| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Brancheorientering for varmforzinkning

3 Procesbeskrivelse

Ved varmforzinkning lægges et korrosionsbeskyttende zinklag på stålemner ved dypning i smeltet zink^[2]. Forinden skal emnerne (godset) imidlertid afrenses. Først fjernes olie og fedt ved en alkalisk affedtning. Der kan eventuelt anvendes en sur affedtning eller en biologisk affedtning i stedet. Herefter fjernes rust og glødeskaller, der opløses ved bejdsning i 4 - 15 % saltsyre. Bejdsen kan eventuelt være tilsat 1 - 2 % inhibitor, der i en vis grad forhindrer angreb på selve stålet. Bejdsen kan også indeholde tensider, så den både virker som en affedter og en bejdse. Godset dyppes derpå i et 40 - 70 °C varmt flusbad (vandig opløsning af zinkchlorid og ammoniumchlorid sædvanligvis i forholdet 60 % / 40 %) for at aktivere overfladen under selve forzinkningsprocessen.

Efter optagning af de opvarmede emner fra flusbadet sker der en naturlig fordampning af vandet fra den vedhængende flusvæske, hvorved kun flusbadskemikalier sidder tilbage på godsets overflade, når godset derefter dyppes i smeltet zink. Tørring er nødvendig for at undgå kraftige spøjt fra zinkgryden under dypning. Efter dypning i smeltet zink i ca. 3 min ved 460 °C (eller 560 °C ved højtemperaturforzinkning) afkøles godset normalt ved naturlig cirkulation af luft i lokalet. Vandkøling kan dog forekomme, især ved centrifugegods og små emner. Kølevandet kan også tilsættes lidt chromatsalt, hvorved der opnås en passivering af overfladen og dermed en bedre beskyttelse mod hvidrust. Dette anvendes dog normalt ikke på danske virksomheder.

Vådforzinkning, hvor flusmidlet anbringes ovenpå zinksmelten, anvendes sjældent, men kan være hensigtsmæssig i specialtilfælde.

Den komplette forzinkningsproces er:

1. Affedtning
2. Skylning
3. Saltsyrebejdsning
4. Skylning
5. Flusning
6. Tørring
7. Forzinkning
8. Køling
9. Børstning og afgratning

Nogle procestrin kan springes over, så procesrækken bliver enklere, men det kan medføre både produktionsmæssige og miljømæssige problemer.

Forenklet forzinkningsproces:

1. Bejdsning i stærk saltsyre (ca. 10 %) eventuelt tilsat bejdseaffedter
2. Flusning
3. Forzinkning
4. Køling
5. Børstning og afgratning

Affedtning kan undværes, når godset ikke er fedtet eller olieret. Ved lønforzinkning vil der imidlertid altid være fedt og olie på godset, hvilket øger bejdsetiden. Den øgede bejdsetid giver større mængder kasseret bejdsebad pr. ton behandlet gods og medfører endvidere ujævn bejdsning, hvilket giver et større zinkforbrug (tykkere zinklag visse steder på godset).

Skylning efter bejdsning kan undværes, men herved overslæbes bejdsesyren – og med den store mængder jernsalte – til flusbadet. Det er nødvendigt at holde koncentrationen af jern i flusbadet på et passende lavt niveau (bedst under 2 g/l) for at minimere dannelsen af hårdzink i zinkgryden^[3] og dermed begrænse forbruget af zink.

I figur 2 er der vist et flow-sheet for en varmforzinkningsvirksomhed, hvorpå der er angivet de dominerende ressourceanvendelser og affaldstyper.

Det skal pointeres, at den detaljerede indretning og drift af processerne varierer, hvilket bevirker, at de nævnte affaldstyper ikke nødvendigvis forekommer i enhver varmforzinkningsvirksomhed.

Uden for den egentlige proces findes en såkaldt aftrækssyre. Det er ofte en delvis brugt bejdsesyre, som anvendes til opløsning af zink fra ophæng, værktøjer og fejlproduktion. Aftrækssyren benyttes endvidere til aftrækning af zink fra tidligere forzinkede produkter i forbindelse med omforzinkning. Nogle virksomheder anvender kun aftrækssyre i begrænset omfang, og på disse virksomheder bliver selve bejdsebadet derfor kraftigt forurenet med zink fra ophæng og gods, der skal omforzinkes.

Zinkgryder
Zinkgryder varierer meget i størrelse. De største gryder i Danmark er op til 15 m lange, 2,3 m brede og 2,8 m dybe. Den samlede zinkmængde i gryden er op til 96 m³ eller knap 700 tons. Der skelnes mellem to typer af zinkgryder: keramiske gryder og stålgryder.

Keramiske gryder består af en stålkappe foret med ildfaste sten og er mest udbredt i forbindelse med højtemperaturanlæg, bla. centrifugeanlæg. Keramiske gryder findes desuden i ældre konventionelle anlæg. En keramisk gryde opvarmes elektrisk ved neddypning af el-stave i zinksmelten eller ved, at der over en del af zinkoverfladen monteres et kammer isoleret med keramisk uld, hvori der er indbygget el-varmelegemer. Kammeret kan også påmonteres et fyr for forbrænding af gas eller olie. Den i kammeret udviklede varme forplanter sig gennem zinkoverfladen til hele zinkbadet. Keramiske gryder har normalt en ret lang levetid. I Danmark kendes eksempel på en mere end 25 år gammel, i drift værende keramisk gryde.

Stålgryder er den mest udbredte grydetype. Opvarmningen sker enten ved, at grydens vægge opvarmes med udvendigt placerede gas- eller oliebrændere., eller med el-varmelegemer monteret udvendigt på sidevæggene. Stålkappen er fra ny 50 mm tyk, men tæres under driften, hvilket medfører en ret begrænset levetid (5 - 12 år). Levetiden afhænger dels af den belastning, gryden udsættes for, og dels af selve opbevaringen af smeltet zink i gryden (nedbrydningen som følge af smelten er ca. 1 mm pr.år).

Zinkgryders opbygning og varmesystem varierer fra producent til producent, og der sker en fortsat produktudvikling for at forlænge levetid, forbedre service og ikke mindst opnå et lavere energiforbrug.

Figur 1: Komplet flow-sheet over produktionen i en varmforzinkningsvirksomhed.

[2] Mere korrekt dannes en legering bestående af flere intermetalliske jern-zink faser.

[3] se definitionen af hårdzink i kapitel 6

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Januar 2011, © Miljøstyrelsen.