Noviembre 2016
Buenas practicas del proceso de Galvanización en Caliente
Ing. Renato Tozin
Agenda
• Fundamentos de la Corrosión;
• Importancia de las etapas previas al baño de zinc;
• Tratamientos químicos;
• Baño de zinc;
• Como generar menos dross, ceniza y optimizar el consumo de zinc;
• Defectos más comunes en el proceso de HDP;
• Cuidados con la cuba;
• Ventaja de las aleaciones (Zn-Al, Zn-Ni, Zn-Bi).
Galvanización – La plenitud del Acero
Galvanización – La plenitud del Acero
¿QUIEN ES EL MAYOR CONSUMIDOR DE ACERO EN
EL MUNDO?
CORROSIÓN
CORROSIÓN
Aproximadamente 30% de la producción mundial de hierro y acero es perdida
con la corrosión
El acero busca retornar a su estado de origen (estado de mayor estabilidad) como mineral.
¿Por qué galvanizar el acero?
• A la hora de crear nuevos productos, buscamos en la naturaleza aquellos materiales con propiedades (eléctricas, mecánicas, químicas, etc.) que deben cumplir con los fines para los que fueron creados.
• En ocasiones, para obtener estas propiedades el mineral debe transformarse y formar estructuras o enlaces metálicos aplicando energía.
• La corrosión es el proceso de reacción de los metales con el medio ambiente para volver a su estado combinado, que es el termodinámicamente mas estable.
METAL
MINERAL
CO
RR
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- ENERGIA+ ENERGIA
CORROSIÓN DE LOS METALES
Fue
nte
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TEG
Fundamentos de la corrosión
Algunos estudios respecto a los costos de la corrosión son:
• 1971. T.P. Hoar (Devit. Trade and Ind. [Revision of the Instituion of Technology, 32.1, 19-22, 1972)]: Costo anual en el Reino Unido: £ 1.365 Millones (3,5% PIB)
• 1977. National Bureau of Standards/ Battelle Institute (NBS Special Publication 511-I y 511-II Mayo 1978). Costo anual en EE.UU: US$ 70.000 Millones (4,2% PIB)
• Hoy en día, de acuerdo al World Corrosion Organization, se estima que el costo de la corrosión para la economía mundial es de US$ 2,2 Trillones (3% PIB).
• La utilización de técnicas adecuadas de protección frente a la corrosión supone un ahorro de hasta el 25% de este monto.
COSTOS ECONÓMICOS DE LA CORROSIÓN
Fundamentos de la corrosión
• Aquellos que se disocian en un electrólito más fácilmente:
¿QUE METALES SE OXIDAN PREFERENTEMENTE?
• El zinc es menos noble que el acero, por eso se oxida preferentemente, sacrificándose.
Métodos de protección del acero
COMPARACIÓN GRÁFICA ENTRE DIFERENTES SISTEMAS PROTECTORES DEL ACERO
Fue
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TEG
Protección del acero con zinc
• Agresividad del ambiente en que se encuentra;
• Condiciones de acceso en caso de necesidad de mantenimiento;
• Durabilidad esperada;
• Tamaño de la estructura;
Criterios para definición del sistema adecuado:
Zn30
Zinc
Existen diversos
revestimientos de
Zinc disponibles.
Revestimientos de Zinc:
TECNICAS DE DEPOSICIÓN
Procesos de aplicación del zinc
T = 440 a 460oC
Zinco
fundido
GalvanizaciónPor inmersión
en caliente
capade 42 a 200µm
Galvanización electrolítica
capade 2 a 20 µm
Procesos de aplicación del zinc
Etapas del Proceso Continuo:
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El proceso es básicamente el mismo, pero opera de forma
continua. Una bobina de acero es desenrollada y pasa por
todo el proceso de limpieza y galvanización. Al final del
proceso es bobinada nuevamente.
Procesos de aplicación del zinc
Etapas del Proceso Continuo:
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Velocidad de corrosión del zinc
• Tasa media de corrosión en µm/año
Exposición ambiental
¿Qué es la Galvanización por Inmersión en Caliente?
Proceso de revestimiento por zinc de piezas de acero o hierro fundido de cualquiertamaño, peso, forma y complejidad, garantizando su protección contra la corrosión.
Existen 2 procesos degalvanización por inmersión encaliente:
• Batch: las piezas de acero yafabricadas son sumergidas enel baño de zinc;
• Continuo: Son galvanizadasplanchas de acero que sondestinadas a la industriaAutomovilística, Linea Blanca yConstrucción Civil en general.
Galvanización por Inmersión en Caliente
Etapas del Proceso de Batch:
Nota: Si se va pintar, no se recomienda pasivar.
En este proceso, son galvanizadas piezas ya
fabricadas de acero, limitadas en tamaño
por la dimensión de la tina de zinc;
Ocurre la formación de un enlace
metalúrgico que garantiza una fuerte
adherencia del revestimiento de zinc, la
cual es superior comparada a otras formas
de revestimiento.
1) Desengrase (Ácido o Alcalino)
2) Enjagüe (agua)
3) Decapado (HCl)
4) Enjagüe (agua)
5) Fundente (↓ Tensión Superficial)
6) Secado
7) Baño de Zinc Fundido (450ºC)
8) Enfriamiento y/o Pasivado
Etapas previas al baño de zinc
• Tamaño del material y facilidad de manipulación;
• Peso de las piezas que permita la operación dentro del rango de capacidad térmica;
T inicial < 455°C y T final > 430°C
Etapas previas al baño de zinc
• Condiciones Superficiales y de escurrimiento;
Etapas previas al baño de zinc
• Calidad y tipo de acero;
- La composición química del acero es determinante en las características del revestimiento;
- Los aceros en que la suma del contenido de silicio y fósforo esté entre 0,05% y 0,15% no son aptos para ser galvanizados (aceros reactivos);
• Ventilación de piezas tubulares;
- La galvanización de piezas tubulares es una operación muy delicada y requiere cuidados extras con la seguridad;
- Alrededor del 80% de las quemaduras porproyección de zinc fundido en plantas degalvanización está directamente relacionadocon maniobras mal ejecutadas en el procesode estos materiales. Fu
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Etapas previas al baño de zinc
• Eliminación de contaminantes superficiales;
- Es obligación del cliente entregar al galvanizador los materiales libres depinturas y productos de corrosión;
- Es posible eliminar algunas pinturas y esmaltes en las instalaciones dedesengrase alcalino en caliente con que cuentan las plantas de galvanización. Sin embargo, la factibilidad de este proceso debe ser calificada caso a caso.
• Remoción de Pinturas y productos de corrosión;
- Superficies pequeñas:
- Uso de solventes, limpieza mecánica y quemado con soplete.
- Superficies grandes:
- Limpieza abrasiva (Arenado o Granallado).
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Etapas previas al baño de zinc
Ganchos y vigas de proceso;
- Para obtener altas tasas de producción es necesario desarrollar técnicas de proceso por lote de piezas. El uso de vigas, racks y canastillos de proceso en que se cuelguen o dispongan los artículos es fundamental;
- Como elementos para sujeción o amarre de elementos para proceso, es habitual el uso de alambres o trenzados de alambre de distintos calibres que tengan la resistencia adecuada para resistir las solicitaciones propias del proceso (preferencialmente con bajo contenido de Si);
- La sujeción o amarre debe garantizar que las piezas cuenten con la adecuada separación para que penetren las soluciones y el zinc fundido y las piezas grandes cuenten con un ángulo de 45º como mínimo;
- La sujeción debe garantizar que no se caigan o descuelguen las piezas en las distintas etapas del proceso;
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Etapas previas al baño de zinc
• La sujeción o amarre debe permitir:
- La adecuada y segura movilización del material en vigas, racks o canastillos en cada etapa del proceso;
- Debe garantizar que las piezas cuenten con la adecuada separación para que penetren las soluciones y el zinc fundido en todas sus partes;
- Debe permitir que las piezas sean balanceadas tanto en baños líquidos como en el de zinc fundido;
- La sujeción debe garantizar que no se caigan o descuelguen las piezas en las distintas etapas del proceso;
- La sujeción debe garantizar que no generará deterioro en los productos terminados;
- La utilería para colgado debe ser fabricada a partir de materiales nuevos. El acero utilizado en su fabricación debe ser apto para galvanización, es decir ,no deben ser fuente de generación de residuos.
- Las piezas de grandes dimensiones o de gran peso deben ser manipuladas cuidadosamente para evitar deformaciones o que sufran daños durante el proceso.
Tratamientos químicos
1) Desengrase
2) Enjagüe (agua)
3) Decapado (HCl)
4) Enjagüe (agua)
5) Fundente (disminuir tensión superficial)
6) Secado
7) Baño de zinc fundido (450°C)
8) Enfriamiento y/o Pasivado
Nota:
Si se va pintar, no se recomienda pasivar.
Tratamientos químicos
Desengrase
Enjagüe
Decapado
Enjagüe
Fundente
Secado
Baño de zinc
Enfriamiento
Tratamientos químicos
• Desengrase:
Función:
- Proporcionar una superficie metálica limpia, libre de grasa y aceites, apta para el decapado;
- Tipo Alcalino con temperatura y tipo Acido en frío.
Fu
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A
Tratamientos químicos
• Desengrase Alcalino:
- 10 a 20 minutos de inmersión;
- Rango de temperatura entre 55° y 85°C;
- Concentración de hidróxido de sodio entre 50 y 100 mg/l;
- La acción de limpieza se puede mejorar mediante aditivos;
- Los agentes espumantes reducen las pérdidas de temperatura;
- Se deben descartar cuando saturan de aceite y grasa;
- Se debe limpiar permanentemente el aceite que se acumula en la superficie.
Fu
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TIZ
A
Tratamientos químicos
• Desengrase Acido:
- Tiempo inmersión 5-15 min;
- Rango típico de temperatura 15° a 30 °C;
- Por ser ácidos, predecapan y no requiere enjuague para pasar al decapado;
- Un buen desengrase transforma y precipita el aceite al fondo del tanque;
- Un buen desengrase ácido no se descarta nunca;
- No generan evaporación ni olores;
- Es seguro al ambiente y operadores;
- Reduce la generación de humos generados por aceites de arrastre.
Fu
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TIZ
A
Tratamientos químicos
• Comparación de desengrases:
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A
Desengrase Alcalino Desengrase Ácido
Proceso Enjagüe necesario. Enjagüe innecesario.
Precio producto Prod. químico barato. Prod. químico caro.
Eficiencia Buena. 10-20 min. Excelente. 5-15 min.
Uso de energía Requiere calentar. No requiere calentar
Proceso de contaminación Arrastre de aceites y grasas en emulsión.
Es compatible con decapado. Aceite se transforma.
Duración de la solución Corta (8-12 meses). Indefinida.
Tratamientos químicos
• Enjagüe Desengrase Alcalino:
- Objetivo primordial es evitar el arrastre de solución alcalina hacia los decapados;
- Se debe cambiar o renovar periódicamente;
- Se puede eliminar cuando se utiliza desengrase ácido;
- Por lo general, se consumen de 2 a 10 litros de agua por tonelada de acero
galvanizado, dependiendo del espesor del acero.
Fu
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Tratamientos químicos
Desengrase
Enjagüe
Decapado
Enjagüe
Fundente
Secado
Baño de zinc
Enfriamiento
Tratamientos químicos
• Decapado:
Función:
- Objetivo primordial es eliminar la corrosión y los óxidos de la cascarilla de
laminación de la superficie metálica sin atacar el metal base de acero;
- Velocidad de decapado depende de concentración de ácido, contenido de Fe,
contenido de Materia orgánica, agitación y aditivos;
- Se recomienda decapados en base a HCl debido a que son más rápidos, eficientes,
no requieren temperatura y son menos nocivos a la salud y medio ambiente;
- Los decapados con H2SO4 requieren temperatura, son altamente nocivos,
ineficientes y cada vez menos usados.
Fu
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TIZ
A
Tratamientos químicos
• Decapado a base de HCl:
Reacción:
FexOy + HCl => FeCl2 + H20
Requerimientos del decapado:
- Por lo general el tiempo de inmersión es entre 15 y 60 min;
- Rango de HCl: 50-150 g/l;
- Fe: <80 g/l;
- Temperatura: ambiente - 30°C (+ 10°C es 2x más rápido);
- Se recomienda Usar el Diagrama de Kleingarn.
Fu
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TIZ
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Tratamientos químicos
• Procedimiento de preparación del decapado a base de HCl:
- Utilizar siempre E.P.P.;
- Al preparar un baño de decapado, determinar correctamente el volumen de
trabajo requerido.
- Colocar el 50% del volumen de agua;
- Colocar los aditivos Antievaporantes e Inhibidores;
- Agregar el 50% de HCL , bajo la superficie del agua;
- Ideal usar la curva de Kleingarn.
Fu
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Tratamientos químicos
• Ventajas de usar la curva de Kleingarn:
- Mantener concentraciones de Fe y HCL en equilibrio;
- Mantener la máxima velocidad de decapado para distintas concentraciones de HCl
y Fe;
- Reducir el consumo de HCL hasta en 40%;
- Reducir los descartes por ácido agotado;
- Menos humo;
- Reducción de los costos de mantenimiento.
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Tratamientos químicos
• Optimización de la curva de Kleingarn:
- Inicio a 150 g/l HCl [A];
- Evaporación limite (máx. 25°C)
- A 50 g/l HCl [B]
- Purgar la solución;
- Añadir agua + HCl a 150 g/l [C]
- Optima velocidad de decapado: linea
azul;
- Valido a 20°C, sin zinc.
- Necesidad de un análisis periódico de
Fe y HCl;
- Disposición de acido a 200 g/l de Fe y
15 g/l de HCl o generación con Na2SiO3 .Fuente: IZA
Tratamientos químicos
• Chequeo de las concentraciones de Fe y HCl en el decapado:
- Titulación del acido con NaOH;
- Concentración de Fe determinada por densidad y nomograma (Valido a 20°C).
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Tratamientos químicos
• Aditivos al Decapado:
- Es indispensable utilizar aditivos Inhibidores de corrosión para evitar el sobredecapado del acero;
- Uso de inhibidores reduce el consumo de HCL y de Zinc;
- Los Antievaporantes mejoran las condiciones del aire dentro de la planta;
- También los Antievaporantes ayudan a reducir los costos de mantención por menor corrosión de
estructuras;
- Algunos Antievaporantes permiten incluso cumplir norma OSHA PEL - NIOSH REL ACGIH TLV que
establecen 5 ppm de HCL en el ambiente;
- No utilizar Antievaporantes que contengan tensoactivos pues generan espuma que puede interferir
en un buen decapado.
• Regeneración:
- No utilizar tina de decapado para disolución de zinc;
- Utilizar tina separa para disolución de zinc;
- Muy rápida saturación del acido;
- Disolución de zinc puede ser hecha con una concentración de ácido mucho menor que el
decapado;
Tratamientos químicos
Desengrase
Enjagüe
Decapado
Enjagüe
Fundente
Secado
Baño de zinc
Enfriamiento
Tratamientos químicos
• Enjagüe:
Función:
- Objetivo primordial es evitar el arrastre de solución ácida hacia el flux;
- Evitar el arrastre de hierro (reduce la vida útil del fluxado y mayor generación de
dross);
- Se debe cambiar o renovar periódicamente;
- Se recomienda doble y/o en contracorriente;
- Doble enjuague permite reducir la generación de Dross y gestionar mejor el pH en
el fluxado;
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Tratamientos químicos
• Enjagüe en contracorriente:
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Tratamientos químicos
Desengrase
Enjagüe
Decapado
Enjagüe
Fundente
Secado
Baño de zinc
Enfriamiento
Tratamientos químicos
• Fundente:
Función:
- Facilitar la reacción metalúrgica entre la pieza de acero y el zinc fundido;
- Disolver los óxidos remanentes en la superficie de la pieza y evita la oxidación del acero decapado;
Parámetros:
- Sal doble: 55% de ZnCl2 + 45% de NH4Cl;
- Temperatura: de 20 a 75°C;
- pH recomendado: 3 a 4,2;
- Tiempo de Inmersión: 1 a 2 minutos;
Etapas previas al baño de zinc
Fundente:
Calidad del fundente según el color:
- Color gris claro: Indica que la solución esta dentro de la especificación;
- Color marrón-rojo: Presencia de hierro como hidróxido férrico Fe(OH)2. Puede indicar pH muy alto.
- Color marrón-verde: Presencia de hierro en exceso disuelto en forma de cloruro ferroso FeCl2.
Ventajas de un buen Fundente:
- Disminución del consumo de zinc;
- Menor generación de dross, ceniza y humos;
- Mayor productividad (cerca de 10%);
- Mayor calidad de galvanizado, menos rechazo.
Etapas previas al baño de zinc
Fundente:
El operador debe verificar:
- Que las piezas no desarrollaron ningún tipo de oxidación debido a un tiempo prolongado en el aire libre antes de emergieren en el fundente;
- Que los agujeros de ventilación y el drenaje son suficientes en los baños previos;
- Que las piezas pasaron correctamente por el enjagüe con agua para retirar todos los residuos de acido y compuestos con hierro libre;
- La pieza debe tener un color gris sin marcas negras y marcas de escurrimiento de agua.
Etapas previas al baño de zinc
Fundente:
Relación entre
ZnCl2 y
NH4Cl
Alto ZnCl2 resulta en un secado lento luego del fluxado, generando excesiva salpicadura de zinc durante la entrada de las piezas a la tina.
Alto NH4Cl resulta humo excesivo en el baño de zinc.
Un bajo nivel de ZnCl2 da como resultado la reoxidación de lasuperficie de acero durante el secado después del fundente,reduciendo la eficiencia de flujo y aumento de la producción de escoria durante galvanizado.
Bajo NH4Cl puede resultar en puntos negros en la superficie galvanizada.
Etapas previas al baño de zinc
Desengrase
Lavado
Decapado
Lavado
Fundente
Secado
Baño de zinc
Enfriamiento
Etapas previas al baño de zinc
• Secado:
Función:
- Evaporar todo el agua de la pieza antes de la inmersión en el zinc fundido;
- Mantener la temperatura de las piezas debajo de los 100°C para evitar la quema de los sales;
Ventajas del Secado:
- Utilizando secadores a 100°C se puede obtener mejor acabamiento de las piezas galvanizadas;
- Permite un secado completo de las piezas, evitando explosiones;
El baño de zinc
Desengrase
Lavado
Decapado
Lavado
Fundente
Secado
Baño de zinc
Enfriamiento
El baño de zinc
• Temperatura:
- Rango de Operación: 440 a 460°C
- Rango Optimo: 448 a 452°C
- Riesgos de se trabajar a bajas temperaturas (<440°C): Baja fluidez del baño, menor escurrimiento y piezas más rugosas.
- Riesgos de se trabajar a altas temperaturas (>460°C): Menor vida útil de la cuba, mayor formación de dross.
• Trabajar a bajas temperaturas:
- Optimiza el consumo de zinc;
- Minimiza la generación de dross y ceniza;
- Maximiza la vida útil de la cuba.
El baño de zinc
• Tiempo de Inmersión:
- Mas tiempo de inmersión = más tiempo de reacción entre el hierro y el zinc;
- Reducir el tiempo de inmersión reduce el espesor de la capa;
- Para minimizar el tiempo de inmersión una buena practica es esperar a que termine la
ebullición;
- Velocidad de salida: 1m/min (en comparación con 3 o 4m/min, puede reducir el consumo de
zinc hasta un 10%).
Producto Consumo Unidad
Zinc 45-60 kg / tonelada
Dross 3-6 kg / tonelada
Ceniza 5-10 kg / tonelada
Polvo * 10-15 kg / tonelada* En el caso de Galvanización de Tubos con sistema de soplo
• Consumos típicos:
Propiedades del galvanizado
Doble protección contra corrosión:
Barrera Catódica
Formación de sales
de Zn que sellan
las
discontinuidades.
Ánod
oCátodo
Revestimiento AnódicoSubstrato de
acero
Gama (Fe3Zn10)73-80% Zn
Delta
(FeZn7)89-93% Zn
Zeta
(FeZn13)93,7-94,3% Zn
Eta (Zn)100% Zn
La capa de zinc protege el acero del contacto con el medio.
El zinc sufre corrosión preferencial al acero y se sacrifica para protegerlo.
Proceso de cicatrización: En caso que el revestimiento sea dañado, el producto de corrosión del zinc, por ser adherente y insoluble, se deposita sobre la superficie expuesta del acero aislándola nuevamente.
Propiedades del galvanizado
Excelente Adherencia:
Fue
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TEG
Ensayo de Tracción superficial (EN 24624)Fuerza de Adhesión: 12-37 N/mm2
Propiedades del galvanizado
Elevada resistencia a los impactos:
Propiedades del galvanizado
Ensayo mediante cilindro giratorio recubierto de papel esmeril (DIN 438-2)
Fue
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TEG
Elevada resistencia a la abrasión:
Sistema Duplex
Otra posibilidad: Aún más durableSistema Dúplex es la pintura sobre una estructura galvanizada.
Caso la pintura sufra una fisura, el zinc protegerá no solamente el acero contra la corrosión, sino también evitará que la tinta sufra con las expansiones de los óxidos de corrosión formados y se desprenda de la estructura.
Efecto de SinergiaEl sistema dúplex promueve una vida útil superior, simplificando sería la suma de vida útil del galvanizado + vida útil de la pintura. La vida útil es de 1,5 a 2 veces mayor que esa suma.
Ej: Pintura = 10 añosGalvanizado = 40 añosSistema Dúplex = 75 años (1,5 veces)
Ideal para ambientes con pH inferior a 5.
Cuando el acero galvanizado sufre alguna fisura, el zinc sufre oxidación preferencialmente y el producto de esta oxidación precipita sobre la falla protegiendo la región - protección catódica.
..
Sistema Duplex
Normalización del sistema Duplex:
UNE-EM ISO 12945-5: Pinturas y Barnices. Protección de estructuras de acero frente a la corrosión
mediante sistemas de Pintura protectores.
ABNT NBR 9209 – Preparação de superfícies para pintura Processo de fosfatização – Procedimento (para
aços carbono e aços galvanizados);
ABNT NBR 10253 – Preparo de superfície de aço carbono zincado para aplicação de sistemas de pintura –
Procedimento.
ABNT NBR 11297 – Execução de sistema de pintura para estruturas e equipamentos de aço carbono
zincado – Procedimento
Como generar menos dross y ceniza
• Como evitar la generación de dross:
- Minimizar la cantidad de hierro libre en la cuba;
- Temperatura de operación la más baja posible;
- Evitar grandes variaciones de temperatura;
• Que es el dross?
- Cristales de Fe-Zn insolubles a temperatura de trabajo;
- Apariencia arenosa que se deposita en el fundo de la cuba;
- Perjudica el calentamiento de la cuba (mal conductor de calor);
- Debe tener 3% o más de Fe.
4g Fe + 96g Zn 100g Dross
Fu
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Como generar menos dross y ceniza
• Como evitar la generación de dross en suspensión:
- Mantener un bajo nivel y evitar la agitación del dross depositado en el fundo de la cuba;
- Dejar que el dross vuelva a sedimentar por un tiempo suficiente antes de volver a galvanizar;
- Controlar las adiciones de Al;
- Mantener una temperatura uniforme en el baño de zinc;
- Inyección de Nitrógeno a traes del baño de zinc.
• Razones para la generación del dross en suspensión:
- Revolver el dross depositado en el fundo de cuba;
- Retomar la operación poco tiempo después de la remoción del dross;
- Adicción de Al puro y mala mezcla del Al;
- Variación de temperatura en el baño de zinc.
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Como generar menos dross y ceniza
• Como evitar la generación de ceniza:
- Barrido suave para evitar la formación de olas (solo delante de la pieza);
- Evitar agitación en el baño;
- Utilizar una pala liviana;
- No añadir NH4Cl.
• Que es el la ceniza?
- Óxido de Zinc, Zinc metálico, Aluminio, Cloruros;
ZnOOZn 22 2
0
• Factores que tienen influencia:
↑ T ↑ oxidación ↑ agitación ↑ oxidación
Defectos más comunes en el proceso
• Diseño de las piezas:
• Fallo en la adherencia / Zonas sin recubrir:
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te: A
ND
I
Fu
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Defectos más comunes en el proceso
• Soldaduras:
• Impurezas en el baño de zinc / Dross en suspensión:
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Cuidados con la cuba
• “Start up” de una cuba de Galvanización:
Lingotes
Cuba
Manta aislante para la cuba
Cuidados con la cuba
• Para minimizar el riesgo de fisuras en la cuba, se recomienda utilizar para el “start up” apenas zinc SHG;
• Para prevenir una presión muy alta en las paredes de la cuba, se recomienda dejar un espacio en el centro de la misma;
Cuidados con la cuba
• Recomendaciones:
- Carga térmica máxima superficial: 24 kW/m²h;
- Retirar el dross regularmente (una vez por semana);
- Limpiar regularmente los termopares;
- Retirar regularmente el dross y la ceniza de la parte superior de las paredes de la cuba;
- Evitar variaciones de altura del nivel del baño de zinc;
- No trabajar com el nivel de aluminio en el baño de zinc cerca de los 0,05%;
Cuidados con la cuba
• Recomendaciones para tiempos de inactividad prolongada:
- Para reducir las perdidas de calor por radiación superficial, se recomienda colocar una manta aislante sobre la cuba cuando esta se encuentre en un período de longa inactividad;
- En la mayoría de los casos, no se recomienda bajar la temperatura de la cuba, ya que la energía necesaria para volver a temperatura de operación es mayor que se dejar la temperatura estabilizada;
- Mantener la temperatura estabilizada también ayuda a generar menos dross;
Cuidados con la cuba
• Opciones para controlar el desgaste de la cuba:
- Vaciar la cuba atraes de una bomba y hacer una medición de ultrasonido para detectar la espesura de las paredes de la cuba.
- Hacer mediciones USI (Medición por ultrasonido interna);
- Medición de espesura de las paredes de la cuba atraes de orificios especiales en el horno refractario;
W. P
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Cuidados con la cuba
• Desgastes típicos por calentamiento excesivo de la cuba:
W. Pilling Riepe GmbH & Co. KG
Rüdiger Cramer & André Gómez M.
Ventaja de las aleaciones
• Razones para utilizar aleaciones en el baño:
- Mejorar la calidad del recubrimiento (brillo, flores de zinc);
- Controlar la reactividad de los aceros;
- Reducir el espesor del revestimiento;
- Disminuir el consumo de zinc y generación de residuos.
Ni
Al Bi
Pb
Ventaja de las aleaciones
Aluminio – Zn4E / ZnAl5% /ZnAl10%
• Utilizado por generar un aspecto mas brillante a los aceros galvanizados;
• Reduce la generación de cenizas, pues protege el baño de la oxidación del zinc;
• Contenido optimo en el baño de 0.005% a 0.009%;
• No son recomendados contenidos muy altos de Al pues puede reaccionar con los cloruros delfundente y generar puntos negros en las piezas.
Zn30
Zinco
Al13
Alumínio
Ventaja de las aleaciones
Níquel
• Controla el crecimiento de las fases metálicas, característica principal de los aceros reactivos(efecto Sandelin);
• Reduce la viscosidad de baño, mejorando el drenaje;
• Es recomendable utilizar cuando se galvaniza aceros con contenidos de Si en el rango de 0,05y 0,15% o utilizando la formula [Si+2.5(P)= posición en la curva de Sandelin];
Zn
30
Zinco
Ni
28
Níquel
• Capas con un espesor muy alto pueden generar unrevestimiento no adherente, ocasionando un posibledespegue del zinc.
• Contenido recomendable en el baño: de 0.04% a 0.06%
Ventaja de las aleaciones
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
0.01 0.05 0.15 0.16 0.21 0.29
Es
pe
so
rd
e la
ca
pa
(µ
m)
% Si efetivo
Efecto de la adición de Ni en el baño para diferentes tipos de acero
Zn SHG
0,04 %Ni
Región de Sandelin – Aceros Reactivos
Ventaja de las aleaciones
Si equivalente <0,01% Si equivalente <0,15%
• Microestructura de la capa:
Ventaja de las aleaciones
Bismuto
• El Bi tiene una baja tensión superficial, mejorando la fluidez del baño de Zn;
• Proporciona piezas galvanizadas sin exceso de Zn, además de promover un mejoracabamiento.
• Reducción en la generación de dross y consumo de zinc;
Zn30
Zinco
Bi83
Bismuto
Com adición de Bismuto. Sin adición de Bismuto. Com adición de Bismuto. Sin adición de Bismuto.
Ventaja de las aleaciones
• Algunas consideraciones respecto a las aleaciones:
- La utilización de aleaciones ayuda a minimizar la reactividad del acero, mejora el acabado del
revestimiento y auxilia en la reducción del consumo de zinc;
- Sin embargo, la utilización de aleaciones requiere un dominio del proceso y un control del
baño atraes de análisis para garantizar la calidad requerida por los clientes.
Conclusión
• Consideraciones finales:
- Monitorear, analizar y controlar el proceso;
- Mantener registros precisos;
- Tener atención con lo básico:
- Las condiciones de llegada de las piezas afectan el desengrase;
- El desengrase afecta el decapado;
- Condiciones de decapado afectan el agua de enjagüe;
- El agua afecta el fundente y las condiciones del fundente afectan el baño de zinc;
- Tener un equipo entrenado:
- Operadores deben conocer los principios básicos del proceso de galvanizado;
- Deben estar listos e saber como actuar cuando los parámetros de proceso cambian;
- Deben ser regularmente capacitados.
GRACIAS
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