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鍍鋅鍋

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第四節 鋅鍋的使用

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1.鋅鍋的存放

遭到腐蝕或銹蝕的鋅鍋表面會變得相當粗糙,這將引起液態鋅對它更嚴重的侵蝕。所以,新鋅鍋在使用前若需存放較長一段時間,需要采取防腐蝕保護措施,包括涂漆防護,放入車間內或加蓋避免雨淋,底部墊高避免積水浸泡等,在任何情況下都不要讓水汽或水積聚在鋅鍋上。

2.鋅鍋的安裝

安裝鋅鍋時必須按制造廠的要求,把它移放在鋅爐內。新鍋使用前,一定要將鍋壁上的鐵銹、殘余的焊渣飛濺和其他污物、腐蝕物清除。鐵銹需要用機械法清除,但不能損傷鋅鍋表面或造成表面粗糙,可用合成纖維的硬刷來清刷。

鋅鍋受熱時會膨脹,因此要有自由膨脹的空間。另外,鋅鍋長期處于高溫狀態,還會產生“蠕變”。因此,設計時應注意對鋅鍋采取適當的支撐結構,以防止其在使用過程中逐步變形。

第四節 鋅鍋的使用.jpg

3.鋅鍋內鋅錠的堆裝

往新的鋅鍋內裝入鋅錠時必須選用品質較好的鋅錠,以減少液態金屬對鋅鍋的有害作用。鋅錠裝入鋅鍋時,應按圖1-2所示方法擺放,這樣可保證鋅錠與鍋壁間熱傳導良好。鋅錠上面可以覆蓋一層木炭,這樣既可以起到隔熱保溫的作用,還可起到防止鋅氧化的作用;也可在鋅鍋上加蓋隔熱蓋以減少熱量散失。由于鋅的熱膨脹系數為鐵的三倍,為了防止加熱升溫過程中鋅膨脹對鍋壁產生太大的壓力,擺放鋅錠時,在鋅鍋長度方向的中間要留有足夠的間隙,在這個間隙中間可以放一些木條。鋅鍋加熱升溫過程中,這些木條將被膨脹的鋅錠擠壓,然后燃燒,未燃盡的木條和燃燒產物最后上浮到鋅液表面。 

加熱過程中靠近鍋壁的鋅錠首先熔化,熔化的鋅與鋅鍋壁反應可形成一層鐵鋅合金保護層。

4.升溫熔鋅

在鋅錠熔化并達到工作溫度以前,在鋅鍋壁內外溫差和液態金屬的腐蝕作用下,鋅鍋存在開裂損壞的危險。

鋼的抗拉強度隨溫度升高而降低,在450℃時,其抗拉強度小于100MPa。鋅鍋壁內外溫差會在鍋壁內側產生拉應力,例如,鋅鍋壁內外溫差達60℃時,就會在鍋壁上產生120~130MPa的拉應力,高于鋼的抗拉強度。鋅液對鍋壁的靜水壓力也會使鍋壁產生拉應力。這兩種原因產生的拉應力疊加產生的最大拉應力值,出現在鋅鍋立壁與底部之間的轉折區,特別是在鋅鍋長邊的中部,因此這個部位是加熱過程中最危險的區域。為了避免鋅鋁出現開裂損壞,加熱和冷卻必須十分緩慢,以便盡量減少鋅鍋各部分的溫差。

正常情況下,純鋅液與鋅鍋反應會在鋅鍋內表面均勻形成一層鐵鋅合金層,如圖1-3a所示。如果新鋅鍋裝鋅錠時就加入了鉛,熔鋅過程中保護性的鐵鋅合金層未形成之前,鋅鍋底部就已積聚了含未飽和鋅的液態鉛層,含不飽和鋅的液態鉛層與鋅鍋鋼板接觸,會使鋅鍋鋼板產生晶間破壞,如圖1-3b所示。在鋅鍋側面與底面之間的轉折處由于應力集中,出現晶間破壞,特別危險。

當鋅鍋在臨界溫度范圍使用時,液態鋅侵蝕鋅鍋的速率將大大提高而使鋅鍋過早損壞。如果鋅鍋壁出現四坑,較薄的鍋壁處溫度較高,鋅對鋅鍋的侵蝕速率會增加。如果鋅鍋壁加熱不均勻,加熱溫度高的區域鋅液對鍋壁侵蝕速率會加快。

第四節 鋅鍋的使用 d.jpg

新鋅鍋進行熔鋅升溫加熱,一定要按鋅鍋制造商的要求進行,必須十分緩慢和均勻。

這樣做雖然會使加熱及設備運行的耗費顯著增加,但遠比鋅鍋損壞和因此停產造成的損失低得多。在加熱升溫過程中,重要的是,整個鋅鍋要保持一定溫度平衡,即鋅鍋內壁的溫度必須低于480℃,鍋壁和鍋底的溫差必須小于11℃,鍋壁內外溫差必須低于50℃。

 

升溫熔鋅所需的加熱時間主要視鋅鍋的尺寸和幾何形狀而定。為了保持一定的溫度平衡,較大的鋅鍋升溫熔鋅的加熱時間相對也比較長。某鋅鍋升溫熔鋅的加熱曲線如圖1-4所示。鋅鍋內壁加熱到300℃以前,升溫要緩慢些;到達300℃時保持一段時間,這樣就不會對鋅鍋構成危險;300℃以上的最后升溫階段可以升溫可快一些,但一定要注意不能超過上述的臨界溫差。

第四節 鋅鍋的使用d.jpg

磚砌爐體(或部分爐體為磚砌)的鍍鋅爐,在鋅鍋使用前,必須將砌磚體慢慢烘干,然后按圖1-4所示的曲線進行加熱升溫熔鋅。

為了使測溫控溫準確無誤,應該正確選擇測溫點和配置完善的測溫控溫系統。選擇鋅鍋外壁及鍋底作為熱電偶的測溫點,采用合適的控制設備,可以方便地將鍋壁及鍋底(最熱和最冷部分)的溫差控制在100℃以內。


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