Wiedza, umiejętności

Tworzenie i skład zgarów cynkowych

Żużel cynkowy jest przede wszystkim produktem reakcji cynku z żelazem. Jego skład składa się głównie z fazy stopu żelazowo-cynkowego powstałego w wyniku połączenia cynku i żelaza. Dlatego też żużel cynkowy zawiera na ogół około 3 do 6% żelaza i około 94 do 97% cynku. W niektórych procesach cynkowania ogniowego dodawany jest ołów w celu ochrony naczynia do cynkowania. W takich przypadkach żużel cynkowy może zawierać od 1,5 do 2% ołowiu (nie dotyczy to ołowiu zmieszanego razem). Ogólnie rzecz biorąc, podczas cynkowania ogniowego rur stalowych celowo dodaje się aluminium w celu uzyskania jasnej warstwy ocynkowanej. Dlatego też żużel cynkowy może zawierać także pewną ilość aluminium.

Rury stalowe można zanurzać w kąpieli cynkowej dopiero po wstępnej obróbce. Niepełne czyszczenie podczas obróbki wstępnej może spowodować przylgnięcie soli żelaza do powierzchni ocynkowanej rury stalowej. W temperaturze cynkowania materiały na bazie żelaza, takie jak rury stalowe, stalowe garnki do cynkowania i maszyny do cynkowania rur, ulegają rozpuszczeniu w kąpieli cynkowej. Wzajemna dyfuzja atomów żelaza i cynku powoduje powstanie warstwy stopu żelaza i cynku. Wśród nich kryształy fazowe mogą odrywać się od podłoża i osiadać na dnie naczynia galwanicznego, gromadząc się, tworząc żużel cynkowy. Ogólnie rzecz biorąc, przy produkcji rur stalowych poprzez cynkowanie ogniowe metodą suchą, ilość żużlu cynkowego stanowi około 10 do 20% całkowitego zużycia cynku.

Podczas tworzenia się żużla cynkowego zachodzą następujące reakcje:

(1) Reakcje wywołane solami żelaza

FeCl₂ + 8Zn → ZnCl₂ + FeZn

FeCl₂ + 14Zn → ZnCl₂ + FeZn₁₂

(2) Reakcje wywołane przez stal

Fe₈C + 21Zn → 3FeZn₇ + CFe₈

C + 39Zn → 3Fe₈Zn₁₈ + C