冷軋熱鍍鋅帶鋼表面鋅灰缺陷形成原因分析及控制

翟立剛

摘 要：冷軋熱鍍鋅產(chǎn)線主要由入口段、入口活套、清洗段、爐區(qū)、工藝段、出口活套和出口段構(gòu)成。帶鋼以460℃經(jīng)爐鼻子出來(lái)進(jìn)入鋅鍋約3s經(jīng)沉沒(méi)輥從鋅鍋出來(lái)，經(jīng)過(guò)氣刀將多余的鋅液吹掉（控制鋅層厚度）。鋅鍋內(nèi)鋅液需要保持460℃，這樣鋅液會(huì)逐漸蒸發(fā)，蒸發(fā)的鋅灰集聚在一起，然后掉落在帶鋼上形成鋅灰缺陷。冷軋鍍鋅鋅灰是冷軋廠熱鍍鋅生產(chǎn)過(guò)程中帶鋼表面的常見(jiàn)缺陷。對(duì)熱鍍鋅產(chǎn)線鋅灰形成機(jī)理進(jìn)行分析和研究，探討熱鍍鋅帶鋼表面鋅灰缺陷形成原因，從而提出優(yōu)化工藝、規(guī)范操作等方面措施控制鋅灰缺陷產(chǎn)生，提高熱鍍鋅帶鋼表面質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：熱鍍鋅 鋅灰 常見(jiàn)缺陷 優(yōu)化工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TG174.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（c）-0099-01

熱鍍鋅帶鋼是冷軋廠主要產(chǎn)品，它可以用作家電板，汽車(chē)板等。隨著工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，目前下游企業(yè)對(duì)帶鋼表面質(zhì)量要求越來(lái)越高。首鋼京唐冷軋共有4條熱鍍鋅產(chǎn)線分別生產(chǎn)GI和GA產(chǎn)品。其中一冷熱鍍鋅產(chǎn)線的主要生產(chǎn)家電板，二冷熱鍍鋅主要生產(chǎn)汽車(chē)板。帶鋼表面鋅灰缺陷是熱鍍鋅產(chǎn)品的常見(jiàn)缺陷之一，它制約著高端產(chǎn)品的生產(chǎn)。為了解決這一問(wèn)題，該文就從鋅灰缺陷形成的機(jī)理出發(fā)，結(jié)合工藝和操作提出了減少鋅灰缺陷的措施。

1 鋅灰產(chǎn)生的原因

冷軋熱鍍鋅產(chǎn)線主要由入口段、入口活套、清洗段、爐區(qū)、工藝段、出口活套和出口段構(gòu)成。帶鋼以460℃經(jīng)爐鼻子出來(lái)進(jìn)入鋅鍋約3s經(jīng)沉沒(méi)輥從鋅鍋出來(lái)，經(jīng)過(guò)氣刀將多余的鋅液吹掉（控制鋅層厚度）。鋅鍋內(nèi)鋅液需要保持460℃，這樣鋅液會(huì)逐漸蒸發(fā)，蒸發(fā)的鋅灰集聚在一起，然后掉落在帶鋼上形成鋅灰缺陷。鋅灰則是有以下幾方面原因。

1.1 浮渣的產(chǎn)生

當(dāng)帶鋼進(jìn)入鋅液中則產(chǎn)生FeZn7，而鋅液中的鋁離子逐步將鋅替換形成Fe2Al6鐵鋁化合物[1]。它和鋅的氧化物在一起形成浮渣。

1.2 鋅液蒸汽冷凝

鋅液液面不斷產(chǎn)生鋅蒸汽，鋅蒸汽遇冷凝結(jié)在爐鼻子內(nèi)壁等處形成固態(tài)粉末。隨著爐鼻子震動(dòng)它們墜落到鋅鍋中和帶鋼表面。

1.3 爐內(nèi)耐火材料墜落

在長(zhǎng)期生產(chǎn)過(guò)程中，爐內(nèi)耐火材料受到冷爐和加熱的溫差變化影響發(fā)生墜落，它們常在爐鼻子處于鋅渣和鋅灰摻雜在一起（圖1）。

2 減少鋅灰主要措施

通過(guò)與國(guó)內(nèi)各先進(jìn)企業(yè)學(xué)習(xí)，在2012年和2013年對(duì)爐鼻子等處進(jìn)行改造增加了攝像頭，沉沒(méi)輥刮刀，鋅灰泵和爐內(nèi)加濕等。操作人員通過(guò)爐鼻子攝像頭監(jiān)控爐內(nèi)鋅灰粉末生成情況，防止?fàn)t鼻子內(nèi)鋅灰和鋅渣形成過(guò)多。

2.1 浮渣清理

操作人員利用專(zhuān)用扒渣勺，每班扒渣4次；利用鋅灰泵定期對(duì)浮渣進(jìn)行清理；利用檢修或更換沉沒(méi)輥的時(shí)間將鋅鍋降低，爐鼻子處鋅渣暴露出來(lái)后進(jìn)行人工扒渣。

2.2 防止鋅液蒸汽冷凝

為了有效防止鋅蒸汽冷凝形成固態(tài)鋅粉末，各熱鍍鋅產(chǎn)線增加了爐鼻子氮?dú)饧訚裣到y(tǒng)。這樣優(yōu)化了爐鼻子處露點(diǎn)。

2.3 嚴(yán)格控制帶鋼和鋅鍋溫度

（1）帶鋼入鋅鍋前溫度高于鋅液15℃以內(nèi)[2]，如果帶鋼溫度過(guò)高會(huì)影響鋅鍋內(nèi)鋅液溫度導(dǎo)致鋅渣量增加。

（2）嚴(yán)格控制鋅鍋溫度減少鋅蒸汽。將鋅液溫度控制在（460±2）℃范圍內(nèi)，避免溫度波動(dòng)過(guò)大導(dǎo)致鋅渣量增加[3]。為了嚴(yán)格保證鋅液溫度在操作人員添加數(shù)量和鋅液液位嚴(yán)格控制，避免導(dǎo)致溫度和液位的波動(dòng)過(guò)大引起浮渣在爐鼻子內(nèi)壁積聚。

2.4 優(yōu)化鋅液成分

鋁含量與鋅渣產(chǎn)生有著密切關(guān)系。當(dāng)鋁含量較高時(shí)，一方面導(dǎo)致鐵溶解度降低，另一方面鋁被氧化導(dǎo)致浮渣升高；當(dāng)鋁含量較低時(shí)，鐵的溶解度升高導(dǎo)致底渣升高。因此在生產(chǎn)GI產(chǎn)品是鋁含量控制在（0.2±0.02）%之間[4]，當(dāng)生產(chǎn)GA產(chǎn)品時(shí)鋁含量控制在（0.12±0.02）%之間。

2.5 在生產(chǎn)高端表面產(chǎn)品時(shí)有以下兩方面的注意事項(xiàng)

一是排產(chǎn)時(shí)做好厚度過(guò)渡和溫度過(guò)渡并調(diào)整好鋅液成分。二是將鋅渣清理干凈，提前加入鋅錠[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

以上措施實(shí)施后首鋼京唐冷軋熱鍍鋅鋅粉末和浮渣大幅降低，上述產(chǎn)線生產(chǎn)的家電板和汽車(chē)板無(wú)鋅灰缺陷。熱鍍鋅鋅灰控制是一個(gè)復(fù)雜課題，需要從爐鼻子露點(diǎn)控制，帶鋼和鋅液溫度，定期扒渣以及成分控制幾個(gè)方面入手。

參考文獻(xiàn)

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[3] 譚運(yùn)剛，文偉.熱鍍鋅板表面鋅灰缺陷的控制[J].武鋼技術(shù)，2010，48（3）：31-33.

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[5] 楊滿秀.合金元素對(duì)熱浸鍍鋅界面反應(yīng)影響及相關(guān)相平衡研究[D].湘潭：湘潭大學(xué)，2012.