熱鍍鋅角鋼是熱鍍鋅工藝的鋼材,這種鍍鋅工藝可以在鋼材表面形成保護,防止鋼材氧化,它的活躍性較強,可以在腐蝕的時候,犧牲自身保護鋼材不受到腐蝕,在鍍鋅過程中會產生缺陷,影響到工藝的完美性,要防止就要先了解,看看都有哪些情況影響產生缺陷。
鋅粒缺陷產生的原因是由于鋅液表面、底部和懸浮在鋅液中的金屬化合物顆粒附著在帶鋼表面。
相關研究表明,鋅液表面的金屬化合物顆粒主要為Fe2Al5和 氧化物,懸浮在鋅液中的金屬化合物
顆粒為Fe2Al5和FeZn7的混合物,鋅液底部的金屬化合物顆粒主要為FeZn7。其產生機理為:帶鋼中
的鐵不斷向鋅液中溶解,鐵在鋅液中的溶解有一定的飽和度,例如鋅液溫度460℃、鋅液Al含量
0.20%時,鋅液中鐵的飽和度為0.007%。當鋅液中鐵的濃度超過其飽和度時,就析出形成金屬化合
物。鋅液處于一種鐵溶解、鋅渣析出的動態(tài)平衡過程,鐵溶解和鋅渣析出都是不可逆的。
相關研究表明,鋅液中的鐵析出后,首先與鋅發(fā)生反應,形成鋅鐵金屬化合物,其反應式為:
Fe+7Zn→FeZn7,FeZn7的比重為7.25g/cm3,大于鋅液的比重6.9g/cm3,會沉到鋅鍋底部。其次,
當鋅液中有效鋁的含量大于0.14%時,鋅液中的鋁會和鋅鐵金屬化合物反應,形成鋁鐵金屬化合物
,其反應式為:2FeZn7+5Al→Fe2Al5+14Zn,Fe2Al5的比重為4.2g/cm3,小于鋅液的比重6.9g/cm3
,會浮到鋅液表面。如圖1所示。
在實際生產過程中,進入鋅液的帶鋼,其表面的鐵不斷溶于鋅液,再加上鋅液中鋁含量和溫度的波
動,鋅粒的形成是不可避免的,只能減少其數量和粒度,減少其附著在帶鋼上的機會。
2.2影響鋅粒缺陷產生的因素
影響鋅粒數量和粒度的因素包括溶入鋅液中的鐵的數量、鐵在鋅液中的溶解飽和度。影響鋅粒附著
在帶鋼上的因素包括,帶鋼在鋅鍋中的抖動、表渣的清除、鋅鍋加熱裝置、氣刀。
盡量減少溶入鋅液中的鐵的數量是減少鋅粒數量和粒度的關鍵。溶入鋅液中的鐵的數量與原料帶鋼
表面缺陷、原料帶鋼表面粗糙度、入鋅鍋帶鋼表面殘鐵、鋅液鋁含量、機組速度、入鋅鍋帶鋼溫度
、鋅液溫度、鋼種化學成分、鋅錠中的鐵含量、鋅鍋設備帶入鋅鍋中的鐵有關。原料帶鋼表面缺陷
,尤其是表面夾雜、氧化鐵皮、欠酸洗會促進Fe-Zn反應,增加鋼板的鐵損,因此原料帶鋼表面夾
雜、氧化鐵皮、欠酸洗缺陷越少,溶入鋅液中的鐵就越少。原料帶鋼表面粗糙度越小,溶入鋅液中
的鐵就越少。入鋅鍋帶鋼表面殘鐵越少,溶入鋅液中的鐵就越少。鋅鍋處機組速度越高,帶鋼在鋅
液中浸泡的時間越短,溶入鋅液中的鐵越少;鋅液溫度越高,溶入鋅液中的鐵越多,當鋅液溫度上
升到480℃時,溶入鋅液中的鐵的數量隨鋅液溫度的提高而迅速增大。鋼中的C、Si含量越低,溶入
鋅液中的鐵的數量就越少。鋅錠中的鐵含量越低,溶入鋅液中的鐵就越少。提高鋅鍋中設備的耐鋅
液腐蝕能力,溶入鋅液中的鐵就越少。
帶鋼在鋅鍋中的抖動會使鋅液面的鋅渣更容易附著在帶鋼表面。盡量減少鋅鍋處帶鋼的抖動,有利
于減少鋅粒缺陷。造成帶鋼在鋅鍋中抖動的原因包括,出鋅鍋處帶鋼板形、鋅鍋輥系的抖動、鋅鍋
處帶鋼張力的穩(wěn)定性、鍍后冷卻風機氣流對帶鋼的擾動。在帶鋼附近清理表渣時,也增加了鋅液面
的鋅渣附著在帶鋼表面的機會。鋅鍋感應器熔溝產生的金屬流的攪動作用,會增加懸浮鋅渣附著在
帶鋼表面的機會。氣刀吹出氣流對鋅液面的擾動,會增加表渣附著在帶鋼表面的機會。同時,氣刀
吹出的空氣會增加鋅液的氧化。
影響鋅粒缺陷的因素主要包括以下幾個方面:
2.2.1原料條件對鋅粒的影響
鋼中的C、Si含量越低,越有利于減少鋅粒缺陷。原料帶鋼表面夾雜、氧化鐵皮、欠酸洗缺陷越少
,越有利于減少鋅粒缺陷。原料帶鋼表面粗糙度越小,越有利于減少鋅粒缺陷。由于立式退火爐對
板形有一定的矯正作用,較小的對稱的雙邊浪或中間浪原料板形,有利于減少鋅粒缺陷。
2.2.2清洗段對鋅粒的影響
清洗段適當的清洗液溫度、清洗液中自由堿濃度,功能完好的電解清洗、刷洗、磁性過濾器,定期
更新清洗液,保持清洗液的活性,可以降低入鋅鍋帶鋼表面的殘鐵,有利于減少鋅粒缺陷。
2.2.3鋅鍋段對鋅粒的影響
較高且穩(wěn)定的鋅液鋁含量、較低且穩(wěn)定的鋅液溫度,有利于減少鋅粒缺陷。較高且穩(wěn)定的機組速度
,有利于減少鋅粒缺陷。較高的入鋅鍋帶鋼溫度,有利于減少鋅粒缺陷。保持較低的鋅鍋感應器的
功率,有利于減少鋅粒缺陷。盡量減少鋅鍋輥系抖動,減少表渣對鋅液面的攪動,有利于減少鋅粒
缺陷。鋅鍋輥系采用耐鋅液腐蝕的材料和涂層,有利于減少鋅粒缺陷。較大的且穩(wěn)定的鋅鍋處帶鋼
張力,有利于減少鋅粒缺陷。盡量減少鋅錠中的鐵含量,有利于減少鋅粒缺陷。
2.2.4鍍后段對鋅粒的影響
適當的氣刀高度、氣刀角度0°或微負角、較近的氣刀距帶鋼距離,有利于減少鋅粒缺陷。氣刀吹
出的空氣會增加鋅液的氧化。較高的鍍后冷卻速度,有利于減少鋅粒缺陷。減小鍍后冷卻風機氣流
對帶鋼的擾動,有利于減少鋅粒缺陷。
3鋅粒缺陷的控制措施
綜上所述,結合機組實際情況,采取以下措施減少鋅粒缺陷。
3.1合理的生產計劃排程
按照工藝和對設備狀態(tài)的要求,制定從煉鋼至鍍鋅的各工序生產計劃,保證生產高表面等級熱鍍鋅
板時,各項措施可以得到執(zhí)行,設備狀態(tài)處于最佳狀態(tài)。
3.2原料條件
在進行高表面等級熱鍍鋅板的鋼種設計和選擇時,其C≤0.1%、Si≤0.1%。原料帶鋼表面殘鐵≤
100mg/m2。原料帶鋼表面粗糙度Ra≤1.5μm。原料帶鋼板形為對稱的雙邊浪或中間浪,波浪度≤
30IU。
3.3清洗段
一般情況下,清洗段可以去除90%以上的原料帶鋼表面殘鐵。保證清洗效果的關鍵要點是清洗段的
清洗液溫度、清洗液中自由堿濃度,以及功能完好的電解清洗、刷洗、擠干、磁性過濾器,確保清
洗后帶鋼表面殘鐵≤10mg/m2。另外,清洗液中的油含量和鐵含量超標,會降低清洗液的活性,從
而降低清洗液去除帶鋼表面殘鐵的能力,因此應根據清洗劑制定相應的清洗液中的油含量和鐵含量
上限標準,結合生產實際,制定清洗液更新周期,實現定時排放舊清洗液、加清洗劑。同時,結合
生產實際,定期清理清洗段槽罐也是非常必要的。
3.4鋅鍋段
且盡量保持穩(wěn)定。鋅液溫度≤465℃,且盡量保持穩(wěn)定。入鋅鍋帶鋼溫度應高于鋅液溫度且≤500℃
。保持較低的鋅鍋感應器的功率。為了保證穩(wěn)定的鋅液鋁含量和鋅液溫度,就必須根據生產帶鋼的
規(guī)格和鋅層厚度,均勻地向鋅鍋中加入含不同鋁含量的鋅錠,同時保持穩(wěn)定的機組速度。鋅鍋段機
組速度≥80m/min,在帶鋼抖動較小的情況下,盡量提高鋅鍋段機組速度。盡量避免生產高表面等
級熱鍍鋅板時,攪動鋅鍋帶鋼周圍的鋅液,撈表渣動作盡量輕。采取大張力,鋅鍋處帶鋼張力是機
組一般部位張力的2倍以上,減輕鋅鍋處帶鋼抖動。鋅鍋輥系采用耐鋅液腐蝕的材料和涂層,保證
涂層附著力和封孔質量,例如316L 不銹鋼基體加WC涂層。采用耐磨損的鋅鍋輥系軸承系統(tǒng),減輕
由于鋅鍋輥系晃動所造成的帶鋼抖動。鋅錠中的鐵含量應≤0.003%。
3.5鍍后段
氣刀高度≥200mm,氣刀角度0°或微負角,氣刀距帶鋼距離≤12mm、使用氮氣作為氣刀介質。鍍后
冷卻塔頂輥處帶鋼溫度≤280℃。鍍后冷卻風機功率的合理分配,可以有效減少氣流對帶鋼的擾動
。
4結論
為了減少高表面等級熱鍍鋅板表面的“鋅?!比毕?,可從如下方面采取措施:合理的生產計劃排程
,鋼種的設計和選擇,原料帶鋼表面缺陷、表面殘鐵、表面粗糙度、板形的控制,清洗效果的保證
措施與評價標準,鋅液鋁含量、鋅液溫度、入鋅鍋帶鋼溫度、鋅鍋感應器功率、加入鋅錠種類和速
度、鋅錠中的鐵含量、鋅鍋段機組速度、鋅鍋處帶鋼張力、撈表渣的控制,對鋅錠中的鐵含量的限
制,對鋅鍋輥系的設備技術要求,氣刀高度、角度、距帶鋼距離、介質和鍍后冷卻風機的控制。
措施實施后,“鋅?!比毕莞纳菩Ч黠@,與2008年相比,2009年“鋅?!比毕菰斐傻慕导壜氏陆?/p>
了80%。高表面等級(O5表面或C級表面)熱鍍鋅鋼板的合同量占全部熱鍍鋅鋼板的合同量,從2008
年的5%提高到了2009年的10%。