目录 1
第一章 绪论 1
1 钢铁热镀锌工业的发展与应用 3
1.1 钢铁热镀锌工业的发展 3
1.2 国内钢铁热镀锌的发展 4
1.3 钢铁热镀锌产品的应用 5
1.3.1 国内热镀锌钢板生产与需求情况 5
1.3.2 热镀锌钢管的用途和发展 7
1.3.3 热镀锌钢丝的发展 9
1.4 钢铁热镀锌对锌资源的消耗 9
2 镀锌层对钢铁大气腐蚀的防护作用 10
2.1 电极电位和金属电位序 10
2.2.2 钢铁大气腐蚀的过程 13
2.2.1 钢铁的大气腐蚀 13
2.2 钢铁的大气腐蚀过程 13
2.3 锌的大气腐蚀 14
2.4 镀锌层对钢铁大气腐蚀的防护作用 15
参考文献 17
第二章 钢铁热镀锌及相关理论 19
1 用纯锌热浸镀锌时镀层的结构与组成 21
1.1 Fe-Zn合金系统的状态图 21
1.2 钢铁热镀锌层的结构 22
2 影响镀锌层结构的因素 23
2.1 锌液温度和浸镀时间对镀层结构的影响 23
2.1.1 锌液温度对镀层结构的影响 23
2.1.2 浸锌时间对镀层结构的影响 24
2.2 钢基结构和成分对镀层结构的影响 24
2.2.1 钢铁结构和碳对镀层结构的影响 24
2.2.2 钢中其他成分对镀层结构的影响 25
2.3.1 锌液中铁的影响 27
2.3.2 锌液中铅的影响 27
2.3 锌液中不同元素对热镀锌的影响 27
2.3.3 锌液中锑的影响 28
2.3.4 锌液中锡的影响 28
2.3.5 锌液中镉的影响 28
2.3.6 锌液中镁的影响 28
2.3.7 锌液中稀土元素的影响 29
2.3.8 锌液中铜的影响 29
2.3.9 锌液中硅的影响 29
2.3.10 锌液中镍的影响 29
2.3.11 锌液中钒、钛、锰、铬、铋等元素的影响 29
2.4 锌液中加铝对热镀锌的影响 30
3.2 锌液中加铝后热镀锌层的附着机理 31
3 热镀锌理论的发展 31
3.1 锌液中加铝的作用 31
3.3 热镀锌初期合金层的形成 32
3.4 钢中元素对加铝热镀锌的影响 35
3.4.1 钢中硅的影响 35
3.4.2 钢基中锰对镀锌时铁-铝金属间化合物的影响 37
3.4.3 钢基中磷对镀锌时铁-铝金属间化合物的影响 38
3.5 加铝镀锌对铁锌合金化反应的影响 38
3.5.1 加铝镀锌时的合金化过程 38
3.5.2 镀锌钢板合金化时迸裂组织的产生 40
3.5.3 合金化镀锌板的粉化现象与影响因素 41
3.6 新的加铝镀锌理论对生产工艺的影响 42
3.7 锌渣的形成 43
4.2 热轧钢材的表面状态 44
4.2.1 氧化铁皮的生成 44
4.1 冷轧板材的表面状态 44
4 镀锌钢材的表面状态 44
4.2.2 表面氧化层的致密性 46
4.2.3 热轧钢材表面的氧化铁皮 46
4.2.4 影响带钢表面氧化铁皮的因素 48
4.2.5 氧化铁皮的性质与厚度 50
4.3 大气腐蚀形成的表面锈层 51
5 钢铁表面脱脂清洗 52
5.1 钢基表面水剂脱脂清洗 52
5.1.1 液体油污的清洗脱除 53
5.1.2 固体污垢的清洗 55
5.1.3 水剂清洗中表面活性剂的基本作用 56
5.1.4 水剂脱脂清洗用助洗剂 60
5.1.5 碱洗脱脂的机理与控制理论的发展 62
5.2 电解清洗 66
5.3 清洗效果的检验 67
6 钢铁表面酸洗 69
6.1 钢铁表面氧化物的可酸洗性 69
6.1.1 热轧带钢表面氧化铁皮的可酸洗性 69
6.1.2 长时间暴露在大气中产生的锈层的可酸洗性 70
6.2 钢铁酸洗的基本原理 70
6.3 钢铁的硫酸酸洗 71
6.4 钢铁的盐酸酸洗 73
6.5 钢铁盐酸酸洗与硫酸酸洗的比较 75
6.6 影响钢铁酸洗速度的因素 77
6.6.1 氧化铁皮结构和厚度的影响 77
6.6.2 酸洗液和温度的影响 78
6.6.3 酸洗液中铁盐含量的影响 80
6.6.4 酸洗方式的影响 82
6.6.7 其他方面的影响 85
6.6.6 钢铁成分的影响 85
6.6.5 酸洗液搅拌的影响 85
6.7 缓蚀剂与钢铁酸洗 86
6.7.1 酸洗的电化学腐蚀理论基础 86
6.7.2 酸洗缓蚀剂 88
6.7.3 酸洗过程中添加缓蚀剂的意义 89
6.7.4 酸洗缓蚀剂的使用 91
7 钢铁热镀锌助镀剂 92
7.1 热浸镀锌助镀剂 92
7.1.1 助镀剂及其种类 92
7.1.2 选择助镀剂的标准 92
7.1.3 热镀锌常用的助镀剂 92
7.2 热浸镀锌助镀剂的作用机理 93
7.2.1 氯化锌和氯化铵水溶液的反应 93
7.2.3 助镀剂对钢铁表面的净化作用 94
7.2.2 氯化铵与锌液及氧化锌的反应 94
7.2.4 锌液加铝时的助镀剂 95
参考文献 95
第三章 钢板热镀锌 97
1 钢板热镀锌的发展 99
1.1 单张热镀锌钢板的生产 99
1.2 线外退火的钢板连续热镀锌 100
1.2.1 惠林法带钢热镀锌 100
1.2.2 川铁松户法钢板热镀锌 100
1.3 在线退火带钢连续热镀锌生产线 101
1.3.1 赛拉斯法钢板连续镀锌生产线 101
1.3.2 莎伦法钢板热镀锌生产线 102
1.3.3 森吉米尔法钢板热镀锌生产线 102
1.3.4 美钢联法热镀锌钢板生产线 103
1.3.5 改进的森吉米尔法热镀锌钢板生产线 103
1.3.6 改进的森吉米尔法与传统的森吉米尔法相比较 104
1.4 热轧带钢热镀锌生产 105
1.3.7 美钢联法与改进森吉米尔法的比较 105
1.5 钢板热镀锌技术的发展 106
2 冷轧带钢连续热镀锌 107
2.1 冷轧带钢连续镀锌生产线的工艺流程和设备组成 107
2.1.1 令轧带钢热镀锌生产线的设备组成 107
2.1.2 工艺流程及说明 107
2.1.3 助镀剂法带钢连续热镀锌 110
2.2 带钢表面的镀前处理 111
2.2.1 钢板的表面状态 111
2.2.2 带钢表面化学清洗脱脂 111
2.2.3 带钢的电解清洗脱脂 113
2.2.4 脱脂清洗液的组成 114
2.2.5 高电流电解清洗（HCD）法 115
2.3 带钢的加热与退火 116
2.3.1 预热炉与还原炉的加热技术 116
2.2.7 加热氧化（微氧化）法脱脂 116
2.2.6 清洗脱脂效果的检验 116
2.3.2 水平式加热炉与立式加热炉的比较 123
2.4 保护气氛 125
2.4.1 采用分解氨形成保护气氛 125
2.4.2 氢气的制取 128
2.4.3 氮气的制造 130
2.4.4 保护气体生产装置的选择 130
2.5 钢板热镀锌的设备与工艺 131
2.5.1 镀锌设备 131
2.5.2 气刀技术及设备 132
2.5.3 锌锅的捞渣与无底渣操作 151
2.5.4 镀锌锅及其加热方式 153
2.6 带钢镀锌后的处理 158
2.6.1 带钢镀锌后的冷却 158
2.6.2 镀层锌花的处理 159
2.6.3 镀锌层退火处理（合金化处理） 162
2.6.4 镀锌板的机械处理 162
2.6.5 镀锌板表面的防腐蚀处理 165
3 钢板热镀锌的相关产品和工艺 169
3.1 热镀锌合金钢板 169
3.2 小锌花与无锌花镀锌钢板 170
3.2.1 小锌花镀锌钢板 171
3.2.2 无锌花镀锌钢板（无铅镀锌钢板） 174
3.3 镀锌铝合金钢板 174
3.3.1 铝含量为55％的Zn-Al合金钢板 174
3.3.2 含5％铝的Zn-Al合金镀层钢板 177
3.4 其他热镀锌合金钢板 178
3.4.1 热镀Zn-Al超塑性合金镀层 179
3.4.2 Zn-（4.5％～5％）Al-（0.1％～4％）Mg合金镀层钢板 179
3.4.3 Zn-Ni合金镀层 181
3.5 单面镀锌钢板 182
3.6 彩色镀锌钢板 184
3.7 耐指纹热镀锌板 184
3.8 蒸发热镀锌技术 185
3.9 辊涂法生产热镀锌板 186
3.10 无沉没辊镀锌技术 186
3.10.1 浮子技术 187
3.10.2 电磁封流技术 188
4 热轧带钢热镀锌 190
4.1 热轧带钢的酸洗方式 191
4.1.1 半连续酸洗机组 191
4.1.2 连续卧式酸洗机组 192
4.1.3 连续塔式酸洗机组 193
4.1.4 酸洗机组的选型 194
4.2.1 带钢酸洗线设备 195
4.2 带钢的连续酸洗设备和工艺 195
4.2.2 影响酸洗速度的因素 200
4.2.3 常用PD-A型缓蚀剂 201
4.2.4 酸洗引起的各种带钢缺陷 202
4.3 热轧带钢镀锌工艺 202
4.3.1 热轧板离线酸洗镀锌 202
4.3.2 热轧板在线酸洗镀锌 202
4.4 热轧钢板酸洗与镀锌钢板联合生产线 204
5 热镀锌钢板生产技术的发展 205
6 热镀锌钢板质量与检验 206
6.1 产品的性能检验 206
6.1.1 取样方法 206
6.1.3 锌层附着性能试验 207
6.1.4 镀锌层厚度（重量）的测定 207
6.1.2 力学性能检验 207
6.1.5 铬酸钝化膜的测定 208
6.1.6 热镀锌层的耐腐蚀性能检验 208
6.1.7 镀锌层的均匀性试验 209
6.1.8 镀锌层的金相检验 209
6.2 热镀锌板的常见质量缺陷及产生原因 209
参考文献 210
第四章 钢管热镀锌 213
1 钢管热镀锌生产线的一般工艺流程和设备组成 215
1.1 钢管热镀锌生产工艺流程概述 215
1.2 钢管热镀锌生产线的一般设备组成 216
1.2.1 生产线的设备组成实例 216
1.2.2 钢管热镀锌车间的设备布置 217
2 钢管镀锌前的表面处理工艺与设备 218
2.1.3 钢管表面的脱脂方法 219
2.1.2 表面油脂分类及化学性质 219
2.1 表面脱脂清洗处理工艺 219
2.1.1 预清洗及工艺条件 219
2.1.4 钢管的化学脱脂 220
2.1.5 脱脂液的检验及控制 220
2.1.6 脱脂废液的处理 220
2.1.7 脱脂后的热水清洗 220
2.2 钢管表面氧化物的去除 221
2.2.1 氧化铁皮的生成和性质 221
2.2.2 微氧化还原法去除表面铁氧化物 221
2.2.3 酸洗法去除氧化铁皮 221
2.2.4 钢管酸洗的缺陷及防止方法 228
2.2.5 酸洗工序降低成本的方法 229
2.3 钢管酸洗的机械设备 230
2.4 钢管酸洗后的清洗与贮存 233
2.4.1 钢管酸洗后的水清洗 233
2.5.1 助镀剂的作用 234
2.4.2 清洗后钢管的贮存 234
2.5 钢管的助镀剂处理 234
2.5.2 助镀剂的种类 235
2.5.3 干法镀锌使用的助镀剂 235
2.5.4 干湿法和湿法镀锌使用的助镀剂 235
2.5.5 钢管的助镀剂处理工艺 236
2.5.6 助镀剂的干燥处理 237
2.5.7 助镀剂处理工序降低原材料消耗的途径 240
2.6 表面处理设备使用的材料 240
2.6.1 结构材料及分类 240
2.6.2 选用耐腐蚀材料的要求 243
2.7 酸洗槽 244
2.7.1 酸洗槽数量的确定 244
2.7.2 酸洗槽容积的确定 244
2.7.3 天然材料砌筑的酸洗槽 245
2.7.4 人造材料制作的酸洗槽 246
2.8 钢管干燥设备 250
3 钢管热镀锌工艺与设备 251
3.1 钢管热浸镀锌的工艺 251
3.1.1 钢管湿法热镀锌 252
3.1.2 钢管干法热镀锌 252
3.1.3 铅锌法钢管热镀锌 253
3.1.4 氧化还原法钢管热镀锌 253
3.2 钢管热浸锌设备 254
3.2.1 钢管镀锌机的分类 255
3.2.2 早期的钢管镀锌机 255
3.2.3 螺旋式钢管镀锌机 255
3.2.4 锥形螺旋式钢管镀锌机 257
3.2.5 凸轮螺旋式镀锌机 257
3.2.7 钢管单（外）面镀锌设备 258
3.2.6 链式镀锌机 258
3.2.8 雷蒙法钢管镀锌设备 261
3.2.9 常用的齿盘式镀锌机 261
3.3 钢管的提升与磁力辊道 266
3.4 镀锌层的处理及设备 268
3.4.1 钢管镀后控锌处理 268
3.4.2 钢管镀锌后表面喷吹处理 269
3.4.3 镀锌层喷吹处理设备 270
3.5 钢管浸镀工艺的控制 275
3.5.1 镀锌层的控制 275
3.5.2 影响镀锌层的因素 276
3.5.3 降低镀锌工序原材料消耗的措施 277
4 镀锌锅及操作 278
4.1 镀锌锅 278
4.2.1 锌锅厚度的影响 280
4.2 金属锌锅寿命及影响因素 280
4.2.2 锌锅用钢板的材质 281
4.2.3 锌锅焊制过程的影响 282
4.2.4 加热的影响 282
4.3 化锌工艺 287
4.3.1 锌的品级 287
4.3.2 化锌操作 287
4.3.3 在锌锅中加铝 288
4.4 锌锅中锌液的掏出 288
4.4.1 使用锌泵抽锌 288
4.4.2 采用锌桶掏锌 290
4.5 锌渣与锌灰的产生及捞取 290
4.5.1 钢管镀锌时锌渣的产生 290
4.5.2 锌渣的捞取 291
5.1 锌锅加热用燃料及加热方式 293
5.1.1 常用的加热燃料 293
4.5.3 锌灰的捞取 293
5 锌锅加热与加热炉 293
5.1.2 燃料的发热量 294
5.1.3 燃料的燃烧反应热及计算 295
5.1.4 燃料的选择 298
5.1.5 加热方式的选择 298
5.1.6 热平衡的计算 298
5.2 使用不同燃料的加热炉 300
5.2.1 以煤为燃料的锌锅加热炉 300
5.2.2 以重油为燃料的锌锅炉 301
5.2.3 以煤气为燃料的锌锅炉 301
5.2.4 平火焰烧嘴的锌锅加热炉 302
5.3 砌筑加热炉的常用材料 303
5.4.1 砖缝与砌法 306
5.4.2 膨胀缝及其布置 306
5.4 锌锅加热炉的砌筑 306
5.4.3 砌砖的基本规则 307
6 钢管的镀后处理 307
6.1 浸镀锌后镀层的处理 307
6.1.1 镀层的合金化处理 307
6.1.2 空冷和水冷处理 308
6.1.3 镀层的钝化处理 308
6.1.4 锌层表面的涂层处理 310
6.2 钢管镀锌后的机械处理 310
6.2.1 镀锌钢管的矫直 310
6.2.2 镀锌钢管的其他加工处理 311
7 镀锌钢管的质量与检查 311
7.1 镀锌管的外观检查 311
7.2.2 钢管镀锌层的均匀性 312
7.2.3 钢管镀锌层的韧性与附着性能 312
7.2.1 钢管镀锌层的厚度 312
7.2 镀锌层的理化和力学性能 312
7.2.4 钢管镀锌层的耐碱性试验 313
7.3 镀锌层的缺陷及消除方法 313
7.3.1 镀层缺陷及防止方法 313
7.3.2 镀层缺陷的处理 314
参考文献 316
第五章 钢丝热镀锌 317
1 钢丝热镀锌的生产工艺和机组 319
1.1 钢丝热镀锌生产工艺的分类 319
1.2 钢丝热镀锌工艺流程 320
1.3 钢丝热镀锌生产机组 320
2 钢丝的镀前表面预处理 321
2.1 钢丝的表面脱脂处理 321
2.1.1 钢丝表面的化学清洗脱脂 321
2.1.2 钢丝镀锌前的电解脱脂 324
2.1.3 钢丝的灼烧脱脂 325
2.1.4 钢丝的超声波清洗脱脂 325
2.1.5 钢丝脱脂效果的检验 326
2.2 钢丝表面氧化层的处理 326
2.2.1 钢丝的化学酸洗 327
2.2.2 钢丝的电化学酸洗 327
2.2.3 钢丝高锰酸钾处理去除氧化皮 327
2.3 钢丝的助镀剂处理 328
2.4 森吉米尔法钢丝镀锌的镀前处理 329
3 钢丝热浸镀锌工艺 330
3.1 钢丝热浸镀锌工艺 330
3.2 钢丝的引出方式和锌层抹拭方法 332
3.2.1 垂直引出法 332
3.2.3 石棉簧抹拭法 333
3.2.2 斜向引出法 333
3.2.4 油木炭抹拭法 334
3.2.5 悬浮石墨抹拭法 334
3.2.6 其他抹拭方法 335
3.3 镀锌层的冷却 335
3.4 影响钢丝热镀锌的因素 336
3.4.1 钢丝热镀锌的温度 336
3.4.2 镀锌速度的影响 336
3.4.3 钢丝浸锌时间的影响 337
3.5 影响镀锌钢丝质量性能的因素 338
3.5.1 钢丝表面状态的影响 338
3.5.2 抹拭方法的影响 338
3.5.3 钢丝线径的影响 338
3.5.4 钢丝引出后冷却速度的影响 339
3.5.5 锌液中Al的影响 339
3.6 锌锅的加锌 341
3.5.6 钢丝中所含元素的影响 341
3.7.1 锌渣的捞取 342
3.7.2 锌灰和助镀剂残渣的清理 342
3.7 锌渣和锌灰的捞取 342
4 钢丝镀锌锅及其加热设备 343
4.1 铁锌锅及其加热 343
4.1.1 铁锌锅的材质及焊接要求 343
4.1.2 锌锅容量 344
4.1.3 锌锅的结构尺寸 344
4.1.4 锌锅的热平衡及供热要求 344
4.2 耐火材料锌锅及其加热 346
4.3 内加热锌锅 347
4.3.1 工频加热锌锅 347
4.3.2 电热坩埚 348
4.3.3 射氮加热锌锅 348
4.3.5 浸入式电加热锌锅 349
4.3.4 浸入式陶瓷燃气加热锌锅 349
4.4 锌锅漏锌及处理 351
4.4.1 锌锅漏锌的预防与发现 351
4.4.2 处理漏锌使用工具的预置 352
4.4.3 漏锌的处理 353
5 不同镀锌钢丝的生产机组 355
5.1 钢丝拉拔与热镀锌连续作业机组 355
5.1.1 中、高碳钢丝厚镀锌机组 355
5.1.2 低碳钢丝厚镀锌机组 358
5.2 森吉米尔法钢丝热镀锌生产线 359
5.3 镀Zn-5％Al合金钢丝的生产 361
5.3.1 生产镀Zn-5％Al合金镀层钢丝的方法 361
5.3.2 生产镀Zn-5％Al钢丝用的合金 362
5.3.3 双镀法生产镀Zn-5％Al-RE合金钢丝 363
5.3.4 生产镀Zn-5％Al合金镀层钢丝时易出现的问题 364
5.4 生产镀Zn-55％Al合金镀层钢丝 368
5.5 合金化镀锌钢丝的生产 368
6 镀锌钢丝生产管理与产品质量检验 369
6.1 热镀锌工艺对钢丝性能的影响 369
6.2 降低钢丝镀锌原材料消耗的途径 370
6.2.1 锌的利用系数 370
6.2.2 提高锌的利用系数降低材料消耗的方法 370
6.3 钢丝热镀锌的质量管理 372
6.4 镀锌层缺陷的修补 373
6.5 钢丝镀锌层的性能质量检验 374
6.5.1 锌层重量的试验方法 374
6.5.2 镀锌层的均匀性试验方法 376
6.5.3 镀锌层结合力的试验方法 376
6.5.4 不同用途钢丝的性能要求 377
参考文献 378
第六章 钢材热镀锌生产的环境保护及三废处理 379
1 钢材热镀锌生产过程中产生的三废及其主要成分 381
1.1 钢材热镀锌生产过程中产生的废气及其成分 381
1.1.1 酸洗产生的酸雾 381
1.1.2 热镀锌产生的废气 381
1.1.3 铅污染及其危害 381
1.2 热镀锌生产过程中产生的废液和污水 382
1.2.1 钢材预处理时产生的废液和污水 382
1.2.2 含铬废液和污水及铬的毒性 382
1.2.3 含氟污水及其毒性 383
1.3 热镀锌生产过程中产生的固体废料 383
2 热镀锌生产车间环境及废气的处理 383
2.2.3 局部排气通风 384
2.2.2 换气通风 384
2.2.1 生产车间自然通风 384
2.1 热镀锌生产车间通风的必要性 384
2.2 车间通风的方法 384
2.3 酸洗间的通风 386
2.3.1 主要参数的计算 386
2.3.2 酸气排放前的处理 386
3 热镀锌生产中产生的污水和废液的处理 387
3.1 脱脂废液的处理 387
3.2 含铬的钝化废液及污水处理 387
3.3 磷化液的处理 390
3.4 废助镀剂的处理与再生利用 390
3.5 污水的处理 391
3.5.1 污水的综合处理 391
3.5.2 酸性污水的中和处理排放 392
3.5.3 离子交换处理方法 392
4.1 锌灰与锌尘的回收处理 393
4 固体废物的处理 393
4.1.1 锌灰的处理 394
4.1.2 喷吹粉尘处理 394
4.2 锌渣的处理 395
4.2.1 锌渣的处理方法 395
4.2.2 锌渣回收利用的器具 397
5 酸洗污水的处理与废酸液的回收利用 398
5.1 酸洗污水与废酸的中和处理排放 398
5.1.1 废盐酸的中和处理 398
5.1.2 废硫酸的直接中和法处理 399
5.2 硫酸酸洗废液的处理与回收利用 400
5.2.1 硫酸废液的形成与性质 400
5.2.2 硫酸酸洗废液的处理方法 401
5.3 盐酸酸洗废液的处理与回收利用 406
5.3.1 盐酸酸洗废液的处理方法 407
5.3.2 鲁兹纳（Ruthner）法回收盐酸 408
5.3.3 真空蒸馏法回收盐酸 415
5.3.4 热分解法回收盐酸 417
5.3.5 化学纯铁法（克米来特法）处理盐酸废液 421
5.3.6 氧化中和回收法处理盐酸废液 421
5.3.7 用电解沉积的方法由废盐酸酸洗液回收铁 425
5.3.8 用H2SO4的处理方法来回收盐酸废液 425
5.3.9 一种适用于钢丝镀锌厂的废盐酸液的处理系统 425
参考文献 425
附录 化学分析方法举例 427
1 锌锭和锌液中的元素分析 429
1.1 锌中含铝量的测定（铬天青S比色法） 429
1.2 铅的测定（沉淀分离法） 430
1.3 锌锭中全铁的测定 430
2.1 硫酸槽中硫酸的测定（酸碱中和法） 431
2 酸洗液成分的测定 431
2.2 硫酸槽中硫酸亚铁的测定（高锰酸钾法） 432
2.3 酸液中（助镀剂同此）盐酸的测定（酸碱中和容量法） 432
3 助镀剂成分的测定 433
3.1 助镀剂槽中二氯化铁的测定（高锰酸钾法） 433
3.2 助镀剂中氯化铵的测定 433
3.3 助镀剂中氯化锌的测定 434
3.4 助镀剂中盐酸含量的测定 434
4 镀锌钝化液的分析 434
5 锌渣中的元素分析 435
5.1 铅的分析（沉淀分离法） 435
5.2 全铁成分的分析（重铬酸钾溶量法） 436
6 锌铝合金中元素的分析 436
6.1 铝成分的分析 436
6.2 硫氰酸盐光度法全铁的分析 437