熱鍍鋅鋼板漏鍍?nèi)毕莸某梢蚺c對(duì)策

齊達(dá)*，李潤(rùn)昌

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

熱鍍鋅鋼板漏鍍?nèi)毕莸某梢蚺c對(duì)策

齊達(dá)*，李潤(rùn)昌

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

分析了3類(lèi)熱鍍鋅鋼板漏鍍?nèi)毕莸某梢颍饕菐т摫砻嬗醒趸F皮、鋅灰和水漬，影響了帶鋼時(shí)鋅液的浸潤(rùn)性。給出了以下預(yù)防措施：保持粗軋除鱗噴嘴通暢，保證爐鼻子內(nèi)鋅液面的潔凈，退火前防止水滴落到帶鋼上。采取以上預(yù)防措施后，因漏鍍?nèi)毕菰斐傻牟缓细癞a(chǎn)品百分比由0.4%降至0.07%以下。

熱鍍鋅鋼板；漏鍍；浸潤(rùn)性；對(duì)策

熱鍍鋅鋼板具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和光亮的外觀，被廣泛應(yīng)用于建筑、家電、汽車(chē)等行業(yè)。漏鍍是熱鍍鋅常見(jiàn)的表面缺陷，嚴(yán)重影響鍍鋅板的耐蝕性和外觀，甚至影響鍍鋅板的成型性[1]。因此，研究漏鍍?nèi)毕莸某梢蚣捌漕A(yù)防措施對(duì)提升熱鍍鋅產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。本文分析了3類(lèi)熱鍍鋅鋼板漏鍍?nèi)毕莸某梢蚣邦A(yù)防措施，希望對(duì)實(shí)際生產(chǎn)起到一定的指導(dǎo)作用。

1 漏鍍?nèi)毕莸暮暧^特征

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)跟蹤發(fā)現(xiàn)，熱鍍鋅鋼板的漏鍍?nèi)毕菘煞譃?類(lèi)，如圖1所示。

圖1 漏鍍?nèi)毕莸暮暧^形貌Figure 1 Appearance of skip plating defects

I類(lèi)漏鍍?nèi)毕荩涸趲т摫砻骐S機(jī)分布，缺陷長(zhǎng)度方向與帶鋼運(yùn)動(dòng)方向一致，邊緣不規(guī)則，上半部分被涂覆不良的鋅層覆蓋，下半部分可見(jiàn)橢圓狀漏鍍，整體呈柳葉狀。缺陷長(zhǎng)度范圍10 ～ 30 mm，寬度范圍3 ～ 6 mm。

II類(lèi)漏鍍?nèi)毕荩涸趲т摫砻骐S機(jī)分布，帶鋼上表面的發(fā)生率高于下表面。缺陷存在尖端，缺陷方向與帶鋼的運(yùn)動(dòng)方向一致，缺陷邊緣呈鋅液流動(dòng)狀紋理，缺陷內(nèi)部分散地存在不規(guī)則的漏鍍點(diǎn)。長(zhǎng)度范圍20 ～ 150 mm，寬度范圍8 ～ 40 mm。

III類(lèi)漏鍍?nèi)毕荩褐话l(fā)生在帶鋼上表面，在帶鋼寬度方向隨機(jī)分布。似水滴在帶鋼上被吹散后殘留的痕跡，缺陷內(nèi)部存在無(wú)規(guī)則點(diǎn)、條狀漏鍍。缺陷長(zhǎng)度范圍30 ～ 60 mm，寬度范圍20 ～ 40 mm。

2 缺陷的微觀特征

2.1 I類(lèi)漏鍍?nèi)毕莸奈⒂^形貌

采用掃描電鏡觀察圖1中缺陷I方框區(qū)域的微觀形貌，結(jié)果見(jiàn)圖2。區(qū)域1為正常部位，區(qū)域2為缺陷部位，區(qū)域3為區(qū)域1與區(qū)域2之間的過(guò)渡部位。區(qū)域1表面呈現(xiàn)典型的光整機(jī)軋制后的微觀形貌；區(qū)域2邊緣與區(qū)域1分界清晰，無(wú)典型的光整機(jī)軋制后的微觀形貌，說(shuō)明該部位的鋅層薄或未形成正常的鋅層組織；區(qū)域3呈現(xiàn)光整機(jī)軋制后的微觀形貌，但較模糊，說(shuō)明光整機(jī)軋制不充分，鋅層厚度介于區(qū)域1與區(qū)域2之間。

2.2 II類(lèi)漏鍍?nèi)毕莸奈⒂^形貌

采用掃描電鏡觀察圖1中缺陷II方框區(qū)域的微觀形貌，結(jié)果見(jiàn)圖3。圖3可以分為3個(gè)部分，區(qū)域1為正常部位，區(qū)域2為缺陷部位，區(qū)域3為區(qū)域1與區(qū)域2之間的不規(guī)則、不連續(xù)的過(guò)渡區(qū)域。與I類(lèi)缺陷掃描電鏡結(jié)果類(lèi)似，區(qū)域2的缺陷區(qū)域無(wú)典型的光整機(jī)軋制后的微觀形貌，說(shuō)明鋅層薄或未形成正常的鋅層組織，從區(qū)域2到區(qū)域3再到區(qū)域1，鋅層逐漸變厚。

圖2 I類(lèi)漏鍍?nèi)毕莸奈⒂^形貌Figure 2 Micro-morphology of type-I skip plating defect

圖3 II類(lèi)漏鍍?nèi)毕莸奈⒂^形貌Figure 3 Micros-morphology of type-II skip plating defect

2.3 III類(lèi)漏鍍?nèi)毕莸奈⒂^形貌

采用掃描電鏡觀察圖1中缺陷III方框區(qū)域的微觀形貌，結(jié)果見(jiàn)圖4。圖4主要分為2個(gè)部分，區(qū)域1為正常部位，區(qū)域2為缺陷部位。缺陷區(qū)域呈破碎、疏松狀，且呈現(xiàn)類(lèi)似流水痕跡的特征。

圖4 III類(lèi)漏鍍?nèi)毕莸奈⒂^形貌Figure 4 Micro-morphology of type-III skip plating defect

3 成因分析

3.1 I類(lèi)漏鍍?nèi)毕莸某梢蚍治?/h3>

采用掃描電鏡及其附帶的能譜儀對(duì)I類(lèi)漏鍍?nèi)毕蒎冧\卷對(duì)應(yīng)冷硬卷的典型缺陷部位成分分析，結(jié)果見(jiàn)圖5及表1。缺陷部位表層剝落，呈凹陷狀，散布嵌入性顆粒狀物質(zhì)。從位置1-4的成分可以看出，顆粒狀物質(zhì)為氧化鐵；凹陷處(位置5)主要含鐵，存在少量氧元素；基體成分(位置6)為鐵。

圖5 I類(lèi)漏鍍?nèi)毕莩煞址治霾课籉igure 5 Positions for composition analysis of type-I skip plating defect

表1 I類(lèi)漏鍍?nèi)毕莶煌^(qū)各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 1 Mass fractions of different elements at different local positions of type-I skip plating defect

氧化鐵顆粒源于熱軋卷軋制過(guò)程中的氧化鐵皮壓入。氧化鐵皮塑性差，無(wú)法與基體同步延伸，因此酸軋時(shí)，氧化鐵皮被軋碎，呈顆粒狀嵌入冷硬板基體[2-4]。冷硬板表面的氧化鐵顆粒經(jīng)過(guò)鍍鋅生產(chǎn)線的退火爐和鋅鍋時(shí)，先被退火爐內(nèi)的氫氣還原成海棉鐵，再與鋅液中的鋅反應(yīng)生成鋅渣[5]，形成凹凸不平的表面。缺陷部位經(jīng)過(guò)氣刀時(shí)，鋅液在氣刀的噴吹作用下向下流動(dòng)，覆蓋住了部分浸潤(rùn)性不良的缺陷表面，于是形成了缺陷上半部分被涂覆不良的鋅層覆蓋，下半部分漏鍍的形貌。

3.2 II類(lèi)漏鍍?nèi)毕莸某梢蚍治?/h3>

采用掃描電鏡及能譜儀對(duì)II類(lèi)漏鍍?nèi)毕莸慕孛孢M(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)圖6及表2。位置1-3的主要元素為Zn、Al、Fe、O、Si，可見(jiàn)鋅層中存在異物。其中Zn、Al、Fe、O主要來(lái)源于鋅灰、鋅渣，Si可能來(lái)源于灰塵雜質(zhì)。鋅灰由鋅蒸汽凝結(jié)在爐鼻子內(nèi)壁后因震動(dòng)掉落形成[6]，鋅渣由帶鋼入鋅鍋時(shí)表面鐵粉與鋅液反應(yīng)生成[7]。聚集的鋅灰、鋅渣由爐鼻子內(nèi)壁逐步靠近帶鋼，觸及并粘附在帶鋼表面。缺陷位置經(jīng)過(guò)氣刀時(shí)，氣刀將鋅液吹向兩側(cè)和下方，鋅液在凝固過(guò)程中形成紋理，粘附在帶鋼表面的鋅灰、鋅渣造成帶鋼表面的鋅液浸潤(rùn)性差，形成漏鍍?nèi)毕輀6,8-9]。由于凝結(jié)鋅灰的爐鼻子上壁與帶鋼上表面對(duì)應(yīng)，所以鋅灰掉落后粘附在上表面的發(fā)生率高于下表面，造成上表面因鋅灰、鋅渣造成漏鍍?nèi)毕莸陌l(fā)生率高于下表面。

圖6 II類(lèi)漏鍍?nèi)毕莩煞址治霾课籉igure 6 Positions for composition analysis of type-II skip plating defect

表2 II類(lèi)漏鍍?nèi)毕莶煌^(qū)各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 2 Mass fractions of different elements at different local positions of type-II skip plating defect

3.3 III類(lèi)漏鍍?nèi)毕莸某梢蚍治?/h3>

采用掃描電鏡及其附帶的能譜儀對(duì)III類(lèi)漏鍍?nèi)毕莸牡湫蛥^(qū)域進(jìn)行成分分析，結(jié)果見(jiàn)圖7和表3。位置1-4為缺陷區(qū)域，位置5為正常區(qū)域。從位置1-3的成分可以看出，對(duì)應(yīng)區(qū)域包含Mg、Ca、Al、P、S等類(lèi)似水垢的雜質(zhì)元素；位置4只含有Fe，對(duì)應(yīng)漏鍍部位。

熱軋卷在酸軋過(guò)程中，長(zhǎng)度一般延伸至熱軋卷的3 ～ 5倍，寬度基本沒(méi)有變化。從圖1c可以看出，III類(lèi)缺陷的長(zhǎng)寬比接近1.5∶1.0，這與經(jīng)過(guò)酸軋后缺陷呈細(xì)長(zhǎng)狀軋制延伸形貌明顯不同，說(shuō)明缺陷應(yīng)產(chǎn)生于鍍鋅工序。缺陷的宏觀形貌與水滴在帶鋼上被吹散后的痕跡相似，且缺陷部位含有水垢成分，說(shuō)明缺陷由殘留在帶鋼上的水漬造成。清洗段漂洗水為脫鹽水，因此缺陷并非由漂洗水吹掃不凈所造成。檢查后發(fā)現(xiàn)，滴水發(fā)生于清洗段與退火爐之間的地坑，地坑頂部由水汽凝結(jié)形成的水珠或從地面滲到地坑頂部的水滴落到帶鋼表面，從而形成水漬，最后在氣刀的吹掃作用下，形成了以水漬斑為輪廓的漏鍍?nèi)毕?。由于地坑頂部的水只能滴落到帶鋼上表面，故由此?dǎo)致的漏鍍?nèi)毕菀仓话l(fā)生在帶鋼上表面。

圖7 III類(lèi)漏鍍?nèi)毕莩煞址治霾课籉igure 7 Positions for composition analysis of type-III skip plating defect

表3 III類(lèi)缺陷不同微區(qū)各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 3 Mass fractions of different elements at different local positions of type-III skip plating defect

4 預(yù)防措施

為防止I類(lèi)漏鍍?nèi)毕莅l(fā)生，應(yīng)保持粗軋噴嘴通暢，除鱗水壓力大于18 MPa，防止除鱗不凈[2,4]。

為防止II類(lèi)漏鍍?nèi)毕莅l(fā)生，首先要減少鋅灰缺陷生成，措施包括控制爐鼻子內(nèi)露點(diǎn)為-30 ～ -20 °C，帶鋼入鋅鍋溫度在450 ～ 470 °C范圍內(nèi)，鋅液溫度在440 ～ 470 °C范圍內(nèi)，使?fàn)t鼻子內(nèi)鋅液表面形成一層薄而均勻的氧化膜；其次，使用鋅灰泵將爐鼻子表面聚集的鋅渣、鋅灰清除干凈，保持爐鼻子內(nèi)鋅液表面的潔凈[6,10-11]。

為防止III類(lèi)漏鍍?nèi)毕莅l(fā)生，應(yīng)制定清洗段至退火爐之間的定期巡檢制度，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除水汽凝結(jié)與漏水隱患，防止水滴落到帶鋼上。

5 結(jié)語(yǔ)

生產(chǎn)實(shí)踐表明，采取上述預(yù)防措施后，I類(lèi)漏鍍?nèi)毕莅l(fā)生率顯著降低，II、III類(lèi)漏鍍?nèi)毕莸玫搅擞行Э刂啤Ｒ蚵╁內(nèi)毕菰斐慑冧\卷表面質(zhì)量不符合訂單要求而降級(jí)的比例(漏鍍?nèi)毕萁导?jí)率)由 0.4%降至0.07%以?xún)?nèi)。

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Cause analysis of skip plating defects on hot-dip galvanized steel sheets and countermeasures

QI Da*,LI Run-chang

The causes of three kinds of skip plating defects on hot-dip galvanized steel sheets were analyzed.The main reason is the existence of heavy iron oxide scale, zinc ash and water stain on the surface of strip steel, which affects the wettability of strip steel.Some corresponding prevention measures were given as follows: keeping the descaling jet unclogged during rolling, keeping the surface of zinc bath in furnace nose clean and preventing the water from dropping to strip steel.The percentage of nonconforming products caused by skip plating is decreased from 0.4% to less than 0.07% after implementation of the given prevention measures.

hot-dip galvanized steel sheet; skip plating; wettability; countermeasure

Shougang Jingtang Iron & Steel Co., Ltd., Tangshan 063200, China

10.19289/j.1004-227x.2017.20.007

TG178; TQ153.15

B

1004 - 227X (2017) 20 - 1100 - 04

2017-06-28

2017-10-08

齊達(dá)（1984-），男，河北唐山人，碩士，工程師，主要從事鍍鋅技術(shù)質(zhì)量管理方面的工作。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) q_da@sgjtsteel.com。

[ 編輯：周新莉 ]