У чорній металургії і машинобудуванні широко застосовують гаряче оцинкування металопродукції для захисту її поверхні від окислення. Процеси гарячого оцинкування, як правило, здійснюють на виробничих лініях безперервної дії, що містять різні технологічні вузли, наприклад, ванни з флюсом, після нанесення якого на поверхню виробу з'єднання стали з цинком прискорюється, а їх зчеплення посилюється. Однак незалежно від виду продукції все лінії містять печі-ванни різної конструкції, заповнені розплавом цинку, в яких безпосередньо відбувається гаряче оцинкування.
додаткова інформація
Одним з двох основних відходів зазначеного процесу є гартцинк. представляє собою складне фізико-хімічна сполука, різного хімічного складу, другим - оксид цинку. Загальновідомо, що ці відходи можна надалі утилізувати, наприклад, для виділення з них хімічно чистого цинку. У даній роботі розглядаються різні способи утилізації гартцинка і рекомендований до розширення впровадження найбільш ефективний з них, впроваджений в м Череповці на ВАТ «Северстальметіз».
Гартцинк утворюється в результаті реакцій на поверхні виробів як продукт взаємодії стали з рідким цинком. Завдяки великій питомій вазі гартцинк поступово осідає на дні ванн печей. Періодично його вичерпують в спеціальні виливниці, а потім відправляють на спеціалізовані підприємства для подальшої утилізації.
Очевидно, що більш доцільно отримувати хімічно чистий цинк з гартцинка безпосередньо в цеху, що виробляє оцинковану металопродукцію, з подальшим його поверненням в основне технологічне виробництво. Однак відомі способи отримання хімічно чистого цинку з гартцинка недостатньо ефективні. Наприклад, відомий спосіб, реалізований на АТЗТ «Сталь» на Колпакової печі ОКБ-443, призначеної для відпалу рулонів сталевої стрічки [1].
Цей спосіб включає вичерпування гартцинка з ванни, заливку його в виливниці, добавку в гартцинк порошкоподібного алюмінію і розчину флюсу, завантаження изложниц в піч, нагрів протягом 2 годин, витримку і охолодження протягом 10 годин при температурі 440-480 ° С в атмосфері захисного газу, що містить 96% азоту і 4% водню з температурою точки роси -30 ° с, слив виділеного з гартцинка цинку в приймальні виливниці. При розробці цього способу перед плавкою в гартцинк додавали алюміній у вигляді порошку - 1-2 кг / т і розчин флюсу - 1,5-3,0%.
Тут доречно зазначити, що стосовно вилучення цинку з гартцинка добавка порошкового алюмінію впливає як вільний окислювач, переводячи частину примесного заліза в сплаві FeAl і частково відновлюючи цінкіди гарцінка. Механізм дії флюсового суміші полягає в тому, що вона, розплавляючись, офлюсовивает «заплутався» цинк, який під впливом флюсу рафинируется в краплях і стікає в приймальню изложницу. Отриманий таким чином цинк за вмістом заліза відповідає маркам Ц2 і Ц3 по ГОСТ 3640-79 і використовується у власному виробництві продукції.
Однак тривалість циклу реалізації цього способу визначає його невисоку продуктивність і призводить до підвищених витрат електроенергії і захисного газу. Крім того, незважаючи на відповідність виділеного цинку за вказаною ГОСТу, є реальна можливість подальшого підвищення хімічної чистоти цинку, виплавленого з гартцинка без використання зазначених добавок, що економічно більш ніж виправдано.
На відміну від варіанту, описаного в роботі [1], де температура становить 0,657-0,686 температури плавлення гартцинка, температура в печі після нагрівання і плавки дорівнює або перевищує цю температуру. Це дозволяє скоротити час виплавки, забезпечити зменшення переходу домішок заліза в цинк, знизити витрату електроенергії і підвищити продуктивність процесу виплавки. Крім того, у другому варіанті не використовується захисний газ, а також добавки алюмінію і флюсу.