GALVANIZAÇÃO CONTÍNUA POR

IMERSÃO A QUENTE:

CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO

E PRODUTO

Alberto Nei C. Costaalberto.costa@csn.com.br

1- Processo Contínuo de Zincagem Por Imersão a Quente

2- Características e Aplicações das Chapas Galvanizadas Por Imersão a Quente

2.1- Zincado

2.2-Galvannealed

2.3- Galvalume

3- Resistência à Corrosão das Chapas Galvanizadas Por Imersão a Quente

3.1- Comparativo da Resistência a Corrosão do Material Galvannealed e Aço Zincado

3.2- Comparativo da Resistência a Corrosão do Material Galvalume e Aço Zincado

11 - - Processo Contínuo de Zincagem Processo Contínuo de Zincagem Por Imersão a QuentePor Imersão a Quente

Matéria prima: bobinas a frio

• A unidade de zincagem contínua, também conhecida por galvanização, é

utilizada para depositar uma fina camada de zinco sobre a superfície das chapas

de aço. O revestimento com zinco é uma das mais eficientes maneiras de

conferir proteção ao aço contra corrosão.

Processo Contínuo de Zincagem Por Imersão a Quente

Produto: bobinas zincadas

Linha de Zincagem Contínua (LZC) por Imersão a Quente

DESENROLADEIRA MÁQUINA DE SOLDA

Eliminação resíduos oleosos na superfície da tira;

Reduzir o filme de oxidação;

Fe3O4 + 4 H2 3 Fe + 4H2O

FeO + H2 Fe + H2O

Obtenção de boas características de propriedades mecânicas do material.

FORNO DE RECOZIMENTO

Adição de Alumínio

Controle da espessura da camada de liga (Fe-Al-Zn). Esta camada mantém a boa adesão do filme revestido.

Secção transversal da camada de liga do revestimento.

POTE DE ZINCO

Adição de Chumbo ou Antimônio

Formação de “flores de zinco”.

NAVALHA DE AR

(a) Navalha de ar e equipamento de controle do revestimento (b) Detalhes do controle da espessura do revestimento pela navalha de ar.

(a) (b)

Controle da espessura do revestimento.

TRATAMENTO QUÍMICO

Função:Fornecer proteção temporária contra a corrosão ao aço zincado, garantindo a entrega do material ao cliente sem ocorrência de corrosão branca e aspecto brilhante.

Principais Tipos

• A base de cromo hexavalente;

• A base de cromo trivalente;

• Isento de cromo;

• Resina.

TRATAMENTO QUÍMICO

Sistema por spray

Principais formas de aplicação do filme de passivação em linha de Principais formas de aplicação do filme de passivação em linha de zincagem contínuazincagem contínua

Sistema Roll Coater

LAMINADOR DE ENCRUAMENTO

Melhoria das propriedades mecânicas.

Melhoria da rugosidade/brilho superficial.

Melhoria da forma da tira (ondulado lateral, repuxado central, etc).

Redução de defeitos (dentes, marca de rolo , dross, etc).

INSPEÇÃO E ENROLADEIRA

2 –2 – CARACTERÍSTICAS DAS CARACTERÍSTICAS DAS CHAPAS GALVANIZADAS POR CHAPAS GALVANIZADAS POR

IMERSÃO A QUENTEIMERSÃO A QUENTE

Aspecto Visual

Norma Tipo de Revestimento

Massa Mínima de Revestimento (g/m2)

Ensaio individual Média do Ensaio Triplo

NBR 7008/03

Z85 75 85

Z100 85 100

Z140 120 140

Z180 150 180

Z225 195 225

Z275 235 275

Z350 300 350

Z450 385 450

Z600 510 600

NBR 15578

AZ100 85 100

AZ120 100 120

AZ150 130 150

AZ165 140 165

AZ180 155 180

AZ200 180 200

Tipos de Revestimentos

• O aço galvanizado caracteriza-se pela aplicação de uma camada de revestimento de zinco puro sobre a superfície do substrato (aço base).

• É um dos revestimentos mais utilizados mundialmente.

Seção transversal

Aço Base

Camada de liga Al-Fe-(Zn)

Zn Puro

2.1- REVESTIMENTO ZN PURO - GALVANIZADO

• Entre a camada de revestimento metálico e o aço base, existe a chamada

camada de liga intermetálica (Al-Fe-(Zn)).

• Sua função é promover uma ligação metalúrgica entre o revestimento e o aço

base, para obter uma maior aderência.

• Para isso, Al é adicionado ao banho metálico (pote de zinco) - 0,2%.

•Além de promover a formação da referida camada de liga, o alumínio também

tem a função de evitar a formação de bottom dross no pote de zinco.

• Quanto ao aspecto superficial, o revestimento de zinco pode ser classificado de três formas:

Cristal normal (flores de zinco);

Cristal minimizado (minimizador de cristais);

Spangle free (sem adição dos elementos Pb ou Sb).

• Adição de Pb ou Sb para a formação dos cristais;

• Pb: 0,09 a 0,11%

•Sb: 0,06% a 0,07%

• Para a produção do material com cristais minimizados, a chapa de aço necessita passar pelo minimizador de cristais (aumento da taxa de nucleação).

Principais Aplicações - Construção Civil:

Principais Aplicações – Linha Branca:

Principais Aplicações - Automotivo:

• Consiste na transformação do revestimento de

zinco puro em liga Zn-Fe, por meio do tratamento

térmico.

• O revestimento é formado por fases do sistema Fe-

Zn dispostas em camadas.

• Processada em um forno após a saída do pote de

zinco para promover a difusão de Fe do aço base para

o interior da camada de revestimento de Zn,

formando as referidas fases do sistema Fe-Zn.

Fases δ1 e ζ

Fase γ

Trinca

Fases:

γ (Gama);

δ1 (Delta);

ζ (Zeta)

2.2- REVESTIMENTO LIGA Zn-Fe GALVANNEALED

• Comparação entre os aspectos topográficos dos revestimentos galvanizado (brilhante) e galvannealed (cinza fosco).

GalvanizadoCristais Normais

GalvanizadoCristais Minimizados Galvannealed

Principais Aplicações – Automotivo

Demais segmentos: Uso com pintura.

Novas Aplicações – Automotivo

RESERVATÓRIO COMBUSTIVEL

FIAT PALIO –

EM ORGANO METALICO A PARTIR 2009

Produto originado pela aplicação de uma camada de revestimento representado pela liga 55%Al-Zn sobre a superfície do aço, em linhas de galvanização contínuas por imersão a quente.

Aço Base

Camada de Liga Intermetálica(Al-Zn-Fe-Si)

Liga 55% Al-Zn

2.3- REVESTIMENTO GALVALUME

• Aspecto topográfico do Galvalume:

Proteção Galvânica ZincoZinco

AlumínioAlumínio

Produto amplamente utilizado devido a grande proteção oferecida pelo revestimento 55% Al-Zn ao aço contra o processo corrosivo.

Resistência a corrosão: Resistência a corrosão: Obtida através da combinação de dois tipos de proteção:

Proteção por Barreira

Ponto ótimo:55% de Al

Porcentagem em peso de alumínio

Resi

stên

cia

à co

rros

ão55% Al

Ponto Ótimo

Barreira protetora

Proteção galvânica

5% Galfan 90% Al 1

0% 20% 40% 60% 80% 100%100% Zn 100% Al

Principais Características do Galvalume: Principais Características do Galvalume:

• Combinação de excelente proteção por barreira (Al) + galvânica (Zn)

• Aparência do Al

• Melhor conforto térmico devido à alta refletividade

• Melhor proteção nas bordas e extremidades

• Utilizado sem perda de brilho até 315°C

• Proteção superior ao aço zincado em uso a temperatura elevada.

• Uso principalmente em ambientes onde o galvanizado apresenta restrições de aplicação (marinho e industrial)

Região Dendrítica:

Região Interdendrítica:

Seção Transversal

Fase rica em Al

80% em volume do

revestimento

Fase rica em Zn

20% em volume do

revestimento

• Fator preponderante para a resistência a corrosão

• Formada por regiões dendríticas (fase rica em Al) e interdendríticas (fase rica em Zn).

Microestrutura do revestimento: Microestrutura do revestimento:

Expectativa de Vida:

Marinho Severo 14 15

Marinho 35 Sem Corrosão até 30 anos

Industrial 41 Sem Corrosão até 30 anos

Rural 53 Sem Corrosão até 30 anos

Verificação do Galvalume

Vida Projetada do Galvalume

(anos)

Principais Aplicações – Construção Civil:

• Telhados e paredes; painéis isolados; perfis para calhas de água de chuva; cercas, etc. Apresenta melhor relação custo benefício do que outros tipos de revestimento, aliando durabilidade, estética e conforto térmico.

Principais Aplicações – Linha Branca:

• Refrigeradores, fornos elétricos, microondas, torradeiras, fogões, etc, onde se necessitam de materiais com elevada resistência à corrosão e resistência à altas temperaturas.

Principais Aplicações – Automotivo:

• Protetores de calor para caixa de engrenagens, conversor catalítico, caixa do filtro de óleo, laterais de ônibus em geral, etc.

Novas Aplicações – Construção Civil:

• Sistemas construtivos

UPAMorro do Alemão - RJ

UPPMorro do Alemão - RJ

Novas Aplicações – Construção Civil:

• Sistemas construtivos

UPACopacabana - RJ

UPACopacabana - RJ

3- Resistência à Corrosão das 3- Resistência à Corrosão das Chapas Galvanizadas Por Imersão a Chapas Galvanizadas Por Imersão a

QuenteQuente

ENSAIO DE CAMPO - ATMOSFERA MARINHA ( 50 metros do mar )

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 66 72

MESES DE EXPOSIÇÃO

AV

AN

ÇO

DE

CO

RR

OS

ÃO

(m

m)

GA

Zn-Ni

CZ-MI

CZ-EL

Galvannealed – Imersão a quenteRevestimento Zn-Ni - EletrodeposiçãoRevestimento Zn puro – Imersão a quenteRevestimento Zn puro - Eletrodeposição

3.1- Comparativo da Resistência a Corrosão do Material Galvannealed e Aço Zincado – Zinco Puro

3.2- Comparativo da Resistência a Corrosão do Material Galvalume e Aço Zincado – Zinco Puro

0% 20% 40% 60% 80% 100%

MarinhoSevero

Marinho

Industrial

Rural

Perda de Revestimento

GL

BZ

2

1

1 Ferrugem após 10 anos 2 Ferrugem após 4 anos

Perda de revestimento após 13 anos.

GalvalumeZinco Puro

MUITO OBRIGADO!