- Iñaki Contreras - 2021 1

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1. ¿Cómo denominamos técnicamente al Cinc?

2. ¿ Que suele haber en la paila?

3. ¿Qué no deseamos en la paila?

4. Motivos para usar aleantes junto con el Cinc

5. ¿Qué tipos de sobre capa podemos tipificar?

6. Estructura de un acro normal

7. Tensión superficial

8. Experiencias con los aleantes

9. Sobre espesor por capas inter metálicas

10. Recomendaciones operacionales

11. ¿Cómo alear?

12. ¿Por qué añadir aleantes?


La Galvanización en Caliente es el

proceso industrial por el cual se

deposita y fija por aleación una capa

de Cinc sobre una superficie de acero

mediante la inmersión en una baño de

cinc en estado liquido. Es importante

señalar que NO ES UNA PINTURA

depositada en caliente


El Proceso Simplificado

Desengrase Enjuague

Decapado

FluxadoEnjuague

Inmersión en

Cinc fundido

Enfriamiento,

pasivación,

inspección,

limpieza y

empaque

Tipo General o “Batch”

Fuente: AGA, Hot Dip Galvanizing for Corrosion Prevention-A Specifier´s Guide


¿Con que

normativas

especificamos

el Cinc?

ASTM B6


ASTM B6


¿Además

de Cinc que

mas

solemos

tener en la

paila?

Cinc

Plomo?Aluminio

Bismuto

Estaño

Níquel

Antimonio


Cinc

Plomo?Aluminio

Bismuto

Estaño

Níquel

Antimonio

Pero…por que

añadimos

aleantes

adicionales si el

Cinc se basta

solo?


Y del lado

contrario

¿Que

deberíamos

evitar tener

en la paila?

CobreCadmio

Otros?

HierroPlomo?


¿En donde se

ubican los

protagonistas

de esta

película?

https://sciencenotes.org/imprimible-tabla-periodica-de-los-elementos-blanco-y-negro/


Tipos de sobre capa

• Por arrastre o deposición – Problemas de

drenaje, velocidad de extracción-Excesiva

Tensión Superficial?

• Por capas Inter metálicas gruesas – Reactividad

del acero debido a Silicio y/o Fosforo –

Excesivos tiempos de inmersión-Influencia de

otros elementos (Cobre, Sodio?)


Capa Eta se ve

lisa y mas

homogénea

Capa Zeta tiene

forma acicular

y desordenada,

se ve como

“Arbustos”

Acero “Normal”

Fuente: American Galvanizers Association AGA


Tensión

Superficial


Tensión Superficial

En física, se denomina tensión superficial de un

líquido a la cantidad de energía necesaria para

aumentar su superficie por unidad de área. A

mayor tensión superficial mayor la tendencia de la

superficie del liquido a “curvarse” para formar

gotas. Al curvarse las superficie liquida adquiere

mayor área superficial que su proyección


Mayor Tension Superficial

Menor Tension Superficial

Mas liquido retenido Menos liquido retenido

Tensión Superficial


Como influyen

los aleantes en el

comportamiento

de la tensión

superficial


B

I

S

M

U

T

O


Fuente

B

I

S

M

U

T

O


Influencia en el brillo y

formación de flor de

galvanizado (Spangles)

1. Estaño

2. Bismuto

3. Aluminio


Directiva DAST-Richlinie 022

• Aluminio: <0.1%

• Plomo + Bismuto: (Pb + 10*Bi) ≤ 1.5%

• Estaño: ≤0.1%

• Niquel: <0.1%

DAST: Deutscher Ausschuß für Stahlbau - Comité Aleman de la Construccion en Acero


Concentraciones recomendadas de estos aleantes

• Aluminio 0.004%-0.006%

• Bismuto 0.08%-0.1%

• Estaño 0.06%-0.08%

• Plomo 0.04%-0.05%


Diferentes piezas

galvanizadas en

caliente con

contenidos de

aluminio en el

orden de 0.002-

0.004% y

Bismuto al 0.1

%. El baño no

contiene Estaño


Diferentes piezas

galvanizadas en

caliente con

contenidos de

aluminio en el

orden de 0.002-

0.004% y

Bismuto al 0.1 %.

El baño no

contiene Estaño


Efecto sobre el espesor

de las capas

intermetálicas

• Galvanizado

continuo

(Aluminio)

• Aceros Reactivos

(Níquel)


Proceso

continuo de

Lamina

Fuente: HDGASA, Steel Protection by Hot Dip Galvanizing & Duplex Systems


Chimenea

Rodillo sumergido

Cuchillas de aire

Proceso

continuo de

Lamina

Al >0.15%


Fuente: GalvInfo Center,The Role ofAluminum in Continuos Hot-DipGalvanizing

Estructura galvanizado

continuo. Casi no hay capas

intermetalicas

Al >0.15% (Batch <0.005%)


¿A que

llamamos

“Aceros

Reactivos” y

como se

manifiestan?

R.W. Sandelin en los años 40

expuso en sus publicaciones

que el principal actor de este

fenómeno era el Silicio (Si).

Posteriormente se aprecio que

el Fosforo (P) potenciaba el

efecto reactivo. La

temperatura y el tiempo de

inmersión son los dos factores

aceleradores


Fuente: HDGASA, Steel Protection by Hot Dip Galvanizing & Duplex Systems

Para unificar el efecto del

Silicio (Si) y el Fosforo (F)

se introdujo el concepto de

“Silicio Equivalente”


% Siequiv. = % Si + 2.5 x % P P < 0.02%

% Siequiv. = % Si + 5 x % P P > 0.02%


Capa Eta se

distingue muy

poco

Capa Zeta Capa

Zeta se observa

de mucho

mayor tamaño

que las otras

capas

¿Que es

común

observar en

un acero

“Reactivo”?


Comparativo estructuras Normal Vs Reactivo

Efectos de

la adición

de Níquel

en la capa

de Cinc

sobre

aceros

Reactivos


% de Silicio Equivalente

Dross and Nickel in the Kettle, Authored by Dr. Tom Langill, American

Galvanizing Association- May 3, 1999

Figura # 3


¿Contra mas Níquel

mejor?


0

50

100

150

200

250

300

350

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40

Esp

eso

rd

e la

cap

ad

e C

inc

en m

icro

nes

% de Silicio Equivalente (%Si + 2.5 x % P)

Ni 0 % Ni 0.02 %

Ni 0.06 % (*) Ni 0.04%

Concentración ideal de Níquel en el baño

0.05% - 0.06%


Recomendaciones operacionales

• Establezca, mantenga y corrija la

estabilidad integral del proceso

• Exija los certificados de calidad de los

productos que galvaniza y contraste el

Silicio equivalente versus los espesores

• Efectúe análisis químicos periódicos del

baño

• Mantenga la concentración de los aleantes

en los niveles recomendados

• Respete la pauta de adición recomendada



• Galvanice a una temperatura

suficientemente baja para mantener la

calidad y el cinc siempre fundido

• Estandarice sus tiempos de inmersión

• Siga la practica “la esquina que primero

entra primero sale”

• El Bismuto y el Aluminio potencian la

acción del Níquel y mejoran el drenaje al

bajar la temperatura.



• Utilice protección respiratoria adecuada

y vestuario acorde cuando manipule el

Níquel en polvo

• Trate de hacer las adiciones

semanalmente para evitar inyectar

mucha cantidad de una sola vez

• Distribuya la adición a través de todo el

largo de la paila

• Realice la adición sin prisas entre un

tercio y media altura de la paila.


Importancia de respetar el concepto de ALEACIÓN

El proceso de ALEAR es un concepto complejo donde se pretende que

unos elementos metálicos se disuelvan lo mas homogéneamente posible

en un solvente, en este caso el Cinc evitando en lo posible la formación

de subproductos no deseados (dross, cenizas). Es común observar que

este proceso de aleación se llega a trivializar utilizando malas practicas o

materiales inadecuados e inclusive basándose en leyendas urbanas lo

que en muchos casos influye en que una mala operacionalización lleva al

fracaso una iniciativa valiosa o que los resultados obtenidos son de

menor calidad de lo deseado y merecido.


“Alear” no

es como dar

de comer a

los peces de

una pecera


NO INTRODUZCA en su

paila medios de aleación

desconocidos, dudosos o

formulados para otros usos.

Recuerde que lo que

introduzca en su paila no se

puede extraer y su

concentración tendera

después de mucho tiempo

asintóticamente a “cero”


Maniobra de aleación 1/8

• Al iniciar el programa de aleación es

necesario llevar los elementos a unos

niveles de concentración adecuados.

Para eso se añade una aleación

concentrada, de ajuste o arranque. La

formula de esta aleación se establece

en función de las concentraciones

iniciales de los elementos de interés

(Al, Sn, Bi, Ni, etc.)



• Este lote de aleación se agrega

íntegramente al inicio del programa

y por lo general una sola vez. Solo

en caso de desviaciones importantes

de las concentraciones de los

elementos de interés podría ser

necesaria una nueva formulación y

adición de arranque



Cinc

Aleación

Realice la operación regular

de extracción de dross y si es

posible eleve la temperatura

de la paila hasta 455 ° C



Cinc

Aleación

En una canasta adecuada

coloque la aleación. Si es

posible rodéela con lingotes del

Cinc que se usa regularmente



Cinc

Aleación

Sumerja la canasta a media altura de

paila y alternativamente llévela de un

extremo al otro de la misma hasta que

constate que toda la aleación y el Cinc

se hayan disuelto



• Deje estabilizar la operación hasta la

próxima jornada y después de haber

realizado algunas galvanizaciones

tome una muestra del baño. Anote

los cambios observados y los

fenómenos presentes como

diferencias en apariencia del

acabado, cantidad de cenizas,

presencia de dross flotante, etc.



• Inicie el programa de adición regular

siguiendo la pauta del fabricante, por

ejemplo dos lingotes de 9 kg por

tonelada de Cinc nuevo añadido. Siga

los mismos pasos 5 al 7 anteriores

• Regularmente efectúe una análisis de

las concentraciones de los elementos de

interés para monitorear el desarrollo

del programa



• Monitoree su inventario de

producto para que su programa

de aleación se desarrolle en el

tiempo sin contratiempos ni

carencias por falta de stock y

manteniendo así las

concentraciones adecuadas del

baño


Motivos para usar aleaciones

1. Para disminuir el exceso de Cinc por arrastre

2. Para controlar el exceso de Cinc por reactividad

3. Para disminuir el retrabajo y el retoque final

4. Para mejorar la apariencia y favorecer la

formación de flor de galvanizado

5. Para hacer la superficie mas suave al tacto

6. Para reducir la producción de dross y ceniza


Ventajas del uso de aleantes

• Reducen la tensión superficial y por lo tanto el

arrastre de Cinc

• Reducen el retrabajo, retoque y reparación de la

piezas al minimizar la formación de espinas y

bordes gruesos

• Mejoran la apariencia al propender a la

formación de estrellas o flor de galvanizado


Cada peso cuenta por que el mercado es inflexible

• El precio por kg está establecido

previamente y son regidos por las

leyes de mercado y competencia

• Los precios no son sincrónicos con el

costo variable de las materias primas o

la tasa de cambio de la moneda

• Hay productos commodity (energía

solar) que tiene tabulador internacional


Cada peso cuenta por que el mercado es inflexible

• Existe cada día mas competencia de

productos sustitutos

• Se factura por el peso de entrada no

por el de salida

• La empresa debe enfocarse

responsablemente en el ahorro de

esfuerzo y recursos

• No crecer es decrecer


Ventajas y aportes difíciles de medir

• Superficie mas suave y tersa requiere

menos reparaciones

• El acabado lustroso mas atractivo es

una marca distintiva

• Algunos clientes simplemente no

aceptan el acabado Hiper-Sandelin

• Se minimiza riesgo de escamado

(flakes) y delaminaciones


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