机械法去除废次镀锌板锌层新技术研究

摘要

近年来，随着中国经济的发展，特别是建筑行业、汽车行业、家电的普及等，在我国，国民对镀锌板的需求数量在不断增加。由于镀锌板能防腐蚀、成本低、其各方面性能良好等优点，被广泛应用于生产生活的各个领域，然而在镀锌板的生产过程中不可避免地产生了大量的废次镀锌板，不能满足用户要求。如果不对废次镀锌板进行处理，重新利用，便会造成大量的资源浪费，损害经济利益。传统的去除废次镀锌板锌层的方法，普遍采用浓的化学药品，不仅生产工艺复杂，生产成本较高，生产控制不当时，对镀锌板基板可能造成损害，而且去镀后期工艺复杂，对环境造成了严重的污染。因此本论文拟研究一种设备简单，低成本，低污染的去锌方法，来去除废次镀锌板镀锌层，并且不能损害到镀锌板基板，锌层去除后的镀锌板可以在表面镀上新的镀层，也可以通过加工处理后，作为其他材料使用，从而实现了废次镀锌板的再次回收利用，创造出更多的社会价值和经济价值。
　　本论文采用机械法去除废次镀锌板表面锌层。该研究的重点包含两部分:一是研究适合于去除镀锌层的柔性磨头，二是研究去除镀锌层的关键工艺参数。论文首先主要对镀锌板的发展现状、未来需求、镀锌板生产、镀锌板存在问题等进行了简单综述，再介绍了传统的去除表面镀层的方法及现阶段镀锌板镀锌层的去除方法，并指出了传统去锌方法存在的问题。同时研究了机械法去除废次镀锌板表面锌层技术工艺参数对去锌效果的影响，最后探索出去除废次镀锌板锌层的最佳工艺参数，去锌后镀锌板的表面粗糙度达到Ra≤0.9um，去锌率达到98％，表面质量达到冷轧产品表面质量判定标准，普通级FA水平，加工成本低于300元/吨;对今后实际生产中去废次除镀锌层的研究有一定的指导意义。本论文以泡沫树脂为基体，以水泥，树脂，水玻璃为粘结剂，氧化铝和二氧化硅作为磨料，制备柔性磨头，探索相关工艺参数、磨头形状、磨抛方式等对去锌效果的影响，其主要的研究内容及结果如下:
　　(1)以泡沫树脂为基体，采用水泥、树脂、水玻璃三种不同的粘结剂，制备了水泥磨头、树脂磨头、水玻璃磨头三种磨头。通过分析可得知，水泥粘结剂磨头的养护时问长，且磨抛时易碎;树脂粘结剂磨头的固化时间短，但不能耐高温，磨抛时易软化且与钢板粘结;
　　水玻璃粘结剂磨头的固化时间短，烧结后就成型，磨抛时不易碎，强度高，寿命长，去锌效果比水泥磨头和树脂磨头去锌效果好。
　　(2)以氧化铝和石英砂作为磨料，由于氧化铝的硬度比石英砂的硬度高，氧化铝磨料做成的磨头比石英砂磨料做成的磨头耐磨性更好，使用寿命更长，当磨头长时间使用的情况下，氧化铝磨头的去锌效率要高一些，但成本比石英砂磨头成本高，考虑到大批量生产的成本问题，磨头磨料选用氧化铝，研磨剂中磨料选用石英砂。
　　(3)磨抛工艺参数分析:当选用磨料粒度40-80目时，机械去锌后镀锌板划痕比较大，粗糙度为Ra1.72，未能达到粗糙度≤0.9μm水平要求，去锌率可以通过增加磨抛时间和磨抛压力来达到，但40-80目磨料的粗糙度值过大，120-160目磨料粒度太细，去锌效率低，80-120目磨料粒度比较合适。且发现当磨料粒度80-120目时，3分钟的磨抛时间太短，去锌率未达到要求，4分钟和5分钟的磨抛时间去锌率和粗糙度值变化不大，故选取4分钟的磨抛时间比较合适。当磨料粒度为80-120目，磨抛压力为30N时，粗糙度可以达到要求，但去锌率达不到要求，磨抛压力50N和磨抛压力70N的去锌率相差不大，都达到90％以上，磨抛压力为50N时，粗糙度值为Ra0.59，但磨抛压力为70N时，粗糙度值为Ra1.76，故磨抛压力选取50N比较合适。
　　(4)在钻床上磨抛方式为圆周运动时磨头形状的选取，环形树脂基磨头的优点在于磨头中间为空心，有利于磨抛时产生热量的排出，保护镀锌板基体，同时磨头的受力均匀，去锌也均匀。由此可看出，在钻床上进行去锌磨抛实验时，环形树脂基磨头效果最好。
　　(5)在TXY涂料耐洗刷测定仪上磨抛方式为来回往复运动时，磨头形状的选取，当磨抛压力为40N，磨抛时间为30min，磨料粒度为80-100目时，选择每条磨头上小磨头条数为2条，宽度为2cm的条状磨头，实验效果最好，且运动平稳，振动小，去锌率和粗糙度都能达到要求，但是实验磨抛的时间太长，去锌效率太低。
　　(6)在最优单因素参数组合下，磨抛后镀锌板的去锌率达到98.9％，与未镀锌钢板的含锌量接近，表明镀锌层已经基本完全去除，满足去锌率大于或等于98％的要求。经过精磨工序后，钢板表面比较光滑，划痕较少，粗糙度为Ra0.24um，也符合Ra≤0.9um的要求。
　　(7)在其他磨抛参数固时，虽然两种研磨剂去锌后镀锌板的粗
　　糙度值和去锌率相差不大，但无酸研磨剂研磨时间需8min，酸性研磨剂的研磨时间减少为3min，酸性研磨剂的去锌效率比无酸研磨剂的去锌效率高。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．2 镀锌及镀锌板的分类和应用

1．3 镀锌板的发展现状及废次镀锌板的产生

1．3．1 镀锌板的发展现状和发展方向

1．3．2 废次镀锌板的产生原因分析

1．4 目前去除废次镀锌板表面锌层常用方法

1．4．1 化学法

1．4．2 电化学法

1．4．3 机械法

1．5 本论文的研究目的及意义

1．6 本论文的研究内容

第二章 实验条件与测试方法

2．1 实验材料及仪器设备

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验仪器及检测设备

2．3 实验结果检测方法

2．3．1 表面去锌率的检测

2．3．2 表面粗糙度的测量

2．4 实验过程

2．4．1 实验流程

2．4．2 实验技术路线

2．5 磨头制备

2．5．1 磨头的定义

2．5．2 水泥磨头的制备

2．5．3 树脂磨头的制备

2．5．4 水玻璃磨头的制备

2．6 研磨剂的配制

2．6．1 无酸研磨剂的配制

2．6．2 酸性研磨剂的制备

第三章 主要工艺参数对去锌效果的影响及分析

3．1 磨抛参数对去锌效果的影响及分析

3．1．1 磨料粒度对去锌效果的影响及分析

3．1．2 磨抛压力对去锌效果的影响及分析

3．1．3 研磨时间对去锌效果的影响及分析

3．2 材料参数对去锌效果的影响及分析

3．2．1 磨头磨料种类对去锌效果的影响及分析

3．2．2 磨头粘结剂对去锌效果的影响及分析

3．2．3 研磨剂对去锌效果的影响及分析

3．3 磨头形状和磨抛方式对去锌效果的影响及分析

3．4 最优单因素组合下去锌效果

3．5 加工成本预算及预期效益

3．5．1 加工成本预算

3．5．2 预计经济效益和社会效益

3．6 本章小结

第四章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果