Een galvaniseerinstallatie heeft drie hoofdsystemen: voorbehandeling, galvaniseren en nabewerking. Deze systemen werken samen om staal te reinigen, te coaten en af te werken.
Het voorbehandelingssysteem reinigt het staal. Het verwijdert vuil, vet en roest. Deze stap zorgt ervoor dat het zink goed aan het staal hecht.
DegalvanisatiesysteemHet staal wordt voorzien van een zinkcoating. Het nabewerkingssysteem koelt het staal af en voegt een laatste beschermende laag toe. Hierdoor wordt het staal sterk en duurzaam.
Systeem 1: Het voorbehandelingssysteem
Het voorbehandelingssysteem is de eerste en meest cruciale fase in het proces.galvanisatieprocesDe belangrijkste taak is het voorbereiden van een perfect schoon stalen oppervlak. Een schoon oppervlak zorgt ervoor dat het zink een sterke, gelijkmatige hechting met het staal kan vormen. Dit systeem maakt gebruik van een reeks chemische dompelbaden om alle verontreinigingen te verwijderen.
Ontvettingstanks
Ontvetten is de eerste reinigingsstap. Stalen onderdelen komen in een fabriek aan met oppervlakteverontreinigingen zoals olie, vuil en vet. Ontvettingstanks verwijderen deze stoffen. De tanks bevatten chemische oplossingen die het vuil afbreken. Veelgebruikte oplossingen zijn onder andere:
Alkalische ontvettingsoplossingen
Zure ontvettingsoplossingen
Alkalische ontvettingsmiddelen voor hoge temperaturen
In Noord-Amerika gebruiken veel galvaniseerbedrijven verwarmde natriumhydroxideoplossingen. Operators verwarmen deze alkalische tanks doorgaans tot tussen de 80 en 85 °C (176-185 °F). Deze temperatuur verbetert de reinigingseffectiviteit zonder de hoge energiekosten van het koken van water.
Spoeltanks
Na elke chemische behandeling wordt het staal naar een spoeltank verplaatst. Door het spoelen worden eventuele resten chemicaliën uit de vorige tank verwijderd. Deze stap voorkomt verontreiniging van het volgende bad in de reeks. Goed spoelen is essentieel voor een hoogwaardige afwerking.
Industriestandaard:Volgens de SSPC-SP 8 beitsnorm moet het spoelwater schoon zijn. De totale hoeveelheid zuur of opgeloste zouten die in de spoeltanks terechtkomt, mag niet meer dan twee gram per liter bedragen.
Zuurbeitsbaden
Vervolgens gaat het staal in een zuurbeitsbad. Dit bad bevat een verdunde zuuroplossing, meestal zoutzuur. Het zuur verwijdert roest en walshuid, dat wil zeggen ijzeroxiden op het oppervlak van het staal. Door het beitsen komt het schone, onbedekte staal eronder tevoorschijn, waardoor het klaar is voor de laatste voorbereidingsstap.
Fluxtanks
Fluxen is de laatste stap in de voorbehandeling. Het schone staal wordt ondergedompeld in eenfluxtankBevat een oplossing van zinkammoniumchloride. Deze oplossing brengt een beschermende kristallijne laag aan op het staal. Deze laag heeft twee functies: ze zorgt voor een laatste microreiniging en beschermt het staal tegen zuurstof in de lucht. Deze beschermende film voorkomt dat er nieuwe roest ontstaat voordat het staal in de hete zinkketel terechtkomt.
Na de voorbehandeling gaat het staal naar het verzinksysteem. Het doel van dit systeem is het aanbrengen van de coating.beschermende zinkcoatingHet bestaat uit drie hoofdonderdelen: een droogoven, een galvaniseeroven en een zinkketel. Deze onderdelen werken samen om de metallurgische verbinding tussen het staal en het zink tot stand te brengen.
Droogoven
De droogoven is de eerste stap in dit systeem. De belangrijkste functie ervan is het volledig drogen van het staal na de fluxeerfase. Operators verwarmen de oven doorgaans tot ongeveer 200 °C. Deze hoge temperatuur verdampt al het resterende vocht. Een grondig droogproces is essentieel omdat het stoomexplosies in het hete zink voorkomt en coatingdefecten zoals gaatjes vermijdt.
Moderne droogovens zijn voorzien van energiebesparende ontwerpkenmerken. Deze kenmerken verminderen het brandstofverbruik en verbeteren de efficiëntie van de installatie.
Ze kunnen de uitlaatgassen van de oven gebruiken om staal voor te verwarmen.
Ze bevatten vaak systemen voor warmteterugwinning.
Ze zorgen voor een optimale en gelijkmatige warmteverdeling.
Verzinkingsoven
De galvaniseeroven levert de intense hitte die nodig is om het zink te smelten. Deze krachtige ovens omringen de zinkketel en houden het gesmolten zink op een nauwkeurige temperatuur. Ovens maken gebruik van verschillende geavanceerde verwarmingstechnologieën om efficiënt te werken. Veelvoorkomende typen zijn onder andere:
Pulsgestuurde hogesnelheidsbranders
Indirecte verwarmingsovens
Elektrische ovens
Veiligheid vooropOvens werken op extreem hoge temperaturen, waardoor veiligheid van cruciaal belang is. Ze zijn gebouwd met hittebestendige isolatie, digitale sensoren om de temperatuur van de ketel te bewaken en ontwerpen die een eenvoudige inspectie van de branders en regelkleppen mogelijk maken.
Zinken ketel
De zinkketel is de grote, rechthoekige container waarin het gesmolten zink wordt bewaard. Deze bevindt zich direct in de galvaniseeroven, die het zink verhit. De ketel moet extreem duurzaam zijn om de constant hoge temperaturen en de corrosieve eigenschappen van vloeibaar zink te kunnen weerstaan. Daarom maken fabrikanten ketels van speciaal, koolstofarm en siliciumarm staal. Sommige ketels hebben bovendien een binnenbekleding van vuurvaste stenen voor een langere levensduur.
Systeem 3: Het nazorgsysteem
Het nazorgsysteem is de laatste fase in het proces.galvanisatieprocesHet doel ervan is om het vers gecoate staal af te koelen en een laatste beschermlaag aan te brengen. Dit systeem zorgt ervoor dat het product de gewenste uitstraling en duurzaamheid op lange termijn heeft. De belangrijkste onderdelen zijn afkoeltanks en passiveringsstations.
Koeltanks
Nadat het staal de zinkbad heeft verlaten, is het nog steeds extreem heet, ongeveer 450 °C. Afkoelingsbaden koelen het staal snel af. Deze snelle afkoeling stopt de metallurgische reactie tussen het zink en het ijzer. Als staal langzaam in de lucht afkoelt, kan deze reactie doorgaan, wat een doffe, gevlekte afwerking veroorzaakt. Afkoeling helpt een helderder en gelijkmatiger uiterlijk te behouden. Sommige staalsoorten zijn echter niet geschikt voor afkoeling, omdat de snelle temperatuurverandering kromtrekking kan veroorzaken.
Operators gebruiken verschillende vloeistoffen of mediums voor het afkoelen, afhankelijk van het gewenste resultaat:
Water:Dit zorgt voor de snelste koeling, maar kan leiden tot de vorming van verwijderbare zinkzouten op het oppervlak.
Oliën:Koel het staal minder sterk af dan met water, waardoor het risico op scheuren kleiner wordt en de ductiliteit verbetert.
Gesmolten zouten:Zorg voor een langzamere, meer gecontroleerde afkoeling, waardoor vervorming tot een minimum wordt beperkt.
Passivering en afwerking
Passivering is de laatste chemische behandeling. Bij dit proces wordt een dunne, onzichtbare laag aangebracht op het gegalvaniseerde oppervlak. Deze laag beschermt de nieuwe zinklaag tegen voortijdige oxidatie en de vorming van "witte roest" tijdens opslag en transport.
Veiligheids- en milieu-informatie:Historisch gezien werden bij passiveringsmiddelen vaak middelen gebruikt die zeswaardig chroom (Cr6) bevatten. Deze chemische stof is echter giftig en kankerverwekkend. Overheidsinstanties zoals de Amerikaanse Occupational Safety and Health Administration (OSHA) reguleren het gebruik ervan streng. Vanwege deze gezondheids- en milieuproblemen gebruikt de industrie nu op grote schaal veiligere alternatieven, zoals driewaardig chroom (Cr3+) en chroomvrije passivatoren.
Deze laatste stap zorgt ervoor dat degegalvaniseerd productkomt schoon, beschermd en gebruiksklaar aan op de bestemming.
Essentiële, fabrieksbrede ondersteuningssystemen
De drie belangrijkste systemen in een galvaniseerinstallatie zijn afhankelijk van essentiële ondersteunende systemen om veilig en efficiënt te kunnen werken. Deze systemen, die de hele installatie omvatten, regelen materiaaltransport, gespecialiseerde coatingtaken en milieubescherming. Ze verbinden het gehele proces van begin tot eind.
Materiaalbehandelingssysteem
Het materiaaltransportsysteem verplaatst zware stalen constructies door de hele fabriek. Moderne galvaniseerbedrijven hebben hoogwaardige kranen en andere apparatuur nodig om het werkproces te beheren. Deze apparatuur moet het gewicht van de onderdelen kunnen dragen en bestand zijn tegen hoge temperaturen en blootstelling aan chemicaliën.
Kranen
Hijskranen
Transportbanden
Lifters
Operators moeten rekening houden met het maximale draagvermogen van deze apparatuur. Voor extreem zware constructies is het raadzaam om de verzinker te raadplegen om er zeker van te zijn dat hun systeem het gewicht aankan. Deze planning voorkomt vertragingen en garandeert een veilige hantering.
Apparatuur voor het verzinken van constructieonderdelen
Planten gebruikenApparatuur voor het verzinken van constructieonderdelenOm een uniforme zinklaag te verkrijgen op grote of complexe objecten, is standaard dompelen mogelijk niet voldoende voor onderdelen met onregelmatige vormen of interne oppervlakken. Deze gespecialiseerde apparatuur maakt gebruik van geavanceerde technieken, zoals gecontroleerde beweging van het onderdeel of geautomatiseerde spuitsystemen, om ervoor te zorgen dat het gesmolten zink elk oppervlak gelijkmatig bereikt. Het gebruik van de juiste apparatuur voor het verzinken van constructieonderdelen is essentieel om te voldoen aan de kwaliteitsnormen voor onderdelen zoals grote balken of complexe constructies. Correct gebruik van deze apparatuur garandeert een consistente en beschermende afwerking.
Rookafzuiging en -behandeling
Het galvaniseerproces produceert dampen, met name afkomstig van de zuurbeitsbaden en dehete zinken ketelEen afzuig- en behandelingssysteem voor dampen is essentieel voor de veiligheid van werknemers en de bescherming van het milieu. Dit systeem vangt schadelijke dampen bij de bron op, reinigt de lucht met behulp van luchtreinigers of filters en voert deze vervolgens veilig af.
Veiligheid en milieu:Effectieve afzuiging beschermt werknemers tegen het inademen van chemische dampen en voorkomt de uitstoot van schadelijke stoffen in de atmosfeer, waardoor de fabriek voldoet aan de milieuregelgeving.
Een kant-en-klare verzinkinstallatie integreert drie kernsystemen. De voorbehandeling reinigt het staal voor een optimale zinkhechting. Het verzinksysteem brengt de coating aan en de nabewerking zorgt voor de afwerking van het product. Ondersteunende systemen, waaronder apparatuur voor het verzinken van constructieonderdelen, verbinden het gehele proces. Moderne installaties maken gebruik van automatisering en prestatie-indicatoren om de efficiëntie en duurzaamheid te verbeteren.
