hamid_metallic
عضو جدید
[h=2]معرفي پوشش هاي روي [/h]
به طور كلي قبل از فروبردن نمونه در حمام مذاب روي، به جهت برطرف كردن اكسيد هاي سطحي كه ممكن است در در حمام روي واكنش نشان دهند قطعه فولادي بايد تميز گردد. بعد از واكنش فولاد در حمام و شكلگيري پوشش، نمونه از حمام خارج شده، سرد شده و در بعضي اوقات متعاقبا مورد عمليات حرارتي قرار مي گيرد.
قسمتهاي مختلف فولاد پوشش داده شده شامل:
1- اندود يا آلياژ پوشش
2- لايه مياني بين پوشش و فلز پايه ( شامل تركيبات بين فلزي )
3- فلز پايه مي باشد.
هر كدام از اين نواحي مي توانند به وسيله زمان و دماي حمام، بعلاوه تركيب شيميايي حمام و فولاد پايه تحت تاثير قرار بگيرند.
منظور از بررسي كنوني تكميل و به روز كردن بررسي هاي ممتاز دهه 1970 است. در دهه هاي اخير توسط كاربرد هاي جديد در صنايع خودروسازي و ساختماني يك نمايشي از ترقي افزايش تحقيقات جهاني در پوشش هاي روي وجود داشته است كه به وسيله تعدادي از مجموعه كنفرانس هاي بين المللي نشان داده شده، مخصوصا tms,galvatech
موضوع اين بررسي آماده كردن متالورژيستها با دانش اصولي پروسه پيچيده پوشش دهي به حمايت آن دسته از دانشمندان و مهندسين كه مستقيما درگير ساخت و كاربرد پوشش هاي روي شده اند مي باشد. پروسه عمليات حرارتي پوشش به همراه شرح انواع پوشش هاي تجارتي گوناگون و خواصشان بررسي خواهد شد.
2- روش هاي پوشش دهي روي به طريق گالوانيزه گرم
2-1- گالوانيزه دسته اي يا گروهي
در پروسه گالوانيزه گروهي قطعه فولادي قبل از فروبري تميز شده، اسيدشويي شده و فلاكس زني مي شود. در اين مرحله معمولا ابتدا نمونه در يك محلول قليايي وارد و پس از آن با آب شسته شده و اسيدشويي در اسيد هيروكلريك يا سولفوريك صورت گرفته و سپس در آب شسته مي شود. در حال حاضر دو روش متداول خشك و تر مورد استفاده قرار مي گيرد. در روش تر قطعه از ميان لايه نمك هاي گداخته بر روي سطح مذاب روي عبور داده شده كه باعث زدوده شدن ناپاكي ها از سطح فولاد و همچنين محافظت آن بخش از سطح حمام روي ميشود. روش تر فضا و تجهيزات كارگاهي كمتري نياز دارد. و چون عمل تميز كاري ناشي از فلاكس زني به خوبي انجام مي گيرد قطعه با گالوانيزه نامناسب كمتر به دست مي آيد. در حين بيرون كشيدن قطعه از ميان فلاكس معمولا به سبب پاك كردن در اين پروسه پوشش هاي نازكتر توليد مي شود. هرگونه چسبندگي فلاكس در مراحل بعدي با آب از بين مي رود.
عملكردهاي پوشش فلاكس به شرح ذيل مي باشد:
1- تميز كردن سطح قطعه و مذاب روي به طوريكه فولاد و روي بتوانند واكنش دهند.
2- كاهش خطرات شلاكه گيري در زمانيكه قطعه مرطوبي وارد مذاب مي گردد.
3- پاك كردن نمونه در طي بيرون كشيدن از مذاب و توليد پوشش هاي نازكتر.
4- كاهش اكسيداسيون در سطح مذاب روي و بنابراين كاهش شكلگيري سرباره
5- جلوگيري از سوختن و يا بالابردن دما در هنگام فرو بردن قطعات بزرگ و يا در هنگامي كه قطعه دو بار فرو برده مي شود.
6- كاهش اعوجاج قطعات نازك توسط پيش گرم كردن
فلاكس هاي پوششي براي مقدار هاي AL بالا مي توانند از كلريد آمونيوم با فلورايد سديم آلومينيوم يا كلريد آمونيوم روي تهيه گردند. اين فلاكس هاي پوششي بايد به راحتي بر روي سطح حمام شناور و با قطعه ئغوطه ور شده در تماس باشند.
اكتيويته فلاكس پوششي در ابتدا به مقدار كلريد آمونيوم وابسته است و با گذشت زمان به دليل تشكيل تركيبات روي با نقطه ذوب بالا ويسكوزيته آنه بيشتر خواهد شد. اگر چه سياليت اين فلاكس ها را در بعضي مواقع با اضافه كردن دوره اي كلريد آمونيوم مي توان حفظ كرد.
در پروسه خشك بعد از تميز كاري، قطعه در يك محلول آبي پري فلاكس ( PREFLUXED ) شده، خشك و سپس در حمام روي مذاب فرو برده مي شود.فلاكس استفاده شده يك كلريد آمونيوم روي آبي با مقدار كمي از عامل مرطوب كننده است. اين محلول مي تواند به چندين روش مخلوط گردد، شامل فلاكس هاي مخصوصي كه براي پوشش هاي روي حاوي AL بالا استفاده شده است. رنج دماي محلول پري فلاكس ممكن است از دماي اتاق تا 80 درجه سانتي گراد باشد. و اينكه قطعه قبل از فروبري در حمام مذاب كاملا خشك گردد امري ضروري مي باشد. شرايط بهينه جهت خشك كردن دماي 120 درجه براي مدت زمان تا 5 دقيقه مي باشد و درجه حرارت از 150 درجه نبايد تجاوز گردد.
هنگامي كه فلاكس تجزيه گردد قسمت هاي مرطوب قطعه مي توانند باعث پاشش و ريختن مذاب گردند كه نشانه هايي از ترشح يا پاشيدگي و قسمت هاي بدون پوشش و برهنه در قطعه نهايي نتيجه آن خواهد بود. خطر انفجار در گالوانيزه خشك نسبت به گالوانيزه تر نيز به شدت بيشتر است. قطعاتي كه پري فلاكس و خشك شده اند بايد به سرعت گالوانيزه شده به اين علت كه فلاكس پوششي رطوبت هوا را گرفته و نيز تمايل به اكسيد شدن دارد.
در هر دو پروسه، دماي نگهداري حمام روي مذاب بين 445 و 455 درجه سانتي گراد و زمان غوطه وري با توجه به ضخامت قطعه كار از 3 تا 6 دقيقه مي باشد. عمده پوشش كاري ها توسط پروسه گالوانيزه دسته اي يا گروهي صورت مي گيرد، گرچه مقدار كمي نيز از گالفان ( 5 درصد AL ) و گالواليوم ( 55 درصد روي ) ساخته مي شوند.
زمان غوطه وري جهت كنترل ضخامت پوشش شامل فازهاي آلياژي FE-ZN در فصل مشترك همراه با يك پوشش خالص روي مي تواند متغير باشد. كنترل سرد كنندگي مناسب نيز لازم و ضروري مي باشد تا واكنش هاي روي با فلز پايه به جهت توليد آليژسازي بيشتر و متاثر كردن مضرات ناشي از خواص پوشش كاري ادامه يابد.
2-2- پروسه مداوم
در پروسه گالوانيزه گرم مداوم حلقه هاي جوش شده فولاد تا سرعت 200 m/min پوشش داده شده اند.فلاكس يا خط Cook-Nortman مشابه پروسه دسته اي يا گروهي كه ورق قبل از فروبري تميز شده و فلاكس زني شده است مي باشد و به طور كلي به روش خط سرد مصطلح شده است. روش تميز كاري اين پروسه استفاده از چربي زداي قليايي آبي ، اسيدشويي و يك عمليات فلاكس زني نهايي به جهت جلوگيري از اكسيداسيون مي باشد. در روش خط سرد مواد نواري بايد قبل از فروبري كاملا آنيل شده تا مرحله گرمكاري و آنيل كاري در اين پروسه انجام نگردد.
اغلب ورق ها در يك خط پوشش دهي مداوم پروسه گرم Sendzimire-type توليد مي شوند. در ابتدا بر روي ورق ها يك عمليات تميز كاري به جهت زدودن روغن هاي غلطك كاري يا رولينگ، خاك ها، كربن و پوسته هاي آهن از سطح نوارهاي نورد شده به روش سرد براي بالا بردن افزايش چسبندگي پوشش و به جهت جلوگيري از وارد شدن آلودگي هايي مانند پوسته هاي آهن به داخل حمام مذاب انجام مي گيرد. در خطوط مدرن جديد استفاده از يك سيستم برس قليايي و مرحله تميز كاري الكتروليتي به همراه استفاده از مزيت شعله مستقيم،عمليات تقليل مي يابد. در قسمت برس و اسپري قليايي به جهت زدودن آلودگي هاي گردوخاك از هيدروكسيد سديم با غلظت هاي مختلف از 1.5 تا 2.5 درصد به طريق شستن و برس كاري سطح فولاد استفاده مي شود. سپس در مرحله تميز كردن الكتروليتي آلودگي هايي كه محكم به سطح نوار چسبيده شده اند زدوده مي شوند. توسط هيدروليز كردن آب، مولكولهاي هيدروژن و اكسيژن جدا شده در سطح نوار توليد حباب كرده كه اين جوشش حباب به طور موثري آلودگي هاي باقي مانده در سطح نوار را خارج مي سازد. سپس نوار تميز از ميان حجم زيادي هوا كه با فشار كم به جهت زدودن رطوبت و جلوگيري از اكسيداسيون به سطح نوار دميده مي شود، عبور داده مي شود. سپس نوار فولادي وارد مرحله ( Sendzimire Mill cleaning ) شكل1، در اتمسفر N2/H2 و دمايي حدود 500 تا 760 درجه سانتي گراد كه باعث كاهش بيشتر آلودگي هاي رسوبات آلي و اكگسيدهاي سطح خواهد شد، مي شود. در پروسه نورد سرد قبل از گالوانيزه كردن به طريق گرم روي سطح ورق خود به خود به اكسيد آهن و هيدروكسيد آهن تبديل شده است. به هر حال اكسيداسيون سطح منتخب، از عناصر آلياژي موجود در فلز پايه كه تشكيل اكسيد سخت مي دهند ( Ti,Si,Al,V,Mn ) اتفاق خواهد افتاد. مجموع تمام اكسيدهايي كه عناصر تشكيل دهنده اكسيد ايجاد مي كنند در شكل 2 مشخص مي باشد.
اكسيدها نمي توانند به صورت يك لايه پيوسته روي سطح شكل بگيرند اما به صورت جزيره هايي وجود دارند.توزيع غير يكنواخت تا زماني انتظار مي رود كه مقدار فراهم شده براي نفوذ عناصر خيلي محدود شده به طوري كه راههاي نفوذ آسان از قبيل دانه و مرز دانه هاي كوچك بايد كاملا جاهاي مناسبي براي اكسيداسيون عناصر واكنش پذير باشند.
مفيد است تذكر داده شود كه با وجود تشكيل جدا از هم ذرات در مرز دانه ها ،هنوز ذرات آزاد در محدوده مرز دانه ها وجود دارد كه مي تواند با حمام zn واكنش دهد. شكل 3 دياگرام تعادل براي واكنش هايي از اين نوع را نشا ن مي دهد.
M عنصر تشكيل دهنده كاتيون است. مناطق سايه دار در شكل رنج دماها و نقاط شبنم را نشان مي دهد. از اين نتايج مي توان مشاهده كرد كه در بالاي 150 درجه سانتي گراد در يك نقطه شبنم 20- تا30- درجه سانتي گراد Fe3o4 كاهش خواهد يافت در حالي كه عناصر آلياژي ديگر در بالاي رنج دمايي اكسيده خواهند شد، بايد توجه داشت كه نمودار تعادلي براي اكسيداسيون Ti,Si,Al پايين تر از قسمت تحتاني شكل ميباشد.
بعد از تميزكاري ورق در منطقه اي از كوره در دمايي بالاتر از دماي تبلور مجدد ( بالاتر از 700 درجه ) نگه داشته و حرارت داده مي شود. دماي تبلور مجدد استفاده شده به نوع فولادي كه قرار است پوشش داده شود مربوط مي باشد. براي مثال شكل 4 شرايط هاي بدست آمده از يك كار سرد، رول كردن و دماي انيلينگ را ( 650 درجه ) نشان مي دهد. سينتيك تبلور مجدد يك فولاد كشته شده با Al سريعتر از فولادهايي است كه حاوي عناصر محلولTi,Ti/Nb ويا Nb مي باشد. در خطوط توليد با سرعت بالا دماي آنيلينگ به جهت ايجاد همان مقدار تبلور مجدد ، بالاتر خواهد بود. به طوريكه در اين مرحله ورق به طور كامل حرارت ديده و بدون موثر بودن دماي حمام وارد حمام مي شود.
در خروجي كورهخ نوار از ميان قسمت جت گاز كه قابليت خنك كاري دماي نوار را در 50درجه بر ثانيه به دماي 460 درجه سانتي گراد قبل از فروبري در حمام مذاب روي را دارد عبور داده مي شود. همچنانكه نوار از حمام خارج مي شود ( شكل 5 ) ضخامت فيلم مذاب به واسطه زدوده شدن پوشش مذاب اضافي توسط گاز تميز كننده كنترل مي شود. بعد از پوشش كاري ورق ها قبل از رول شدن و يا قيچي شدن توسط هواي فشرده، سرد و يا در خط عمليات حرارتي قرار مي گيرند.
دماي حمام به نقطه ذوب تركيبات موجود در پوشش و دماي نوار قبل از فروبري بستگي خواهد داشت. يك حمام روي گالوانيزه (<0.3 % Al ) بين 445 و 455 درجه ساتي گراد نگاه داشته مي شود . معمولا دماي پايين تر از 425 درجه در پوشش گالفان به خاطر اينكه تركيب گالفان يك يوتكتيك مي باشد استفاده مي شود. و دماي حمام مربوط به گالواليوم ( zn-55%Al )نزديك به 600 درجه سانتي گراد مي باشد.
دماي حمام و زمان غوطه وري ناشي از سرعت خط، پارامتر هاي عملياتي مخصوص هستند كه به جهت كنترل ضريب تميزي سطح، گرمايش نوار، و به حداقل رساندن رشد لايه هاي آلياژي در طول مرحله غوطه وري مي تواند بهينه شود.به عنوان نمونه زمانهاي غوطه وري در خطوط با سرعت بالاي 175 m/min بين 4 تا 8 ثانيه مي باشد.
شلاكه يا كف روي ديگ مذاب مي تواند به انواع اكسيد ( zn يا Al ) و انواع تركيبات بين فلزي ( Zn-Fe و Fe-AL) طبقه بندي شود. شلاكه نوع دوم وقتي كه غلظت عناصر AL,Zn بالاتر از محدوده قابليت حل آنها باشد شكل مي گيرد و مشكلاتي را بر روي ديگ مذاب به وجود مي آورد.مخصوصا تركيبات بين فلزي Fe2Al5Znx به طور شناور و يا بر روي مذاب و فازهاي اشباع شده آلومينيوم ( FeZn7 ) به صورت تفاله در كف بوته.
حتي اگر حمام روي به طور كامل محافظت و نگهداري شود تشكيل تفاله ناشي از Al اضافي در حمام، تجزيه Fe از نوار استيل و يكنواختي نا كافي درجه حرارت و هموژن بودن تركيب شيميايي بدست آمده با تكنولوژي گالوانيزه مرسوم اجتناب ناپذير است.
به هر جهت تكنيكهاي مخصوص مديريت حمام با به كارگيري از نرمافزارهاي كامپيوتري كه اندازه موثر Al را به جهت كاهش تشكيل تفاله پيشنهاد كرده است. اخيرا شيمي حرارتي تشكيل تفاله در پروسه گالوانيزه گرم مداوم بازبيني گرديده است.
بعد از خارج شدن از ديگ مذاب، مذاب اضافي توسط فشار گاز پاك كننده به داخل حمام برگردانده مي شودكه دمش يا توسط هوا و يا توسط نيتروژن به سطح فولاد صورت مي گيرد.شكل2
اين مرحله براي كنترل دقيق و نگهداري يك ضخامت يكنواخت پ.شش طراحي شده است و معمولا به صورت انلاين ضخامت هاي پوشش توسط تجهيزات x-ray اندازه گيري و مانيتورينگ مي شود.در حين حركت ورقبه سمت برج خنك كننده شكل1 پوشش بيشتر مي تواند سرد گردد ويا بر روي بعضي خطوط هسته زايي بر اثر برخورد ذرات zn مي تواند كاهش يابد. در پروسه گالوانيل برج خنك كننده به يك كوره آنيلينگ تغيير شكل داده شده كه به صورت يك كوره القايي بالاي قسمت جت گاز تميز كننده نشان داده مي شود و استفاده خوبي از ارتفاع برج به عنوان كوره نگهدارنده مي شود و يا توسط يك كوره گازي بالاي لبه گاز كه به صورت نمودار در شكل 1 رسم گرديده است نشان داده مي شود.
در موارد ديگر توليد كردن يك گالوانيل مناسب به پارامتر هاي كنترل پروسه بستگي دارد ماند سرعت گرمايش، پيك و يا دماي نگهداري، و نرخ خنك كاري به طوريكه همه آنها بر مقدار آلياژسازي كه بر روي پوشش قبل از رسيدن به غلطك برج اتفاق خواهد افتاد موثر هستند. در اينجا تمامي پوشش براي اجتناب از چسبيدن به غلطك برج بايد منجمد شده باشد.
قسمتهاي مختلف فولاد پوشش داده شده شامل:
1- اندود يا آلياژ پوشش
2- لايه مياني بين پوشش و فلز پايه ( شامل تركيبات بين فلزي )
3- فلز پايه مي باشد.
هر كدام از اين نواحي مي توانند به وسيله زمان و دماي حمام، بعلاوه تركيب شيميايي حمام و فولاد پايه تحت تاثير قرار بگيرند.
منظور از بررسي كنوني تكميل و به روز كردن بررسي هاي ممتاز دهه 1970 است. در دهه هاي اخير توسط كاربرد هاي جديد در صنايع خودروسازي و ساختماني يك نمايشي از ترقي افزايش تحقيقات جهاني در پوشش هاي روي وجود داشته است كه به وسيله تعدادي از مجموعه كنفرانس هاي بين المللي نشان داده شده، مخصوصا tms,galvatech
موضوع اين بررسي آماده كردن متالورژيستها با دانش اصولي پروسه پيچيده پوشش دهي به حمايت آن دسته از دانشمندان و مهندسين كه مستقيما درگير ساخت و كاربرد پوشش هاي روي شده اند مي باشد. پروسه عمليات حرارتي پوشش به همراه شرح انواع پوشش هاي تجارتي گوناگون و خواصشان بررسي خواهد شد.
2- روش هاي پوشش دهي روي به طريق گالوانيزه گرم
2-1- گالوانيزه دسته اي يا گروهي
در پروسه گالوانيزه گروهي قطعه فولادي قبل از فروبري تميز شده، اسيدشويي شده و فلاكس زني مي شود. در اين مرحله معمولا ابتدا نمونه در يك محلول قليايي وارد و پس از آن با آب شسته شده و اسيدشويي در اسيد هيروكلريك يا سولفوريك صورت گرفته و سپس در آب شسته مي شود. در حال حاضر دو روش متداول خشك و تر مورد استفاده قرار مي گيرد. در روش تر قطعه از ميان لايه نمك هاي گداخته بر روي سطح مذاب روي عبور داده شده كه باعث زدوده شدن ناپاكي ها از سطح فولاد و همچنين محافظت آن بخش از سطح حمام روي ميشود. روش تر فضا و تجهيزات كارگاهي كمتري نياز دارد. و چون عمل تميز كاري ناشي از فلاكس زني به خوبي انجام مي گيرد قطعه با گالوانيزه نامناسب كمتر به دست مي آيد. در حين بيرون كشيدن قطعه از ميان فلاكس معمولا به سبب پاك كردن در اين پروسه پوشش هاي نازكتر توليد مي شود. هرگونه چسبندگي فلاكس در مراحل بعدي با آب از بين مي رود.
عملكردهاي پوشش فلاكس به شرح ذيل مي باشد:
1- تميز كردن سطح قطعه و مذاب روي به طوريكه فولاد و روي بتوانند واكنش دهند.
2- كاهش خطرات شلاكه گيري در زمانيكه قطعه مرطوبي وارد مذاب مي گردد.
3- پاك كردن نمونه در طي بيرون كشيدن از مذاب و توليد پوشش هاي نازكتر.
4- كاهش اكسيداسيون در سطح مذاب روي و بنابراين كاهش شكلگيري سرباره
5- جلوگيري از سوختن و يا بالابردن دما در هنگام فرو بردن قطعات بزرگ و يا در هنگامي كه قطعه دو بار فرو برده مي شود.
6- كاهش اعوجاج قطعات نازك توسط پيش گرم كردن
فلاكس هاي پوششي براي مقدار هاي AL بالا مي توانند از كلريد آمونيوم با فلورايد سديم آلومينيوم يا كلريد آمونيوم روي تهيه گردند. اين فلاكس هاي پوششي بايد به راحتي بر روي سطح حمام شناور و با قطعه ئغوطه ور شده در تماس باشند.
اكتيويته فلاكس پوششي در ابتدا به مقدار كلريد آمونيوم وابسته است و با گذشت زمان به دليل تشكيل تركيبات روي با نقطه ذوب بالا ويسكوزيته آنه بيشتر خواهد شد. اگر چه سياليت اين فلاكس ها را در بعضي مواقع با اضافه كردن دوره اي كلريد آمونيوم مي توان حفظ كرد.
در پروسه خشك بعد از تميز كاري، قطعه در يك محلول آبي پري فلاكس ( PREFLUXED ) شده، خشك و سپس در حمام روي مذاب فرو برده مي شود.فلاكس استفاده شده يك كلريد آمونيوم روي آبي با مقدار كمي از عامل مرطوب كننده است. اين محلول مي تواند به چندين روش مخلوط گردد، شامل فلاكس هاي مخصوصي كه براي پوشش هاي روي حاوي AL بالا استفاده شده است. رنج دماي محلول پري فلاكس ممكن است از دماي اتاق تا 80 درجه سانتي گراد باشد. و اينكه قطعه قبل از فروبري در حمام مذاب كاملا خشك گردد امري ضروري مي باشد. شرايط بهينه جهت خشك كردن دماي 120 درجه براي مدت زمان تا 5 دقيقه مي باشد و درجه حرارت از 150 درجه نبايد تجاوز گردد.
هنگامي كه فلاكس تجزيه گردد قسمت هاي مرطوب قطعه مي توانند باعث پاشش و ريختن مذاب گردند كه نشانه هايي از ترشح يا پاشيدگي و قسمت هاي بدون پوشش و برهنه در قطعه نهايي نتيجه آن خواهد بود. خطر انفجار در گالوانيزه خشك نسبت به گالوانيزه تر نيز به شدت بيشتر است. قطعاتي كه پري فلاكس و خشك شده اند بايد به سرعت گالوانيزه شده به اين علت كه فلاكس پوششي رطوبت هوا را گرفته و نيز تمايل به اكسيد شدن دارد.
در هر دو پروسه، دماي نگهداري حمام روي مذاب بين 445 و 455 درجه سانتي گراد و زمان غوطه وري با توجه به ضخامت قطعه كار از 3 تا 6 دقيقه مي باشد. عمده پوشش كاري ها توسط پروسه گالوانيزه دسته اي يا گروهي صورت مي گيرد، گرچه مقدار كمي نيز از گالفان ( 5 درصد AL ) و گالواليوم ( 55 درصد روي ) ساخته مي شوند.
زمان غوطه وري جهت كنترل ضخامت پوشش شامل فازهاي آلياژي FE-ZN در فصل مشترك همراه با يك پوشش خالص روي مي تواند متغير باشد. كنترل سرد كنندگي مناسب نيز لازم و ضروري مي باشد تا واكنش هاي روي با فلز پايه به جهت توليد آليژسازي بيشتر و متاثر كردن مضرات ناشي از خواص پوشش كاري ادامه يابد.
2-2- پروسه مداوم
در پروسه گالوانيزه گرم مداوم حلقه هاي جوش شده فولاد تا سرعت 200 m/min پوشش داده شده اند.فلاكس يا خط Cook-Nortman مشابه پروسه دسته اي يا گروهي كه ورق قبل از فروبري تميز شده و فلاكس زني شده است مي باشد و به طور كلي به روش خط سرد مصطلح شده است. روش تميز كاري اين پروسه استفاده از چربي زداي قليايي آبي ، اسيدشويي و يك عمليات فلاكس زني نهايي به جهت جلوگيري از اكسيداسيون مي باشد. در روش خط سرد مواد نواري بايد قبل از فروبري كاملا آنيل شده تا مرحله گرمكاري و آنيل كاري در اين پروسه انجام نگردد.
اغلب ورق ها در يك خط پوشش دهي مداوم پروسه گرم Sendzimire-type توليد مي شوند. در ابتدا بر روي ورق ها يك عمليات تميز كاري به جهت زدودن روغن هاي غلطك كاري يا رولينگ، خاك ها، كربن و پوسته هاي آهن از سطح نوارهاي نورد شده به روش سرد براي بالا بردن افزايش چسبندگي پوشش و به جهت جلوگيري از وارد شدن آلودگي هايي مانند پوسته هاي آهن به داخل حمام مذاب انجام مي گيرد. در خطوط مدرن جديد استفاده از يك سيستم برس قليايي و مرحله تميز كاري الكتروليتي به همراه استفاده از مزيت شعله مستقيم،عمليات تقليل مي يابد. در قسمت برس و اسپري قليايي به جهت زدودن آلودگي هاي گردوخاك از هيدروكسيد سديم با غلظت هاي مختلف از 1.5 تا 2.5 درصد به طريق شستن و برس كاري سطح فولاد استفاده مي شود. سپس در مرحله تميز كردن الكتروليتي آلودگي هايي كه محكم به سطح نوار چسبيده شده اند زدوده مي شوند. توسط هيدروليز كردن آب، مولكولهاي هيدروژن و اكسيژن جدا شده در سطح نوار توليد حباب كرده كه اين جوشش حباب به طور موثري آلودگي هاي باقي مانده در سطح نوار را خارج مي سازد. سپس نوار تميز از ميان حجم زيادي هوا كه با فشار كم به جهت زدودن رطوبت و جلوگيري از اكسيداسيون به سطح نوار دميده مي شود، عبور داده مي شود. سپس نوار فولادي وارد مرحله ( Sendzimire Mill cleaning ) شكل1، در اتمسفر N2/H2 و دمايي حدود 500 تا 760 درجه سانتي گراد كه باعث كاهش بيشتر آلودگي هاي رسوبات آلي و اكگسيدهاي سطح خواهد شد، مي شود. در پروسه نورد سرد قبل از گالوانيزه كردن به طريق گرم روي سطح ورق خود به خود به اكسيد آهن و هيدروكسيد آهن تبديل شده است. به هر حال اكسيداسيون سطح منتخب، از عناصر آلياژي موجود در فلز پايه كه تشكيل اكسيد سخت مي دهند ( Ti,Si,Al,V,Mn ) اتفاق خواهد افتاد. مجموع تمام اكسيدهايي كه عناصر تشكيل دهنده اكسيد ايجاد مي كنند در شكل 2 مشخص مي باشد.
اكسيدها نمي توانند به صورت يك لايه پيوسته روي سطح شكل بگيرند اما به صورت جزيره هايي وجود دارند.توزيع غير يكنواخت تا زماني انتظار مي رود كه مقدار فراهم شده براي نفوذ عناصر خيلي محدود شده به طوري كه راههاي نفوذ آسان از قبيل دانه و مرز دانه هاي كوچك بايد كاملا جاهاي مناسبي براي اكسيداسيون عناصر واكنش پذير باشند.
مفيد است تذكر داده شود كه با وجود تشكيل جدا از هم ذرات در مرز دانه ها ،هنوز ذرات آزاد در محدوده مرز دانه ها وجود دارد كه مي تواند با حمام zn واكنش دهد. شكل 3 دياگرام تعادل براي واكنش هايي از اين نوع را نشا ن مي دهد.
M عنصر تشكيل دهنده كاتيون است. مناطق سايه دار در شكل رنج دماها و نقاط شبنم را نشان مي دهد. از اين نتايج مي توان مشاهده كرد كه در بالاي 150 درجه سانتي گراد در يك نقطه شبنم 20- تا30- درجه سانتي گراد Fe3o4 كاهش خواهد يافت در حالي كه عناصر آلياژي ديگر در بالاي رنج دمايي اكسيده خواهند شد، بايد توجه داشت كه نمودار تعادلي براي اكسيداسيون Ti,Si,Al پايين تر از قسمت تحتاني شكل ميباشد.
بعد از تميزكاري ورق در منطقه اي از كوره در دمايي بالاتر از دماي تبلور مجدد ( بالاتر از 700 درجه ) نگه داشته و حرارت داده مي شود. دماي تبلور مجدد استفاده شده به نوع فولادي كه قرار است پوشش داده شود مربوط مي باشد. براي مثال شكل 4 شرايط هاي بدست آمده از يك كار سرد، رول كردن و دماي انيلينگ را ( 650 درجه ) نشان مي دهد. سينتيك تبلور مجدد يك فولاد كشته شده با Al سريعتر از فولادهايي است كه حاوي عناصر محلولTi,Ti/Nb ويا Nb مي باشد. در خطوط توليد با سرعت بالا دماي آنيلينگ به جهت ايجاد همان مقدار تبلور مجدد ، بالاتر خواهد بود. به طوريكه در اين مرحله ورق به طور كامل حرارت ديده و بدون موثر بودن دماي حمام وارد حمام مي شود.
در خروجي كورهخ نوار از ميان قسمت جت گاز كه قابليت خنك كاري دماي نوار را در 50درجه بر ثانيه به دماي 460 درجه سانتي گراد قبل از فروبري در حمام مذاب روي را دارد عبور داده مي شود. همچنانكه نوار از حمام خارج مي شود ( شكل 5 ) ضخامت فيلم مذاب به واسطه زدوده شدن پوشش مذاب اضافي توسط گاز تميز كننده كنترل مي شود. بعد از پوشش كاري ورق ها قبل از رول شدن و يا قيچي شدن توسط هواي فشرده، سرد و يا در خط عمليات حرارتي قرار مي گيرند.
دماي حمام به نقطه ذوب تركيبات موجود در پوشش و دماي نوار قبل از فروبري بستگي خواهد داشت. يك حمام روي گالوانيزه (<0.3 % Al ) بين 445 و 455 درجه ساتي گراد نگاه داشته مي شود . معمولا دماي پايين تر از 425 درجه در پوشش گالفان به خاطر اينكه تركيب گالفان يك يوتكتيك مي باشد استفاده مي شود. و دماي حمام مربوط به گالواليوم ( zn-55%Al )نزديك به 600 درجه سانتي گراد مي باشد.
دماي حمام و زمان غوطه وري ناشي از سرعت خط، پارامتر هاي عملياتي مخصوص هستند كه به جهت كنترل ضريب تميزي سطح، گرمايش نوار، و به حداقل رساندن رشد لايه هاي آلياژي در طول مرحله غوطه وري مي تواند بهينه شود.به عنوان نمونه زمانهاي غوطه وري در خطوط با سرعت بالاي 175 m/min بين 4 تا 8 ثانيه مي باشد.
شلاكه يا كف روي ديگ مذاب مي تواند به انواع اكسيد ( zn يا Al ) و انواع تركيبات بين فلزي ( Zn-Fe و Fe-AL) طبقه بندي شود. شلاكه نوع دوم وقتي كه غلظت عناصر AL,Zn بالاتر از محدوده قابليت حل آنها باشد شكل مي گيرد و مشكلاتي را بر روي ديگ مذاب به وجود مي آورد.مخصوصا تركيبات بين فلزي Fe2Al5Znx به طور شناور و يا بر روي مذاب و فازهاي اشباع شده آلومينيوم ( FeZn7 ) به صورت تفاله در كف بوته.
حتي اگر حمام روي به طور كامل محافظت و نگهداري شود تشكيل تفاله ناشي از Al اضافي در حمام، تجزيه Fe از نوار استيل و يكنواختي نا كافي درجه حرارت و هموژن بودن تركيب شيميايي بدست آمده با تكنولوژي گالوانيزه مرسوم اجتناب ناپذير است.
به هر جهت تكنيكهاي مخصوص مديريت حمام با به كارگيري از نرمافزارهاي كامپيوتري كه اندازه موثر Al را به جهت كاهش تشكيل تفاله پيشنهاد كرده است. اخيرا شيمي حرارتي تشكيل تفاله در پروسه گالوانيزه گرم مداوم بازبيني گرديده است.
بعد از خارج شدن از ديگ مذاب، مذاب اضافي توسط فشار گاز پاك كننده به داخل حمام برگردانده مي شودكه دمش يا توسط هوا و يا توسط نيتروژن به سطح فولاد صورت مي گيرد.شكل2
اين مرحله براي كنترل دقيق و نگهداري يك ضخامت يكنواخت پ.شش طراحي شده است و معمولا به صورت انلاين ضخامت هاي پوشش توسط تجهيزات x-ray اندازه گيري و مانيتورينگ مي شود.در حين حركت ورقبه سمت برج خنك كننده شكل1 پوشش بيشتر مي تواند سرد گردد ويا بر روي بعضي خطوط هسته زايي بر اثر برخورد ذرات zn مي تواند كاهش يابد. در پروسه گالوانيل برج خنك كننده به يك كوره آنيلينگ تغيير شكل داده شده كه به صورت يك كوره القايي بالاي قسمت جت گاز تميز كننده نشان داده مي شود و استفاده خوبي از ارتفاع برج به عنوان كوره نگهدارنده مي شود و يا توسط يك كوره گازي بالاي لبه گاز كه به صورت نمودار در شكل 1 رسم گرديده است نشان داده مي شود.
در موارد ديگر توليد كردن يك گالوانيل مناسب به پارامتر هاي كنترل پروسه بستگي دارد ماند سرعت گرمايش، پيك و يا دماي نگهداري، و نرخ خنك كاري به طوريكه همه آنها بر مقدار آلياژسازي كه بر روي پوشش قبل از رسيدن به غلطك برج اتفاق خواهد افتاد موثر هستند. در اينجا تمامي پوشش براي اجتناب از چسبيدن به غلطك برج بايد منجمد شده باشد.
