Цинковый шлак – это, прежде всего, продукт реакции цинка и железа. Его состав в основном состоит из фазы железо-цинкового сплава, образующейся после соединения цинка и железа. Таким образом, цинковый шлак обычно содержит от около 3 до 6% железа и от около 94 до 97% цинка. В некоторых процессах горячего цинкования для защиты ванны для цинкования добавляется свинец. В таких случаях цинковый огарок может содержать от 1,5 до 2% свинца (не имея в виду смешанный свинец). Обычно при горячем цинковании стальных труб намеренно добавляют алюминий для получения блестящего оцинкованного слоя. Следовательно, цинковый шлак также может содержать определенное количество алюминия.
Стальные трубы можно погружать в цинковую ванну только после предварительной обработки. Неполная очистка во время предварительной обработки может привести к прилипанию солей железа к поверхности оцинкованной стальной трубы. При температуре цинкования материалы на основе железа, такие как стальные трубы, стальные ванны для цинкования и машины для цинкования труб, растворяются в ванне цинкования. Взаимная диффузия атомов железа и цинка приводит к образованию слоя сплава железо-цинк. Среди них кристаллы фазы могут отделяться от подложки и оседать на дно ванны для цинкования, накапливаясь с образованием цинкового шлака. Как правило, при производстве горячего цинкования стальных труб «сухим методом» количество цинкового шлака составляет около 10–20% от общего потребления цинка.
При образовании цинкового шлака происходят следующие реакции:
(1) Реакции, вызываемые солями железа
FeCl₂ + 8Zn → ZnCl₂ + FeZn
FeCl₂ + 14Zn → ZnCl₂ + FeZn₁₂
(2) Реакции, вызванные сталью
Fe₈C + 21Zn → 3FeZn₇ + CFe₈
C + 39Zn → 3Fe₈Zn₁₈ + C
