連續(xù)熱鍍鋅產(chǎn)品表面鋅渣缺陷的分析與防治

王振國(guó)

（河鋼邯鋼有限公司，河北 邯鄲 056000）

熱鍍鋅產(chǎn)品以其表面光澤平整、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好的諸多優(yōu)點(diǎn)在加工制造業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，是汽車板、家電板等中高端產(chǎn)品的首選。有著廣闊的市場(chǎng)前景和極高的產(chǎn)品附加值，是企業(yè)重要的利潤(rùn)點(diǎn)。在熱鍍鋅板材生產(chǎn)中，表面殘存的鋅渣顆粒是比較常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷，對(duì)產(chǎn)品表面平整度和光澤度有很大影響，而且鋅渣顆粒脫落后，該處表面也很有可能成為板材的腐蝕點(diǎn)。因此，鋅渣缺陷也是熱鍍鋅產(chǎn)品表面質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

本文從熱鍍鋅產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)踐入手，分析了表面鋅渣缺陷的成因，并提出了相關(guān)防治措施。

1 熱鍍鋅產(chǎn)品表面鋅渣缺陷的原因分析

鋅渣缺陷是熱鍍鋅帶鋼表面的大小不一的米粒狀凸點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致帶鋼表面粗糙不平。沖壓前渣體在原板上可見(jiàn)，沖壓后由于渣體延伸，會(huì)在帶鋼表面形成放大的疤狀缺陷。帶鋼表面鋅渣通常呈線狀、點(diǎn)狀或蜂窩狀分布，電鏡掃描觀察鋅渣缺陷處與正常部位并無(wú)明顯接線，成分分析主要為鐵氧化物。

由此可初步判斷鋅渣主要是由于帶鋼出鋅鍋時(shí)，表面粘附較多的鋅鐵化合物鋅渣所致，與鋅液潔凈度、帶鋼表面潔凈度有以及一些工藝環(huán)節(jié)操作不當(dāng)有很大關(guān)系。根據(jù)其形成機(jī)理鋅渣缺陷可分為基板氧化物型、鋅渣粘附型、氣刀噴吹型、乳化液殘留型等類型。從生產(chǎn)工藝角度考慮，形成鋅渣缺陷的原因主要有以下：

（1）鋅液溫度的波動(dòng)。一般情況下，較多和較大的鋅渣顆粒會(huì)沉浸在鋅鍋底部，但是當(dāng)鋅鍋中鋅液冷熱不均時(shí)，鋅液會(huì)產(chǎn)生對(duì)流的現(xiàn)象，導(dǎo)致底部鋅渣泛起并懸浮在鋅液中層和面層，影響鋅液的潔凈度；特別是涌入到爐鼻子內(nèi)的鋅渣更難有效排除。這種情況下，細(xì)小的合金顆粒物比較容易吸附在沉沒(méi)輥和帶鋼表面形成鋅渣缺陷。

（2）帶鋼入鋅鍋溫度。鋅液溫度應(yīng)穩(wěn)定控制在460℃～465℃，而帶鋼入鋅鍋溫度與鋅液溫度相差應(yīng)在10℃以內(nèi)。如果帶鋼入鋅鍋溫度偏低，會(huì)不利于帶鋼表面鋅鐵合金層的形成，影響鋅層質(zhì)量；如果溫度過(guò)高的話，則會(huì)使鋅液溫度升高，鐵損量增大，相應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生更多的鋅渣。

（3）帶鋼表面氧化鐵皮的帶入。帶鋼表面氧化鐵皮多為片狀，且比重小于鋅液。因此當(dāng)氧化鐵皮脫落降入鋅鍋后，會(huì)懸浮在鋅鍋表面并與鋅液反應(yīng)形成大量的面渣，致使鋅液污染。因此，在帶鋼入鋅鍋前必然進(jìn)行嚴(yán)格的酸洗除鱗，避免氧化鐵皮帶入。

此外，如果帶鋼表面較臟，殘留較多的鐵粉及非金屬雜質(zhì)物的話，也會(huì)造成鋅液中鐵含量的增加，產(chǎn)生較多的鋅渣。由于帶鋼表面的鐵粉很難完全清理干凈，因此應(yīng)在盡量保證帶鋼表面清潔的同時(shí)，通過(guò)控制鋅液的溫度和鐵的溶解度，來(lái)減少鋅液中的鐵含量。

（4）鋅液中鋁含量。鋁鐵化合物是鋅液中懸浮渣的重要來(lái)源，主要由溶解在鋅液中鐵、鋁反應(yīng)生成。鋁是熱鍍鋅中最為重要的微量添加元素，可以提高鍍鋅層的光澤度，減少鋅液氧化，抑制鋅鐵合金層的影響。鋁含量較少的話，鋅鐵反應(yīng)更為活躍，易形成鋅鐵合金層使板材沖壓性能下降，易產(chǎn)生鋅鐵化合物底渣；但鋁含量過(guò)高的話將，鍍鋅產(chǎn)品的涂裝性和焊接性能將受到影響。

研究發(fā)現(xiàn)，鋅液中鋁含量在0.2以下時(shí)，鐵的溶解量隨鋁含量的升高而降低；鋁含量在0.2以上時(shí)，鋁含量越高則鐵的溶解量升高越快，鋅渣顆粒的尺寸和數(shù)量都會(huì)增大。

2 帶鋼熱鍍鋅表面鋅渣缺陷的防治

（1）控制鋅液溫度和帶鋼入鋅鍋溫度。鋅液溫度的穩(wěn)定控制是熱鍍鋅產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵，最為理想的溫度是460℃～465℃，此溫度范圍內(nèi)鐵溶解量較少，鋅渣生成也比較少；帶鋼入鋅鍋溫度應(yīng)在鋅液溫度±5℃范圍內(nèi)。向鋅鍋添加鋅錠時(shí)也要保持緩慢勻速，以避免鋅液溫度出現(xiàn)大的波動(dòng)。

（2）做好帶鋼表面的清潔。首先是要在生產(chǎn)環(huán)節(jié)通過(guò)控制加熱爐內(nèi)氣氛避免帶鋼表面氧化，較少氧化鐵皮的產(chǎn)生。重點(diǎn)是合理控制爐內(nèi)氣氛的露點(diǎn)，密切關(guān)注保護(hù)氣中的含水量；在允許范圍內(nèi)適當(dāng)提高保護(hù)氣內(nèi)的氫含量，氫含量通?？刂圃?%～30%。再就是要加強(qiáng)對(duì)帶鋼表面的清洗，包括機(jī)械刷洗、堿液清洗等方式都可以有效去除帶鋼表面氧化鐵皮以及鐵粉、油脂、污垢和其它非金屬雜質(zhì)，對(duì)帶鋼表面具有很強(qiáng)的去污清潔效果。

（3）控制鋅液中鋁含量。鋁的化學(xué)性質(zhì)較鐵來(lái)說(shuō)更為活潑，在鋅液中加入少量鋁粉之后形成的鋁鐵化合物可抑制鋅鐵合金的生成，從而減少懸浮渣的形成，形成更容易打撈的鋁鐵面渣。此外，鋁還有鍍鋅層附著力以及將底渣轉(zhuǎn)化為浮渣和面渣的作用，有利于撈渣。實(shí)踐證明，鋅液中鋁含量控制在0.22～023是比較合理的，有利于減少自由渣的產(chǎn)生。

（4）及時(shí)撈渣。熱鍍鋅生產(chǎn)中，面渣產(chǎn)生量是比較大的，為了減少帶鋼表面粘附鋅渣顆粒，必須要及時(shí)撈渣。正常生產(chǎn)狀況下，應(yīng)保證每20min撈渣一次。撈渣時(shí)應(yīng)采用專門(mén)的撈渣工具，將面渣聚集在鋅鍋邊沿后再撈出，如此可提高撈渣效率。鋅液潔凈時(shí)，帶鋼表面粘附鋅渣的可能性越小，越不容易產(chǎn)生鋅渣缺陷。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，熱鍍鋅產(chǎn)品表面鋅渣缺陷需從抑制氧化鐵皮產(chǎn)生，加強(qiáng)帶鋼表面清潔，控制鋅液及帶鋼入鍋溫度，控制鋅液中鐵、鋁含量等方面入手，同時(shí)加大撈渣作業(yè)頻次。如此才能最大化減少帶鋼表面鋅渣的粘附，減少缺陷問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)熱鍍鋅產(chǎn)品的高質(zhì)量生產(chǎn)。