Способ подготовки поверхности стальных изделий к горячему цинкованию

 

Изобретение относится к подготовке поверхности стальных изделий перед нанесением горячих цинковых покрытий и может быть использовано в металлургической и металлообрабатывающей промьшшенности. Цель изобретения - снижение расхода реагентов и уменьшение образования отходов. Способ включает последовательную обработку в водных щелочных и не менее чем в трех кислых водных растворах на основе соляной кислоты, при этом начальный и конечный кислые растворы циркулируют по замкнутому контуру, идентичны по составу и содержат г/л соляной кислоты, а промежуточньй - 15-80 г/л соляной кислоты. Способ .упрощает технологию подготовки поверхности, приводит к уменьшению образования отходов и расхода реаген-, тов. 1 табл. а S (Л оо со о ГС

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1330205

Ai (д!1 4 С 23 С 2/02, 2/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3717178/22-02 (22) 30.03.84 (46) 15.08.87. Бюл. № 30 (7!) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии "ВНИПИЧерметэнергоочистка"I (72) И.А. Вайнштейн, С.А. Бессонова, А.А. Щербинин, Н.M. Липовецкий, В.А. Холодный, И.В. Каленский, В.С. Хараб и Б.Г, Левченко (53) 621.793.5(088.8) (56) Патент Великобритании ¹ 1454352, кл. С 7 P С 7 М, 1974.

Патент США № 3943270, кл. 427-310, 1976.

Заявка Великобритании ¹ 2048951 А, кл. С 25 D 21/16, 1979. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ

СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ К ГОРЯЧЕМУ ЦИНКОВАНИЮ (57) Изобретение относится к подготовке поверхности стальных изделий перед нанесением горячих цинковых покрытий и может быть использовано в металлургической и металлообрабатывающей промышленности. Цель изобретения — снижение расхода реагентов и уменьшение образования отходов. Способ включает последовательную обработку в водных щелочных и не менее чем в трех кислых водных растворах на основе соляной кислоты, при этом начальный и конечный кислые растворы циркулируют по замкнутому контуру, идентичны по составу и содержат

1-10 г/л соляной кислоты, а промежуточный — 15-80 г/л соляной кислоты.

Способ упрощает технологию подготовки поверхности, приводит к уменьшению образования отходов и расхода реаген-. тов. 1 табл.

1330205

Изобретение относится к подготов= ке поверхности стальных изделий перед нанесением горячих цинковых покрытий и может быть использовано в металлургической и меташтообрабатывающей промьппленности.

Целью изобретения является снижение расхода реагентов и уменьшение образования отходов..

Способ подготовки поверхности стальных изделий к горячему цинкованию по изобретению включает последовательную обработку в водных щелочных и не менее чем в трех кислых водных растворах на осно:ве соляной кислоты, при этом начальный и конечный кислые растворы циркулируют по замкнутому контуру, идентичны по составу и содержат 1-10 г/л соляной кислоты, а промежуточные — !5-80 г/л.

Способ осуществляют сле,цующим образом.

Стальные иэделия первоначально погружают в емкость, заполненную водным щелочным раствором, содержащим едкий натр или едкий натр с дополнительным содержанием поверхностно-активного вещества и хлорида цинка. Рабочая температура раствора 50-60 С. Затем изделия, минуя промывку, опускают в емкость, заполненную кислым флюсом, в состав которого вхоцят следующие компоненты: хлорид цинка, хлориды одновалентных металлов, например хлорид аммония, соляная кислота, поверхностно-активное вещество, например ОП-10 или ОП-7, и окислитель, в качестве которого может использоваться перекись водорода. Температура раствора

25-60 -С.

Обработку издю ий в растворе кислого флюса осуществляют так, что вначале идет обработка в слабокислом растворе с содержанием соляной кислоты .1-10 г/и, затем:в более концентрированном по кислоте (15-80 г/л), после чего вновь в растворе с содержанием кислоты в пределах 1-10 г/л.

Водные, щелочные и кислые растворы для предварительной обработки имеют следующий состав, /è: щелочные — едкий натр 3-50; хлорид цинка О,! †!О; поверхностно-активное вещество (ОП-7, ОП-10) 0,1-3; кислые — хлорид цинка

50-400; хлориды одновалентных металлов .15-200; соляная кислота 1-80; поверхностно-активное вещество (ОП-7, 5

f0 !

40 д5

ОП-!О) 1-3; окислитель (!! О ) 0,1-5! вода — остальное. При этом в первом и последнем кислых растворах концентрация соляной кислоты составляет

l 10 г/л, а в промежуточных — 1580 г/л. Обработку изделий ведут в указанных выше щелочных и кислых растворах, составы которых таковы, что компоненты предшествующих растворов., заносимые с обрабатываемыми иэделиями

B последуюшие .ванны, не препятствуют технологическим процессам в этих ваннах.

Введение в щелочной раствор хлорида цинка вместо традиционных солевых компонентов Na>PO, 1!а БО, Na>SiOq удаление которых с поверхности металла требует тщательной промывки, позволяет отказаться от нее и тем самым исключить целую категорию сточных вод и их сложную очистку.

Функцию солевых компонентов выполняет хлорид цинка, который в силу амфотерности в щелочной среде образует анионы ZnO действующие аналогично фосфат-ионам и др., но в отличие от них легко удаляемые с поверхности металла в кислой среде в последующих операциях, где хлорид цинка выполняет роль флюсующего компонента. При этом кислые растворы на основе хлористого цинка и хлоридов одновалентных металлов с кислотностью 1-10 г/л циркулируют между собои по замкнутому контуру. Жидкость, выносимая изделиями из щелочного раствора в кислый, благодаря циркуляции растворов используется для их корректировки, и попадание щелочи во флюс компенсируется по-. паданием в него кислоты. Образующийся в процессе нейтрализации хлористый натрий является компонентом флюса, Применение циркуляции позволяет сократить реагенты на корректировку растворов и упрощает регенерацию растворов, которая сводится в основном к восполнению промежуточного кислого раствора соляной кислотой в ходе процесса.

Введение в кислый раствор кроме хлоридов цинка хлоридов одновалентных метал!тов и соляной кислоты, а также

ПАВ и окислителя, позволяет уменьшить перетрав поверхности, образование гартцинка в ванне цинкования и исключить операцию промывки.

Сочетание окислителя и ПАВ приводит к ингибированию поверхности за

25

Операция пп

2 () ((1 NaOH . 3

NaOH 3

ZnCl 0,1

ОП-10 3

t =60

Т= 10

ZnCl 50

NH Cl 185

NaCl 15

ЕпС1 0,1

ОП-10 3

< = 60 — 10

NaC1 15

HCl 1

НС1 15

НС1 1 НС1 15

ОП-10 3

ОП-1О 3

ОП-1О 3 . ОП-10 3

Н О 5,, Н О 5

30 t, =60

Н Ог

t =60, 7=3

НО

t =30,7.=5

ZnCl, 250

NH С3. 150

HCl . 5

ЕпС1 50 ZnC1< 250

NH Cl 15 NH С1150

НС1 70 НС1 5

2 NaOH 50

NaOH 3

ЕпСЗ 3

ОП-10 3

ZnCl Q, 1

ОП-1О I з 13302 счет более полного протекания флюсования (образования интерметаллических соединений ) в кислой среде, Кроме того, окисление части ионов железа из

Fe до Fe способствует более

2+ з+ 5 полному его удалению с поверхности металла при сушке флюса и погружении изделий в расплав цинка за счет того, что FeC1> более летуч, чем FeC1> . Это 10 уменьшает образование гартцинка в ванне горячего цинкования.

Конкретные примеры подготовки по верхности образцов углеродистой стали размером 30х50х2 мм, имеющих на поверхности загрязнения, аналогичные тем, что присутствуют на поверхности труб, обрабатываемых в промышленных условиях (образцы группы 2), приведены в таблице. На всех образцах опре- 20 деляли адгезию цинкового покрытия, которая соответствовала ГОСТУ.

Использование предлагаемого способа подготовки поверхности позволяет по сравнению с известным в широком диапазоне варьировать режимы обработки поверхности, концентрацию, температуру, время обработки, выбирая оптимальные варианты в зависимости от местных условий — степени загрязнения, производительности линзы, наличия реагентов, энергоресурсов, позво" ляет применять стационарное или противоточное расположение ванн с растворами, исключить операции промывок и тем самым исключить образование промывочных сточных вод и отработанных травильных растворов, сократить расход реагентов на приготовление и регенерацию растворов, а также упростить процессы регенерации отработанных растворов.

Таким образом, применение предлагаемого способа упрощает технологию подготовки поверхности и приводит к уменьшению образования отходов, а также снижению затрат на их переработку.

Формула изобретения

Способ подготовки поверхности стальных изделий к горячему цинкова-: нию, включающий последовательную обработку в водных щелочных и водных кислых растворах на основе соляной кислоты, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода реагентов и уменьшения образования отходов, после щелочной обработки иэделие обрабатывают не менее чем в трех водных кислых растворах, причем начальный и конечный кислые растворы идентичны по составу и содержат 1-!О г/л соляной кислоты, а промежуточный—

15-80 г/л, при этом начальный и конечный растворы циркулируют по замкнутому контуру.

ZnCl> 50 ЕпС1 50 ZnC1 . 50

NH Cl 185 NH Cl 200 NH Cl 200

1330205

Продолжение таблицы

Оо

60, "т= 5 о 60о т= 3

25, / о = 60 о ь= 6

3 NaOH 20

ZnC1 250

NH Ñ1 150

ZnC1 1

ОП-10 3

+. о 60о

Н О 0,5

3 — 50, 7= 6

ZnC1> 400 ZnC1> 400 ZnC1> 400

ИН С1 15 МН С1 15

NH С1 15

НС1 10

НС1 80

НС1 10 — 60 = 4 — 60

ОП вЂ” 10 1

Н 0 О,1

ОП-10 1

Н О O,l о 40

7,= 3

t = 25, 7= 6

Составитель Ю. Ипатов

Редактор Э. Слиган Техред М.Ходанич. Корректор И. Муска

Заказ 3543/29 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

4 NaOH 50

ZnC12 10

0 -10 0,1

NaOH 10

ZnC1 О,5

ОП-10 1

t, = 60 г

NaOH 50

7пС1г 10

ОП-10 Oil

НС1 5

ОП-10 3

НгОг 0

ОП-10 1

0,1

< 40 — 6

ЕпС1г 140 ЕпС1г 250

NHqC1 l 60 NH4C1 1 50

HCl 60 НС1 5

ОП-10 2 OII-10 3

Нгог 2

25 т= 6