連續(xù)熱鍍鋅產(chǎn)品表面質(zhì)量提升的研究

楊麗麗

（河北華奧節(jié)能科技有限公司， 河北 唐山 063000）

連續(xù)熱鍍鋅產(chǎn)品表面質(zhì)量提升的研究

楊麗麗

（河北華奧節(jié)能科技有限公司， 河北 唐山 063000）

針對提升連續(xù)熱鍍鋅產(chǎn)品表面質(zhì)量的問題，可通過改進(jìn)張力控制技術(shù)，優(yōu)化鈍化系統(tǒng)工藝，調(diào)整氣刀工藝控制參數(shù)，優(yōu)化光整機(jī)、拉矯機(jī)的設(shè)備和程序等措施對設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，從而提高冷軋部鍍鋅生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量和加工性能，提升生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

鍍鋅 質(zhì)量提升 冷軋

鍍鋅生產(chǎn)線基本工藝流程：入口小車—開卷機(jī)—入口雙切剪—焊機(jī)—張力輥—入口活套區(qū)域—清洗段—爐區(qū)—鋅鍋氣刀—鍍后冷卻—水淬槽—光整機(jī)—拉矯機(jī)—鉻化系統(tǒng)—出口活套—檢查臺—靜電涂油機(jī)—出口剪—卷取機(jī)—皮帶助卷器—出口小車。

唐鋼冷軋部鍍鋅產(chǎn)線通過對數(shù)據(jù)的積累和現(xiàn)場研究，可以從以下方面提升帶鋼表面質(zhì)量：完善張力控制程序、鈍化系統(tǒng)改造升級、調(diào)整氣刀工藝控制參數(shù)和完善光整拉矯的功能。

1 張力控制技術(shù)的深入研究

張力控制是冷軋帶鋼最為明顯的一個特征，軋制的壓力可以通過張力的控制得到有效控制，可有效改善鋼板的版型，可以說張力控制也是冷軋帶鋼最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。以唐鋼冷軋廠1號鍍鋅線為例。

生產(chǎn)線運行時，入口、出口程序在上卷、下卷過程中，1號張力輥、8號張力輥要進(jìn)行短暫性停止，有時帶尾壓不住則會出現(xiàn)跑尾事故。針對這一情況，對張力輥壓輥壓力進(jìn)行測量，實時進(jìn)行優(yōu)化改造。將張力輥壓輥的氣源由壓縮空氣改為氮氣，保證了氣源的穩(wěn)定性。另外，在張力輥壓輥氣缸的兩個管路增加調(diào)壓閥，以保證壓輥壓下時保持同步，使兩側(cè)的壓力相同，避免出現(xiàn)溢出邊的缺陷。改造完成后，生產(chǎn)運行平穩(wěn)，再未發(fā)生過跑尾事故。

對一鍍鋅1號張力輥、4號張力輥和8號張力輥的一些控制方式進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后，1號張力輥、4號張力輥和8號張力輥的抱閘在生產(chǎn)線運行時打開，而且在生產(chǎn)線停車時能夠自動根據(jù)帶鋼的張力輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩來保持這些張力輥的靜止?fàn)顟B(tài)。這樣，1號張力輥在入口段停車甩尾時就可以準(zhǔn)確定位帶尾，8號張力輥在出口段停車剪切時自動輸出一定的張力以保證帶鋼不被出口活套的大張力帶回到出口活套。在產(chǎn)線建張過程中，張力輥壓輥全部打開，張力輥提供百分之百的設(shè)定張力值，此過程中容易產(chǎn)生斷帶事故，為避免事故，對啟車程序進(jìn)行優(yōu)化，在建張過程中不打開壓輥，張力輥提供80%的設(shè)定張力值，在啟動后再打開張力輥壓輥，張力值提高至100%的設(shè)定值。

2 鈍化系統(tǒng)的工藝優(yōu)化

熱鍍鋅板在鍍完鋅后，如果不經(jīng)過特殊處理，鍍層很快就會變暗，并相繼出現(xiàn)白色腐蝕產(chǎn)物。為了減少鋅的化學(xué)活性，往往采用鉻酸鹽溶液來進(jìn)行鈍化處理，使鋅層表面上形成一層鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜層。這種成膜工藝叫“鍍鋅鈍化”。

鍍鋅鈍化以前多采用噴淋擠干鈍化，帶鋼表面兩側(cè)容易出現(xiàn)鈍化黃斑缺陷，而且采用熱風(fēng)干燥，干燥溫度有限，無法使用無鉻環(huán)保鈍化液（要求烘干板溫80～90℃）。隨著環(huán)保要求的提高，歐洲國家已經(jīng)禁止使用6價鈍化液，為保證出口訂單，冷軋廠對鈍化擠干設(shè)備進(jìn)行改造。比如1號鍍鋅機(jī)組的原有鈍化處理系統(tǒng)由噴淋鈍化箱、熱風(fēng)干燥器、鈍化液循環(huán)箱組成，1和4是鈍化段前后的兩套張力輥裝置，如下頁圖1所示。

圖1 改造前1號鍍鋅機(jī)組鈍化處理系統(tǒng)

改造后系統(tǒng)如圖2所示。改造后的鈍化系統(tǒng)新增輥涂機(jī)（項目號6）1臺，鈍化液循環(huán)系統(tǒng)（項目號16）1套，烘干爐（項目號7）1臺，風(fēng)冷裝置（項目號8、10、14）3 套，轉(zhuǎn)向輥（項目號 9、11、12、13、15）5套，輥涂機(jī)和烘干爐電氣控制系統(tǒng)各1套。同時去掉了噴淋鈍化箱和熱風(fēng)干燥器。

圖2 改造后1號鍍鋅機(jī)組鈍化處理系統(tǒng)

3 氣刀工藝控制參數(shù)的調(diào)整

在連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)中，氣刀的控制顯得尤為重要。氣刀壓力的大小、氣刀與板面的距離，氣刀與帶鋼的相對速度等都能影響鍍鋅板的表面質(zhì)量。為此，我們要實現(xiàn)氣刀參數(shù)的精確控制。

氣刀經(jīng)過長時間使用，其升降及橫移機(jī)構(gòu)產(chǎn)生阻滯，磨損加劇，導(dǎo)致框架一側(cè)不平，嚴(yán)重影響鋅層表面厚度，因此要保證其定期更換。如果是單面軌道的可以改成雙面滑軌，以減少摩擦阻力，減少氣刀磨損，延長氣刀使用壽命。保證氣刀的平移、升降順暢，以確保鍍鋅產(chǎn)品質(zhì)量，減少出現(xiàn)麻點、漏鍍的幾率。

在生產(chǎn)不同鋅層產(chǎn)品時，由于氣刀風(fēng)壓調(diào)整問題，產(chǎn)品兩側(cè)極易產(chǎn)生蜈蚣紋缺陷，缺陷情況如圖3所示。

我們通過多次試驗，發(fā)現(xiàn)蜈蚣紋缺陷是由于在生產(chǎn)大鋅花產(chǎn)品時w（Sb）=0.068%～0.075%以及氣刀風(fēng)壓過低導(dǎo)致鋅花結(jié)晶異常。但是由于氣刀風(fēng)壓是控制產(chǎn)品鋅層厚度的主要控制參數(shù)，無法對其單獨調(diào)節(jié)。若調(diào)節(jié)氣刀風(fēng)壓，保證鋅層厚度，就必須調(diào)整氣刀間距，經(jīng)過試驗我們確定了一套比較完善的氣刀控制參數(shù)，即在生產(chǎn)Z275鋅層產(chǎn)品時將氣刀的間距控制在30～35 mm，氣刀風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制在2 200～2 400 r。而且經(jīng)過試驗驗證，氣刀的壓力與產(chǎn)線工藝速度是線性關(guān)系，當(dāng)距離確定后，若需要提速或者降速可以按照正比例關(guān)系調(diào)節(jié)氣刀的風(fēng)壓，其關(guān)系式為：原工藝速度∶原氣刀壓力=現(xiàn)工藝速度∶現(xiàn)氣刀壓力。

圖3 蜈蚣紋缺陷圖

這樣可以保證在生產(chǎn)過程中產(chǎn)品不再生產(chǎn)蜈蚣紋缺陷。

4 光整機(jī)、拉矯機(jī)設(shè)備和程序的優(yōu)化

在鍍鋅板生產(chǎn)過程中，光整機(jī)是改善板帶表面質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。光整機(jī)原有濕輥系統(tǒng)在生產(chǎn)時，由于沖洗不干凈，經(jīng)常造成工作輥黏附鋅渣，使鋼帶表面造成硌窩，影響產(chǎn)品質(zhì)量，還造成工作輥輥耗增加，建議可以增加一套高壓水噴淋處理系統(tǒng)，既可解決光整機(jī)黏鋅嚴(yán)重問題，又能降低輥耗，提帶鋼表面質(zhì)量。

根據(jù)生產(chǎn)實際選用合適的光整機(jī)軋制力，降低軋制力偏差對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，消除光整機(jī)亮邊缺陷和光整機(jī)輥印缺陷，提高表面光整質(zhì)量。同時對光整機(jī)過焊縫打開程序進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)節(jié)光整機(jī)液壓站備壓系統(tǒng)，保證光整機(jī)過焊縫時可以快速打開閉合，這樣就降低了光整機(jī)過焊縫的打開時間，減小了帶鋼頭尾未光整的長度，降低了切除長度，提高了產(chǎn)品成材率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

在連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線中，冷軋板帶經(jīng)過焊接、清洗、退火爐、鋅鍋和鍍后冷卻等過程，容易產(chǎn)生波浪灣、漂曲等缺陷，隨著家電和建筑行業(yè)對鍍鋅板的平直度和機(jī)械性能要求越來越高，拉矯機(jī)已經(jīng)成為鍍后處理的重要設(shè)備。因此，我們在實際生產(chǎn)中要進(jìn)行拉矯區(qū)域輥系精度標(biāo)定，精確控制嚙合量及延伸率。

以冷軋廠1號鍍鋅為例：根據(jù)生產(chǎn)線實際情況,對拉矯機(jī)程序進(jìn)行優(yōu)化，精確控制所有輥組的嚙合量及延伸率。

調(diào)整后對一鍍鋅拉矯機(jī)延伸率進(jìn)行試驗，在保證表面無拉矯紋的情況下對拉矯機(jī)延伸率進(jìn)行試驗，對0.4 cm×1 218 cm規(guī)格取樣品進(jìn)行卷筒試驗。當(dāng)延伸率為0時進(jìn)行卷筒加工，出現(xiàn)明顯的橫折紋缺陷，將拉矯機(jī)延伸率提高至0.7%后，對樣品進(jìn)行卷筒試驗，表面光滑無橫折紋缺陷。兩者的對比圖如圖4所示。

圖4 延伸率為0和0.7%對比圖

再次對產(chǎn)品取樣進(jìn)行兩組試驗產(chǎn)品的拉伸試驗，其拉伸效果圖如圖5、圖6所示。

通過試驗對比可以看出當(dāng)拉矯機(jī)延伸率達(dá)到0.7%時，拉伸圖譜中屈服平臺明顯變得平滑，這樣就有利于產(chǎn)品進(jìn)行折彎、卷筒加工。也就是說我們可以根據(jù)生產(chǎn)實際，進(jìn)行多次試驗，根據(jù)不同規(guī)格對拉矯機(jī)延伸率進(jìn)行不同要求。通過拉矯，使冷軋板帶平面各項機(jī)械性能接近，獲得良好的平直度，有利于成型加工。

圖5 延伸率為0的拉伸圖譜

圖6 延伸率為0.7%的拉伸圖譜

5 結(jié)語

通過上述優(yōu)化工藝控制參數(shù)，對設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，恢復(fù)設(shè)備的功能精度，成功提高了冷軋部鍍鋅生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)穩(wěn)定性，提高了產(chǎn)品的加工性能和產(chǎn)線成材率，為唐鋼冷軋鍍鋅產(chǎn)品擴(kuò)大市場、占領(lǐng)客戶提供了有力的支撐。

（編輯：王瑾）

Study on Surface Quality Improvement of Continuous Hot-dip Galvanizing

Yang Lili
（Hebei Hua′ao Energy Conservation Technology Co.,Ltd.,Tangshan Hebei 063000）

For improving surface quality of continuous hot-dip galvanized products,through the improvement of tension control technology,optimization of the passivation system process,adjustment of control parameters for air knife process,optimizing the equipment and procedures of light machine,straightening machine and other measures,technical transformation ofequipment are carried out soas toimprove the product qualityand processingin galvanization production line of cold rolling mill and enhance the stability of production performance.

galvanizing,quality improvement,cold rolling

TG174.4

A

1672-1152（2017）04-0084-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.04.32

2017-07-10

楊麗麗（1981—），女，本科，畢業(yè)于北京科技大學(xué)，工程師，研究方向為冷軋、鋼鐵企業(yè)的節(jié)能環(huán)保。