فرآیند تولید اسپانگل کویل گالوانیزه و معرفی آن
یکی از مهم ترین محصولات فولادی به دست آمده طی فرآیند نورد سرد ورق گالوانیزه می باشد که با پوشش دادن ورق های روغنی از فلز روی و سرب به وجود می آید. این محصول کاربردهای زیادی داشته و به سبب پوششی که دارد، مقاومت ویژه ای در برابر عوامل مختلف تهدید کننده فولاد دارد. در ادامه به بررسی فرآیند تولید اسپنگل کویل گالوانیزه و معرفی آن می پردازیم.
معرفی اسپانگل (Spangle)
ورق های گالوانیزه به
روش فرایند نورد سرد تولید شده و در فرایند تولید آن ها در نهایت به سبب فلز سرب
لایه ای از عناصر کریستالی به وجود می آید که به آن ها اسپانگل یا پولک یا گل
گالوانیزه گفته می شود. البته لازم به ذکر است با توجه به انواع این پولک ها،
کاربردهای مختلفی را به خود اختصاص می دهند. با توجه به سفارش خریداران، سازندگان
باید اسپانگل ها را مطابق با استانداردها و نیاز متقاضیان تولید کنند. تنظیم این
پولک ها، روش های مختلفی دارد و در هر کارخانه متفاوت است.
فولاد گالوانیزه یکی از
محصولات پرکاربرد در صنعت و زندگی روزمره ما می باشد؛ در بخش ساختمان، خودروسازی،
کشاورزی و سایر مناطقی که فولاد باید از خوردگی محافظت شود، این محصولات بسیار
کاربرد دارند. به طور مثال، مهم است که بدانیم چطور می توانیم اسپنگل بزرگ، اسپنگل
منظم، اسپنگل کوچک، اسپنگل صفر را در تولید، تنظیم و کنترل کنیم.
اسپنگل روی در کویل فولاد گالوانیزه چگونه تشکیل می شود؟
در طی فرآیند گالوانیزه
شدن ورق فولادی، الگوی کریستالی روی فلز، هنگامی ظاهر می شود که سطح پوشش، جامد
شود. این پولک ها بر اساس میزان به کارگیری فلز
سرب در تولید ورق گالوانیزه تعیین می شوند و هر چه میزان سرب در تولید بیشتر باشد،
محصول نهایی دارای گل های درشت تری می باشد.
فلز سرب نیز به علت ضرر زیادی که برای انسان دارد، خطر ابتلا به سرطان را افزایش می دهد؛ از این رو هر کارخانه ای که بتواند محصول با کیفیت تر و در عین حال با گل های ریزتر تولید کند، در اولویت قرار دارد. قیمت ورق گالوانیزه تاراز به علت داشتن همین ویژگی مورد توجه قرار دارد. قاعده تولید اسپنگل، بر تلاش برای کاهش دمای انجماد محلول روی و افزایش زمان رشد کریستال های اسپنگل، استوار است.
همچنین بخوانید: معرفی کامل کارخانه فولاد تاراز
روش های تشکیل اسپانگل روی (zinc spangle) چیست؟ش
افزودن عناصر دیگر به محلول
روی
هنگامی که یک عنصر
آلیاژی خاص به فلز روی، اضافه می شود، فرآیند کریستالیزاسیون طولانی تر شده و مایع
روی در سطح شیت، قبل از رسیدن به دمای یوتکتیک خود، جامد نمی شود. روی خالص در
دمای 5/419 درجه سانتی گراد به حالت جامد در می آید. اگر قلع (کمتر از 5/0٪) به این محلول، اضافه شود، آلیاژ یوتکتوئید قلع-
روی، جامد نمی شود تا زمانی که به 198 درجه سانتی گراد برسد. پس از افزودن کادمیوم،
آلیاژ یوتکتوئید کادمیوم- روی نیز جامد نمی شود تا زمانی که به 264 درجه سانتی گراد
برسد.
به عنوان مثال، پس از
افزودن آنتیموان (کمتر از 0.3٪)، آلیاژ آنتیموان-روی، تا زمانی که به
409 درجه سانتی گراد کاهش پیدا نکند، جامد نخواهد شد. پس از افزودن سرب، آلیاژ یوتکتوئید
سرب-روی، تا زمانی که به 317 درجه سانتی گراد کاهش پیدا نکند، متراکم نمی شود؛ بنابراین
زمان انجماد روی خالص تا رسیدن به درجات مختلف طول می کشد؛ که این امر زمان رشد
کریستال های اسپنگل را بسیار طولانی می سازد و رشد پولک ها را تسهیل می کند، از
این رو می توان اسپانگل های بزرگ تری به دست آورد. لازم به ذکر است قیمت ورق گالوانیزه گل درشت از دیگر انواع آن مقرون به
صرفه تر می باشد.
روش دمیدن سطحی
هنگامی که لایه زینک
خالص روی در سطح، در شرف جامد شدن است، اگر جریان بخار یا دی اکسید گوگرد از سطح
عبور کند، کریستال اسپنگل می تواند به آرامی رشد کند و الگوی بزرگ تری به دست آید.
هدف دیگر از دمیدن جریان گاز دی اکسید گوگرد، تشکیل یک لایه اکسید متراکم و بهبود
مقاومت در برابر خوردگی لایه گالوانیزه است.
روش مِش سیمی
این شیوه فقط برای ورق های گالوانیزه قابل استفاده است و برای رسیدن به این هدف، از غلتک های مغناطیسی استفاده می شود تا مش سیم با سطح لایه روی، تماس پیدا کند. از آنجایی که نقطه تماس مش سیمی فولادی ابتدا سرد می شود، در همان زمان ذرات جامد در آن قسمت تشکیل می شوند تا به هسته های متبلور تبدیل شوند و مایع روی جامد نشده باقی مانده، یعنی هسته های متبلور، شروع به متبلور شدن به سمت بیرون می کنند تا اسپنگل ها را تشکیل دهند.قیمت ورق گالوانیزه کاشان امروز به علت کیفیت بالای محصولات آن بسیار مورد توجه صنایع مهم قرار دارد. در صورت علاقه به مطالعه بیشتر میتوانید به مقاله معرفی کارخانه فولاد امیر کبیر کاشان مراجعه کنید.
همچنین بخوایند
استفاده از روش اسپری آب
هنگامی که مایع زینک
خالص، روی سطح فولاد گالوانیزه جامد نشد، قطرات آب به صورت مه (مخلوطی از آب و
بخار یا آب و هوا) را اسپری می کنند تا هسته های تبلور ایجاد شود. محلول روی جامد
نشده، از این نقطه شروع، پخش می شود تا پولک ها را تشکیل دهد.
علاوه بر چهار روش مشخص
شده در فوق، اگر سطح قسمت آبکاری شده صاف باشد، لایه گالوانیزه نسبتاً نازک باشد،
درجه حرارت به طور یکنواخت کاهش یابد و زمان خنک شدن در هوا کافی باشد، می توان گل
های بزرگ تر را ایجاد کرد.
تأثیر عوامل مختلف در تشکیل اسپنگل ورق گالوانیزه
اثرات عناصر در آلیاژ
در حین فرآیند گالوانیزه
گرم، تنها یکی از سه عنصر رنگی مانند سرب (Pb)، آنتیموان (Sb) و قلع (Sn) به
مخزن روی اضافه می شود و در سطح فوقانی، اسپنگل ها ظاهر می شوند. در تولید ورق
گالوانیزه گرم با اسپنگل بزرگ، اروپایی ها
به اضافه کردن سرب عادت دارند و آمریکایی ها به افزودن آنتیموان توجه می کنند؛
زیرا به کارگیری قلع هزینه زیادی داشته و مقرون به صرفه نمی باشد.
به دلیل اثرات سمی سرب
بر بدن انسان و براق بودن سطح آن، در حال حاضر تقریباً تمام سرب با آنتیموان
جایگزین شده است. اندازه اسپنگل مربوط به مقدار اضافه شده عناصر به آلیاژ است.
هرچه این مقادیر، بزرگ تر باشد، پولک نیز بزرگ تر است و هر چه عناصر، کوچک تر
باشد، گل کوچک تر خواهد بود. به عنوان مثال، هنگامی که قطر اسپانگل باید 8-12 میلی
متر باشد، افزودن آنتیموان یا سرب 0.06٪ -
0.12٪ نیاز است.
شرایط صفحه اصلی
هرچه صفحه اصلی، ضخیم تر
و زبری آن کوچک تر باشد، گل های گالوانیزه درشت تر خواهند بود.
نرخ خنک سازی
هرچه سرعت خنک شدن،
کندتر باشد، زمان رشد کریستال طولانی تر است و سایز گل های محصول بزرگ تر است.
مرکز تبلور
در طول انجماد لایه
گالوانیزه، اندازه اسپنگل با تعداد هسته های کریستالی تعیین می شود و هر چه
تعداد هسته ها بیشتر باشد، اسپانگل کوچک تر و هسته ها کمتر می شوند.
ضخامت لایه روی
هرچه لایه روی بر سطح
فولاد گالوانیزه ضخیم تر باشد، انجماد بیشتر طول می‌کشد و اسپانگل های بزرگ تر
تولید می شوند. در گالوانیزه گرم با دمش هوا، اگر فشار دمش هوا کمتر از 0.02
مگاپاسکال باشد، پوشش به گونه ای خواهد بود که انگار هوایی دمیده نشده است. اگر چه
پوشش موج دار به نظر می رسد، اما سطح محصول بسیار بزرگ است.
هنگامی که لایه
گالوانیزه، نازک باشد، لایه روی به سرعت جامد می شود و اسپانگل ها فقط می توانند
پولک های کوچکی تشکیل دهند؛ زیرا زمانی برای بزرگ شدن وجود ندارد. تجربه ثابت کرده
است که اگر فشار تزریق، بیشتر از 08/0 مگاپاسکال باشد، تقریباً هیچ ضایعاتی در سطح
وجود ندارد.
جمع بندی
در این مطلب گل های
گالوانیزه و روش های تشکیل آن معرفی شد. به طور کلی به سبب فلزاتی مانند روی،
آنتیموان و سرب لایه ای از عناصر کریستالی بر سطح محصول ایجاد می شوند که به آن ها
گل های گالوانیزه یا اسپانگل گفته می شود. با این حال محصولات گالوانیزه به تنهایی
انواع مختلفی دارند و نرخ اکثر آن ها از جمله قیمت ورق شیروانی ۶ متری بسیار مورد
توجه صنایع خصوصاً ساختمان سازان قرار دارد. کارخانه های مختلفی تولید محصولات
گالوانیزه را انجام می دهند و از با کیفیت ترین آن ها می توان به ورق گالوانیزه
تاراز چهار محال اشاره کرد.