熱鍍鋅鋼板鋅流紋的產(chǎn)生及消除措施分析

楊譯

摘 要：某鋼廠投產(chǎn)后，隨著生產(chǎn)規(guī)格極限化，對于薄規(guī)格產(chǎn)品，帶鋼表面出現(xiàn)大量鋅流紋缺陷，嚴重影響了帶鋼的表面質(zhì)量和導致了協(xié)議品的產(chǎn)生。結(jié)合該鋼廠鍍鋅機組投產(chǎn)以來的生產(chǎn)實踐，對熱鍍鋅板鋅流紋缺陷的形成進行了分析，重點探討鋅流紋缺陷產(chǎn)生的原因，提出控制措施，消除缺陷的產(chǎn)生，提高鍍鋅板表面質(zhì)量。

關鍵詞：熱鍍鋅 鋅流紋 缺陷

中圖分類號：TG335.22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（c）-0094-02

對于無鉛鋅鍋，在生產(chǎn)薄規(guī)格產(chǎn)品（尤其h≤0.5mm時），帶鋼表面會形成類似于波紋的缺陷。如果形成的鋅流紋較輕，則可以通過光整機來消除，如果形成的缺陷較為嚴重，則過光整后依然會有手感存在。

1 鋅流紋的形成

帶鋼出鋅鍋時會帶出大量的鋅液。在氣刀之前，鋅液是液態(tài)的，并且由于重力的作用會自上向下流動。由于氣刀噴吹出來的氣體回流，在鍍層到達氣刀主氣流之前，會對鋅液起到冷卻作用。帶鋼到達氣刀主氣流之前，由于鋅液自重而引起的流動以及氣體回流的冷卻作用，而把鋅液流動形成的浪形冷卻（冷卻到419℃）凝固，形成鋅流紋。

2 鋅流紋的影響因素

鋅在419℃時凝固，形成鋅流紋必須要使出鋅鍋的帶鋼溫度降低到419℃，并且殘余的熱量不能把凝固的鋅再次融化。所以對于薄帶鋼、薄鍍層、低鋅鍋溫度更容易形成鋅流紋。從冷卻作用和帶鋼殘余熱量來考慮，形成鋅流紋的主要影響因素有以下幾個方面。

2.1 冷卻因素

（1）氣刀的噴吹壓力。

控制氣刀的噴吹壓力可以通過調(diào)整氣刀的唇形系數(shù)來實現(xiàn)，由于考慮到生產(chǎn)因素，不能時刻或經(jīng)常調(diào)整唇形，所以不建議通過調(diào)整唇形來解決鋅流紋。

（2）氣流的冷卻作用。

氣刀噴吹出來的氣流，除了氣刀刮鋅的作用之外，還對鍍層有冷卻作用。為減輕氣刀噴吹氣流的冷卻效果，要盡可能的降低氣流量。措施具體如下。

①降低氣刀距帶鋼的距離：氣刀距離帶鋼的距離越近，則在其他條件一定的情況下，需要的氣體壓力越小，則噴吹的氣流量越小，對帶鋼的冷卻作用越小。

②降低氣刀距鋅鍋液面的高度：氣刀對鍍層的冷卻作用主要體現(xiàn)在氣體的回流上，氣刀距離鋅鍋液面距離越近，則回流的影響區(qū)域越小，則可以減輕冷卻效果。另外，氣刀距離鋅液面距離越近則回流的作用時間越短。為追求機組穩(wěn)定，對于生產(chǎn)0.5mm厚度規(guī)格以下產(chǎn)品，機組速度一般穩(wěn)定在120～130m/min。此時，氣刀距離鋅鍋液面的距離一般控制在250mm。

③調(diào)整氣刀角度：氣刀的角度主要影響到刮鋅效果和鋅液飛濺效果。如果氣刀角度在一定范圍內(nèi)偏負，則氣刀的刮鋅效果會隨著負角度的增大而增大，需要的氣體壓力越小，需要的氣流量越小則對帶鋼的冷卻作用越小。但是鋅液飛濺也會隨著氣刀角度的增大而增大。容易產(chǎn)生氣刀堵塞。所以調(diào)整氣刀的原則是不產(chǎn)生鋅液飛濺的情況下氣刀角度越負越好。

（3）帶鋼和空氣的接觸時間。

在機組運行狀況允許的情況下，機組速度越快越好。雖然隨著機組速度的增大，由于泵升的作用，帶鋼的帶鋅量越多，需要的氣刀噴吹壓力越大，但是可以大大縮短帶鋼和空氣的接觸時間，也就大大縮短了冷卻時間，總體效果可以降低冷卻作用。但是在要求高速的同時，一定要注意機組的穩(wěn)定性，生產(chǎn)薄規(guī)格帶鋼的時候，為避免帶鋼發(fā)生瓢曲，應避免急劇升降速，追求機組速度恒定。另外急劇升降速也會對鋅鍋產(chǎn)生攪動作用，促進鋅渣的產(chǎn)生和增加帶鋼鋅渣缺陷的形成。所以在運行高速時，一定要以機組穩(wěn)定為前提。

2.2 帶鋼（包括鍍層）所含熱量因素

（1）鍍層和帶鋼厚度：鍍層厚度越大，帶鋼厚度越大，則帶鋼帶出的熱量越多，則經(jīng)過氣刀后越不容易冷卻。但無論是鍍層還是帶鋼厚度是特定的，另外增大帶鋼的鍍層厚度還會增加消耗。所以此因素不做考慮。

（2）帶鋼出鋅鍋溫度：對于一種規(guī)格帶鋼，帶鋼的出鋅鍋溫度主要和兩個因素有關，即：鋅鍋的鋅液溫度和帶鋼的入鋅鍋溫度。

鋅鍋溫度和帶鋼的入鋅鍋溫度越高，則帶鋼的出鋅鍋溫度越高，則帶鋼中所含的熱量越大，則越不容易產(chǎn)生鋅流紋。反則反之。但是，對于鋅鍋而言，一定要盡可能保持鋅鍋溫度的穩(wěn)定。因為隨著鋅鍋溫度的升高，帶鋼進入鋅鍋后Fe的溶解速度和鐵損都會增加。如果鋅鍋溫度出現(xiàn)波動，則會導致鋅液中Fe的溶解度發(fā)生變化，導致Fe的溶解和析出，從而導致鋅渣的形成。產(chǎn)生鋅渣缺陷。

所以，目前采取的措施是在穩(wěn)定鋅鍋溫度的基礎上，改變帶鋼的入鍋溫度。正常情況下，鋅鍋溫度和帶鋼溫度均控制在460℃±2℃。但為了減輕鋅流紋，建議調(diào)節(jié)帶鋼的入鋅鍋溫度，一般控制在470～480℃（溫度越小，鐵損越小，所以在保證不產(chǎn)生鋅流紋缺陷的基礎上，溫度越小越好。）。

2.3 其他

（1）鋅液成分。

對于無鉛鋅鍋，主要考慮Al的影響，對于GI產(chǎn)品，Al是鋅鍋中不可或缺的一個重要的成分。鋅液中的Al主要有兩個作用：①生成Fe2Al5的中間層，提高鋅層粘附力，并且抑制了帶鋼表面Fe的進一步溶解。②促進鋅渣生成，將底渣轉(zhuǎn)化為浮渣。但是隨著鋅液中Al含量的增大，鋅液的粘度增大，鋅液的流動性降低。隨著鋅液流動性的變化，鋅流紋形成的抗力也會發(fā)生變化。

當鋅鍋中Al含量降低到0.135%左右時，則鋅鍋中便會有底渣生成，對于生產(chǎn)GI產(chǎn)品，為避免鋅液成分波動產(chǎn)生底渣，Al含量最好保持在0.16%水平以上。此外，當Al超過0.2%以后，鍍層中的含鋁量鍍鋅板帶走，而是留在鋅鍋中，很大程度上成為渣子，所以鋅鍋中的含鋁量超過0.25%以后已沒有什么意義。

所以，各大企業(yè)把鋅液中的Al含量一般控制在0.18%～0.22%。既避免了底渣的形成又避免了Al的浪費。正常生產(chǎn)時，維持在此范圍之內(nèi)的任何一個值，都能比較好的控制鍍層質(zhì)量，如果為消除鋅流紋缺陷可以把鋅液Al含量控制在高限上。但是為考慮到鋅鍋穩(wěn)定性問題，不建議通過調(diào)整鋅液Al含量來控制鋅流紋。

另外，即使是無鉛鋅鍋，鋅鍋中難免存在鉛。鋅液中的鉛不僅是因為自然界中的鋅鉛總是伴生成礦作為雜質(zhì)由鋅錠帶入。鋅液中的鉛含量也會影響到鋅液的粘度和表面張力。另外鉛的存在還能使鋅液的熔點降低，這延長了鋅液的凝固時間。但入鍋鉛含量過高，則會促進鋅花生成。所以鋅鍋中的鉛含量最大控制在0.03%。但一般不會主動調(diào)節(jié)鋅液中的鉛含量來控制鋅液成分。

（2）原料帶鋼粗糙度。

帶鋼的粗糙度越大，則帶鋼出鋅鍋后帶出的鋅液越多。則需要氣體的噴吹壓力越大，帶鋼的冷卻作用越大。但控制原料帶鋼的粗糙度一般不作為控制鋅流紋的因素。

（3）帶鋼振動。

帶鋼振動會引起帶鋼表面出現(xiàn)鋅層不均勻，表面鋅層時厚時薄，厚的地方容易引起鋅流紋。

（4）帶鋼光整表面。

光整不是消除鋅流紋的根本措施，但是可以從視覺上減輕鋅流紋。軋制力越大，帶鋼表面粗糙度越大，鋅流紋視覺越輕。

3 鋅流紋的消除辦法

經(jīng)過以上分析，消除鋅流紋的一個最根本的原則，就是減輕對薄帶鋼的冷卻作用，增大薄帶鋼出鋅鍋后所含的熱量?？偨Y(jié)以上幾個因素，給出意見，如表1。

由于考慮到鋅渣的生成也是影響鍍鋅的一個非常重要的問題。所以要盡量避免鋅渣的產(chǎn)生。既節(jié)省了鋅的消耗，又降低缺陷的發(fā)生。為此，盡量維持鋅鍋穩(wěn)定，避免通過調(diào)整鋅鍋工藝來改善帶鋼表面。

另外，帶鋼的振動可以增加鋅流紋的形成，振動可以通過調(diào)整糾正輥的頂入量來調(diào)節(jié)，但是，會引起帶鋼經(jīng)過氣刀時出現(xiàn)C彎，這時，需要輔助以鍍后冷卻塔張力調(diào)節(jié)，需要二者相互輔助來既消除抖動又消除C彎。根據(jù)各生產(chǎn)沉沒輥安裝精度的不同以及沉沒輥輥徑、粗糙度等情況的不同，各線的具體調(diào)節(jié)情況不同。另外，帶鋼出鋅鍋后的板型不同，沉沒輥的轉(zhuǎn)動狀態(tài)也會有所不同，尤其對于薄帶鋼，更為嚴重。所以要控制好原料板型，避免出現(xiàn)出鋅鍋后板型缺陷不能消除的現(xiàn)象，造成鍍層質(zhì)量不好和沉沒輥組狀態(tài)難以控制。

4 結(jié)語

通過之前調(diào)試，該鋼廠鍍鋅生產(chǎn)線對于0.4～0.5mm的帶鋼已經(jīng)基本消除鋅流紋缺陷。在正常生產(chǎn)時，已經(jīng)杜絕了鋅流紋缺陷協(xié)議品的產(chǎn)生。但在機組降速時，還是無法消除鋅流紋缺陷。所以在生產(chǎn)時，無論是考慮到帶鋼瓢曲、鋅鍋穩(wěn)定因素還是考慮到缺陷消除因素，機組穩(wěn)定至關重要。

參考文獻

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[2] 朱立.鋼材熱鍍鋅[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.