升级:
采用低碳低硅钢(如08F钢)或陶瓷涂层锌锅(耐温≥480℃)。
锌锅底部设计斜坡(倾角5~10°),便于锌渣自然沉降聚集。
加热方式优化:
避免明火直接加热锌锅侧壁(改用电磁感应加热或外部辐射加热)。
分区控温:锌液表面温度比底部低5~10℃,减少对流扰动。
5. 锌渣清理与回收
定时捞渣:
每4~8小时用石墨捞勺清理锌渣(渣中铁含量>3%时需立即处理)。
捞渣温度控制在455~460℃(锌渣流动性最佳)。
锌渣回收利用:
使用离心分离机提取渣中游离锌(回收率可达60%~80%)。
剩余残渣(Fe-Zn合金)可外售至锌冶炼厂提纯。
