เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสี

เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสี
เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีจะมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนในสภาพบรรยากาศทั่วไปเหนือกว่าเหล็กแผ่นธรรมดา โดยสังกะสีที่เคลือบเหล็กจะช่วยปกป้องเหล็กจากการสัมผัสกับบรรยากาศภายนอก และยังปกป้องเหล็กโดยที่ตัวเองผุกร่อนแทนเหล็ก (Sacrificial protection)
เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีสามารถแบ่งเป็นกลุ่มใหญ่ๆ ได้ 3 กลุ่มตามกรรมวิธีผลิตดังนี้
1. เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีโดยวิธีการจุ่มร้อน (Hot Dip Galvanizing, HDG) เป็นวิธีการที่ใช้อย่างกว้างขวางในประเทศไทย กรรมวิธีผลิต (ดูภาพที่ 1) เริ่มจากการเชื่อมต่อเหล็กแผ่นระหว่างม้วนเพื่อให้สามารถผ่านกระบวนการผลิตอย่างต่อเนื่อง จากนั้นเหล็กแผ่นจะผ่านเข้าสู่ Accumulator ซึ่งเป็นตัวช่วยปรับความเร็วของเหล็กแผ่น ให้สามารถเข้าสู่ขั้นตอนการเคลือบอย่างคงที่ เหล็กแผ่นที่ผ่าน Accumulator จะผ่านต่อไปยังสายการทำความสะอาดเหล็กเพื่อขจัดฝุ่นและคราบน้ำมันและทำให้สังกะสีสามารถเกาะติดได้ดีขึ้น จากนั้นจะผ่านเตาอบ (Annealing furnace) ในบรรยากาศควบคุม เพื่อให้เหล็กที่ผ่านการรีดเย็นเกิดการตกผลึกใหม่ (Recrystallization) และลดความเครียดจากการรีดเย็น จากนั้นเหล็กแผ่นจะถูกผ่านต่อไปที่อ่างสังกะสีหลอมเหลว (Zinc bath) ที่มีอุณหภูมิประมาณ 465 °C เพื่อทำการเคลือบ เหล็กแผ่นที่เคลือบสังกะสีแล้วจะผ่าน Gas-knives ซึ่งใช้อากาศหรือไอเพื่อควบคุมปริมาณสังกะสีที่เคลือบบนแผ่นเหล็ก และผ่านเข้าสู่ Cooling Tower เพื่อทำให้เย็นตัวลง จากนั้นเหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีจะผ่านเข้า Chemical treatment section โดยใช้ Chromic acid เพื่อป้องกันการเกิดผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนที่เรียกว่า white rust ต่อมาเหล็กแผ่นเคลือบจะผ่านสู่ Accumulator อีกตัวหนึ่งซึ่งจะช่วยปรับความเร็วของเหล็กแผ่นระหว่าง Accumulator ตัวที่สองกับ Winding reel ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงไปเพื่อให้สามารถนำ Coil ออกและม้วน Coil ใหม่ได้ และจาก Accumulator ตัวที่สองเหล็กแผ่นเคลือบจะผ่านขั้นตอนการปรับความเรียบ Stretch flattening (ขั้นตอนการปรับความเรียบนี้สามารถเลือกทำหรือไม่ทำขึ้นกับการใช้งาน) และเข้าสู่ Coiler ในที่สุด
แผนผังการผลิตเหล็กเคลือบสังกะสีแบบ HDG
2. เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีโดยวิธีการจุ่มร้อนและอบ (Galvaneal หรือ Iron-Zinc coating, IZ) จะทำตามกรรมวิธีผลิตแบบ HDG แต่จะเพิ่มขั้นตอนการอบเหล็กหลังจากที่เหล็กผ่านอ่างชุบสังกะสี เพื่อเร่งขบวนการแพร่ (Diffusion) และให้ชั้นเคลือบสังกะสีเป็นแบบสารประกอบโลหะ (Zn-Fe) เหล็กแผ่นเคลือบแบบ Galvaneal นี้จะมีลักษณะด้าน ไม่เงา สามารถทาสีเกาะติดดี และสามารถเชื่อมแบบใช้ความต้านทาน (Resistance welding) ได้ดีกว่าเหล็กเคลือบ HDG ธรรมดา
3. เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีโดยวิธีทางไฟฟ้า (Electrogalvanizing) จะทำการเคลือบที่อุณหภูมิห้อง โดยเหล็กแผ่นจะผ่านการอบอ่อนแบบดังเดิมก่อน และผ่านสู่การเคลือบโดยผ่านอ่างเพื่อทำความสะอาดด้วยวิธีทางเคมีหรือทางไฟฟ้าเพื่อขจัดฝุ่นและคราบน้ำมัน จากนั้นเหล็กแผ่นจะผ่านสู่การเคลือบโดยใช้สารละลาย Zinc sulfate และใช้สังกะสี (Zinc) เป็นอาโนด (Anode) เหล็กแผ่นที่ผ่านการเคลือบจะผ่านต่อไปที่อ่าง Chromate เพื่อทำการ Passivation
การใช้งานเหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีแบบต่างๆ
เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อน เช่น
- หลังคา
- ผนังโรงงาน (ทาสีทับ)
- รางน้ำ
- แท้งค์น้ำ
- งานท่อ (Piping)
- ท่อระบายอากาศ (Ventiduct)
- Partition frame
เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อนและอบ เช่น
- อุตสาหกรรมยานยนต์
เหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีโดยกรรมวิธีไฟฟ้า เช่น
- เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน
- ฝาครอบคอมพิวเตอร์ (Computer casing)
- อุตสาหกรรมยานยนต์
หมายเหตุ * สำหรับเหล็กแผ่นเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อนในประเทศไทย จะเป็นแบบที่มีลวดลาย แพรวพราว (Spangle) ของผลึกซึ่งลวดลายนี้อาจยังปรากฏให้เห็นได้หลังการเคลือบสีทับทำให้ความสวยงามลดลง สำหรับการผลิตแบบ (Minimum spangle หรือ Spangle free) จะต้องควบคุมปริมาณตะกั่วที่ผสมในอ่างสังกะสีหลอมเหลวให้ต่ำกว่า 0.15% และใช้เทคนิคให้เกิดการเย็นตัวอย่างรวดเร็ว หรือเพิ่มปริมาณนิวเคลียสที่ผิวเคลือบ (เช่น การพ่นด้วยผงสังกะสี) เพื่อยับยั้งการโตของผลึก