热浸镀铝换热器的制造工艺
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钢板连续热镀铝硅机组及其生产工艺摘要:镀铝钢板具有良好的耐热性、抗氧化性、耐腐蚀性、热反射性等优点,广泛应用于汽车、家用电器、新能源等领域。
优异的耐腐蚀性,优异的耐热性(耐高温氧化性),汽车,家用电器,新能源等许多领域的反射性。
对热镀铝硅机组生产过程中的处理及相应措施进行了分析。
关键词:钢板;连续热镀铝;铝硅镀层;生产工艺技术热镀铝硅钢板具有良好的耐热性,可在500℃下长期使用,在工业含硫气,海洋大气和潮湿环境中具有良好的耐腐蚀性。
热反射良好,可达500℃反射80%的辐射能,在相同的照明条件下,表面温度比不锈钢低90℃。
因此,它广泛应用于汽车工业、建筑、家用电器、热镀铝硅钢板能源领域,我国对镀铝板需求是巨大的,汽车工业的快速发展,年产量超过2300万辆,汽车排气管和消音器工业的发展,为了保证安全、轻便、节能,需要大量的高强度和超强度钢,22MnB5 1500MPa热成型钢是发展最快和应用最广泛的。
一、钢板连续热镀铝生产工艺过程简介从生产技术的角度来看,钢板连续与传统热浸镀锌相同。
由于铝硅和锌的物理和化学性质,钢板与普通镀锌相比面临以下问题。
首先,将硅合金的熔化温度设定在600℃左右,以保证涂层在温度控制和温度过程一致性方面的连续流动性。
一般温度在680℃左右,钢板温度越高,相应的钢板温度和镀覆后温度越高。
1.铝是一种非常活跃的元素,熔融铝很容易被氧化。
即使在含有大量氢气并受到氮气受热性气氛中,液态铝也会与O2和H2O反应成受保护的大气分子,氢氧化铝被水解成少量液态铝。
在表面上,这些可疑的粉末和颗粒迅速粘附在连接到钢带的铝孔表面,镀锌溶液与钢基板反应,防止零件与铝不匹配。
这些因素是影响表面和涂层缺陷的主要因素。
此外,高温,低挥发性镀液和铝涂层可以很容易地形成高质量的涂层。
2.高温铝对钢板具有很强的腐蚀性,浸入钢板,长期使用熔融铝和炉鼻有高度腐蚀性。
铝溶液不仅延长了铸件表面的使用寿命,而且在短时间内增加了铝溶液中铁质量的百分比。
连续热镀铝锌工艺要点和技术诀窍连续热镀A L-Z n-S i机组生产工艺要点及技术诀窍随着国内镀锌行业的发展,近年来,继镀锌机组建设高潮后,又掀起一轮镀铝-锌-硅机组的建设高潮。
一、热镀铝锌硅产品的优点之所以出现AL-Zn-Si机组的建设高潮,是因为热镀铝-锌-硅钢板是在热镀铝和热镀锌钢板基础上开发成功的,它具备了镀铝钢板优良的耐大气腐蚀、耐热氧化性,又具备了镀锌钢板优良的电化学保护性,使切口及划痕处腐蚀。
其优点如下:(1)表面光洁度好具有优良的耐大气腐蚀能力,他的寿命比热镀锌钢板高2-6倍;(2)具有良好的耐热抗氧化性,在315℃下长期不变色,500-600℃左右可长期使用,具有良好的耐水、耐土壤腐蚀能力,其耐水腐蚀能力优于热镀锌板和热镀铝板,耐土壤腐蚀能力优于热镀锌板,是制作汽车排气管、消音器、粮食烘干机、热水器等耐热器件的理想材料;另外,产品的热反射率高于75%,是镀锌板的2倍。
(3)具有良好的涂装性和良好的加工性能。
对有机材料的结合力强,是彩色有机涂层钢板的最佳选择。
其加工性和焊接性与热镀锌板相似,可进行冷弯、冲压等加工。
并有良好的外观。
(4)由于金属铝比金属锌的比重小,铝锌合金的比重仅为3.75Kg/dm3,而锌的比重为7.1kg/dm3,因此相同的镀层厚度铝锌合金的比重小,铝的价格比锌的价格低30%,这大大节约了成本。
二、连续热镀铝-锌机组与连续热镀锌机组生产工艺相同点连续热镀铝-锌是在连续热镀锌基础上发展而来的,连续热镀铝-锌与连续热镀锌生产工艺具有很多的相同之处,同时又有显着区别的地方。
要想了解、掌握、操作、管理热镀铝-锌机组生产工艺必须首先对镀锌机组的生产工艺有较深入得了解,才能更好的操作、管理好镀铝-锌机组。
1、机组工艺流程是相同的,都具有如下工艺流程:开卷—焊接—脱脂(立式、卧式)—脱脂烘干—入口活套——热浸镀—镀后冷却—水淬—光整—拉矫—钝化—耐指纹—钝化或耐指纹后烘干—出口活套—卷取2、传动控制系统是相同的,都是为了实现机组的连续运行。
热浸镀工艺流程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热浸镀工艺是一种常见的表面处理技术,通过将金属材料浸入熔融的金属溶液中,使其表面形成均匀、致密、耐腐蚀的镀层。
热浸镀工艺具有广泛的应用领域,包括汽车工业、建筑领域、电子设备制造等。
热浸镀工艺的流程包括表面准备、预处理、浸镀、冷却、清洗等多个步骤。
首先,需要对待镀物的表面进行清洗和脱脂处理,以去除表面的污垢和油脂。
接下来,将待镀物浸入预处理液中,进行除锈、除氧和活化处理,以提高镀层与基材之间的结合力。
在预处理完成后,将待镀物浸入熔融的金属溶液中,如锌、镍、铝等。
待镀物在金属溶液中浸泡一段时间后,金属溶液中的金属元素会在其表面析出,形成均匀且致密的镀层。
浸镀后的待镀物需要经过冷却过程,以确保镀层的稳定性和良好的表面质量。
最后,浸镀完成的待镀物需要进行清洗,以去除残留的金属溶液和其他污染物。
清洗过程通常采用酸碱中和、水冲洗等方法,以确保镀层的纯净度和质量。
热浸镀工艺流程具有工艺简单、成本较低、镀层质量优良等优点。
它不仅能够提高金属制品的耐腐蚀性能,还能增加其外观美观度和使用寿命。
随着工艺技术的不断发展,热浸镀工艺在各个领域的应用前景非常广阔。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该是对整篇文章的框架进行介绍和解释。
在这个部分,可以提供以下信息:文章结构部分介绍了整篇文章的组织和框架。
它主要包括以下几个方面:1. 引言部分(Introduction):主要概述了热浸镀工艺流程的背景和重要性。
这一部分会介绍热浸镀工艺流程的一般概念和应用领域。
2. 正文部分(Main Body):包括了热浸镀工艺流程的详细说明。
其中,2.1节将概述热浸镀工艺流程的一般步骤,2.2节将详细描述每个步骤的具体操作流程和要点。
通过这一部分,读者将能够了解热浸镀工艺流程的整个过程。
3. 结论部分(Conclusion):总结了热浸镀工艺流程的特点和应用前景。
3.1节对热浸镀工艺流程进行了简要总结,指出了其优点和局限性。
镀铝锌机组工艺流程一、基本技术参数:(一):原料工艺参数1、原料材质:优质冷轧低碳钢2、钢种:SPCC、SPCD、08F、08AL、Q195、Q215、ST12、08YU3、抗拉强度:800N/mm2(max),屈服强度:735N/mm2(max)4、原料规格:厚度:0.20-2.0mm,(现最大上机厚度1.5 mm)宽度:700-1270mm5、钢卷外径:Φ900-Φ1950mm,钢卷内径:Φ508mm6、钢卷重量:最大重量:23吨,最小重量:7.5吨,(吊车设计卷重20吨)7、带钢条件:7.1、表面乳液含油量:小于600mg/m2 单面7.2、表面铁粉附着量:小于150mg/m2 单面7.3、不平度:每1米不大于12mm7.4、镰刀弯:每2米不大于6mm7.5、边部:平直、无毛刺、无皱折、无裂纹和破裂7.6、钢卷塔形:小于20mm(二)、镀铝成品工艺参数1、钢种:SPCC、SPCD、08F、08AL、Q195、Q215、ST12、08YU2、抗拉强渡:560N/mm2(max),屈服强渡:250-450N/mm2(max),4、成品规格:厚度:0.20-2.0mm,宽度:700-1250mm5、钢卷内径:Φ508mm6、钢卷重量: 5-10吨,7、镀层厚度: 60-180g/m28、生产能力:20万吨/年9、退火级别:CQ板二、机组工艺流程图原料卷开包开卷机上卷横切剪切带头焊机焊接脱脂段脱脂入口活套连续退火炉还原退火锌锅热镀铝锌冷却塔快冷带钢拉矫机拉矫直带钢钝化机钝化钢板表面出口活套出口横切剪分卷卷取机卷取卸卷小车卸卷称重台称重打包成品卷三、机组工艺流程说明1、入口段成品冷轧卷进入原料库之后,吊到开包区进行开包,然后用吊车吊到鞍座上等待上卷,开卷机卷筒的钢卷甩尾后,上卷小车将钢卷上到开卷机卷筒上进行上卷,通过卷筒旋转和导板的作用,把头部破损带钢进入横切剪进行剪切,等另一个开卷机生产完带尾停在焊机后,将剪切好的头部带钢与在线带钢进行焊接。
热浸镀工艺概述1 热浸镀概述将金属材料浸入熔点较低的熔融金属或合金中保温并在其表面形成熔融的金属或合金层的工艺方法称为热浸镀或热浸渗,简称热镀或热浸。
热镀层由基体材料与熔融金属间形成的合金层和粘附的金属层组成,具有耐蚀防护的特殊性能。
形成热镀层的基本前提是被镀金属与熔融金属之间能发生溶解、化学反应和扩散等过程。
其基本特征是在基体金属与镀层金属之间有合金层形成。
因此,热浸镀层是由合金金属和镀层金属构成的。
被镀金属材料一般为钢、铸铁及不锈钢等。
用于热镀的低熔点金属有锌、铝、铅、锡及其合金等。
热浸镀技术中,我国最早发明了热镀锡,在公元前春秋时代晚期就已经应用铜器热镀锡技术,富锡层厚度在10~50μm,而欧洲在16世纪才用简单方法生产镀锡板。
热镀锌早在1742年出现于法国,约在1836年开始工业生产。
热镀锌层是价廉而耐蚀性良好的镀层,由于锌的电化学特性,使它对钢基体具有牺牲性保护作用。
因而被大量用于保护钢材以防止大气腐蚀。
热镀铝产生较晚,到20世纪30年代才出现于美国,50年代随着汽车工业的发展获得较快的发展。
镀铝层不仅抗工业大气和海洋大气腐蚀性能优异,其Fe-Al合金层还具有良好的耐热性。
热镀铅也是较早发展的镀层。
1830年美国生产出热镀铅钢板。
由于铅的化学稳定性好,很适合作钢材的保护镀层材料。
但由于铅与铁在镀层温度下不发生反应,需要在铅液中添加一定量的锡或锑。
其后,为减少锡、锑的加入量,开发出电镀镍后再热镀铅的新工艺。
从而可把锡的添加量从原来的15%以上降低到8%以下。
2 热浸镀工艺方法热浸镀工艺的基本过程,包括预处理、热浸镀和后处理等三个阶段。
通常按预处理方法的不同,将热浸镀分成溶剂法预处理的热浸镀和氢还原法预处理的热浸镀两大类。
按生产设备又可分为周期批量热浸镀和连续热浸镀。
2.1 熔剂法熔剂浸渍法预处理,是热浸镀工艺最常用的方法。
多用于钢丝、钢管及钢结构件。
其工艺流程为:钢件→脱脂→水洗→酸洗→水洗→熔剂处理→烘干→热浸镀→后处理→检验→成品。
一种热浸镀锌铝合金及其生产工艺
热浸镀锌铝合金是将铝合金制品浸入热镀锌液中,使其表面形成一层锌铝合金层的一种表面处理工艺。
它可以提供良好的防腐蚀性能和装饰效果。
热浸镀锌铝合金的生产工艺包括以下几个步骤:
1. 预处理:将铝合金制品进行去油、酸洗等表面处理,以去除表面的氧化物和杂质,为后续的浸镀做准备。
2. 热浸镀锌:将经过预处理的铝合金制品浸入热镀锌槽中,通过电解反应使锌离子在铝合金表面析出,形成锌铝合金层。
热浸镀锌槽中的镀液一般由氯化锌、氯化铵等化学物质组成。
3. 冷却:将浸镀完成的铝合金制品从热镀锌槽中取出,经过冷却处理,使其温度降低到室温。
4. 清洗:将冷却后的铝合金制品进行清洗,去除表面的残留镀液和其他杂质。
5. 干燥:将清洗后的铝合金制品进行干燥处理,以去除水分,防止锌铝合金层表面产生氧化。
通过以上工艺步骤,可以获得具有良好防腐蚀性能和装饰效果的热浸镀锌铝合金制品。
这种工艺适用于各种铝合金制品的表面处理,如铝合金门窗、铝合金板材等。
热浸镀铝换热器的制造工艺国家发明专利项目热浸镀铝换热器的制造工艺介绍(专利号:ZL2004100204185)本发明是在国家级科技成果《钢型材热浸镀铝工业化生产》成熟工艺基础上取得的,涉及换热器技术领域,可应用于炼油系统的管壳式热浸镀铝换热器的一种制造工艺。
一、热浸镀铝换热器的耐蚀性换热器广泛应用于石油、冶炼、化工、动力、供热、食品、医药、冶金和制冷等行业。
是用于流体加热和冷却的设备。
通常在高温、高压、和强腐蚀介质的工况环境中运行,腐蚀现象十分严重。
尤其是应用于炼油系统的换热器。
由于原油中存在H2s、s、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩硫等活性和非活性硫,使硫的腐蚀贯穿炼油的所有加工装置;原油中还存NaCl、MgCl2、CaCl2等无机氯盐,在高温、催化剂作用下,氯化物进行分解,产生Cl¯腐蚀;原油中还存在环烷酸、氮化物、碳化物和H2O等腐蚀介质,在炼制过程中因工艺上的要求还加入NH3、H2等介质,沿海炼油厂往往以海水做冷却剂,海水腐蚀也是Cl¯腐蚀。
上述介质在高温、高压、高流速情况下,都会对设备产生极强的腐蚀破坏。
而尤以H2S、Cl¯、H2、CO2最为严重。
在温度较高时,溶液中一定的压力和Cl¯的存在不但会使碳钢和低合金钢易产生应力腐蚀开裂;高强度钢和奥式体不锈钢在含硫介质也会破坏薄膜,使Cl¯、H2锲入,发生硫化物应力腐蚀开裂或氢脆。
1、耐低温H2S-H2O均匀腐蚀的性能换热器经热浸镀铝后,在其表面生成Al2O3、Al、Al-Fe合金三层保护膜,最外层Al2O3是Al钝化后氧化物,其腐蚀电位比铝平衡电位升高1伏,为0.5-0.7伏。
因此,在大部分中性和许多弱酸性溶液中都有足够的稳定性。
试验和实践证明,在含有H2S、CO2、氰离子、NH3等的水溶液中钝化的铝是耐蚀的。
溶液中如果Cl-的浓度不超过40ppm,钝化的铝也不会产生点蚀。
在炼油低温腐蚀环境中,经“一脱四注”的工艺处理,溶液主要成分是:Cl-、CN-、H2S、CO2、NH3等,这些介质均不能对钝化的铝产生腐蚀。
所以说,热浸镀铝后的换热器具有很好的耐低温H2S-H2O均匀腐蚀的性能。
2、防止H2S应力腐蚀开裂的性能碳钢、低合金钢换热器在温度较高,有一定压力和Cl-存在的溶液中易产生应力腐蚀开裂,高强度钢和奥氏体不锈钢在H2S介质中易发生硫化物应力腐蚀开裂。
这两种开裂的主要原因不外乎是破坏薄膜,Cl-、H2锲入;阳极金属溶解等。
换热器热浸镀铝后所以有防止应力腐蚀开裂的性能,主要原因:一是Al2O3的稳定性使Cl-、H2S不能与铁反应,故不会产生H2,断绝了锲入钢铁表面的H2来源;二是纯铝一般无应力腐蚀倾向,Cl-、H2S都不会使之产生裂纹;三是铝具有很好的阴极保护效应,阳极区金属不会溶解;四是几乎不存在能造成铝、铁同时开裂的介质,且热浸镀铝后,残余应力大部分被消除。
这些原因使热浸镀铝换热器具有良好的防止应力腐蚀开裂性能。
3、耐高温重油H2S腐蚀性能高温H2S对一般碳钢、低合金钢换热器的腐蚀形态,包含均匀腐蚀、蚀坑和蚀槽、氢脆和氢腐蚀。
均匀腐蚀和蚀坑、蚀槽的产生原因是材料对介质的不稳定。
氢脆、氢腐蚀是由于在炼油过程中加入氢,在H2S的环境中,使氢侵入钢铁基体,在残余应力的作用下,导致基体开裂,这就是所谓的氢脆。
氢腐蚀是钢铁的脱碳过程,脱碳后在钢铁内部产生气体CH4,CH4气集聚在微小缺陷区,引起内压升高,致使产生裂纹。
这两种反应出现的原因主要是H2S、H2直接与铁进行反应而造成的。
在240-5000C,一般碳钢在此范围内将高温氧化,高温氧化和腐蚀的双重作用,使一般碳钢换热器很快被损坏。
热浸镀铝换热器对高温H2S有很高的耐蚀性。
由以前阐述的原因知道,碳钢换热器镀铝后,镀层表面有很好的耐H2S、H2的特性。
使H2S、H2都不能直接与铁反应,所以也就不会出现氢脆、氢腐蚀破坏。
还由于热浸镀铝换热器具有很好的耐高温氧化性能,在5000C长期使用不改变颜色。
在5000C 以上才开始出现氧化增重和变色现象,热浸镀铝换热器这种很好的耐高温氧化性能,使之在高温下也能有很好的耐H2S、H2的特性;另外,经热浸铝后,换热器残余应力基本已被消除,这也进一步的防止了换热器的高温氢裂和氢腐蚀。
实践证明,换热器镀铝后在高温重油H2S工况环境中,其耐蚀性不但高于碳钢,而且高于镍铬钢。
4、抗RSH(硫醇)、RCOOH(环烷酸)腐蚀的性能理论研究和试验证明,铝对高温RSH、RCOOH都无明显腐蚀产生,所以镀铝换热器耐有机酸的性能也是很高的。
因此,热浸镀铝换热器在炼油系统各部位都有良好的耐腐蚀性能,甚至超过某些不锈钢制品。
由于热浸镀换热器是碳钢制作,虽经镀铝增加一定费用,镀铝钢的价格仅为低合金钢价格的一半,其使用的效果使其与普通碳钢换热器或低合金钢换热器有很高的性价比,可大大降低生产成本。
二、现行制造工艺的难题和质量缺陷虽然热浸镀铝换热器被许多炼油企业看好,由于现行工艺上的难题引起的质量上的缺陷,限制了热浸镀铝换热器的生产和推广应用。
现行制造工艺有两种,主要表现在对核心工作部分换热器管束的处理上。
一种是将换热器管速主要部件换热管、隔板、管板等先镀铝,然后穿插组装成管束。
换热管与管板的固定连接处用耐蚀不锈钢焊条焊接。
这种制作工艺的优点是简单、易操作。
缺点是将工件连接的不锈钢焊缝和工件镀铝面之间的界面产生一道熔线,熔线处易产生局部腐蚀。
第二种工艺是先将碳钢的换热器部件组装制作成换热器管束,然后换热器管束整体热浸镀铝。
用这种工艺制作的换热器管束优点是整体耐腐蚀效果好。
缺点是工艺难度大,无论是在浸镀,还是在冷却过程中,密集的换热器管束内外受热和散热不均,极易产生型变,不但成品率低而且产品质量差;且由于换热器管束的整体浸镀需要较大浸镀锅加热设备。
为解决浸镀时急据降温造成铝液凝固问题,浸镀前需将换热管束放入熔盐锅中整体预热和进行助镀处理,无论熔盐和熔铝都需较大的设备,不但设备成本大,而且造成巨大的能耗。
特别达不到批量生产时,也必须对镀铝炉和熔盐炉连续加热,生产成本加大尤为明显。
两种热浸镀铝换热器制作工艺存在的缺点,影响了热浸镀铝换热器的生产和推广应用。
三、本专利浸镀工艺的优势:本发明的目的是提供一种管壳式系列热浸镀铝换热器两步骤局部浸镀工艺。
这种浸镀工艺不需要对换热器管束进行整体预热和浸镀,也能达到将换热器整体全部镀上铝的目的。
它工艺简单、易操作,不产生熔线和局部腐蚀,是一种既有以上两种工艺优点,又克服了两种工艺缺点的管壳式系列热浸镀铝换热器制造新工艺。
由于本专利解决了以往制造工艺上的难题和质量缺陷。
使热浸镀铝换热器的普遍应用成为现实。
1、整体耐蚀性好。
这种工艺生产的热镀铝换热器由于镀铝层履盖整个换热器,焊缝也镀上铝,不产生熔线,消除了局部腐蚀,达到了和一次整体浸镀同样的镀铝效果和耐腐蚀效果。
2、浸镀成功率高。
本工艺易操作,杜绝了整体浸镀和冷却过程中由于受热和散热温度不均产生的变形,大大提高了浸镀成功率,使热浸镀铝换热器产品质量产生提高一个飞跃。
3、浸镀成本可成倍降低。
由于采用局部浸镀,不需要必须容纳整个换热器管束的大型熔盐锅和镀铝锅;显著地降低了生产热浸镀铝换热器的能耗、物耗。
可成倍地降低成本。
四、经济效益分析社会(用户)效益:热浸镀铝换热器具有极佳的耐腐蚀性,较未镀铝换热器耐蚀性提高数倍至数十倍,耐硫化物、氯离子腐蚀和耐氢脆超过不锈钢制品,价格却不到不锈钢的一半,应用于各领域替代不锈钢均可取得很好的经济效益。
在炼油系统中,换热器占总投资的20%,占总设备的40%。
据国外统计,换热设备的损坏率高达近30%。
显然,热浸镀铝换热器的应用,不但会使设备投资费用减少一半,能耗大大降低,而且比不锈钢换热器更耐用,使用热浸镀铝换热器给用户带来的眼前和长远的经济利益都是显而易见的。
生产厂家经济效益:实现本专利项目工业化生产的主要投资是建立一条浸镀换热器的热浸镀铝生产线。
总投资不超过300万人民币(厂房在外、生产换热器机加设备视为已有)。
该生产线不仅能生产热浸镀铝换热器,而且能浸镀各种型材(如高速公路护栏等),也就是说,该生产厂家除获本专利技术,同时获得国家级科技成果热浸镀铝工业化生产技术。
该生产线可年产热浸镀铝钢一万吨。
现炼油厂已接受的热浸镀铝换热器浸铝加价为每吨10000-12000元,浸镀每吨换热器利税值在8000元以上,加上制造换热器赢利,生产每吨热浸镀铝换热器利税值在10000元以上。
仅以第一年浸镀加工换热器管束1000吨(约七、八十台)计,即可达利税1000万元。
如果能达到10000吨的生产量(一个较大炼油厂的换热热器量约七、八百台),一条生产线年利税即可达亿元。
热浸镀铝换热器产量主要由市场开发力度和换热器机加能力决定。
热浸镀铝换热器由于是替代不锈钢换热,即使价格不到不锈钢二分之一,生产利润的空间也十分巨大。
五、合作方式:本工艺由沈阳新银基热浸镀铝有限公司发明。
合作的基础是:对方最好是大型炼油企业所属的炼油设备生产企业。
具有生产换热器所需的资质和市场条件,并具有吊车高度不低于10米的面积不少于2000平米的浸铝厂房和1500平米机加厂房。
厂址地点宜在市区以外,或者由本专利权人提供厂房。
本专利划地区转让或合作。
合作具体方式和事宜将视情而定。