鍍鋅產(chǎn)品幾種常見缺陷分析及改進措施

冉從錦

摘 要：本文主要介紹了滑移線、鋅流紋、鋅花不均三種鍍鋅產(chǎn)品常見缺陷，描述了其形貌特征，分析了主要形成原因，并給出了具有操作意義的改進建議。

關鍵詞：鍍鋅板；滑移線；鋅流紋；鋅花不均

中圖分類號：TG174 文獻標識碼：A

1 前言

冷變形、連續(xù)退火之后的鋼板在表面鍍上一層均勻的鋅層，從而獲得具有良好耐腐蝕性能鋼板，即鍍鋅板，廣泛應用于建筑、家電、汽車等行業(yè)。由于其生產(chǎn)工藝復雜，工序繁多，鍍鋅板可能會產(chǎn)生多種質量缺陷，影響表面美觀和用戶使用。本文對鍍鋅板常見的滑移線、鋅流紋、鋅花不均三種缺陷進行原因分析，并從實用性出發(fā)給出現(xiàn)場解決方法，具有一定的指導意義。

2 原因分析及改進措施

2.1 滑移線

2.1.1 形貌特征。后續(xù)加工時在板面出現(xiàn)的線條狀暗紋，嚴重時有凸起和明顯觸感，有時不清晰可見。

2.1.2 原因分析。在實際生產(chǎn)過程中，滑移線主要是由以下原因造成的：（1）平整率設置不合理。退火后的鋼板經(jīng)過一定量的平整變形，產(chǎn)生了大量可移動位錯，使位錯擺脫固溶C、N原子的束縛，在較小的應力下就可以使變形繼續(xù)，這樣就消除了屈服平臺。在一定的平整度下，屈服強度隨著平整度的提高而下降，直至降到最低點，此時屈服平臺消失；隨著平整度進一步提高，屈服強度又提高，加工硬化不斷增大，變形能力降低，加工性能降低。（2）自然時效。經(jīng)過退火平整已經(jīng)消除了屈服平臺的鍍鋅鋼板在室溫下長期放置后，C、N原子又重新擴散至位錯周圍形成“柯氏氣團”從而導致屈服平臺重新出現(xiàn)。（3）人工時效。需要經(jīng)過噴漆烘烤或覆膜加熱等后工序的鍍鋅鋼板在高溫下重新出現(xiàn)屈服平臺。

2.1.3 改進措施。（1）合理設置平整率，既能夠消除屈服平臺，又不至于使屈服強度過度上升，降低材料成型性能。（2）采用罩式退火工藝，與連退相比，加熱速度和冷卻速度慢（一般為20℃/h～ 40℃/h），保溫時間長，退火后鋼中的C大量以Fe3C形式析出，N原子以AlN的形式充分析出，大大降低鋼中固溶原子的數(shù)量。（3）采用先進連退工藝，如R—OA技術，通過快速冷卻和低溫冷卻，提高Fe3C形核和長大的驅動力，讓固溶C以Fe3C的形式析出，增加耐時效性。（4）熱軋以較低溫度加熱板坯，同時配合高溫卷取工藝，促進AlN和Fe3C的析出和長大，有效減少鋼板中固溶N含量。（5）采用超低碳無間隙原子鋼，鋼中含有極低量的C、N元素，同時Ti、Nb等強碳氮化物形成元素可以進一步固定C、N原子，能徹底解決時效問題。

2.2 鋅流紋

2.2.1 形貌特征。鍍鋅產(chǎn)品表面產(chǎn)生的間距性的、凸出的水紋狀云痕紋，通常有明顯觸感。

2.2.2 原因分析。鋅流紋一般產(chǎn)生于氣刀前或者氣刀后。氣刀前產(chǎn)生鋅流紋的原因主要有以下幾點：（1）鋅液中鐵含量較高，消耗大量的鋅和鋁，導致鋅液黏度和表面張力增加，鋅液流動性變差。（2）鋅液中鋁含量偏高，提高了鍍鋅層的粘附性，增大鋅液黏度和表面張力，降低鋅液對鋼板的浸潤能力，延長鍍鋅時間；（3）鋅液中銻含量偏低，降低了鋅液黏度和表面張力，增大鋅液流動性和鋅液對鋼板的浸潤能力，縮短浸鋅時間；（4）鋅液溫度偏低，影響了鋅液在帶鋼表面的流動性，溫度越高，流動性越好。（5）帶鋼入鋅鍋溫度過低，導致帶鋼表面多余的鋅液在沒完全回流到鋅鍋前就開始冷卻凝固。氣刀后產(chǎn)生鋅流紋的原因主要如下：（1）帶鋼表面帶走的鋅液量大（厚鍍層時更容易出現(xiàn)），由于重力作用鋅液繼續(xù)向下流淌，凝固后出現(xiàn)鋅液流淌的痕跡；（2）帶鋼入鋅鍋溫度過高導致鋅液在帶鋼表面冷卻凝固時間延長，帶鋼經(jīng)過氣刀后鋅液在重力作用下繼續(xù)回流；（3）氣刀噴嘴與帶鋼之間距離波動造成鋅層厚度不均；（4）帶鋼出鋅鍋后的抖動、沉沒輥輥系壓靠不合理、鋅鍋段帶鋼張力控制不當引起的帶鋼晃動等，都會影響鋅液回流的時間，也會因為帶鋼表面受力不均導致鋅層厚度不均從而產(chǎn)生鋅流紋；（5）鍍鋅原料基板板形不良。

2.2.3 改進措施。（1）調整鋅液中各成分元素含量，特別是鐵元素含量、鋁元素含量、鉛元素含量至合理范圍；（2）調整鋅液溫度和帶鋼入鋅鍋溫度至合理范圍，避免溫度太低降低流動性，也避免溫度過高鋅液來不及凝固經(jīng)過氣刀后回流；（3）合理設置氣刀噴嘴與帶鋼距離，避免鋅層厚度不均；（4）調整鋅鍋機械系統(tǒng)穩(wěn)定，確保帶鋼受力均勻；（5）確保來料板形符合標準要求。

2.3 鋅花不均

2.3.1 形貌特征。帶鋼單面鋅花大小不均勻或者上下表面鋅花大小不一致。

2.3.2 原因分析。影響鋅花均勻性最根本的原因是在鋅花形核和長大的過程中受到的外部環(huán)境不一致所造成，通常表現(xiàn)在帶鋼表面受力不均、粗糙度不均或者溫度不均。當帶鋼表面受力不均時，如氣刀與帶鋼不平行，兩氣刀角度差過大，板面上受到的噴吹氣體壓力大的區(qū)域冷卻速度快，鋅花來不及長大就已經(jīng)凝固；壓力小的區(qū)域冷卻速度慢，溫度較高，鋅花尺寸較大。沉沒輥、穩(wěn)定輥磨損造成的帶鋼抖動、板形不好都會造成帶鋼表面受力不均。生產(chǎn)鍍鋁鋅產(chǎn)品時，帶鋼出鋅鍋后的冷卻速度和退火爐內帶鋼溫度波動導致溫度低的區(qū)域鋅花成核快、尺寸小，溫度較高的區(qū)域鋅花成核慢、尺寸也較大。原料帶鋼表面粗糙度越大，形核越多，鋅花越小；粗糙度越小，形核越少，鋅花越大。粗糙度不均的原因主要有以下幾種：（1）沉沒輥、穩(wěn)定輥磨損造成的帶鋼抖動或沉沒輥穩(wěn)定輥轉動不靈活，造成帶鋼表面擦劃傷；（2）原料帶鋼表面潔凈度差或在清洗段未清洗干凈時，在退火爐內鋼板表面油脂未揮發(fā)就被碳化，包在鋼基鐵顆粒的表面，使還原過程很難進行，造成帶鋼表面有過多的結晶點；（3）爐輥表面結瘤，爐內帶鋼劃傷，原板表面氧化鐵皮增加都會使鍍層表面粗糙度不均；（4）原材料粗糙度不均。

2.3.3 改進措施。（1）調整好氣刀與帶鋼的距離和平行度，氣刀角度一般在-4°～+1°之間最佳；（2）提高鋅鍋機械系統(tǒng)穩(wěn)定性，控制來料板形，避免帶鋼抖動；（3）減少帶鋼表面擦劃傷；（4）提高清洗設備清洗能力；（5）加強帶鋼出鋅鍋溫度的控制保證板面溫度的均勻；（6）提高原料粗糙度均勻性。

結語

本文對熱鍍鋅產(chǎn)品常見的三種缺陷進行了較為深入的理論分析，并結合生產(chǎn)現(xiàn)場指出了容易造成這些缺陷的主要形成原因，并給出了能夠快速解決問題的指導措施，具有較強的實用性。

參考文獻

[1]許秀飛.鋼帶連續(xù)涂鍍和退火疑難對策[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.