连续热镀锌机组锌渣缺陷成因及对策

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1、·68·2011年第34卷第2期连续热镀锌机组锌渣缺陷成因及对策罗小丹（攀钢钒冷轧厂）摘要：介绍了连续热镀锌机组锌渣引起的相关缺陷，探讨了锌渣的形成机理，分析了热镀锌各工艺环节对锌渣缺陷形成的影响，并结合攀钢2#连续热镀锌机组生产实际，提出了相应的工艺改进措施。关键词：热镀锌；锌渣；缺陷；锌液0引言随着热镀锌板在市场上的应用越来越广泛，汽车、家电、船舶、建筑等各行各业对热镀锌板的需求量大幅增加，用户对镀锌板的表面质量要求也不断提高，镀锌产品表面质量成为各镀锌板厂家竞争的关键。攀钢2#镀锌线均采用美钢联法工艺，镀锌产品质量得到了业内和用户的一致肯

2、定，但仍然需要重视锌渣对板面质量的影响。为了进一步提高攀钢热镀锌产品表面质量，避免锌渣缺陷对产品质量造成影响，笔者结合生产实际，对镀锌板锌渣的形成机理及相关缺陷进行探讨，并提出了从工艺着手控制锌渣的生成量，提高镀锌板表面质量的措施。1锌渣缺陷镀锌板锌渣缺陷是指在生产过程中，锌渣直接在带钢表面引起的呈点状、线状及块状突起不平的缺陷；锌渣凝结在沉没辊上成瘤时，对带钢造成的瘤印、划伤等缺陷。这些缺陷严重影响了镀锌板的外观质量。锌渣是由于带钢进入锌锅时，带钢表面残留的Fe粉粒子被带入锌液中，以及带钢和沉没辊被锌液侵蚀扩散到锌液中的Fe元素，它们与锌液发

3、生反应，形成Fe与Zn、Al等的化合物锌渣。锌渣按其形态主要可分为底渣、自由渣和浮渣。自由渣和浮渣在带钢运行中易粘附到带钢上，形成锌渣缺陷；底渣在受力被搅动的情况下也易被搅起形成锌渣缺陷。锌渣缺陷通常表现为以下几种方式。1.1条锌在镀锌板表面沿纵向形成的分布不均的条带状夹杂物，一般是炉鼻处的锌灰或钢带带出的细小颗粒状锌渣。1.2锌粒表现为镶嵌在锌层中尺寸为0.5～2.0mm左右的渣粒，是由锌渣沉积于钢带表面引起的。如果尺寸大于2mm称为块状锌渣，尺寸小于0.5mm称为细锌渣。渣粒实物见图1。图1渣粒实物1.3瘤印当带钢出锌锅时，在表面产生连续周

4、期性条状、团块状的压印。因为在连续生产过程中，沉没辊始终浸没在锌锅里，伴随带钢与沉没辊的高速运行，镀液中Al、Fe和Zn的金属间化合物颗粒易聚集到辊面形成结渣瘤。2锌渣缺陷产生的原因2.1原料方面原料化学成分（C、Si）对锌渣影响较大，钢基中含C量越高，Fe损越大，生成的锌渣越多。原料表面的清洁度越高，产生的锌渣越少，而原料表面的轧制油过多，超出了清洗槽的清洗能力，会造成表面残C，增生锌渣。2.2清洗槽清洗槽的作用是清除表面的污垢、杂质、润滑油等，使带钢以清洁的表面进行镀锌。攀钢2#镀锌机组采用热碱浸泡洗、刷洗、电解洗、漂洗等多级复合式清洗。经

5、验表明：碱液在60～80℃时，其皂化、乳化效果为最佳。电解槽的清洗原理是利用两块正负电极板的电场作用，使带钢极化，在钢板表面发生电解反应，产生大量H2和O2带走带钢表面隙缝中的油污。因此它的各级槽罐的碱浓度、温度、电导率及电解槽的电解电流等工艺参数都是影响清洗效果的因素。而清洗效果不好，带钢还残有Fe粉、氧化铁皮、杂质等带到锌锅会生成锌渣。攀钢技术·69·2.3退火炉退火炉的作用是对带钢进行再结晶退火、进一步光亮带钢表面和还原带钢表面成活性海绵状态。H2是炉内还原气体，N2作为保护气体，露点是炉内水分含量的检测值。当退火炉因泄漏、压力波动的影响

6、造成局部的氧化气氛，会导致带钢表面氧化或还原不充分，氧化铁皮进入锌锅会与锌液发生剧烈反应而生成锌渣。此外，锌锅的锌蒸汽在炉鼻子内形成锌粉，经过长期累积并和灰尘形成锌灰，在镀锌过程中随带钢进入锌锅并在带钢表面形成锌渣。2.4带钢入锌锅的温度带钢入锌锅温度一般控制在460～470℃。此时有利于在带钢表面迅速形成阻挡层，减缓铁－锌之间的反应，使铁损维持在一个较低的水平，从而减少锌渣的产生。但带钢入锌锅温度不宜过高,因为铁在锌锅中的溶解主要发生在带钢刚入锌锅时,过高的带钢温度会使锌液温度升高造成铁损量的增大,使锌渣量增加。2.5锌液温度图2为热镀锌生产

7、中锌锅内铁损随时间和反应温度的关系。锌液温度越高，带钢铁损越高。当锌液温度超过485℃，铁损量将呈抛物线关系增加，当温度上升到500℃时，铁损量达到8g/(m2·min)，是正常生产时是的5～8倍。因此，一般要求带钢入锌锅温度在485℃以下，通常控制在455～465℃，此时Fe在锌液中的溶解度为0.021%左右，当锌液的Fe含量高于它的溶解度时，Fe就要析出与Al、Zn反应生成锌渣，锌液中Fe含量越高，生成的锌渣越多[3]。另外，锌锅温度上下波动时也会导致锌渣的产生。如锌渣中的含Al量为0.135％，当温度为460℃时Fe的溶解度约为0.03％

8、，若温度升高到490℃，铁损/(g·m-2)反应时间/min440℃470℃495℃500℃540℃3002001005001002003004005