Lubricantes para hornos de galvanización
y baños de zinc en caliente
La galvanización en caliente sumerge el acero en zinc fundido a 450–480°C. Las cadenas de arrastre, las poleas de transferencia y los mecanismos de extracción operan en una atmósfera de cloruros de zinc (ZnCl₂) y humos de zinc. Los lubricantes convencionales se carbonizan en horas o son atacados por el ZnCl₂. Esta guía cubre las soluciones técnicas punto a punto.
El proceso de galvanización en caliente: etapas y ambiente
La galvanización en caliente por inmersión (HDG — Hot Dip Galvanizing) recubre piezas de acero con zinc fundido para protegerlas de la corrosión. Es el método más eficaz de protección catódica, con vida útil de 25–70 años según el espesor del recubrimiento y el ambiente de exposición. El proceso estándar sigue la secuencia:
- Temperatura extrema: 450–480°C en la zona del baño de zinc (superior al punto de descomposición de todos los aceites minerales y muchos sintéticos)
- Humos de ZnCl₂: el flux de cloruro de zinc genera una atmósfera altamente corrosiva que ataca los cojinetes y degrada los lubricantes convencionales
- Salpicaduras de zinc fundido: el zinc líquido a 450°C que salpica sobre cadenas o cojinetes los destruye si el lubricante no resiste la temperatura
Cadenas de arrastre en hornos de galvanización
Las cadenas de transporte que mueven los ganchos de piezas o las barras de carga a través del proceso de galvanización pasan por zonas de temperatura muy distintas. Las cadenas en la zona de fluxado (60–70°C) sufren ataque del ZnCl₂; las de la zona de galvanización contactan con vapores de zinc a 450–480°C. La velocidad de cadena es típicamente 0,5–3 m/min.
| Zona cadena | T cadena | Agresor principal | Lubricante recomendado | Intervalo aplicación |
|---|---|---|---|---|
| Zona exterior (exterior planta) | Ambiental –10°C a +40°C | Intemperie / humedad | Aceite cadena éster VG 100 o grasa Li-EP NLGI 1 | Sistema automático o semanal |
| Zona de desengrase y decapado | 40–80°C + vapores ácidos | HCl / H₂SO₄ vapores | Grasa Ca sulfonato o aceite éster resistente ácidos | Cada 24–48 h |
| Zona de fluxado (ZnCl₂ 60-70°C) | 60–70°C + ZnCl₂ aerosol | ZnCl₂ altamente corrosivo | Grasa Ca sulfonato EP: sin jabón zinc (incompatible ZnCl₂) | Cada 12–24 h |
| Zona de secado (100-120°C) | 100–130°C | Temperatura + humedad residual | Aceite cadena éster VG 150–220 alta temperatura | Sistema automático |
| Zona de galvanización (450-480°C) | 300–480°C (en retorno) | T extrema + zinc fundido | Grafito coloidal sólido o DISCOS de grafito en pasadores | Aplicar en frío; cada 4–8 h |
| Zona de enfriamiento / quench | 60–150°C | Agua caliente + vapor | Aceite éster resistente agua VG 100 o grasa Ca sulfonato | Cada 24 h |
Las grasas con jabón de zinc (zinc stearate) reaccionan con el cloruro de zinc (ZnCl₂) del flux formando compuestos insolubles que obstruyen los pasadores de la cadena y aceleran el desgaste. Las grasas de calcio simple o calcio-sulfonato son químicamente inertes al ZnCl₂ y ofrecen además la resistencia al lavado necesaria en el ambiente húmedo del flux. Nunca usar grasas de litio puro en la zona de fluxado: el jabón de litio también reacciona con cloruros.
Reductores y motores en atmósfera de zinc: protección contra ZnCl₂ y humedad
Los reductores de accionamiento de las cadenas, los motores de las poleas y los actuadores de la línea de galvanización están expuestos a humos de ZnCl₂ que penetran a través de los sellos de los cárteres. El ZnCl₂ en el aceite del reductor actúa como ácido fuerte: pH del ZnCl₂ en agua es 4–5, suficiente para atacar los cojinetes de acero y el bronce en pocos meses.
Galvanización continua de chapa (galvannealing): rodillos sumergidos en zinc
En las líneas de galvanización continua de chapa para automoción (Sendzimir, Thyssen, ArcelorMittal), la chapa de acero pasa por el baño de zinc fundido a 460–470°C guiada por rodillos parcialmente sumergidos. Estos "sink rolls" y "stabilizer rolls" tienen rodamientos dentro del zinc fundido. Es el caso extremo de lubricación: no existe lubricante convencional que opere a 460°C dentro del zinc líquido.
Los rodamientos de los sink rolls y stabilizer rolls en galvanización continua son de nitruro de silicio (Si₃N₄) o carburo de silicio (SiC). El zinc fundido actúa como fluido portador (con propiedades lubricantes mínimas) a 460°C. No se añade lubricante externo. Los rodamientos cerámicos resisten las temperaturas de trabajo y la agresión química del zinc. La vida típica de estos rodamientos cerámicos es 4–8 semanas (vs. horas de un rodamiento de acero convencional).
Los lubricantes convencionales en una planta de galvanización continua se usan en la maquinaria periférica: desbobinadores, rodillos de guía antes y después del baño, secciones de limpieza alcalina y pasivación, reductores de tracción de la línea, y sistemas de enfriamiento. Estos equipos requieren las mismas especificaciones que en cualquier planta siderúrgica, pero con especial atención a la resistencia a la corrosión por ZnCl₂ en los elementos más próximos al baño.
Plan de lubricación preventiva en planta de galvanización
| Punto | Lubricante | Frecuencia | Indicador de alarma |
|---|---|---|---|
| Cadena zona fluxado (ZnCl₂) | Grasa Ca sulfonato EP NLGI 1 | Cada 12–24 h | Chirrido / desgaste visible eslabones |
| Cadena zona galvanización | Grafito coloidal sólido | Cada 4–8 h de producción | Temperatura anormal en pasadores por IR |
| Cojinetes poleas cadena (exterior) | Grasa Ca sulfonato EP NLGI 2 | Cada 250–500 h | Temperatura cojinete {'>'}80°C; ruido |
| Reductores accionamiento cadena | CLP PAO VG 150 con anticorrosión | Análisis mensual pH+Fe+Cl | pH aceite {'>'}6 (ácido) = cambio inmediato |
| Motores eléctricos zona caliente | Grasa poliurea NLGI 2 | Cada 2.000 h | Temperatura devanado {'>'}80°C ΔT nominal |
| Actuadores hidráulicos sistemas volcado | HLP VG 46 | Análisis trimestral ISO 4406 | Si {'>'}15 ppm = ingreso polvo/cloruro |
| Guías lineales de transferencia piezas | Pasta grafito coloidal | Cada 8 h (turno) | Resistencia al movimiento del carro |
| Bomba de circulación zinc fundido (impeller) | Sin lubricante convencional (Si₃N₄) | Inspección visual semanal | Vibración / desgaste impeller (ultrasonido) |
Lubricantes para galvanización en caliente
FILLCORE suministra grafito coloidal para cadenas de galvanización, grasas Ca sulfonato resistentes a ZnCl₂ y aceites CLP PAO con aditivos anticorrosión reforzados para reductores en atmósfera de zinc.