一、热镀锌的简介
热镀锌（ Hot Zinc Plating Technics ），它是由热镀锡工艺发展而来，至今已跨入第四个世纪。至今为止，热镀锌仍是钢材防蚀方法中应用最普遍、最有效的工艺措施。在热镀锌发展的三个世纪中，每个世纪的代表人物为：法国化学家马罗英博士、法国巴黎市政工程师索里尔及波兰杰出发明家和工程师森吉米尔。他们对钢铁的热镀锌进行了开创性的实验并发明了和建成了工业性热镀锌生产线，开创了连续、高速、高质量热镀锌的新纪元。
我国学者在总结前人的经验基础上，认识到热镀锌对国民经济发展的重要作用。因此，在工业生产中，研究金属腐蚀问题具有十分重要的意义和作用。我们选择锌为金属材料防腐蚀所具备的条件是：第一，我国含铅量丰富，便于取材。第二，锌具有良好的防腐性能。第三，锌产生的腐蚀产物体积膨胀，可以将镀锌层因腐蚀出现的间隙愈合，从而在一定程度上能减缓电化学腐蚀的进一步发展。第四，镀锌层经过铬酸盐钝化后形成多种色彩钝化膜，不仅外观漂亮，而且还能还能提高耐水蒸气腐蚀的性能。因此，锌作为钢铁基体的保护层，不但可以提供阴极保护，而且一旦发生腐蚀，其腐蚀速度还较慢。经过钝化处理的镀锌层的耐腐蚀性能还可以大大提高。这就是为何用锌作为钢铁保护层的原因。
热镀锌工艺与其他金属防腐蚀方法相比，在镀层电化学保护性、镀层致密性、镀层耐久性、镀层免维护性、镀层与基体结合力、镀层经济性以及热镀工艺对钢件形状、尺寸的适应性、生产的高效性方面具有其他工艺无法比拟、得天独厚的优势。拒日本镀锌协会长达10年的大气暴露实验表明：镀层厚度为86微米的热镀锌层在重工业海洋郊外和城市地带的耐用年限分别为13、50、104、30年。一般而言，上锌量为600克每平方米的镀锌层，其免维护的使用寿命为20-50年，对于建筑用基板不镀锌的彩板，其使用命为3-5年，而基板镀锌的彩板其使用寿命可达20-30年。据调查，热镀锌的成本远低于油漆。因此，热镀锌有很大的现实意义，这就是我国大兴镀锌业的原因。
二、国内热镀锌种类及其技术进展
(一) 国内钢板热镀锌现状及其发展
镀锌钢板广泛地用于轻工、家电、汽车和建筑行业。长期以来我国镀锌板一直属于短线产品，多年来我国镀锌板的自给率约为50%，每年需要大量进口。近年来，带钢镀锌技术的发展和动态主要集中在汽车用板，热轧带钢热镀锌和高耐蚀性热镀锌板三个方面。高表面质量是汽车面板所必须具备的基本条件，镀层表面质量与薄板表面粗糙度、清洁度、带钢化学成分及其冲压成型性有直接的关系，同时热镀工艺、锌液成分、热镀设备也是影响锌层表面质量的重要因素。
锌液中的锌渣是影响镀锌表面质量的最重要因素，在现代化生产线中，已用陶瓷内衬锅取代铁锌锅，可以有效地减少锌渣镀锌板表面质量的影响。此外，美丽的锌花是传统热镀锌板典型的特征，由此获得用户的青睐，具有一定的商业价值。但是研究表明锌花表面的不平整性，镀层中的铅含量会影响镀层板在后续加工中的加工性能、涂装性和使用中的耐蚀性。锌花尺寸随铅含量的减少而减小，开裂率和腐蚀率也分别大大降低。目前，新建镀锌生产线均采用无铅镀锌工艺，无铅镀锌已成为当前热镀锌发展的趋势。
(二) 热轧带钢热镀锌
近年来，由于薄板坯连铸连轧技术的不断进步，钢材冶金性能得以改进，热轧带钢的质量不断提高，热轧板厚度不断减薄，因此热轧镀锌板可以部分取代冷轧镀锌板，用于对表面质量和冲压性能不太高的地方，就镀层结构和镀层重量而言，热轧镀锌板可与冷轧镀锌板相比；另一方面，热轧镀锌板仍可用于厚钢板的产品，例如：车辆用梁、加强板、支座等。
热轧带钢镀锌与冷轧带钢相比不需进行高温退火和镀前冷却，对中等宽度带钢可采用适应性好的感应加热。因此可节约大量能源和降低生产成本。90年代中期，奥钢联开发出两种热轧带钢镀锌工艺：1.宽带钢酸洗镀锌联合生产线。2.窄带钢与中等宽度带钢生产线。由于热轧镀锌板的低成本，其市场前景非常广阔。
(三) 结构钢热镀锌
镀锌结构钢的确切含义应为镀锌型钢及其构造物。镀锌结构钢广泛地用于国民经济基础产业。以前我国大陆热镀锌结构钢一直以电力铁塔类生产为主，现在镀件品种扩展到各类铁塔、道路灯杆、标示牌、电缆桥架、冷却塔、建筑用轻钢龙骨、法兰等。目前我国有结构钢镀锌厂150-200家，估计2006年镀锌产量会大幅度提高。
热镀锌锌锅大型化和新型高效钝化剂的应用是近年结构钢热镀锌最活跃的应用课题。随着我国钢铁行业连铸比的逐年提高，硅镇静钢在结构钢镀锌中的比例越来越高。此外，合理地使用锌铝、锌镍合金和其他有关合金，同时对热镀工艺进行适当调整，可以获得较好的效果。其工艺要点是：采用低温镀锌，减少浸锌时间，控制起吊速度，加快镀后冷却速度。锌锅大型化已成为结构钢镀锌的一种趋势，为了满足大型镀件的需要，为了在工艺上实现低温镀锌，为了提高镀件表面质量必须使用大容量的锌锅，锌锅的深度一般为2.5-3.2米。传统的镀锌钝化剂是采用铬酸或铬酸盐，钝化后需水洗，在水洗时大量的铬离子进入冷却液，既影响钝化质量又污染水质，目前正将板管用涂敷型铬酸盐钝化剂用于结构件镀锌中，其特点是高效、免水洗、无排放。
三、镀锌钢管的前景
关于镀锌焊管的市场前景一直是热镀行业内最有争议的热点问题。镀锌钢管产量受到以下两方面因素的影响：一方面，多年来我国镀锌钢管品种单一，一直以水煤气输送管为主，而镀锌水煤气管的产量逐年下降；另一方面，近年来镀锌焊管在许多领域内取代了无缝管。事实上，符合标准的热镀锌钢管的正常使用寿命长达数十年，镀锌钢管对人体是安全的，用于热水的镀锌钢管的水垢对人体也是无害的。因此镀锌钢管在各类硬、软水中有足够的耐蚀性、稳定性、安全性，目前在大部分地区镀锌钢管仍是供水的主导产品。
镀锌焊管具有价格便宜耐蚀性好的优点。近年来已广泛用于石油套管、脚手架管、电缆套、农用喷灌管、消防管、建筑用空间网架结构管、液体输送管、城市灯塔用管、机械管、家俱管等，此外国民经济基础建设的飞速发展加大了对镀锌钢管的需求，近年我国镀锌钢管出口量增加也是原因之一，总之镀锌钢管的发展前景十分广阔。
四、本课题来源于呼英俊副教授科研项目八寸以下钢管热浸镀锌自动生产线设备设计
(一)主要设计内容：八寸以下钢管热浸镀锌自动生产线设备设计。完成镀锌机横移机设计装配图，零件的计算，强度和刚度校核，绘图等工作。
(二)技术要求：
钢管的公称通径： 1/2〞～8〞
钢管的长度： 5.8—6.2米（或用户订货要求）
钢管壁厚： 1.5—5毫米（内含非标规格）
五、选题依据及研究意义
金属材料在工农业上用的最多的是钢铁材料。但钢铁材料耐腐蚀性能比较差。热镀锌是防止钢铁生锈的一种方法，是公认的高性价比钢铁制品防护方法。
热镀锌发明于18世纪中叶，它是由热镀锡工艺发展而来，至今已跨入第四个世纪。至今为止，热镀锌仍是钢材防蚀方法中应用最普遍、最有效的工艺措施。
热镀锌工艺与其他金属防腐蚀方法相比，在镀层电化学保护性、镀层致密性、镀层耐久性、镀层免维护性、镀层与基体结合力、镀层经济性以及热镀工艺对钢件形状、尺寸的适应性、生产的高效性方面具有其他工艺无法比拟、得天独厚的优势。
焊接钢管的热镀锌技术国外在六、七十年代已经得到比较广泛的应用。由于锌层能够保护钢基体不受腐蚀，镀锌管比未镀锌的黑管寿命可延长十几倍，因而，已广泛用于钢铁的保护。如用于建筑、石油、化工、造船和电力等领域。
可见，研究与解决金属腐蚀问题在发展经济、节约能源、防止污染、保证人与自然协调共存等方面都有十分重要的意义和作用。因此，本课程设计符合市场及技术经济的需求，对我国工业的发展有着重要的意义。
钢管热镀锌生产线的设计作为毕业设计课题，其覆盖面较广，涉及到机、电、气、制冷等一体化技术以及专业课程等知识，在这个过程中，我们不但能提高自己的绘图能力，也可以提高我们的分析能力和解决实际问题的能力。
第二章 总体设计
工艺方案设计
一、整体设计题目：八寸以下钢管热浸镀锌自动生产线设备设计
二、设计内容及要求：
（一）设计内容
1.完成镀锌机烘干室横移机装配图一张A0纸。
2.完成镀锌机烘干室横移机主要零件图两张A0图纸以上。
3.完成镀锌机自动生产线及引出及设计说明书20000万字以上。
4.完成相关资料翻译40000汉字以上。
5.完成毕业实习报告2500汉字以上。
6.完成钢管热浸镀锌自动生产线工艺路线图。
（二） 设计要求
要求能够综合运用所学知识，独立完成任务书所要求的设计问题；能独立进行设计分析、计算及技术报告的完成；图纸必须符合制图规范。应用计算机绘制设计图纸，备份一份电子文档，交图时同时交电子文档；学习有关技术方针政策，树立正确的设计思想和求实的作风及工程技术的全局观点、生产观点、经济观点；掌握工程技术和科学研究的基本方法，学会调查研究、查阅技术文献、资料、手册、工具书等。
工艺流程
八寸以下钢管热浸镀锌自动生产线设备设计包括：工件运输、检验、酸洗、清水洗、涂溶剂、烘干、热浸锌、引出外吹、内吹、冷却、钝化、检验、打印、包装、入库。其中几个重要工序为酸洗，涂溶剂，热浸锌。
工艺流程图如图2-1：
图2-1 工艺流程图 其中：▲—关键工序 ★—特殊工序
一、钢管的尺寸及技术条件
(一)钢管的公称通径：1/2”—6”
(二)钢管的长度： 5.8—6.3米（或拥护定货要求）
(三)钢管壁厚： 1.5—5毫米（内含非标规格）
(四)钢管钢材的化学成分应符合GB700—88标准规定的1、2号和3号乙类钢制造或符合JISG3132中规定的第一种SPHT2钢的要求。
(五)焊接钢管标准应GB3092—93，《低压流体输送用焊接钢管》规定的标准，或符合BS1387—85，ASTM、A53标准的有关规定。
(六)钢管内外表面不得涂有漆类、油类；不得沾有泥土、杂物、标志等有碍酸洗、清洗及镀锌的物质。
(七)钢管在镀锌前必须经过矫直机矫直，充分释放钢管在成形及焊接过程中产生的内应力。否则在镀锌过程中产生永久的弯曲变形，影响质量和设备的正常运转生产。
(八)每捆钢管需附有标单，其上应著名规格重量支数，如有特殊要求，应还注明熔炼号和详细说明。
二、钢管的运输
(一)钢管运输装车时，没捆管之间要有间隔，以便于吊装卸车，且每车不能装载过多（特别是薄壁钢管）一面压扁钢材。
(二)吊装时要防止吊弯、撞弯钢管，吊具要使用吊带吊装，
(三)对方要整齐，拜访平稳，特别是薄壁钢管，防止相互隔扁。
目 录
第一章 前言……….……….……………....….(1)
第二章 总体设计……………..…….…...….....(5)
第一节 工艺方案设计…………….………..….(5)
第二节 工艺流程…………...………….......…..(5)
第三节 工艺设备………...…….(15)
第三章 镀锌机横移机设计…...…..….…....….(19)
第一节 镀锌机横移机的结构图和及工作原理………….(19)
第二节 轴的设计及校核...……….….......…….(23)
第三节 联轴联器的设计及校核………...….....(28)
第四章 其他相关部件机构介绍…...……(30)
第一节 镀锌机引出机设计………..…….(30)
第二节 镀锌机引上机设计…..……....………..(30)
第五章 有关金属热镀锌工业发展的环境保护问题…....(31)
第六章 镀锌的发展前景………..........(32)
参考文献...…………….....…(34)
致谢……..……..…………......…(35)
附录…...……………..........…..…(36)
