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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?
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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
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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
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¿Con que
normativas
especificamos
el Cinc?
ASTM B6
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ASTM B6
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¿Además
de Cinc que
mas
solemos
tener en la
paila?
Cinc
Plomo?Aluminio
Bismuto
Estaño
Níquel
Antimonio
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Cinc
Plomo?Aluminio
Bismuto
Estaño
Níquel
Antimonio
Pero…por que
añadimos
aleantes
adicionales si el
Cinc se basta
solo?
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Y del lado
contrario
¿Que
deberíamos
evitar tener
en la paila?
CobreCadmio
Otros?
HierroPlomo?
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¿En donde se
ubican los
protagonistas
de esta
película?
https://sciencenotes.org/imprimible-tabla-periodica-de-los-elementos-blanco-y-negro/
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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?)
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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
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Tensión
Superficial
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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
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Mayor Tension Superficial
Menor Tension Superficial
Mas liquido retenido Menos liquido retenido
Tensión Superficial
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Como influyen
los aleantes en el
comportamiento
de la tensión
superficial
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B
I
S
M
U
T
O
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Fuente
B
I
S
M
U
T
O
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Influencia en el brillo y
formación de flor de
galvanizado (Spangles)
1. Estaño
2. Bismuto
3. Aluminio
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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
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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%
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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
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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
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Efecto sobre el espesor
de las capas
intermetálicas
• Galvanizado
continuo
(Aluminio)
• Aceros Reactivos
(Níquel)
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Proceso
continuo de
Lamina
Fuente: HDGASA, Steel Protection by Hot Dip Galvanizing & Duplex Systems
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Chimenea
Rodillo sumergido
Cuchillas de aire
Proceso
continuo de
Lamina
Al >0.15%
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Fuente: GalvInfo Center,The Role ofAluminum in Continuos Hot-DipGalvanizing
Estructura galvanizado
continuo. Casi no hay capas
intermetalicas
Al >0.15% (Batch <0.005%)
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¿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
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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”
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% Siequiv. = % Si + 2.5 x % P P < 0.02%
% Siequiv. = % Si + 5 x % P P > 0.02%
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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”?
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Comparativo estructuras Normal Vs Reactivo
Efectos de
la adición
de Níquel
en la capa
de Cinc
sobre
aceros
Reactivos
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% de Silicio Equivalente
Dross and Nickel in the Kettle, Authored by Dr. Tom Langill, American
Galvanizing Association- May 3, 1999
Figura # 3
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¿Contra mas Níquel
mejor?
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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%
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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
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Recomendaciones operacionales
• 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.
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Recomendaciones operacionales
• 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.
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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.
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“Alear” no
es como dar
de comer a
los peces de
una pecera
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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”
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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.)
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Maniobra de aleación 2/8
• 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
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Maniobra de aleación 3/8
Cinc
Aleación
Realice la operación regular
de extracción de dross y si es
posible eleve la temperatura
de la paila hasta 455 ° C
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Maniobra de aleación 4/8
Cinc
Aleación
En una canasta adecuada
coloque la aleación. Si es
posible rodéela con lingotes del
Cinc que se usa regularmente
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Maniobra de aleación 5/8
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
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Maniobra de aleación 6/8
• 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.
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Maniobra de aleación 7/8
• 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
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Maniobra de aleación 8/8
• 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
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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
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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
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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
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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
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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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Muchas Gracias