Continuous Strip Galvanizing: Çinko Tozu Banyo Yönetimi

Continuous strip galvanizing, sıcak haddelenmiş, soğuk haddelenmiş veya sürekli haddelenmiş çelik şeridin, eriyik çinko banyosundan geçirilerek her iki yüzeyinin galvaniz kaplanmasıdır. Sendzimir tipi hatta, şerit önce redüksiyon fırınında temizlenir, sonra ~460 °C eriyik çinko havuzuna girer ve hava bıçaklarıyla istenen kaplama kalınlığına ayarlanır. Bu yazı, batch galvanizden farklı bir banyo dinamiği gösteren continuous hattın çinko tozu kullanımı, dross yönetimi ve buhar geri kazanımı süreçlerine odaklanır.

Banyo kompozisyonu

Tipik bir continuous strip galvanizing banyosu, %99.99 saflıkta çinkoya ek olarak küçük yüzdelerde alaşım elementleri içerir: %0.10 ila 0.30 alüminyum (dross kontrolü ve ince intermetalik tabaka), %0.005 ila 0.05 antimon ya da kurşun (yüzey görüntüsü ve dökülme kontrolü). Galvalume hatlarında %55 alüminyum + %43.5 çinko + %1.5 silisyum kullanılır; klasik galvanizden farklı bir kimya. Aşağıdaki yorumlar Galvanize hattı (Zn dominant) içindir.

Çinko tozu banyo besleme amaçlı mı kullanılır?

Hayır. Banyoyu beslemek için külçe (ingot) çinko, jumbo blok ya da continuous casting çubuk kullanılır. Çinko tozu, continuous galvanizing banyosunun kendisinde değil, hattın iki yan sürecinde kullanılır:

• Çinkofosfatlama hatları öncesi pasivasyon ön kaplaması (zinc rich pre treatment).
• Ürün sonrası lokal onarım (kesim kenarı, kaynak izi, taşıma çiziği); çinko tozu içeren onarım sprey ya da macun.

Yine de banyo yönetimi anlaşılmadan, ön ya da sonra kullanılan çinko tozu kalitesi anlamsızlaşır. Bu nedenle hat operatörünün dross dinamiğini bilmesi gerekir.

Top dross ve bottom dross

Bottom dross (dip cürufu)

Çelik şeritten çözünen Fe ile banyo Al ve Zn arasındaki reaksiyon Fe₂Al₅Znₓ intermetalik kristallerini oluşturur. Bu kristaller banyodan ağırdır (yoğunluk ~4.2 g/cm³, çinko ise 6.6 g/cm³ eriyik halde) ve banyo dibine çöker. Periyodik olarak kepçe ile alınır. Tipik üretim: 1 ton şerit başına 3 ila 6 kg bottom dross.

Top dross (üst cüruf)

Banyo yüzeyinde ZnO ve Al₂O₃ oksit filmi oluşur. Hava bıçağı tarafından sürüklenen buhar damlaları geri yoğuşunca cüruf büyür. Operatör skimmer ile düzenli alır. Top dross daha 'temiz' olduğu için geri kazanım değeri yüksektir; bottom dross ise alıcının 'hard zinc' fiyatlamasına girer (LME minus iskonto).

Çinko buharı ve geri kazanım

Eriyik banyodan çıkan şerit, hava bıçağı bölgesinde kısmen oksitlenir; bu bölge üzerinde aspiratörle çekilen buhar, sıcaklık düştükçe ZnO partikülleri olarak yoğuşur. Geri kazanım üniteleri (cyclone ve filtre torba sistemi), tonajına göre yıllık 50 ila 200 ton ZnO toplayabilir. Bu malzeme:

• Çinko rafinerisine satılır (Pb ve Cd kalıntısına göre fiyat).
• Kauçuk ve seramik endüstrisine ZnO pigment olarak satılabilir (saflık yeterli ise).
• Bazı tesisler banyoya doğrudan iade etmeyi dener; pratikte tortu ve bottom dross artışı nedeniyle önerilmez.

Banyo verimini artıran kararlar

• Şerit ön ısıtması fırın çıkışında 460 ± 5 °C; 10 °C oynama bottom dross'u %15 artırır.
• Hava bıçağı basıncı stabil; basınç dalgalanması sokak görünümünde iz bırakır.
• Banyo Al kontrol periyodu en fazla 2 saatte bir; ICP yerine XRF yeterli.
• Dip skimming her 8 saatte bir; aksi halde kepçe Fe₂Al₅ kristallerini şerit altına savurur.
• Hat hızı tutarlı; ani durdur ve başlat banyoya termal şok verir, yüzey kalitesi 30 dakika düşer.

Çinko tozu temas noktaları

Continuous galvanizing hat sahibi için çinko tozu üç noktada gündeme gelir: (1) ön tretmente düşük DFT zinc rich primer altı astar (2) hat çıkışı kesim kenarı onarım spreyi (3) müşteri sahasında lokal hasar onarımı (boru, çatı, oluk). Üçü de Fine grade küresel çinko ile çalışır. Atso Tek Fine grade (4 ila 5 µm, küresel) bu üç uygulama için stokta tutulan standart kalitedir.

Boru hattı ve depolama tankı kaplamasında ZRP detayı için boru hatları ve storage tank ZRP yazımız (/tr/blog/boru-hatlari-storage-tank-zrp) tamamlayıcı kaynaktır. Atso Tek ürün ailesi (Superfine, Fine, Fine Flake) ve numune talep formu için /tr/#products bölümüne göz atabilirsiniz.

Ön tretment için çinko tozu seçim kriterleri

Continuous galvanizing hattının önündeki ön tretment (zinc rich pre treatment) banyosu, sürekli akışlı ve yüksek hat hızı altında çalıştığı için hammadde sapmalarına klasik bir batch banyodan daha duyarlıdır. Çinko tozu partikül boyut dağılımındaki D90 değerinin sapması, sprey memesi tıkanması ve film kalınlığında dalgalanma yaratır. Fine grade (4 ila 5 µm medyan) küresel çinko bu uygulamada tercih edilir; partikül homojenliği ve sediman süresi reçetenin servis ömrünü belirler.

• Partikül medyanı (D50) lot bazlı sapma 0,5 µm'nin altında tutulmalı.
• Metalik çinko fraksiyonu %97 minimum; oksit fraksiyonu galvanik reaktiviteyi düşürür.
• Pb ve Cd kalıntısı düşük olmalı; otomotiv ve gıda ambalajı şartnameleri REACH eki XVII limitleri uygular.
• Sediman testi: 24 saat dinlenen banyo karıştırmadan homojen kalıyorsa tiksotropi yetersiz, kompresyon yetersizdir.

Kesim kenarı ve kaynak izi onarımı

Continuous galvanize edilmiş şerit, sonradan kesilip kaynaklandığında ya da delik açıldığında, kaplaması olmayan bir kenar oluşur. Bu kenarın saha onarımı, soğuk galvanizleme ürünleri (ZRP içerikli aerosol veya fırça uygulamalı) ile yapılır. Ürün üzerindeki kaplama, ana yüzey ile galvanik temas sağladığı sürece, kenarın 25 mm'lik bir şeritte korunmasız kalması bile orta vadede kabul edilebilir; bu mesafenin ötesinde galvanik etki zayıflar ve kırmızı pas başlar. ASTM A780/A780M, sıcak galvanizli yüzeyler için onarım rehberidir ve continuous galvanize ürün için referans olarak kullanılır.