連續(xù)熱鍍鋅工藝進展與展望

鄭金旺

（唐山鋼鐵集團責任有限公司，河北 唐山 063000）

近年來的經(jīng)濟得到快速發(fā)展，熱鍍鋅技術(shù)被運用到更加廣泛的領(lǐng)域。在汽車行業(yè)，家用電器、城市建設(shè)以及各種輕工業(yè)中對熱鍍鋅技術(shù)的需求都在漸漸增加。在國際范圍內(nèi)的使用需求更加龐大，尤其對于汽車行業(yè)相對發(fā)達的國家，熱鍍鋅鋼的使用更加普及。由于市場的緊缺，促進了行業(yè)的發(fā)展，提高了熱鍍鋅技術(shù)的水平。在國內(nèi)外的市場中都出現(xiàn)了熱鍍鋅鋼供不應(yīng)求的情況，傳統(tǒng)的熱鍍鋅技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在的市場需求。經(jīng)過不斷的研發(fā)技術(shù)，出現(xiàn)了連續(xù)熱鍍鋅的工藝，具有更好的穩(wěn)定性特點，并且相比傳統(tǒng)的單張熱鍍鋅節(jié)約了經(jīng)濟成本。雖然和發(fā)達國家相比，我國的熱鍍鋅技術(shù)還存在一定的上升空間，但通過不斷對技術(shù)的改良和優(yōu)化，引進更加先進的技術(shù)方法，讓我國的熱鍍鋅技術(shù)不斷提高，增強行業(yè)的競爭力。

1 連續(xù)熱鍍鋅工藝現(xiàn)狀

1.1 鍍鋅的目的和作用

在鋼材的實際應(yīng)用過程中，容易出現(xiàn)材料的腐蝕問題，這就影響了產(chǎn)品的使用壽命，對鋼材進行鍍鋅處理，可以提高鋼材的抗腐蝕性能。工業(yè)化的進程逐漸加快，影響著人們的日常生活，在人們?nèi)粘Ｊ褂玫墓ぞ咧?，大量運用到金屬制品。每年由于腐蝕問題造成了大量的的經(jīng)濟損失，所以對于金屬制品進行抗腐蝕的加工至關(guān)重要[1]。鍍鋅可以在鋼材表面產(chǎn)生保護層，在日常環(huán)境中對于表面的鍍鋅涂層產(chǎn)生化學反應(yīng)，可以形成一層保護膜，保護鋅層和鋼板不受腐蝕，經(jīng)過熱鍍鋅的鋼材，可以延長使用壽命，提高產(chǎn)品的利用率。尤其是運用到汽車、家用電器等工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，可以極大的提高產(chǎn)品的性能，提升產(chǎn)品質(zhì)量，便利的人們的生活。

1.2 連續(xù)熱鍍鋅的工藝方法

連續(xù)熱鍍鋅的工藝方法，在眾多領(lǐng)域的實際運用中顯現(xiàn)了更加明顯的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的鍍鋅方式是單張鍍鋅的形式，生產(chǎn)效率低下，需要較高的經(jīng)濟成本。連續(xù)熱鍍鋅的工藝方法，不僅經(jīng)濟成本低，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品性能更高，使用壽命更長，具有更高的穩(wěn)定性，鍍鋅的性能更加優(yōu)秀。目前主要使用的連續(xù)熱鍍鋅工藝有三種：

（1）森吉米爾法，具有更高的產(chǎn)量、操作更加簡單的特點。通過煤氣火焰使帶鋼直接在氧化爐內(nèi)直接進行加熱，達到改變帶鋼表面質(zhì)量的效果。

（2）改良森吉米爾法，這種工藝方法主要通過改良裝置，連接氧化爐和還原爐，使整個操作流程在一套系統(tǒng)化的設(shè)備體系里完成，這種方式具有更好的整體性，但是卻容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，需要后期進行檢驗。

（3）美鋼聯(lián)法，這種工藝方法的技術(shù)特點是采用輻射形式的加熱方式，改變了傳統(tǒng)的操作流程，減少了氧化爐的部分，增加了退火階段的清洗裝置，增設(shè)了冷卻部分的功能[2]。這樣生產(chǎn)出來的帶鋼表面可以去除污漬，保證表面鍍鋅的質(zhì)量。美鋼聯(lián)法在不斷發(fā)展的過程中，被大量采用，優(yōu)化了鍍鋅工藝的流程，引進了更加先進的立式退火爐，提高了技術(shù)水平，增加了經(jīng)濟效益。

1.3 連續(xù)熱鍍鋅的工藝流程

目前我國主要采用的冷軋鋼帶連續(xù)熱鍍鋅的工藝流程為：

（1）開卷，在帶鋼連續(xù)熱鍍鋅的生產(chǎn)過程中使用兩臺開卷機器進行開卷作業(yè)，兩臺開卷機交替工作，保證生產(chǎn)過程的連續(xù)性。開卷前將材料放置好，做好前期準備工作，機器開始操作后將鋼卷運送到開卷機內(nèi)開始工作。

（2）焊接，在連續(xù)熱鍍鋅工藝的作業(yè)中，卷帶鋼通過焊機的焊接進行連接，保證生產(chǎn)線的連貫性，可以進行連續(xù)熱鍍鋅操作。焊接的水平直接影響連續(xù)熱鍍鋅工藝的質(zhì)量。當焊接設(shè)備出現(xiàn)技術(shù)故障時，就會影響連續(xù)熱鍍鋅的整體工作進度，這就需要對焊機進行定期的日常維護與保養(yǎng)，設(shè)置專門的技術(shù)人員進行管理，對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的故障問題，及時進行檢修，保障連續(xù)熱鍍鋅的工作進度不受延誤。

（3）清洗段，在生產(chǎn)過程中增加清洗段，是熱鍍鋅前的重要部分。清洗段是熱鍍鋅工藝的冷卻部分，可以清洗掉鋼帶表層的軋制油油污等污漬，以及帶鋼表面殘留的鐵粉等雜質(zhì)，直接影響到鋼帶的鍍鋅效果。清洗段的操作通過物理和化學的處理過程，化學處理用清洗液與帶鋼表面雜質(zhì)進行化學反應(yīng)處理，物理處理通過機器產(chǎn)生的震動、摩擦、噴淋溶劑等方式去除表面的污漬。通過清洗過程達到最佳的鍍鋅效果。

（4）帶鋼連續(xù)退火爐，帶鋼在退火爐內(nèi)想要達到指定的溫度，需要在預熱爐中先進行預熱操作，加熱到再結(jié)晶的溫度后，通過還原爐加熱到更高的溫度，然后在通過冷卻段進入鍍鋅的溫度。尤其要求帶鋼在加熱過程中要保持密閉的情況下進行加熱，使帶鋼表面整潔達到理想的鍍鋅效果。

（5）氣刀，通過氣刀的操作來控制帶鋼鍍鋅層的厚度，利用流體沖擊學進行連續(xù)的噴出扁平氣流，刮掉帶鋼表面多余的部分，達到標準鍍鋅的目的。

（6）光整設(shè)備，光整機的功能是在熱鍍鋅的作業(yè)線內(nèi)進行冷軋，以達到更好的鍍鋅效果，是一套系統(tǒng)化的裝置。

（7）拉矯機，通過機器進行拉伸彎曲較直的方式，帶鋼通過兩個彎曲輥在拉力作用下進行較直，來確保帶鋼的平直水平。

（8）鉻酸鹽處理，對鍍鋅層表面進行鉻酸鹽的鈍化處理，通過鉻酸溶液對涂層進行化學反應(yīng)，提高熱鍍鋅工藝的耐腐蝕性。

（9）卷取機，使用卷取機將帶鋼邊沿進行作業(yè)，達到帶鋼邊沿整齊。利用掃描器進行操控，使液壓缸推動卷取機進行操作，出現(xiàn)整齊的效果。

2 熱鍍鋅技術(shù)在實際應(yīng)用中的問題及國內(nèi)外差距

2.1 連續(xù)熱鍍鋅工藝中存在的不足

在我國連續(xù)熱鍍鋅工藝的應(yīng)用中，技術(shù)水平還不夠成熟，存在著一些不足之處。例如，森吉米爾法和改良森吉米爾法的加熱方式都是通過氧化爐直接進行加熱，這種形式的加熱方法讓帶鋼表面直接接觸火焰，對帶鋼表面的質(zhì)量產(chǎn)生一定影響[3]。美鋼聯(lián)法雖然加熱效果更好，生產(chǎn)出來的帶鋼表面鍍鋅質(zhì)量更優(yōu)，但是存在操作流程復雜，不易操作的問題。我國的鍍鋅技術(shù)存在著機組的預清洗設(shè)備不足，鍍鋅層表面的穩(wěn)定程度不能保障。在連續(xù)熱鍍鋅的技術(shù)設(shè)施上不夠先進，光整機普遍為簡單的兩輥式，不利于對帶鋼的性能改變。我國的熱鍍鋅鋼材主要用于輕工業(yè)等項目的使用，鍍鋅的標準還不能滿足用于汽車等要求較高的熱鍍鋅板材的行業(yè)，對汽車等材料的選擇更多的會使用國外制造的熱鍍鋅鋼板，對國內(nèi)的選擇極少。對于連續(xù)熱鍍鋅的工藝還需要進一步完善，不斷學習先進的技術(shù)知識，創(chuàng)新思維方式，設(shè)計出更佳完善的一套加工設(shè)備，既可簡單的操作，又能節(jié)約經(jīng)濟成本，達到更好的鍍鋅效果。

2.2 國內(nèi)外的發(fā)展狀況及差距

在國際上熱鍍鋅工藝被廣泛運用到各個領(lǐng)域，大型的熱鍍鋅生產(chǎn)線眾多，具備非常優(yōu)異的生產(chǎn)能力。由于科學技術(shù)水平的不斷提高，連續(xù)熱鍍鋅的工藝也逐漸得到提升，對于傳統(tǒng)的鍍鋅基礎(chǔ)設(shè)備都進行了更新升級，經(jīng)過熱鍍鋅工藝的產(chǎn)品質(zhì)量也得到了大幅度的提升。對于產(chǎn)品的表層鍍鋅越來越均勻，延遲了產(chǎn)品的使用壽命[4]。相比與國際上的熱鍍鋅工藝，我國的連續(xù)熱鍍鋅技術(shù)還有很大的發(fā)展空間，雖然近年來不斷引進國外先進的技術(shù)理念，我國的熱鍍鋅技還需要進一步的發(fā)展，進行更好的穿新，來提高我國的鍍鋅行業(yè)國際競爭力。國外的鍍鋅行業(yè)發(fā)展較早，對于各個領(lǐng)域的運用也較早，使用后鍍鋅板材制造的汽車和家用電器等技術(shù)相對成熟，而我國由于起步較晚，對熱鍍鋅的使用還處于初級階段，這就需要不斷的學習國外的先進技術(shù)知識來縮小差距。對于熱鍍鋅要求較高的行業(yè)，更多的仍然選擇國外的熱鍍鋅板材。我國的熱鍍鋅技術(shù)主要應(yīng)用于建筑行業(yè)，以及各種要求相對寬松的輕工業(yè)行業(yè)。我國的熱鍍鋅技術(shù)還需要進一步完善，注重鍍鋅的細節(jié)把控，不斷引進先進的技術(shù)設(shè)備，培養(yǎng)更多的專業(yè)技術(shù)人才，提高我國的鍍鋅板材品質(zhì)，積極的探索全新的鍍鋅方式，開辟我國獨有的技術(shù)道路。

3 熱鍍鋅技術(shù)的發(fā)展趨勢

近年來對鍍鋅板材的需求量不斷增加，熱鍍鋅技術(shù)被應(yīng)用于各個領(lǐng)域，傳統(tǒng)的單張鍍鋅工藝已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的市場需求，需要不斷研發(fā)先進的鍍鋅方式，提高熱鍍鋅工藝的質(zhì)量。對比原來的生產(chǎn)線，現(xiàn)在的生產(chǎn)線規(guī)模更大，設(shè)備更佳先進，企業(yè)更多的使用連續(xù)熱鍍鋅工藝，并且不斷引進先進技術(shù)設(shè)備。在節(jié)約經(jīng)濟成本的同時，要保證鍍鋅的質(zhì)量達到標準，逐漸將細節(jié)問題完善，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3.1 制定合理的退火工藝

在連續(xù)熱鍍鋅的操作過程中，制定合理的退火工藝，可以使冷軋帶鋼達到一定溫度后進行退火工藝[5]。通過控制帶鋼退火階段的加熱和冷卻時間，來改變帶鋼的再結(jié)晶時間。合理的退火工藝可以在實際操作中減少熱量的消耗，更佳合理化的進行加熱和冷卻，有效的節(jié)約能源，影響帶鋼的鍍鋅效果，提高鍍鋅工藝的質(zhì)量。

3.2 還原段氣氛控制

在連續(xù)熱鍍鋅實際操作的過程中，還原段發(fā)揮了重要的作用，直接影響著鍍鋅的效果。還原段通過化學藥劑的反應(yīng)，使鍍鋅層的粘附性更好，一旦這一階段操作失誤，會導致整個材料的報廢。還原段氣氛控制是將爐內(nèi)的氣氛調(diào)整為還原氣氛，經(jīng)過化學反應(yīng)后，提高鍍鋅層質(zhì)量，嚴格的控制反應(yīng)試劑可以使鍍鋅效果更加穩(wěn)定。

3.3 確定還原時間

在熱鍍鋅的還原過程中，鍍鋅層的厚度很難掌握，要確定還原時間，以保證帶鋼表層形成厚度均勻的氧化膜，提高鍍鋅的效果。在實際熱鍍鋅的作業(yè)過程中，對材料的還原過程花費的時間具有很大的差異性，對表層的氧化物完全還原所需要的時間不能準確判斷[6]。對于還原階段的操作，需要消耗大量的能源進行加熱，當加熱時間不足時，不能將材料表面的氧化層完全還原。當加熱時間過長時，可以將氧化物還原徹底，但卻需要消耗更多的熱量，造成資源的浪費，提高了經(jīng)濟成本。還原時間過長或者過短都是不合理的現(xiàn)象，更加科學的確定還原時間，可以提高鍍鋅層的結(jié)合力，使鍍鋅層的質(zhì)量得到保障，給企業(yè)節(jié)約能源，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)束語

目前我國的熱鍍鋅工藝已經(jīng)取得了很大的進展，但是相比于國際上的熱鍍鋅工藝還存在著一定的距離?？茖W技術(shù)不斷改變著人們的日常生活，對于生活中的家用電器，建筑材料的鍍鋅工藝要求也越來越高，尤其對于汽車這樣高速發(fā)展的行業(yè)，追求更加節(jié)能輕便的鋼材，對熱鍍鋅材料的標準更加嚴格。由于對熱鍍鋅的要求不斷升級，促進了我國鍍鋅行業(yè)的發(fā)展，在新時期面臨著巨大的機遇和挑戰(zhàn)，要在不斷進步中逐漸提高我國連續(xù)熱鍍鋅工藝的質(zhì)量，創(chuàng)新出更多的新型鍍鋅技術(shù)，改變傳統(tǒng)化思維，研發(fā)出更多鍍鋅設(shè)備，擴大我國鍍鋅材料的使用范圍，讓更多高標準的鍍鋅材料出現(xiàn)在各個領(lǐng)域。我國的連續(xù)熱鍍鋅技術(shù)未來的發(fā)展前景廣闊，不斷朝著國際化的方向努力，讓我國的鍍鋅行業(yè)可以在國際舞臺上取得重要成績。