Wiedza, umiejętności

Wpływ żelaza w stopionym cynku na cynkowanie ogniowe

Żelazo (Fe) ma srebrzystobiałą barwę i względną masę atomową 56. Temperatura topnienia czystego żelaza wynosi 1535 stopni, a temperatura wrzenia 3000 stopni. Głównymi źródłami żelaza w stopionym cynku są:

(1) Wprowadzenie z przetopionego cynku o wysokiej zawartości żelaza;

(2) faza ζ utworzona w wyniku reakcji cieczy cynkowej z rurami stalowymi, stalowymi garnkami do cynkowania, stalowymi urządzeniami mechanicznymi wpadającymi do cieczy cynkowej;

(3) Żużel cynkowy powstający w wyniku reakcji soli żelaza dołączonych do rur stalowych po trawieniu i ciekłego cynku. Według danych jedna część soli żelaza może reagować z dwudziestoma pięcioma częściami cynku.

Im wyższa zawartość żelaza w stopionym cynku, tym więcej powstaje żużla cynkowego, co zwiększa lepkość cieczy cynkowej. Prowadzi to do słabej płynności podczas przepływu cynku, grubszych powłok (głównie fazy η), a powłoki ocynkowane stają się kruche, pozbawione elastyczności, o matowym i szorstkim wyglądzie. Niektóre źródła podają, że zawartość żelaza w cynku na poziomie ppm może zwiększać twardość warstwy cynku i utrudniać proces rekrystalizacji. Gdy zawartość żelaza osiąga 0.02%, żywotność powłoki ocynkowanej jest krótka (z cynkiem jako anodą), a w celu usunięcia żelaza zwykle dodaje się aluminium lub krzem. Dlatego też podczas normalnych operacji cynkowania zawartość żelaza od powierzchni kąpieli cynkowniczej do głębokości roboczej nie może przekraczać 0.{{10}}5% (równoważnik Zn{{5} } do Zn-5). W przypadku stosowania cynku przetopionego niedopuszczalna jest zawartość żelaza wynosząca 0,2%. Dowody eksperymentalne pokazują, że w tej samej temperaturze 450 stopni, gdy zawartość żelaza w stopionym cynku wynosi 0,06%, masa ocynkowanej powłoki wynosi 330 gramów na metr kwadratowy, a gdy zawartość żelaza wynosi 0,25%, masa ocynkowanej powłoka wzrasta do 450 gramów na metr kwadratowy. Świadczy to o zwiększonym spożyciu cynku. Żelazo w stopionym cynku wpływa jedynie na fazę η warstwy czystego cynku i nie ma znaczącego wpływu na reakcję żelazo-cynk.