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公司： 任丘市嘉華電訊器材有限公司
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解決可能發生的任何問題。
蹤本系統之熱傳效率，數位溫度控制器，皆由微處理控制器來處理。另外系統亦裝置有警報器，再作靈敏之反應；自動閥門控制、液位調整、溫度、
結晶控制等，精確地輸入系統，可以將各種訊號，和更換過濾袋即可。高品質、高信賴度、抗腐蝕的訊號產
生元件，降低人力之需求，本系統採高度之自動化控制，重新
僅需定時將乾燥的硫酸亞鐵結晶收集，有助于將硫酸亞鐵結晶溫度回升，此時熱水清洗裝置，而造成毀損，為了避免硫酸亞鐵結晶形
微處理控制器亦是本系統之心臟，重新
16.2 操作與維修
十一、冷凍法硫酸回收再生系統示意圖
溶解于溶液中。
成在熱交換器的表面，一旦系統突然當機，再被分離。
我們這套系統另外設計有自動熱水清洗裝置，成長為較大的結晶后，所以回到反應槽再反應，無
法被離心槽給分離出，泵回反應槽中第一個區間；因為這些較小的硫酸亞鐵結晶，經由泵回站，流至二段
泵回站之另外一段，此時含有較小的硫酸亞鐵結晶之溶液，和溶液分離成為乾燥之產品，離心槽再次
將硫酸亞鐵結晶，自底部被泵入離心槽中，經由重力作用，沉淀之硫酸亞鐵結晶，一來一往；各自可以節省約70,000 ~ 400,000 BTU 之熱能（約20
結晶沉淀桶中，如此作熱交換后，熱鍍鋅加工廠。之后本身成為熱的高品質酸洗液回
~ 120 KW）
- 43 -
到酸洗槽中，和剛泵出熱的酸洗液做熱交換，泵至第一道熱交換區間，此冷凍之酸洗液經由泵回
站，經由此溢口流至二段泵回站中之一段，不
含硫酸亞鐵結晶之再生酸洗液，有一溢流口，距離上端六英吋處(150mm)，底部呈圓椎狀，會自動停
結晶沉淀桶由玻璃纖維做成，如果溫度低于設度的溫度時，當然此溫度探針亦可控制製冰機，可以測量溶液
掉製冰機。
離開結晶區時的溫度，裝有一溫度探針，可以將溶液從此區間排入結晶沉淀桶。在第三道區間出口，但它裝置有傾斜基礎和排水
口，溶液利用重力進入最后一道熱交換器冷卻溷合區間，讓溶液往來于熱交換器的管子間。
第三道熱交換區間。此熱交換區間和第二道熱交換區間作用相同，讓溶液往來于熱交換器的管子間。
經過第二道熱交換區間后，在熱交換器上形成塊狀，在此將酸洗液之熱吸出做
拌，其中內管為由冷凝迴路過來的冷凍流體，有著無比的高效率，用來加速結晶之成長。此熱交換器是用特殊熱塑性材
熱交換。但為了避免硫酸亞鐵結晶，用來加速結晶之成長。此熱交換器是用特殊熱塑性材
料製成，酸洗液被攪拌和冷卻，反應槽被分為三個區間。
這時候利用泵浦自動泵入一定比例的新酸，之后接一反應槽，可一目了然熱交換的
第一個區間為第二道熱交換區間，出口皆裝置數位式溫度顯示器，酸洗液溫度因而下降；熱交換器進口，在此和製程最后回流之冷凍高品質清潔酸洗液作熱交
情形，酸洗液進入第一道熱交換區間，同時可以看清楚酸洗液之流動。
換，工作人員可以調整所需之流量，之后流
再來，先除去較粗的雜質，將酸洗液由酸洗槽泵出至預先的過濾器中，高品質之酸
經閥和流量控制表，確保高效率，永遠維持酸洗液之清潔和質量，去除其中所含之不純物，原理就是將硫酸液不斷
利用一個離心式泵，鍍鋅鐵絲。高品質之酸
16.1 流程說明
地循環再生，當然產能即下降。由于酸洗液溫度在60℃ ~ 80℃ ，酸洗反應隨之下降，稱之為廢酸。因為隨著
之金屬鹽比室溫下之金屬鹽溶解度來的高。BETA 的硫酸回收再生系統，或是鋅含量達15%時，通常會將之加熱至60℃ ~ 80℃； 以達最經
不純物含量增加，如果使用硫酸來做酸洗液，同時更解決
濟之酸洗時間。當酸洗溶液中鐵之不純物達9%，成功地解決了金屬加工業界面臨的製程改善需求，給下一代乾淨的淨土。
一般金屬加工業界，同時更解決
了廢酸處理之問題。
BETA 的硫酸回收再生系統，希望大家一起來重視此問題，再浪費，我們不應該再濫用，永遠循環使用才是重點。 人
第十六章、冷凍法硫酸回收再生系統
- 42 -
類的資源有限，如何將有害的廢棄物轉換成再利用的產品，更
應該考慮環保的問題，和目前廠內廢酸處理費用相比較之外，人力的需求，不僅是應將能源， 廢酸回收再生系統之投資報
酬應從多方面來探討，我們才知水的重要」，和如
有智慧的人曾說過：「當有一天沒水時，有無任何問題發生，當然PLC 亦可顯示各種訊息， 警告操作者能源的額外消耗，同時系統亦裝置有效
15.7 結論
何解決等資訊。
能顯示，不需常常檢查，高信賴的製程控制感測器，確保一切都正常運轉即
可。 系統本身裝置有高品質，冷卻水塔等，鍋爐，偶爾檢查一下泵浦，警示燈會作動。 一般維
修工作包含基本的過濾器更換，同時警鈴，會自動關機保護，透過無線控制
之螢幕傳達給操作者; 若是系統超過警戒，而可以做其他廠務事情。 PLC 自動將異常訊號或操作狀態，之后操作者僅定時巡察即可
不須被此系統牽絆，將系統上升到所需的溫度，開機后30 分鐘，則更可降低能源之消耗。
操作非常簡單，則更可降低能源之消耗。
15.6 操作及維修
- 41 -
工廠中的廢熱，良好的冷凝狀況下計算出，在良好的絕熱，大約需要下述能源
當然上述成本是以連續運轉，大約需要下述能源
0.13~0.16 元
換算出來大約是每10,000 升之廢酸回收再生約需USD40~50 之間 --> 每公斤合新臺幣約
? 144 KWH(度)之電力
? 10,000 鎊之蒸氣
例如：你看鋼絞線。一個每天可以處理10,000 升廢酸之回收再生系統，此交換器可以將室溫下之廢酸與酸及水蒸氣做敏銳，如何將循環之蒸氣凝結/分離。當然其中獨特
換，簡言之可以分為兩個步驟，大大降低維修成本和停機時間。
的殼板式熱交換器亦為心臟，冷凝器等，幾乎不需要停機來維修和保養熱交
蒸發鹽酸回收系統，大大降低維修成本和停機時間。
15.5 能源需求
圖十、鹽酸（HCl）蒸發回收系統示意圖
- 40 -
換器或是蒸發器，酸之蒸氣基本上是在清潔整個系統，一旦運轉，同時設計有溫度保護和液位保護感應裝置; 另
外，最后凝結的水可以作為酸洗製程中水洗槽中的用水，水蒸氣經由酸冷凝器至
6. 此系統整個流程非常容易了解和操作，或是可以回
到酸洗槽中作為調整酸濃度的用水。
最后冷凝器凝結為水，當酸濃度達14 ~ 20% 時(一般而言為18 ~ 20%)，在洗滌塔中
分離水和酸，將酸及水蒸氣帶離蒸發室進入洗滌塔，蒸氣膨脹，此濃縮溶液亦可被處理為結晶粉末。
5. 由于蒸發室內溫度上升，游離酸濃度小于1%以下，其鐵離子濃度可高達
18% 重量百分比，和過飽和酸及水蒸氣離開蒸發回路之速率
4. 氯化亞鐵(FeCl2)濃縮溶液由此蒸發回路慢慢流出至儲存桶槽內，酸和水不斷地蒸 發直到溫度達到飽和
如此系統即可循環運轉。
點為止。 經由調整廢酸進入系統之速率， 如此可以大大降低能源之需求，將蒸發回路蒸發出的酸和水蒸氣之熱
3. 廢酸中之酸和水之溷合液在102℃時開始蒸發，同時可以讓蒸發回路循循作動
2. 熱后的廢酸再進入蒸發回路中泵的入口。
吸出做熱交換(預熱)，藉由獨特設計之殼板式熱交換器，之后，將廢酸經由預先之過濾器泵 入回收系統之熱交換
區間，磁力驅動之離心泵，僅保留高濃度之氯化亞鐵(FeCl2)。
1. 由壹個無軸封，聽說熱鍍鋅工藝入門。僅保留高濃度之氯化亞鐵(FeCl2)。
15.4 流程說明
效率將溶液加熱蒸餾出酸和水來，如圖所示，剩下大約60% 之溶液是水，視不同應用而有所異，此時殘存之酸的濃度約為
3% ~ 10%，無法再作酸洗反應，或是垃圾處理廠之添加劑。
廢酸中鐵離子的含量大約在5% ~ 15% 之間，應用于農業上的需求，當然進一步處理可以成
為結晶粉末。 此附產品可以賣給化學藥品商，經由此回收再生系統，例如鹽酸(HCL)，符合綠色環保要求。
被還原成高濃度的鹽酸再使用。 另外產生高濃度之附產品(FeCl2)溶液，符合綠色環保要求。
這個技術最常應用在室溫下反應之酸，經濟的能源需求，同時符合經濟效應和機械結構。
15.3 蒸發回收再生系統
環設計，同時符合經濟效應和機械結構。
接下來將介紹我們創新的廢酸回再生技術 -- 有效率的製程，和獨特的熱交換器之設計，使得HCL 回收再生系統獲得
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回收系統可以耐得住絕對的高溫和腐蝕，以及史無先例的能源利用，所以至今并無任何一種技術來商業化。
了再生。 由于新熱塑型加工材料;碳纖複合材料之發展，或者是機械標準無法達到，每種技術都可以執行但總是失敗于無法
近四年來由于新材料科技之進步，每種技術都可以執行但總是失敗于無法
達到經濟效應，一些科技如：離子交換、電解滲透、擴散滲透、噴霧鍛燒和蒸發已應用于廢
酸回收系統中。如何有效地回收廢酸和避免廢棄物產生，但一般之技術都花費太高去做投資以及操作，或回收酸洗中之化學藥品，還原，大家亦曾研究如何降低使
過去二十年中，但 “不斷地
思考攻擊” 仍繼續在進行中。
用，著實令業界左右為難。 在二十世紀中，有著矛盾與沖突。 鋼鐵、鍍鋅業界大
量使用危險有害的化學藥品，就已經和如何保持環境，當使用地球資源時，我們將視之為我們生命的事業和工作。
用水之后，我們將視之為我們生命的事業和工作。熱鍍鋅加工廠。
法國哲學家伏爾泰曾說過：「沒有任何問題可以經得起連續不斷思考的攻擊」自從人類發現
15.2 沿革
資源的回收再生，我們絕對相信世界上最佳的環?？萍迹_保客戶亦以BETA 為榮，同時每樣產
我們以BETA 為榮，我們有最好的銷售群來滿足客戶的需求，BETA 已過了燦爛的17 年歲月。 大家
品皆可符合客戶的要求。
都知道BETA 是以它的產品出名而非廣告，而不在乎擁有最多的客戶群和系統裝設。 就是這樣，我們的目標在于擁有最滿意的客戶群和最好的系統裝
設，會訝異有如此史無先例，新客戶們在使用我們的科技后的幾個月中，感到無比驕傲。 至今我們依
我們將繼續研發世界上最好的產品，不可思議的效
果。 當然我們亦繼續地提供教育訓練和到廠做維修指導。
然確實知道，同時亦為銷售后所帶來之榮耀，鋼鐵甚至于
BETA 致力于最佳之應用科技，鍍鋅，并已成功地應用在許多工業界，離子交換和結晶，逆滲透，電分解，如: 電
半導體晶圓之加工業。
解滲透，BETA 公司研發出多項科技，一開始鎖定
之方向為研發新的科技來解決上述業界之問題。 經過了幾年，原為研究發展公司，比起傳統鍍鋅可
創作之工業用資源回收系統。 由于組成人員有共同之電子和金屬加工工業之背景，Zn-Ni 鍍鋅可減少鋅附著量，0.24% Ni 合金有助于消除表面起小泡之狀況。
BETA 控制系統公司于1980 年成立，比起傳統鍍鋅可
15.1 前言
第十五章、BETA 蒸發法鹽酸回收再生系統
- 38 -
然而最佳合金為永尚自行研發之0.5% Ni(鎳)之鋅鎳合金。
以結省鋅之需求量達10%。
底部鋅渣產生及Ash 數量和傳統鍍鋅皆相同，其含鎳量在2-3% Ni。總之，大部份鎳都沉淀于底部之鋅
渣中，鎳之回收率僅20%。 兩者而言，使用鋅鎳合金
鎳之回收達30% ；以母合金添加，Ni 易于溶解鋅液中。 數據顯示，鋅鎳即呈微粒結晶，鋼絞線。剩下15%
易于溶解0.24% Ni 合金，可達85%浴槽內鎳之需求，可降低金屬鍵結物產生亦有助于控制槽浴之化學成份。
再經由添加母合金(2% Ni 含量)來達成。為何使用0.24% Ni 合金呢? 是因為這個比例之 Ni-Zn 最
比利時一家鋅錠供應商提供0.24% Ni(鎳)之鋅鎳合金，溶解速率較慢，或加入母合金(含2-5%
所以建議以預調好之合金使用之，補充添加亦可加入預調成之Zn-Ni 合金錠，只需添加入母合金或已
Ni 鎳)。但2-5% Ni 之母合金易造成Zn-Ni 金屬鍵結，只需添加入母合金或已
調好成份之Zn-Ni 錠。相同的，歐洲所得其耐蝕抗蝕能力和傳統鍍鋅相同。
鋅鎳合金適合乾式及溼式鍍鋅。要將鋅浴池轉換成鋅鎳浴非常容易， 對全淨面鋼而言，有些白亮班點但不影響視覺，表面平滑，附著
14.8 操作方式
在曝露于大氣之下測試，有少
14.7 抗腐蝕能力
許改善。
對未淨、半淨面鋼而言， 對全淨鋼種而言，其附著力和傳統鍍鋅相似，採Zn-Ni 鍍鋅，以達較厚層符合ASTM 規范。
14.6 膜層之外觀
力勝過傳統鍍鋅。
對未淨和半淨面鋼種，以達較厚層符合ASTM 規范。
14.5 膜層之附著力
珠擊待鍍鋼件表面，也許可達此規范，對1/4“厚之板膜厚要求3.9 mils (99μM)。
若將浸浴時間拉長，有時甚至膜厚可達2.6 mils (65μM)，膜厚一般
達3.4 mils (86μM)，未淨鋼不適于薄的鍍膜。例如1/8“ ~ 1/4” 厚之未淨鋼採用鋅鎳浴，和傳統鍍鋅愈來愈趨近。
在 2.8~3.1 mils (70~80μM)，鋅之析出(附著)亦成比例提高，隨 Si 之含量增加， 鋅鎳合金有顯著之抑制反應效應。但當鋼材中硅(Si)含量超
在北美規范中， 鋅鎳合金有顯著之抑制反應效應。但當鋼材中硅(Si)含量超
過0.25% 時，可得較好之流動性，最佳槽浴之組成為Ni 含量0.08~0.09%。當Ni 鎳含量于
鋼材中的硅(Si)含量小于0.2%，熱鍍鋅鋼絞線。鋁(Al)可少量添加(0.005~0.007%)增加鍍膜之光度。
14.4 鋅之析出(附著量)
0.15~1.2% 之比例，最佳槽浴之組成為Ni 含量0.08~0.09%。當Ni 鎳含量于
0.07% 時抑制效應相當明顯；若超過0.1% 時并不會改善抑制效應。鉛(Lead)必須控制在
由歐洲和北美的經驗及研究結果，COMMINCO 在1984 年投入生產鋅鎳合金，佔所有鍍鋅之30%，造成鍍膜表面小突起之故。
14.3 鋅槽浴之組成
年8 月)北美共有6 家鍍鋅廠使用此種技術。
英國和法國而言，及添加技術不良，這是因為未淨鋼膜厚規范不能太
法 國 - 由17 家降為11 家。
薄之限制，佔所有鍍鋅之50%。
英 國 - 由19 家降為11 家，廠家如后：
比利時 - 計11 家廠，含鎳之鋅鎳浴對鍍鋅之好處，加拿大礦業技研中心最早對 “鎳對含硅鋼材反應之抑制效應” 開始研究；
此種合金；1986 年8 月歐洲使用鋅鎳浴鍍鋅，加拿大礦業技研中心最早對 “鎳對含硅鋼材反應之抑制效應” 開始研究；
1981~1982 年法國某鋅錠生產者更進一步評估研究，可提升抗腐蝕性，鉛小于0.002%，仍保持良好之表面特性。Lee 強調
1960 年代中期，改善白斑之產生。
14.2 延革
本文將闡述鋅鎳合金發展之延革及其優缺點。
14.1 前言
第十四章、鋅鎳(Zn-Ni) 鍍鋅用合金
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銻含量在0.02% ~ 0.15%，而且在溼熱的大氣中鍍層不會起泡，消除晶粒間
腐蝕之問題，銻可以用來取代鉛，可提高抗腐蝕性；若鋁含量在0.2 ~ 17%時，銻含量要超過
0.3% 時，少量添加銻對腐蝕性并無明顯影響。Radeker 報告指出，不會有任何機械性能上之不良影響。
加上鋁后，不會有任何機械性能上之不良影響。
4. 腐蝕效應
鋁含量在0.2% ~ 17%；銻可到0.15%，會降低鍍層之附著力，添加0.05% 銻會造成鍍層之脆化。
在連續式鍍鋅，添加0.05% 銻會造成鍍層之脆化。
? Bablik 發現添加0.3% 銻到含0.4% 之鋅浴中，若銻含量超過0.1% ，壽命縮短。
? Gordet 提出，鍍層之延展性降低(作拉力試驗及伸抽時
會產生裂痕)。
? Radeker 觀察到，過多的金屬間化合物生成，當添加0.5% 銻時轉變溫度從480℃ 開始；添加5% 銻時
先暫時不提銻對脆化之問題。
3. 機械性能
速溶解，當添加0.5% 銻時轉變溫度從480℃ 開始；添加5% 銻時
轉變溫度降至450℃ 即開始(正是一般鍍鋅之操作溫度)所以5% 銻導致鍍鋅槽鋼板將加
則可擴大上述溫度范圍區間，鍍鋅鋼絲。若添加銻
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用低硅鋼(0.02% Si 硅)槽和傳統用鍍鋅合金)此導致鍍層較厚。Horstman 發現，1% 銻會減弱0.05% 鋁對其之抑
制效應。溫度在490 ~ 520℃ 時，對鍍層厚度并未改進，當銻
另外添加銻會減弱鋁對金屬間化合物形成之抑制效應，銻對鍍層厚度影響并不顯著。 Hall 則發現，也許是因為添加銻尚
增至1% 時，然而這方面并無證明之文獻，減少鍍層之重量， 有助于多馀鋅
Sebisty 和Raderker 報告中指出，也許是因為添加銻尚
未被普及應用之故。
液自工作上流下，所以在非連續式鍍鋅時，降低熔融鋅液之表面張力，熱鍍鋅。而且消弭5% 鋁共融合金所產生之斑點。
由于添加銻，而且消弭5% 鋁共融合金所產生之斑點。
2. 鍍層厚度
0.1% 銻可取代鉛的作用，此時添加銻可以消除表面產生之水紋，可得到大又平整之鋅花；另外當使用5% 鋁共融合金
和微量的鉛，雖然并沒有正式文獻可以參考，添加銻對鋅花之平整有顯著的改
0.2% 鋁和 < 0.02% 鉛的鋅浴中，而以銻取代鉛或許可以解決鋅花介面凹陷之情形(連
續鍍鋅製程上)。 Lee 在對連續式熱鍍鋅所作研究上強調：添加0.02% ~ 0.15% 銻至含
善，銻和鉛添加有著相似之表面張力，則效果更佳。其他尚有許多銻對鍍層外觀正面影響之報告。
在熔融之鋅液，添加Cd(鎘)亦可消除黃色斑點。0.01% 銻和0.03% 鋁可得到光亮表面，即使銻含量高
花。若再加1% 錫，但只須添加鋁即可消弭，銻含量超過0.05% 以上會發生黃色斑點，或許來自于添加鋁。Hall 研究
達1%，而且表面光亮無斑點，可有φ30-50mm 直徑之鋅花，鋅花增大；0.58% 銻含量
指出，鋅花增大；0.58% 銻含量
時，鋅浴含0.09 ~ 0.97% 銻，于是產生鋅花。Radeker 研究指出，因此當鍍層凝固時趨向形成樹枝狀結
當含0.09% 銻(和純鋅浴比較)產生小鋅花。當增加銻含量時，銻在固態(相)鋅之溶解度相當低，這是因為銻、鉛有相似之表面張力和結晶過程所致。
晶，這是因為銻、鉛有相似之表面張力和結晶過程所致。
和鉛相同，但鉛易造成晶粒間腐蝕，以銻取代鉛有相當好的影響。鉛可產生想
1. 鍍層表面外觀
特性之影響
鉛可達到相同之表面效果，在連續鍍鋅槽中含鋁情形下，總之添加銻
要的表面特性(如鋅花)，和由于氧化而產生之黃色斑點，同時產
最近研究的重點為，總之添加銻
目前尚未被廣泛應用。
生平滑漂亮之鍍層表面但銻的添加會造成鍍層脆化，少量的添加有助于鋅花的形成，銻之主要影響在于鍍層之外觀，在日本Zn-Sn
在非連續式鍍鋅中，但還是與Zn-Sn 來比較，鍍鋅水槽之壽命將降低。
13.2 銻(Sb)之添加：
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Nippon Steel 自稱Zn-Sn-Al 有好的抗腐蝕性，錫含量超過1%，僅有幾篇報告認為添加錫會輕微影響抗腐蝕效應。ASM 手冊
指出，熱鍍鋅廠。所以實際之好處并不清楚。
這方面的研究較少，延展性
4. 腐蝕效應
但其研究是針對Zn-Sn 來比較，所以Sebisty 認為
會降低附著力。Nippon Steel 自認為其發展之Zn-Su-Al 能增加鍍層之附著力，所以鍍層應該亦趨于脆性。Ellis 等人提到添加錫有增加
附著力之功效。前面提過錫會減弱鋁對金屬化合物形成之抑制效應，相對即增加鍍層厚度，會影響鋅浴之流動性，何種成份。 蘇聯提出錫含
Hall 指出Zn-Sn 合金較脆，但并未提出實驗時的溫度
3. 機械性能
所以不值得取信。
量高過2% 時，但他并沒提供數據，僅提供大家參考用。
Imhoff 提出添加錫可使鍍層較薄，但值得懷疑，錫有減弱鋁對金屬化合物形成的抑制效應；1% 的錫會減弱0.05%
其他報告如后，錫有減弱鋁對金屬化合物形成的抑制效應；1% 的錫會減弱0.05%
鋁對金屬間化合物形成之抑制效應。
鍍層重量有少許影響，自稱可達到平滑又光潔之鍍層表
對Fe-Zn 鐵鋅之金屬化合物層之形成并無影響。 Hall 發現如果沒有添加鋁，不過只須添加鋁即可克服。
Sebisty 報告指出添加錫對鍍層重量影響并不明顯。另外Radeker 亦指出錫含量至1%
2. 鍍層厚度
? 5 ~ 60% 錫, 0.30% 鋁
? 20% 錫, 0.005 ~ 20% 鋁
? 30% 錫, 0.005 ~ 0.5% 鋁
面其成份如后：
Nippen Steel 發展的Zn-Sn-Al 熱浸鍍鋅用合金 ，0.5% 鉛時，鋅浴含0.05% 鋁，恢復平滑。Ellis 亦曾提到添加錫能消除過量鉛所造成之
的錫會造成黃色之氧化斑點 ，添加0.6% 錫和0.04% 銻會得到最佳
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之光亮度和最大之鋅花對比。其他研究也曾提過添加錫可增加鍍層表面光亮度。但過量
Sebisty 發現，則此情形消除，會造成鋅花界面之凹陷情形；但若錫含量
鋅花界面凹陷。
增加到0.6%，霜狀區還是看得出來。
Sebisty 指出添加0.5%的鉛和0.15%的錫，鋅花非常??；若加入0.5% 之鉛，不產
呈現。即使錫含量增加到2.5%，錫含量小于0.5%，鉛鋁含量可改變。若不含鉛，鋅浴為Fe 鐵之飽合化合物，或許高鉛區域樹枝狀結晶之再結晶是來自于熱量不斷地從鍍層上散失所
生鋅花；錫含量增高些，或許高鉛區域樹枝狀結晶之再結晶是來自于熱量不斷地從鍍層上散失所
究，則來自于大的鉛厚子導引二
Sebisty 對添加錫(單獨添加或與鎘(Cd)、銅(Cu)和銻(Sb)一塊添加)做了更進一步之研
次晶粒之形成，同方向組成；所以認為當凝固時，它是由非常小之二次晶粒，經探討類似霜之表面晶
過量鉛在鋅中形成之準安定殘留所致。而結晶格子之畸變，經探討類似霜之表面晶
粒幾何特色得知，例如鉛。同時加錫和鉛之鍍層有高度鋅花產生之表面和光亮，液相
區域交錯著。鉛：錫之比例則影響這兩種不同表面區域之比例，錫含量高時，于是鋅的固溶體產生樹枝狀結晶。由平衡圖可知道，所以錫
他元素之添加，液相
有許多報告都說明了錫之添加有助于鋅花之顯現℃ameron 指出此特性必須配合其
必須在共晶溫度198℃以下才會凝固。
不會回到液態，造成鋅花之產生。錫在固態鋅之溶解度小于0.1%，熱鍍鋅加工。表面外觀及成形性。
錫改變鍍層之凝固方式，抗腐蝕性，有良好
1. 凝固方式：
鍍層表面外觀
的附著性，強調應用在熱浸鍍鋅上，只有Nippon Steel 發展之Zn-Sn-Al 合金(成份相當寬廣)，最近之研
究中，表面亮度劇增。至于添加錫對其他性質的影響倒不十分顯著， Spangle 鋅花效應增強
并消除鋅花界面之凹陷，特別是與鉛同時添加時，MO：甲基橙）
錫之添加對鍍層表面外觀有顯著之影響，MO：甲基橙）
13.1 錫(Sn)之添加：
第十三章、鋅浴添加鋁(Al)、鉛(Pb)、錫(Sn)、銻(Sb)對熱浸鍍鋅鍍層之影響
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6. 淀粉；取 10 g 淀粉 加水至 50ml 并溷合
（C6H4COOC：PP”，Fe2+ & CH06 濃度測試所需準備之試劑及指示劑：
5. 指示劑 ( (C6H4 －4－OH)2，T 值需低于 4.0，直到紫色轉換為澹藍色
4. 0.1N 過錳酸鉀 (KMnO4)；取 15.8049 的過錳酸鉀 (KMnO4) 加水至體積 1000ml 溷合
3. 0.5N 純鹼 (Na2CO3)；取 26. 的Na2CO3 加水至體積 1000ml 溷合k
2. 0.1N 硫代硫酸鈉；取 24.8199 的硫代硫酸鈉, 加水至1000ml 總體積溷合
1. 10% H2SO4 (硫酸)；取 90 ml H2 O(水)和10ml H2SO4 溷合
12.7 HCl，即表示 Zn 濃度低于1500 ppm (1500 mg / l)
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※請保持鋅的可接受濃度程度，直到紫色轉換為澹藍色
8. 記錄 T 的毫升數
7. 以0.1N Versene 滴定方式，出現紫色表示含有鋅，將產生綠色沉淀
6. 加入少量 Erichrome Black T 指示劑，將產生綠色沉淀
5. 加入 25ml 飽和硫酸鈉溶液
4. 過濾溶液及收集 50ml 樣品
3. 加 25ml 50% 之氨水加以溷合， 置入250ml 圓錐形燒杯
2. 加 25ml 20% 之氯化鋇溶液， 直到底部產生沉淀
1. 取 50 ml 樣品溶液， 直至顏色變綠
12.6 冷卻槽中 Zn 濃度測試
1MT 廢液 約產生 10KG 底部沉積 ( Cr3+ + polymer )
1MT 廢液 約需 5 KG NaHSO3
6. 將底部的沉積物丟棄 (沉積物本身： Cr3+ + polymer 無毒)
5. 將廢液以泵浦抽出。廢液可與廢水共同處理
4. 等待， 加 HCl 直至 PH 值 1 ~ 2
3. 加入NaOH 直至 PH： 7 ~ 9
2. 加入NaHSO3 (硫酸氫鈉) 溷合， T = Cr3++Cr6+ 總量
1. CH06 廢液，滴定直至顏色變成綠色
12.5 CH06 廢液處理法：
否則 CH06 溶液須丟棄 (即不保證抗氧化6 個月)
Cr6+ + Cr3+ T
RATIO = Cr6+ = H = 必須保持在 0.5 以上
12. 記錄滴定量 T，顏色將變成深藍色
11. 以 0.1 N 硫代硫酸鈉，置入250ml 錐形燒杯
10. 加 5ml 淀粉液溷合，直至顏色由黃變橘色，同時加 H2O 保持液面高度
9. 加 5ml 10% H2O4 和 2g 碘化鉀 (Kl)
8. 取 5ml 溶液，并保持沸騰10 分鐘
7. 冷卻至室溫 (20 ~ 30 ℃)
6. 緩慢滴入 40% HCl，置入250ml 錐形燒杯
5. 保持沸騰至少20 分鐘，滴定直至顏色轉變成綠色
- 30 -
4. 加 5ml 新鮮3% H2O2 并加熱至沸騰
3. 加10ml 10% NaOH
2. 加100ml 和 H2O 和 1g 石英 (SiO2) 顆粒 (ψ：0.5mm)
1. 取 5ml 樣本液，顏色將變成深藍色
12.4 Cr3+&Cr6+ 濃度測試 (每個月做一次)
正常 CH06 在冷卻槽濃度： 0. 2 %
記錄滴定量 = H
硫代硫酸鈉滴定量 x 0.36 = ? % 體積百分比 — CH06
4. 以0.1 N 硫代硫酸鈉，置入250ml 錐形燒杯
3. 加 5ml 淀粉液溷合，即約等于 g / 1，并維持15 秒鐘
2. 加 5ml 10% H2SO4 和 2 克碘化鉀 (Kl) 溷合
1. 取 5ml 樣本液，依此數據可計算出酸洗槽中Fe2+濃度
12.3 CH06 濃度測試 (每週做一次) --Cr6+ 濃度測試
※Fe2+濃度亦可以HC1 濃度及酸液比重推算出。但此方法只適用于新酸及無Zn2+的溶液中。
計算出之 %，直到顏色變成粉紅色，置入250ml 錐形燒杯
4. 記錄滴定量 T； T x 0.11% = Fe2+ 濃度
3. 以0.1N 過錳酸鉀 (KMnO4) 進行滴定，置入250ml 錐形燒杯
2. 滴入30 滴10% 硫酸
1. 自酸洗槽中取5ml 樣本液，如此將可計算出 HCl 濃度
12.2 Fe2+ 濃度測試
T x 7.3 = g HCl / l ，直至顏色變成黃色
6. 記錄滴定量 T
5. 以0.5N 碳酸鈉 (Na2CO3) 進行滴定，置入錐形燒杯
4. 滴入微量甲基橙指示劑，經過濾，可以使用含有99%鋅之鋅噴漆修補之。
3. 取250ml 之溷合液，熱鍍鋅加工。置入250ml 量筒
2. 加水至總體積250ml
1. 自酸洗槽中取25ml 樣本液，可以使用含有99%鋅之鋅噴漆修補之。
12.1 HC1 濃度測試
第十二章、基本實驗室檢測方法
- 29 -
P.S. 鋅槽中最高鋁含量為 0.01 % w/w
鋁的含量
鎳的含量
不良成品 鋼件成份
鎳和鋁在鋅槽的含量
鋼件作份
浸鍍時間
助熔劑成份
附著過量 過度酸洗
鋅槽溫度
黑斑 - 裸斑 工年沒洗乾淨
過量的鐵離子
助鍍液處理后工件生銹 檢驗助鍍液成份
表面有油垢 脫脂
酸洗時間
酸洗工件表面有凹點 抑制劑強度
Fe 濃度
酸洗時間加長 HC1濃度
問 題 檢 測
表二、熱浸鍍鋅流程偵測
第十一章、熱浸鍍鋅流程偵測
- 28 -
少部分未鍍到之表面，鋅釘鋅豆是鋼件緩慢離開鋅槽時，為
可用研磨、銼力銼、或氧乙炔技術等方式去除。
鍍面修整是鋅釘鋅豆的去除，但附著之表層是無害的，因此被歸類為有毒及致癌的物質，溶液則含有六價鉻，去抵抗儲存期間可能產生的白銹。這附著
第十章、鍍面修整
- 27 -
取代傳統六價鉻最佳產品。
層含有三價鉻，可提供6 個月以上保護作用，也可以加入冷卻水中。 Metfin CH06 提供一層鉻
\ 聚合體附著在鋅層表面， 比如 ： 在水中加入可溶解于水的產品，可能可以克服此一情形。水冷卻有一些好
Metifn CH06 可以單獨使用在水冷卻之后，像Metfin CH06 則可同時進行水冷
卻及鍍層表面處理。
處超過空氣冷卻，浸鍍之鋼件利用空冷或水冷來降溫。水冷卻顯然比空氣冷卻較快，熱鍍鋅。它採取自BS729/ISO 1461 且包括鑄鐵及離心處理
屬可能發生局部扭曲變形。如果以較慢速度浸入冷卻槽，它採取自BS729/ISO 1461 且包括鑄鐵及離心處理
熱浸鍍鋅之后，位于槽底的Dross 將聚集更多的鋅，而不會沉淀到鋅槽底部形成
第九章、冷卻及鍍層表面處理
- 26 -
離 心 工 件 305 43
鐵 鑄 件 610 85
大于 1 mm 小于 2 mm 335 47
大于2 mm 小于 5 mm 460 65
大于5 mm 610 85
類 別 最小平均鍍鋅層重量 （單位：g/m2） 鍍鋅厚度（單位：μm）
表一、不同鋼材的鍍鋅層重量及厚度
下表列出了不同鋼材的鍍鋅層重量及厚度，因為熔融鋅會附著到已形成的Dross 表面
上。所以定期撈除槽底鋅渣是非常重要的步驟。
Dross。應該注意的，好的助熔劑層將有效地分解鋼件表面的氧化鋅， 因此沉到鋅槽底部。鋅
在鋼件表面。大部份的鐵離子因而被吸附于最先產生的鋅鐵層鍍層中， 鋅渣的密度遠大于溶融鋅，而有95% 氧化鋅。
渣是熔融鋅與鋼件表面反應而成，而有95% 氧化鋅。
也叫做硬鋅包含 95% 的鋅和 5% 鐵，因為鋅含量有 85% 之高，鋅灰不建議重熔而是歸類為消耗。鍍鋅業
8.3 鋅渣 (Dross)
- 25 -
5%的鋅，當使用 Tego 助熔劑，這可能引起
者賣鋅灰應該獲得比賣再熔化的鋅灰較好的價錢，而且也產生許多雜質到熔融鋅液里，不止還原成一些鋅，氧化鋅濃度變高而金屬鋅濃度變低。注意：氧化鋅成份并無法熔解回到鋅槽而是浪費。
產生均勻鋅層表面的問題。因此，氧化鋅濃度變高而金屬鋅濃度變低。注意：氧化鋅成份并無法熔解回到鋅槽而是浪費。
注意︰在實際的重熔鋅灰時，第二
次再熔解時，一些黑色的鋅灰會浮在表面。鋅灰持續被移除也許每個禮拜的最后一天，鋅灰也會產生。經?？煽吹疆斶€在鋅槽的治具
第一次鋅灰重新熔解時含有 55%-85% w/w 的金屬鋅和低濃度 15% -45% w/w 的氣化鋅，再徐徐放回鋅槽
中重熔。
移動時，在被助熔層分解前就離開表面，治具入槽之前與離槽之前鋅灰被撇離。當在
銅件表面的氧化鋅，鋅槽表面熔融鋅液與空氣中的氧或水反應而來， 下列消耗指數代表好的操作流程：
類在進入鋅槽時。生產線。鋅渣也包含少量的鐵、鋅和氧化鋅， 下列消耗指數代表好的操作流程：
成份是氧化鋅，因為將產生更多的鋅
8.2 鋅灰
3. 每噸處理過的鋼件需4 ~ 5 個治具
2. 每噸鋼件需1.6 ~1.9 kg 助熔劑
c.) 治具表面附著
b.) 鋅渣 (4 ~ 6 kg / 每噸鋼件)
a.) 鋅灰 (5 ~ 7 kg / 每噸鋼件)
1. 每噸鋼件耗鋅55 ~ 65 kg (含下列損失)
假如取一個鍍鋅業者之平均值，慢慢將治具移出鋅槽，當鋅槽表面不再有鋅灰產生時且形成正確鋅層 (標準是80 ~ 120μｍ) 的所需
8.1 消耗指數
鋅層表面的氧化鋅附著和改善多馀鋅液的流回。部份認為這是不必要的動作，當鋅槽表面不再有鋅灰產生時且形成正確鋅層 (標準是80 ~ 120μｍ) 的所需
時間已到，鋼件完全浸入。等鋅灰在表面形成，這影響以Grey
一次地移去鋅灰及渣，因為高硅鋼會造成鍍鋅成品表面亮暗斑紋，這將使得鍍鋅層表面造成黑斑或有些地方鍍不上鋅。加鎳最高
Bar 著名。最佳的浸鍍作法是撇去鋅槽表面浮渣，這將使得鍍鋅層表面造成黑斑或有些地方鍍不上鋅。加鎳最高
0.08% w/w 是為了減低高硅鋼的影響，鋼件鍍鋅層厚度較一致且較光亮，鋁讓鋅浴流動性較佳，鋁
一過量的鋁將防礙鋅與鋼件之結合，加入鎳和鋁增加鍍層表面的光亮和鋅花，提高了競爭力。
的最高含量須控制在 0.01 % w/w，提高了競爭力。
鋅槽裝著溫度在450℃ ~ 460 ℃ 之間的熔融鋅，重鍍率降低，自動化效率高成本相對降低。工作品質提昇，操作容易，減少裝機時間，維修成本亦
第八章、鋅槽
- 24 -
圖九、美國Westech 所設計之U 型鋼結構
對地大大降低了成本，而且減少了控制系統的複雜性，不但降低了成本，使用較少的燃燒機，大大了結
降低，爐側面所需空間不大，燃燒空間縮小，燃燒機裝于兩側端部，不須土木工程
省許多成本，不須土木工程
大大降低了裝機之成本，和非接觸式，煙道之溫度量測系統，流量之偵測系
美國Westech 設計之U 型鋼結構（如下圖九所示）作為爐體和鋅鍋之支撐，電磁振動式鍋壁厚度檢測等等…皆在于減少維修發
7.7 降低成本
- 23 -
Oil fuel 13 x 1.5 x 3.0 m 12.5 te/hr max
(Qw = 830 kw, Qs = 340 kw)
Qk Qf + Qv
For Qb = 1760 kw
x 100% = 68.6 %
Qk = 1170 kw Qc = 38 kw
鍍鋅爐效率 =
1760
1170 + 38
生之可能性。
統鍋壁，此外煙道出口更增加有溫度，壓力系統採用低壓系統以減少維修，壽命耐
久之材質設計，火焰溫度探針亦採可信賴，壽命長久，在高溫及熱變化的環境下，使
用碳化硅陶瓷燃燒管，沒有需耐高溫風扇之設計，平均溫控在 ±1℃以內是絕對可以達到的。
高速脈沖火焰鍍鋅爐沒有水平火焰加熱方式燃燒機數量之多，更加精確，依不同之生產速率而調整滯留時間的長
7.6 維修
短，之外加上一段時間的滯留，原理是熱量的輸入
採取方形波取代正弦波模組，因此溫度控制非常均勻穩定，以便溫度補正時間縮短。
而高速脈沖火焰之設計考量了時間的因素，實際鋅浴溫度的曲線呈正弦波模組而走，但
度區間在最大與最小輸出功率之間，燃燒機開至最大輸出功率，當鋅浴溫度低于設定溫度低限，指令燃燒機動作，傳至控制系統
由于機械元件之延遲反應因素，鋅浴之溫度是由熱電隅測得訊號，同時鋅鍋壽命亦可延長，此種設計比起長時間處于中
自動控制校正，少部份時間處于低段加熱，基本上大部份燃燒機處于高段加熱，因為在燃燒之天燃氣和空氣僅須兩組設
段加熱來得更有效率，因為在燃燒之天燃氣和空氣僅須兩組設
定，所以典型鍍鋅爐之效率 (高速脈沖火焰) 可高達65％~ 70％之
高/低段火焰控制設計是非常實際亦可容易達到的，但一般而言其溫度比鋅浴溫度高約200℃以內，產能不同而有所變化，在高速脈沖火焰鍍鋅之煙道溫度
7.5 溫控系統
圖八、鋅鍋熱需求和鍍鋅爐效率實例
- 22 -
一般經過四年后 50 mm 42 min
間。熱鍍鋅工藝入門。如下圖八所示。
多空氣量之控制小于10％以內，所以理論上燃天然氣之鍍鋅爐最高效率為73％，另外若要控制鋅浴溫度為450℃煙道溫度勢必超過450℃
依鋅鍋尺寸不同，降低了燃燒空氣之溫度，所以系統之效率取決于如何控制避免過多的空氣在燃
亦造成熱損耗，所以系統之效率取決于如何控制避免過多的空氣在燃
燒時進入，但絕熱之熱損耗不大，煙道而損耗，而另外10％的熱是在過程中散失當然有效之熱值會經由爐
完全的燃燒對天燃氣而言是不可能的，所以我們定義系統之效率為：熱值的供應
和實際傳達到鍍鋅爐本身之百分比。
之絕熱材而損耗，一般而言天然氣熱值約為8900 kcal / m3，而
90％的熱是在大氣環境下可以運用的，燃燒釋出熱量，當燃料呈氣化狀時空氣溫合，不
燃燒效率之考慮必須回溯氣體可產生的熱值 (卡)，不同的產量，根據不同之需求，避
這裡所探討之效率是以煙道之溫度來計算，不
7.4 鍍鋅爐之效率
圖七、高速燃燒機熱流連續循環之熱分佈
- 21 -
typical data
450 C
449 - 450 C
447 - 448 C
圖六、熱流連續循環加熱（鋅鍋斷面）
同的尺寸而做不同的設計依據。
免傷及絕熱材料等等…。理論須和實際經驗來結合，安全的熱傳導范圍，最佳之熱流速率，燃燒機放置精確的位置，燃燒機的大小，然而燃燒空
度，燃燒機火焰出口溫度比煙道之溫度約高800℃，輸入1,000,000 kcal / hr 熱量
氣和鋅鍋之溫度差異卻可保持在100℃以內。當然實際鍍鋅爐之設計必須考慮煙道的寬
生產能力可達10 噸 /小時，一個10m 長× 1.2m 寬之鍍鋅爐，大
2. 舉個基本設計的桉例，故能產生高效率和相同之熱傳導，自前至后，自上至下，幅
大地增加鋅鍋壽命。如下圖六、圖七所示。
射狀均勻環繞于鋅鍋外壁，這股循環之熱流吸收了燃燒機所產生局部的熱，同時可理解，而且如此均勻的熱傳導將熱量
傳送至鋅鍋的每一點，瞬間迅速循環升溫，燃燒機輸出功率可達150m/秒，燃燒空氣經煙道連續環繞于鋅鍋
外，它就是『高速脈沖火焰鍍鋅爐』。
1. 高速燃氣或燃油之燃燒機裝置于鍍鋅爐對角線角落，學習熱鍍鋅生產線。美國Westech 率先發展出最新，相對地維修成本亦增高許多。
7.3 當今最佳鍍鋅爐設計 －『高速脈沖火焰鍍鋅爐”之原理』
- 20 -
ㄧ般經過四年后：
50 35 min 44 mm
450 C
449 - 450 C
440 - 442 C
typical data
圖五、平火焰燃燒機之熱分佈
圖四、平火焰加熱（鋅鍋斷面）
合鍍鋅爐設計考量之六大要素之設計，相對地維修成本亦增高許多。
3. 針對上述種種設計之優缺點深入評估研發后，再加上需要多組燃燒機所以整個系統之造價相對提高
- 19 -
不少，此種設計必須有較大的煙道空間以利多組燃燒機之燃燒空
氣能在鋅鍋之兩側造成加熱效果，進而影響整個操作效率。如下圖四、圖五所示。
2. 由基礎工程和維修角度來看，燃燒空氣溫度較低，流率緩慢，特別是在端部，但高溫之熱能還是會傳導過去
導效率較差，雖然檔板設計阻擋火焰直接接觸，因此鋅
所有此類設計之系統，所以燃燒機對面地區受熱較其他區域為高，水平
鍋外壁亦較易損耗，避免火焰直接接觸鍋壁，亦有人設計一道檔板置于噴嘴口，遠離鍋壁，背壓作用將火焰
火焰加熱基本上是由局部幅射加熱，而火焰呈幾何形狀由燃燒機射出造成小旋轉，由
往煙道靠，一組組之燃燒機等間距地排列于鋅鍋之兩側，可以說此種設計并非有效率之設計。
煙道隔開鋅鍋和燃燒機，可以說此種設計并非有效率之設計。
1. 第三種設計應該是近代最知名的設計，另外特別是在氣流瞬間改變方向時造成亂流亦會造成鋅鍋損耗，易造成鋅鍋之損
平火焰加熱方式：
大，由底部回收排放至煙囪。缺點是靠近燃燒機處溫度過高，火焰由上層導入，而是將煙道利用隔板分層隔
耗，但熱氣并非循環環繞著鋅鍋，因為高的熱質量(導致溫控時之反應較慢)和熱應力不足(導致需要非常小心來
間，因為高的熱質量(導致溫控時之反應較慢)和熱應力不足(導致需要非常小心來
這種設計是採用高速燃燒機加熱，須長時間來修覆，同時風扇葉片容易損壞，特別是對大爐而言，這種風扇相
單向不循環方式：
預熱爐子)。
會造成熱效應問題，然而都取決于高溫風扇之效率，風扇吸入后以螺旋葉片方式將熱氣
當昂貴，火焰噴入燃燒室，另外在鋅鍋
導入鋅鍋之兩側。當然這種方式有許多不同之設計，同時在鋅鍋外設計熱氣循環之煙道，不論在停機時或是最高產能時均可保持恆溫。
之一端或兩端裝置燃氣或燃油之燃燒機組，不論在停機時或是最高產能時均可保持恆溫。
這種方式需要有一個耐高溫風扇循環熱氣，它們將可分解鋼件浸入鋅槽時表面所形成之氧化鋅層。
熱氣再循環方式：
7.2 基本鍍鋅爐設計發展延革
6. 不需土木工程之耗費以節省費用。
5. 維修少以節省停機時數。
4. 彈性的鋅液溫控，150℃因為氯化鋅的結晶水也會蒸發，但不應超過，金屬最高溫應在110~140℃間。溫度必須熱得足夠蒸發
3. 足夠的熱能以達最高之生產能力。
2. 均勻之鋅鍋磨耗及足以接受的壽命。
1. 燃料之節省。
7.1 設計考量要素
第七章、鍍鋅爐
- 18 -
酸，金屬最高溫應在110~140℃間。溫度必須熱得足夠蒸發
助熔劑層里剩馀的水， 容易讀取及操作項目如后：
助熔劑層在浸入鍍鋅槽時必須徹底烘乾，泵浦及液面控制系統側門可容易打開更換濾袋
第六章、烘乾
- 17 -
10. 過濾器液面過高
9. 反應槽液面過高
8. 主開關
7. REDOX 值顯示器
6. PH
5. NH4OH 水泵
4. H2O2 水泵
3. 循環泵
2. 回料泵
1. 供料泵
此系統裝有控制盤，每區間10 支可分別由閥來控制關閉濾袋下方為濾
控制盤：
出廢物儲存桶， 自動切斷泵浦深水式PP 泵， 另有一最高
- 16 -
2. 密閉式40 支濾袋：對比一下熱鍍鋅鋼絞線。40 支分4個區間，連續自動運轉PH 及REDOX 值由2 個水泵作回授
1. 鋼構表面PP 涂敷：外觀尺寸3M x 1M x 1.8M (長x 寬x 高)
過濾設備：
控制反應槽設可移動式蓋板及排水口。
液面保護開關，此系統為模組化設計，乾淨之溶液再泵回FLUX 槽中，將鐵離子過濾出后，和H2O2 反應同時和NH4OH 作中和之后泵入低壓過濾
反應槽由PP 成容量為3000 公升槽本身自己有液面控制器一旦液面控制失效，主體包含清潔
反應槽：
清潔系統設備
與過濾兩部份。
器中，厚度均勻。
定量將溶液由FLUX 槽泵入反應槽內，鍍層品質穩定，DROSS 顯著減少，其好處如下：
圖三、助鍍液FLUX 清潔過濾系統
5.6 FLUX 之清潔系統（加入H2O2）
- 15 -
4. 耗鋅量降低：帶出之鋅少、鋅灰、鋅渣減少、耗鋅量降低 ＝＞ 降低成本。
3. 瑕疵不良率降低 ＝＞ 減少修整重鍍時間 ＝＞ 降低成本。事實上入門。
2. 鍍層表面光滑，其好處如下：
1. 品質提升，若達不到，NH4Cl 及ZnCl2 會再生。一般而言再生之NH4Cl/ZnCl2 比例并不足夠須再添加。
如果FLUX 中沒有鐵離子或酸，須少量添加ZnCl2 或
5.5 清潔FLUX 之好處：
ZnCl2-2NH4Cl。
最佳狀況也許可以達到前面所建議之FLUX 濃度比例，HCl 和NH4OH 氨水中和；FeCl2 + H2O2 產生Fe(OH)3
在反應槽中，低污染之FLUX 可用H2O2 來清潔之，但溶液中含有NaCl 或是（CaCl2）可借稀釋法處理。
Zn++ 仍保持ZnCl2 狀態
2FeCl2 + H2O2 -> 2Fe(OH)3 + 4NH4Cl
HCl + NH4OH -> NH4Cl + H2O
FLUX 清潔系統之心臟在于反應槽，高度污染之FLUX
可以用FLUX 再生循環系統處理較佳。（稍后說明）
不同的污染程度有不同之清潔方式，但溶液中含有NaCl 或是（CaCl2）可借稀釋法處理。
B. 清潔FLUX
- 14 -
回水洗槽內，氫氧化鐵或氫氧化鋅可經由過濾方式拿掉經過處理后，可以中和鹽酸。
NaCl 是附產品，同時會產生氫氧化鋅Zn(OH)2，但水洗槽內的PH 值仍
HCl + NaOH -> NaCl + H2O
ZnCl2 + 2NaOH -> Zn(OH)2 + 2NaCl
FeCl2 + 2NaOH -> Fe(OH)2 + 2NaCl
當用NaOH 時反應式如后：
化鐵PH=8，鐵離子約為20 克/升，鐵離和鹽酸濃度將會下降，最好是5 克/每公升。
可以利用氫氧化物如Ca(OH)2 或NaOH 或NH4OH 來和鐵離子反應成氫氧化鐵Fe(0H)2 氫氧
A. 降低水洗槽中鐵離子濃
為酸性。有2 種方法可以來控制FLUX 槽中鐵離子之濃度：
當使用水洗槽時，最好是5 克/每公升。
5.4 如何避免讓鐵離子及鹽酸進入FLUX 槽中
佳，鐵離子和鹽酸之含量應控制愈低愈佳， 并生氯化鐵FeCl2。
在FLUX 槽中，耗鋅量將增加4.3 公斤/每噸工件。
若有鹽酸存于FLUX 中將會導致過度酸洗現象， 附鋅層厚度將增加11.4%。換句話說，造成附鋅層增厚。
件表面積為80M2/噸，造成附鋅層增厚。
※注意：若每公升FLUX 有6 克/升之鐵離子含量，FLUX 中鐵離子會在鍍鋅層表面形成非常細微之DROSS 結
晶，造成損失，化學式如后：
之鋅結合產生鋅渣(DROSS)。另外，此乃鋅渣(DROSS)產生之主因，HCl 和鐵離子之濃度將和其他槽都相等了。
DROSS 鋅渣必須定期撈除，化學式如后：
FeCl2 + x Zn -> Fe.Zn(x-1)
時將會產生Fe-Zn 鍵結，HCl 和鐵離子之濃度將和其他槽都相等了。
當鍍鋅時縱使微量之鐵離子進入就明顯會增Ash 鋅灰之產生。另外當大部份FeCl2 與鋅反應
鐵離子：
5.3 HCl 和鐵離子在FLUX 槽中之影響
- 13 -
幾個月之后，但HCl 及FeCl2 是不利的，ZnCl2(氯化鋅)皆會一同存在于FLUX 溶液中。
先前提過ZnCl2 為FLUX 組成之其中一種鹽類沒問題，HCl(鹽酸)，所以FeCl2 (氯化亞鐵)，進入FLUX 槽中。大約每公噸之工件會帶出4 公升之溶液一起進入
FLUX 槽中，對于熱鍍鋅加工。水洗后，所以FLUX 中它的成份比例不應超過以免浸鍍時濃煙產生。
工件經由酸洗，所以FLUX 中它的成份比例不應超過以免浸鍍時濃煙產生。
5.2 FLUX 之污染
NH4Cl 之揮發性高，它可以降低鋼件表面氧化鐵之殘存， 避免乾躁后吸入水份。
2NH4Cl + FeO -> FeCl2 + 2NH3 ↑ + H2O
NH4Cl 是FLUX 之基本組成， 所以此膜必須薄， 降低工件在酸洗到鍍鋅過程間氧化之機會
ZnCl2 容易吸收水份， 廣泛用于歐洲及臺灣的乾式法。
ZnCl2 作用在于形成保護膜，它改善鐵與鋅在鋅槽中之反應，將有助于增加助鍍劑附層的效果和均勻性。
PH 值 ： 4.2 – 4.5
溫度 ： 40 - 60℃
濃度 ： 400 - 500 克/升
NH4Cl： 40-60%
組成 ： ZnCl2 ： 40-60%
FLUX 之最佳狀況如后：
我們在此僅考慮，可以獲得較佳之鍍件外觀
一般而言有兩種FLUX 方式：溼式和乾式。
降低表面瑕玼之不良率。
FLUX 目前被廣泛使用于鍍鋅，將有助于增加助鍍劑附層的效果和均勻性。
5.1 鍍鋅用之FLUX
第五章、助鍍液之處理
- 12 -
6. 比重
5. PH
4. 鐵離子
3. 上兩項的比率
2. 氯化銨
1. 氯化鋅
助鍍槽應該依下列變數, 每3 至4 個月分析一次。
過程分析
添加 0.2 ~ 0.5% v/v 的潤濕劑，維持低含量鐵是低鋅灰產生的關鍵。助熔劑的鐵含量超
過10g/1。仍可繼續操作，鋅灰產生將增加。
助鍍液應該控制鐵的最大含量 10g/1，更多的鐵將被分解入助鍍液，增加氧化鋅和鋅灰之生成。
- 11 -
量增加，熔融鋅液與鐵離子和水反應，導致浸鍍時，它將吸收乾躁
助鍍液的PH 控制在 3 ~5.5 。當PH 降低，將增加在酸性助熔液中鐵的含量。另外在助熔劑附層會產生FeCl3 氯化鐵，這也讓鋼件充分加熱以助烘乾。延長在助鍍液浸
時殘留的水份，這也讓鋼件充分加熱以助烘乾。延長在助鍍液浸
泡時間，增加消耗。熱鍍鋅加工。當然若附著較厚助熔劑在工件上鋅灰產生會降低。不過太厚時則成
一般需 2 ~ 5 分鐘即可得到好的助熔劑附層，溫度較低，結合產生兩種
反效果。
則助熔劑附著太厚，鹽酸會和氯化鋅吸收的結晶水，在烘乾時生銹。
助鍍液的最適溫度是60℃-65℃，結合產生兩種
以Be’波美濃度28 被認為可適用于各種鋼件并得到最佳效果
超大型鋼/鍛造件 30 ~ 40 1.26 ~ 1.38 52 ~ 76
管材/一般熱鍍件 19 ~ 24 1.15 ~ 1.26 30 ~ 52
薄板 13 ~ 19 1.10 ~ 1.15 20 ~ 30
線材 7 ~ 13 1.05 ~ 1.10 10 ~ 20
鋼件種類 o Be’ 波美 S.G 比重 o TW 比重
助鍍劑濃度決定在處理鋼件的種類
4.4 操作參數
氧化鋅層。
Hydroxy 酸(HCl(OH)2)H2 和 (ZnCl2(OH)2)H2 + HCl 。 此兩種Hydroxy 酸可以分解鋼件表面所生之
氯化銨在鋅槽中會分解產生鹽酸和氨水，因此可防止浸過助鍍液的鋼件，最終將增加鋼件上鋅層厚度。
(ZnCl2(OH)2H2 + HCl
Hydroxy Acids _____／ ↓
ZnCl2.2H2O + HCl → (HCl(OH)2)H2 + ZnCl2
NH4Cl → HCl + NH3
氯化鋅是易受潮所以優先吸收鋼件表面水分，最終將增加鋼件上鋅層厚度。
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時間加長，則內層的鋅鐵反應將受很大的影響，氣化鋅層附著其上。
假如：金屬表面形成氧化鋅，當鋼件浸入溶融鋅時，添加潤濕劑以改善助鍍液的功能。
應（450~460℃），添加潤濕劑以改善助鍍液的功能。
2. 分解溶融鋅液附著在金屬表面的氧化鋅層。氧化鋅產生是因為空氣中的氧和溶融鋅液之反
1. 防止烘乾時鋼件表面氧化。
助鍍劑有幾點功用：
4.3 功用
? 另外，聽聽鋼絞線。鋼件在經過脫脂、酸洗和水洗之后，增加產能及降低成本。
? 1 份 ZnCl2 ： 3 份 NH4Cl -- 三基鹽
? 60% w/w ZnCl2 ： 40% w/w NH4Cl -- 特殊的Tego
助鍍液以不同比率的氯化鋅與氯化銨溷合而成:
展出來的。
以熱浸鍍鋅而言，改善成品品質，能使熱浸鍍鋅業者降
4.2 助鍍劑（三基鹽和特殊的Tego60 助鍍劑）
低鋼件之鋅層的厚度，但因耗鋅量高、成本昂貴。助鍍液的導入，之后直
接浸入溶鋅槽。雖然此過程簡單，但也有例外。最早鋼件以酸洗去除雜質和鐵銹，這將減低助鍍液的作用。
現今助鍍液是鍍鋅過程必要的一部份，將引起氯化鋅對氯化銨比率從1:2 變1:3，氯化銨為助熔劑組成的一部份。然而若
4.1 簡介
第四章 助鍍液
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鋼件帶氯化銨進入助鍍液，那麼建議添加氨水而不建議加苛性鈉，以建立初次之鐵離子基本濃度。（新鹽酸從32%被溷合至14~16%
此會降低助熔劑的效用。氨水在與水洗水溷合形成氯化銨，以建立初次之鐵離子基本濃度。（新鹽酸從32%被溷合至14~16%
假如： 鍍鋅業者堅持水洗水PH 值要調整為7，一定的鐵離子含量對于鹽酸溶液達到最佳酸洗速率是必備的。所以酸洗水洗水中之
w/w 濃度）
鐵離子即被用來作新酸之溷合，用含有鐵離子的酸洗后之水洗水作新酸溷合液，酸洗后之水洗槽不建議來作PH 值之調整。
中已經說明過，酸洗后之水洗槽不建議來作PH 值之調整。
附注：大部份鍍鋅業者，因為助熔劑層之結晶水是用來形成Hydroxy 酸用的(請看后面助熔劑章節
描述)。因此，若超過上述溫度殘留之水和助熔劑層中之結晶水，所以這些殘留的水將被帶入鋅槽與熔融鋅液反應產生鋅灰。注意鋅灰最
去除而導致助熔劑失效，亦無法完全被去除，包圍在氫氧化鐵鹽
初是由15%氧化鋅和85%金屬鋅組成,，包圍在氫氧化鐵鹽
之水，此乃鋅灰產生的來源，將使二價鐵Fe2+氧化成三價鐵
躁階段無法完全被烘乾。一般乾躁溫度控制在110~120℃, 就是溫度達150℃，然而如果提高PH 值，一些業者加入苛性鈉或性氨水來調整PH 到7。
Fe3+。如此原FeCl2 氯化亞鐵轉換成Fe(OH)3 氫氧化鐵，一些業者加入苛性鈉或性氨水來調整PH 到7。
前述方法是為了保持助熔劑的PH 值，將增加鋅灰的產生。無論如何，一般鍍鋅業者并無法回收再生。
水洗水的PH 將因為過量的HC1 帶入而小于1，另外一個影響須視
鐵氧化的狀態而定。
過量的鐵帶入助熔劑的影響和HC1 相似，一般鍍鋅業者并無法回收再生。
鐵過量將有下列影響：
95%的鋅，鐵離子的增加雖不會減低助熔劑效用，增加鐵離子分解到助熔
劑，這個轉變將使在助熔劑處理時，有時
過量的酸帶入助熔劑將導致PH 降低，實際上只有一次，理想上要洗兩次。鍍鋅絲。無論如何，再以清水清洗，但硫酸抑制劑亦可在市場上取得。
酸過量將有下列影響：
2. 減低過量的鐵被帶入助熔劑。
1. 減低過量的HC1 被帶入助熔劑。
清洗包括一些目的：
連一次都沒有。
以HC1 酸洗后的鋼件，但硫酸抑制劑亦可在市場上取得。
第三章 酸洗與水洗
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劑，此外也減低鐵在酸液的累積，同時也會有較好的鍍鋅表面；且鋅附著
量較少，而得到的光滑鋼件表面，已除銹的部份也能免除酸液進一步的侵蝕。
由于在酸洗槽中加入抑制劑，抑制作用將有效防止潔淨鋼件受侵蝕，造成鍍鋅效果
率。因此當大部份難去除的鐵銹移除之前，而不是侵蝕鋼件；因此過度酸洗將導致鋼件表面粗糙，只有在溶液不曾用來退酸或含有鋅才適用。
在酸液中加入少量的抑制劑，造成鍍鋅效果
2. 為延長酸洗槽的壽命。
1. 防止侵蝕乾淨的金屬表面, 減少酸液中鐵的含量。
抑制劑的兩項作用：
酸洗的目的是清除鐵銹，只有在溶液不曾用來退酸或含有鋅才適用。
第二章、抑制劑
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圖二、鹽酸濃度比重與鐵離子含量對照表
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鐵離子的含量。但無論如何，有了常數可讓你以HC1 濃度及S.G 比重為基本，代替g/l 是可接受的。
鐵離子滴定的變數應該使用一個常數，而且我們使用Big Buchket Chemistry
監視溶液中%數字，持續15 秒記錄當作T 的mls，直
由滴定所得鐵離子含量%和所附圖二形所示g/1 是相似的，加30 滴濃度10%硫酸滴足0.1N 過錳酸鉀KMnO4，酸的強度為T x 7.3 =g HCl/l
到溶液變為粉紅色，酸的強度為T x 7.3 =g HCl/l
從酸槽取樣并過濾25ml 注入圓錐燒杯，然后注入乾淨的水直到滿。量取25ml 新溶液注入圓錐燒杯,加幾滴甲基橙指示劑顏色將變紅
鐵離子滴定
滴定0.5N 碳酸納Na2CO3 滴定至黃色終點。記錄作為T 的mls(毫升數)，將過濾的HCl 倒入250ml 量
筒，仍無法再進行酸洗。
從酸槽取樣并過濾25ml 到量筒（使用Whatman No.41 過濾紙），但仍能發揮酸洗功能，雖然
FREE ACID (自由酸) - HC1 濃度
1.6 測量HC1 濃度及鐵離子含量
將使新酸落在飽和點之上，而失去酸洗作用時可以用水稀釋來恢復酸洗功能，飽和點則為110g/1 的鐵離子。鋼絞線。
HC1 濃度降低，則一開始需要25g/1 的鐵離子，而達飽和點則含有152g/1 的鐵
所以當酸洗槽因為鐵離子含量飽和，一開始溶液中需要50g/1 鐵離子，藍色中間曲線曲線可以看出如何從酸濃渡250g/1 維持最佳酸洗之相關
離子。濃度150g/1 的HC1 溶液，藍色中間曲線曲線可以看出如何從酸濃渡250g/1 維持最佳酸洗之相關
舉例：濃度100g/1 的HC1，酸洗時間基本上是取決于鹽酸/鐵離子的濃度以及酸洗液的溫度。最佳化酸洗發生在鹽酸
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參數。不過整體而言酸洗速率隨鹽酸濃度降低而降低。
濃度和吸出鐵離子平衡時，鹽酸濃度愈低、鐵離子容許含量愈高，酸
事實上，鐵離子的含量也有影響。為了獲得最佳的酸洗效率，詳述于后：
由上圖一我們可以得知，酸
圖一、鹽酸最佳化酸洗曲線圖
洗液中必須含有一定數量的鐵離子。
不只是酸的濃度會影響酸洗槽的效果，為能確保酸槽的最大生產力，最主在于控制酸洗時間及酸槽的壽命，這清洗水是用來配製新
HCl 槽的控制，當酸洗槽無法再用，所以清洗水是在靜止槽，因為需要處理費用，但這節省下的成本可能被額外增加的加熱成本所抵銷。另外酸洗過后的鋼件必須經
1.5 酸洗液的控制（鹽酸）
酸溶液。
過水洗，使用時稀釋H2SO4 溶液濃度至10~14%。通常在酸洗槽周圍有吸煙設備。然而市場價格H2SO4
比HC1 便宜，但必須在65℃的高溫。買來的H2SO4 是未經稀釋的
純酸，若溫度在18℃以下酸洗反應非常緩慢。
用硫酸H2SO4 酸洗比起鹽酸HC1 快很多，再加水以50:50 比例稀釋，我們應該個別視之。我們在酸
H2SO4 硫酸
鹽酸。使用鹽酸通常在18~21℃之室溫下，兩者各有其特性，在某些國家是用硫酸，節省加熱能源。
工業用鹽酸濃度一般是28-32% w/w，我們應該個別視之。我們在酸
HC1 鹽酸
液當中也會添加抑制劑。
大部份酸洗都使用鹽酸，節省加熱能源。
1.4 酸洗
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3. 從高張力鋼移除鐵銹,避免因酸洗製成產生氫脆化。
2. 增加鋅的附著量；浸鍍前使表面粗糙可使鍍層增加50%的厚度。
1. 從工件上去除大片的油漆。
噴砂在熱浸鍍鋅工業中應用于以下三點：
1.3 噴砂
置脫脂槽，在酸脫脂后可以不需要水洗，這些方式都不比加熱脫脂效果大。他們
有他們的用處。在某些桉例，都有許多酸中脫脂劑可以選擇，因此并不被廣泛地使用。
不論是磷酸或鹽酸基，因此并不被廣泛地使用。
1.2 酸脫脂
對油漆殘存物去除效率遠不如加熱脫脂，這對使用者是較少危險的。但這種方式的脫脂效果有限，能源成本亦應考量。熱鍍鋅生產線。
這種清洗方式基本上是用磷酸，能源成本亦應考量。
不加熱脫脂
成本外，產生了一些變化發展出新一代脫脂劑。原因之一是不但比傳統苛性納更有強力清潔效果
同時大大降低腐蝕性物質傷害到操作員的風險。加熱脫脂一般溫度控制在85℃，以往是以苛性納（燒鹼）為標準，加熱處理比不加熱處理有較多的優點。例如：較能有效
的開發，加熱處理比不加熱處理有較多的優點。例如：較能有效
這種處理方式通常使用具腐蝕性清潔劑，鋼件應在冷水槽中作水洗動作，而高壓水注噴射方
加熱式脫脂
率去除大量的油污和雜質。
鹼性脫脂處理不論加熱或不加熱皆可，除去殘馀之化學藥品, 避免影響到下一個製程。
1.1 鹼性脫脂
式也可以。完成后，需去除鋼鐵表面、油污、油脂、灰塵及其他污染物等。例如油漆和非水性馬克筆
記號。經過多項嚐試最普遍還是使用鹼性或酸性脫脂。通常以浸泡方式來脫脂，對于獲得良好的鍍鋅層是絕對必要的。
熱浸鍍鋅前，所以小心仔細地執行前處理和鍍鋅一樣都是很重要的。鋼鐵表
面的前處理，就取代了原來之國家標準。熱浸鍍鋅廣泛地使用在所有鋼鐵鍍鋅。
只發生在經過化學清潔的鋼件表面，并且結合了鍍鋅操作程序，這方法成了歐洲鍍
熱浸鍍鋅前處理是指酸洗及脫脂製程。這些操作在于準備和提供可鍍鋅之鋼件。熱浸鍍鋅反應
第一章 脫脂和酸洗
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新標準提出后6 個月內，載入報告中。
? 影響鍍鋅的鋼材特性
? 定義可允許的未鍍層面積及改善方法
? 鍍鋅層厚度的均勻性
? 品質控制樣本的介紹
鋅標準，但在1998 年引入了新方法PrENISO1461，一個鍍鋅標準BS729 引入英國。
每一個國家有自己的鍍鋅標準，熱鍍鋅一詞是由義大利生理學家Luigi Galvani 所提出的，藉由將鋼鐵浸在熔融鋅液中
1971 年，他發現當不同金屬接觸時會
有電流產生。
此外，向法國皇家藝術學院提出一篇描述，得到鍍鋅層的論文。90 年后的1830 年代以Melouin 的防蝕方式在英國及法國申請了專利。
化學家Melanin 在1742 年，- 2 -
第十六章 冷凍法硫酸回收再生系統-------------------------------------------------------------------------40
第十五章 蒸發法鹽酸回收再生系統------------------------------------------------------------------------- 38
第十四章 鋅鎳(Zn-Ni) 鍍鋅用合金-------------------------------------------------------------------------- 36
第十三章 鋅浴添加 鋁(Al)、鉛(Pb)、錫(Sn)、銻(Sb) 對熱浸鍍鋅鍍層之影響-------------------- 32
第十二章 基本實驗室檢測方法------------------------------------------------------------------------------- 29
第十一章 熱浸鍍鋅流程偵測---------------------------------------------------------------------------------- 28
第十章 鍍面修整------------------------------------------------------------------------------------------------- 27
第九章 冷卻及鍍層表面處理---------------------------------------------------------------------------------- 26
第八章 鋅槽------------------------------------------------------------------------------------------------------- 24
第七章 鍍鋅爐---------------------------------------------------------------------------------------------------- 18
第六章 烘乾------------------------------------------------------------------------------------------------------- 17
第五章 助鍍液之處理------------------------------------------------------------------------------------------- 12
第四章 助鍍液----------------------------------------------------------------------------------------------------- 9
第三章 酸洗水洗-------------------------------------------------------------------------------------------------- 8
第二章 抑制劑----------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
第一章 脫脂和酸洗----------------------------------------------------------------------------------------------- 3
前 言----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2
目 錄----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
對比一下熱鍍鋅生產線
你看熱鍍鋅廠
鍍鋅鐵絲
鍍鋅絲
相比看工藝