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熱鍍鋅鹽酸酸洗工藝控制
發(fā)布時(shí)間：2021-12-23 瀏覽：次
熱鍍鋅鹽酸酸洗工藝控制
知鋼 2020-11-09 21:35
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1、最佳酸洗效果
要獲得最佳的酸洗效果，首先要控制好鹽酸的濃度，其次要控制好酸洗溶液中鐵離子(鐵鹽)的含量。因?yàn)椴恢皇撬岬臐舛葧?huì)影響工件的酸洗效果，鐵離子(鐵鹽)的含量會(huì)導(dǎo)致酸洗溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低，從而對(duì)工件的酸洗效果、速度也有影響。值得注意的是，為了獲得最佳的酸洗效率，酸洗溶液中還必須含有一定數(shù)量的鐵離子(鐵鹽)。
鹽酸濃度愈低、鐵離子(鐵鹽)容許含量愈高，當(dāng)然此時(shí)酸洗速度亦愈趨緩慢。
(1)酸洗時(shí)間
事實(shí)上，酸洗時(shí)間基本上是取決于鹽酸/鐵離子(鐵鹽)的濃度以及酸洗液的溫度。
酸洗時(shí)間對(duì)上鋅量的關(guān)系：
有一個(gè)在熱浸鍍鋅操作中眾所周知的事實(shí)，即鍍鋅工件的采用保護(hù)過(guò)酸洗會(huì)導(dǎo)致更多的上鋅量，即“過(guò)酸洗”會(huì)增加鋅耗量。
一般情況在酸洗池中浸1小時(shí)已足使鐵銹完全去除，有時(shí)在工廠的工作條件下可以將鍍辭工件放在酸洗池中過(guò)夜，即浸10~ 15小時(shí)。這樣的鍍鋅工件比按正常時(shí)間酸洗的要鍍上更多的鋅。
(2)最佳酸洗
工件的最佳酸洗效果，應(yīng)該是在鹽酸濃度和析出的鐵離子(鐵鹽)濃度達(dá)到相對(duì)平衡時(shí)。在酸洗濃度250g/1時(shí)，維持工件最佳酸洗效果的相關(guān)參數(shù)：酸洗濃度250g/1，鐵離子(鐵鹽)在15~20%，可獲得最佳的效果。
酸洗濃度250g/l，鐵離子(鐵鹽)在50%，酸洗效果最差，呈飽和狀態(tài)。整體而言，酸洗速率隨鹽酸濃度降低而降低。
圖例解釋：濃度100g/l的HCl，一開始溶液中需要50g/l鐵離子(鐵鹽)，而達(dá)飽和點(diǎn)則含有152g/l的鐵離子(鐵鹽)。濃度150g/l的HCl溶液，則一開始需要25g/l的鐵離子(鐵鹽)，飽和點(diǎn)則為110g/1的鐵離子(鐵鹽)。
(3)酸效下降補(bǔ)救方式
當(dāng)酸洗溶液因?yàn)殍F離子(鐵鹽)含量飽和而降低或者失去酸洗作用時(shí)，可以用水稀釋來(lái)恢復(fù)酸洗功能，雖然鹽酸濃度降低，但仍能發(fā)揮酸洗功能，只是速率較慢。若添加新酸到鐵含量己飽和的酸洗液中，將使新的鹽酸洗液濃度落在飽和點(diǎn)之上，仍無(wú)法再進(jìn)行工件的酸洗。
(4)酸溶力下降后的處理措施
當(dāng)酸洗溶液經(jīng)過(guò)一段使用期后，其濃度降低，甚至變成廢酸。但此時(shí)的酸還不能由廠家進(jìn)行回收，仍然保留一定的利用價(jià)值，為了將降低濃度的低酸進(jìn)行利用，此時(shí)，一般將熱鍍鋅中出現(xiàn)局部漏鍍需要重新浸鍍的工件放入其中，進(jìn)行酸洗再加工，也是對(duì)廢酸的一種有效利用。
鹽酸酸洗溶液更換舊酸的方法：
當(dāng)舊酸中鐵鹽超過(guò)規(guī)定的含量后，應(yīng)該用新酸更換。其方法是新酸占50%，舊酸經(jīng)過(guò)沉淀后添加到新酸中，舊酸量~50%，之所以取用一部分舊酸，目的是保持酸洗液中適量的鐵鹽，因?yàn)辂}酸中含量小于16%(一般情況下，F(xiàn)eCl2<100的為宜)的鐵鹽可以增加酸洗液的活性，這點(diǎn)和疏酸不同，而且還節(jié)用酸量。
但是這種方法，隨著熱鍍鋅技術(shù)的進(jìn)步，添加舊酸的量一定要在嚴(yán)格掌握舊酸鐵鹽含量的基軸上進(jìn)行，并將新配制的鹽酸溶液鐵鹽濃度控制在可以掌的范圍內(nèi)，千萬(wàn)不能盲目按照一定的數(shù)值生搬硬套。
這個(gè)配制方法僅供參考。
實(shí)際和理論的差異探討
有資料顯示：當(dāng)酸洗溶液因?yàn)殍F離子(鐵鹽)含量飽和而降低或失去酸洗功效時(shí)，可以用水加以稀釋來(lái)恢復(fù)酸洗功效，仍能發(fā)揮一定的酸洗功效，只速率較慢。
實(shí)際經(jīng)驗(yàn)反饋：將熱鍍中局部漏鍍、需要翻新的熱鍍鋅舊工件，需要重新浸鍍的工件等放入酸洗溶液時(shí)，鋅和酸的反應(yīng)很劇烈，在酸溶液表面形成翻滾，加速形成氯化鋅，從而降低酸效。筆者以前在實(shí)際生產(chǎn)中，從來(lái)沒(méi)有刻意的禁止過(guò)，但業(yè)內(nèi)其他廠家是允許的，只是要求盡量減少這種做法的，也可以理解，畢竟幾個(gè)少量的帶鋅工件重新酸洗，占的量很小，對(duì)酸的濃度影響不大。
這是兩個(gè)概念：(1)這種做法只是生產(chǎn)中的權(quán)宜之計(jì);(2)事實(shí)證明， 這種做法，對(duì)酸溶液是不利的。關(guān)于鐵離子(鐵鹽〉來(lái)度的測(cè)定，我們經(jīng)常進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)鐵鹽濃度高了，也知道并從生產(chǎn)中感受到了酸洗溶液的“勁兒’，小了就可以采取有針對(duì)性的措施。但有的企業(yè)甚至從來(lái)沒(méi)有進(jìn)行過(guò)清除，也沒(méi)有重視這個(gè)措施，這是不對(duì)的。
結(jié)論：(1)尊重科學(xué)，合理使用；(2)及時(shí)清理鐵離子(鐵鹽)，保持酸洗溶液的高效濃度以及保持酸與所含鐵離子(鐵鹽)的濃度平衡；(3)減少帶鋅工件的酸洗。
2、鹽酸密度和PH值變化
在實(shí)際生產(chǎn)中，需要進(jìn)行下列操作，以便及時(shí)掌握鹽酸密度(濃度)和PH值變化，利于生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和理順。
清除酸洗溶液內(nèi)的鐵鹽(鐵離子)。
冬季或低溫情況下，進(jìn)行酸洗溶液、助鍍?nèi)軇埖募訙亍?/span>
酸洗溶液進(jìn)行過(guò)密度與鐵離子(鐵鹽〉平衡點(diǎn)的測(cè)試。
漂洗水的PH值監(jiān)測(cè)。
3、酸的類別及成份
(1)鹽酸濃度的測(cè)定
介紹兩種鹽酸濃度的測(cè)定方法，僅供參考。
①?gòu)乃嵯床廴硬⑦^(guò)濾25ml到量筒，將過(guò)濾的HCl倒入250ml量筒，然后注入干凈的水直到滿刻度。量取25ml新溶液注入圓錐燒杯，加幾滴甲基橙指示劑顏色將變紅，滴定0.5N碳酸納Na2CO3滴定至黃色終點(diǎn)。
記錄作為T的mls(毫升數(shù))，酸的強(qiáng)度未T*7.3=g(HCl)
②試劑采用氫氧化鈉0.2N、甲基橙0.5%；取試液1ml，滴于三角瓶中，加水10ml，甲基橙 2?3滴，以0.2氫氧化鈉滴定至橙黃色為終點(diǎn)。
(HCl)g/l=N*V*0.036*1000
式中N——?dú)溲趸c的當(dāng)量濃度;
V——滴定用氫氧化鈉的毫升數(shù)
關(guān)于測(cè)定鹽酸濃度的最適用的辦法，還需要進(jìn)一步探討和確認(rèn)。
(2)鐵離子(鐵鹽)滴定
介紹兩種鐵離子(鐵鹽)滴定方法，僅供參考。
①?gòu)乃嵯床廴硬⑦^(guò)濾25ml注入圓錐燒杯，加30滴濃度10%硫酸滴足0.1N過(guò)錳酸鉀KMnO4，直到溶液變?yōu)榉奂t色，持續(xù)15秒記錄當(dāng)作T的mls，鐵離子(鐵鹽)含量=T*0.11%。
鐵離子(鐵鹽)滴定的變量應(yīng)該使用一個(gè)常數(shù)，有了常數(shù)可讓你以HCl濃度及比重為基本量值來(lái)計(jì)算鐵離子(鐵鹽)的含量。但無(wú)論如何，只有在酸洗溶液不失效或不含有鋅時(shí)才適用。
②選用試劑重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1N、二苯胺磺酸鈉溶液0.5%;硫酸、磷酸混合酸100ml的溶液中加濃硫酸及濃磷酸各15ml。
取試液1ml于三角瓶中，加混合酸15ml，指示劑二苯胺磺酸鈉3~4滴，于燈光下以0.1N重鉻酸鉀滴定至出現(xiàn)穩(wěn)定的藍(lán)色或紫色為終點(diǎn)。
氯化亞鐵(FeCl2)g/l=N*V*0.127*1000/l，可簡(jiǎn)化為：氯化亞鐵(FeCl2)g/l=N*V*0.127;式中：N一重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，當(dāng)量濃度；V—滴定用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)體積毫升數(shù)；0.127—氯化亞鐵的毫克當(dāng)量。
(4)鹽酸的含鐵量范圍和應(yīng)用最高溫度界限
鹽酸在使期中可以常添加新酸，直至其含鐵量達(dá)100 ~ 120克Fe/升為止。最后的酸洗液中，HCl的含量容許降至30克HCl/升。
鹽酸的使用溫度應(yīng)保持25℃~ 40℃，50℃應(yīng)視為其最高限度。只有在酸洗鋼絲時(shí)才可用更高一些的溫度。
4、工件鋼鐵材料與酸洗速度
酸洗速度隨著被酸洗鋼鐵工件的成份和所生成的氧化鐵皮的不同而改變。
鋼鐵中含碳量對(duì)鋼鐵基體的溶解速度有很大影響，含碳量增加，則鋼鐵基體的溶解速度迅速增大。
經(jīng)過(guò)冷、熱加工的鋼鐵工件基體的溶解速度提高；而經(jīng)過(guò)退火以后的鋼鐵工件，鋼鐵基體的溶解速度則會(huì)降低。在鋼鐵工件表面上的氧化鐵皮中，一氧化鐵的溶解速度比四氧化三鐵和三氧化二鐵的都要大。軋制鐵皮比退火鐵皮的一氧化鐵含量要多。因此，它的酸洗速度也較快。氧化鐵皮層越厚，酸洗的時(shí)間也越長(zhǎng)。如果氧化鐵皮的厚度不均，則容易產(chǎn)生局部“欠酸洗”或“過(guò)酸洗”的缺陷。
5、鹽酸濃度與密度幾個(gè)常用參數(shù)對(duì)比
40%HCl的密度為1.198
38%HCl的密度為1.1885
36%HCl的密度未1.1789
20%HCl密度是1.0989
在鹽酸中進(jìn)行酸洗，當(dāng)濃度高時(shí)比較有利，因?yàn)樵谶@種情況下，氧化物溶解得快，鐵溶解得比較少。生產(chǎn)中，酸洗液的溫度控制在不同的濃度范圍，對(duì)酸洗的效果如何。
6、鹽酸在線密度計(jì)基本原理
以LZKF02F型在線密度計(jì)為例，這是專用于鹽酸濃度的在線測(cè)量，測(cè)量范圍0—40%。
(1)密度(濃度)測(cè)量系列儀表的基本原理
由放射源產(chǎn)生的伽瑪射線穿過(guò)管道中的被測(cè)介質(zhì)，其中一部分射線被介質(zhì)散射和吸收，剩余部分射線被安裝在管道另一邊的探測(cè)器所接收，介質(zhì)吸收了多少射線，與被測(cè)介質(zhì)的密度呈指數(shù)吸收規(guī)律：
(2)儀表的主要用途
該系列儀表是通用型在線測(cè)量?jī)x表，可廣泛用于石油幵采、煉油、化工、煤炭、冶金、礦山、輕紡、水利、食品等工業(yè)部門。由于是非接觸式在線測(cè)量，因此特別適用于高溫、高壓、高粘度、劇毒、深冷、易燃、易爆的密閉系統(tǒng)中工藝參數(shù)的在線測(cè)量(例如密度、濃度、瞬時(shí)質(zhì)量流量)，這是常規(guī)儀表無(wú)法比擬的。
LZKF02F型工業(yè)伽瑪射線密度計(jì)，可測(cè)定各種流體、半流體或混合液的密度。例如可在線測(cè)量鉆井泥漿、固井泥漿、壓裂液、砂漿、礦漿、混凝土、紙漿、石油產(chǎn)品、水煤漿、浮選液的隨機(jī)密度，精度最高可達(dá)5*10-4克/cm3。LZKF02F型工業(yè)伽瑪射線濃度計(jì)，可測(cè)定各種溶液或混合液的重量百分比濃度或體積百分比濃度。例如測(cè)定礦漿、泥漿、水煤漿、砂漿、壓裂液等溶液的濃度，精度最高可達(dá)0.2%。
(3)儀表的主要技術(shù)特點(diǎn)
以LZKF系列儀表為例
①電腦控制實(shí)現(xiàn)儀表智能化
選用ATMEL89C51單片機(jī)，8K一EPROM、2K一E2PROM、8K―RAM，4只發(fā)光二極管作測(cè)量、電源、報(bào)警，可鍵盤輸入各種工藝參數(shù)，可鍵盤選顯示參數(shù)類型及電流輸出類型，雙四位數(shù)碼管顯示工藝參數(shù)。
②密度、濃度、質(zhì)量流量高精度測(cè)量
③高可靠性、高穩(wěn)定性
④現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，操作方便
⑤多功能，充分滿足生產(chǎn)工藝需要
⑥快速靈敏，時(shí)間常數(shù)短，統(tǒng)計(jì)漲落小。
⑦完善的自檢和自調(diào)試功能。
⑧采用電可擦除技術(shù)，標(biāo)定常數(shù)永遠(yuǎn)不會(huì)丟失和沖亂。
⑨特殊的抗干擾措施，在強(qiáng)干擾工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)仍能正常穩(wěn)定的運(yùn)行。
⑩安全性能高
上一條：熱鍍鋅表面缺陷及形成原因
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