[发明专利]一种热镀Galfan合金钢管及其制备方法与设备

说明书

本发明涉及一种热镀Galfan合金钢管及其制备方法与设备，该钢管的内外表层均覆盖一层Galfan合金，内外表层的Galfan合金的厚度为2~50μm。该方法利用Galfan合金取代纯金属锌作为钢管热镀材料，采用专用助镀剂，并通过严格控制助镀、热镀的各工艺参数，得到热镀Galfan合金的钢管。所述的专用助镀剂的配方：ZnCl₂ 10‑20%；SnCl₂ 2‑4%；38%盐酸1‑3%；KF 1‑3%；NaBr 1‑2%；BiOCl 0.5‑1%；其余为水。Galfan钢管能显著提高耐腐蚀性、美观性和利润空间。其设备主要指大尺寸的内加热陶瓷锌锅，因其绝对的耐腐蚀性为钢管上热镀Galfan合金提供了可能。

技术领域

本发明涉及冶金行业金属制品中钢管热镀技术领域，具体涉及一种热镀Galfan合金钢管及其制备方法与设备。

背景技术

金属制品的热镀锌是最基本、最有效的防腐工艺之一。热镀锌的金属制品包括钢丝、钢管、钢卷、钢带、钢结构、杂件、紧固件等。按镀锌的连续程度镀锌工艺分连续镀锌和批量镀锌。其中，钢丝、钢卷、钢带等属于连续镀锌；钢结构、标准件、杂件和钢管属于批量镀锌。连续镀锌工艺分溶剂法和氧化还原法两种，后者不在本专利的涉及范围。批量镀锌主要是溶剂法。钢管镀锌属于此类，但又不同于构件等的批量镀锌，介于半批量半连续之间，因此有其特殊性。钢管热镀锌的工艺和设备如下(苗立贤，王立宏.钢管热镀锌技术，北京：化学工业出版社，P107,P148-149，2014)：

钢管热镀锌工艺：焊管—脱脂—水洗—酸洗—水洗—助镀—烘干—镀锌—气刀控制镀层-水冷却—钝化—修整—打包；

前处理从脱脂到助镀都采用耐腐蚀槽罐；烘干利用辊道传动的烘干炉，热源采用煤制气，烘干温度120度左右；锌锅采用铁板焊制的铁锅，用煤制气或天然气外加热。后处理采用铁制槽罐成水和钝化剂。

上述工艺和设备存在着铁锅寿命低，锌耗多，燃气外加热效率低，污染重；助镀剂采用锌氨溶液，其中氯化铵遇熔融锌液产生大量锌烟，这是批量镀锌的一大污染源；另一个是酸洗：酸洗的酸气，废酸的处理和废酸洗水的排放造成了对环境的污染，受到环保政策的限制。

目前传统的钢管的热镀材料主要是纯金属锌。钢管热镀锌存在着耐蚀寿命低；镀层表面易氧化产生白锈，影响其耐腐蚀性和表面的美观性；此外，金属锌液易氧化，流动性差，产生锌灰和上锌量过大，导致锌的巨大浪费，致使镀锌成本居高不下，竞争力低下，行业生存面临巨大压力等问题。

镀锌的上述问题为高性能镀层合金的开发和应用提供了必要性。Galfan合金是上世纪60年代波兰的一个研究所发明的，后来被国际铅锌组织协会买断并注册商标Galfan，其成分是4.2-7.2％Al+0.03-0.1％稀土+其余锌。Galfan合金是一种锌铝共晶合金，具有良好的流动性。因此容易获得薄镀层，再加上这种合金具有良好的耐蚀性，其耐蚀性是热镀纯锌的2-3倍，实测要高很多。Galfan镀层具有成型性好不易剥落的性能，这赋予Galfan钢管更多的优良性能。但是Galfan合金由于高铝的存在不易与铁基体结合，在施镀的过程中采用传统的锌氨助镀剂容易出现漏镀，限制了Galfan合金在批量镀锌行业的推广应用；同时由于Galfan合金对铁的腐蚀性又很强，现有的锌锅不再适用，因为这一方面会造成铁锅的寿命很短，另一方面在腐蚀过程中铝优先与铁反应形成铝铁合金浮于镀液表面，这相当于铁把镀液中的铝吃掉，Galfan又变回为纯金属锌，热镀Galfan就名存实亡了，这构成此技术推广的第二个难题。

钢管本身带有内壁，一般钢管是一根一根批量热镀的，每根钢管的长度为6m左右。细长且带有内孔的产品，加上时间由镀锌机组控制，热镀时间短，不能任意加长，这就又增加了钢管进行热镀Galfan合金的难度。

发明内容