連續(xù)熱鍍鋅板漏鍍原因分析及預(yù)防措施

摘 要：對連續(xù)熱鍍鋅板漏鍍的原因進(jìn)行分類分析，利用金相顯微鏡、掃描電鏡及能譜儀精確確定漏鍍的原因，并提出改進(jìn)措施，提高了鍍鋅板的表面質(zhì)量，減少了漏鍍的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：連續(xù)熱鍍鋅板，漏鍍，預(yù)防措施

Abstract：The causes of continuous hot galvanized plate leakage are classified and analyzed， and the causes are precisely determined by metallographic microscope， scanning electron microscope and energy spectrum， and improvement measures are put forward to improve the surface quality of galvanized plate and reduce the occurrence of leakage.

Key words：continuous hot galvanized sheet；leakage；preventive measures

0 前 言

鍍鋅板和鍍鋁硅板因其良好的耐蝕性被廣泛應(yīng)用于建筑、家電、汽車等領(lǐng)域，漏鍍是鍍層板常見的表面缺陷，嚴(yán)重影響鍍層的耐蝕性和外觀，甚至在成型的過程中鍍層脫落[1]，當(dāng)出現(xiàn)大量漏鍍時(shí)就需要停車分析漏鍍原因，待原因找到后方可重新開始生產(chǎn)，這個(gè)過程降低了生產(chǎn)效率，提高了生產(chǎn)成本。因此當(dāng)產(chǎn)生漏鍍?nèi)毕輹r(shí)快速、準(zhǔn)確地分析漏鍍原因非常重要，因?yàn)樯a(chǎn)中需要根據(jù)檢測結(jié)果來判斷漏鍍原因，排查生產(chǎn)中的問題。通過大量的分析表明，漏鍍的原因可以概括為基板的原因和生產(chǎn)線的原因[2-3]，本文采用金相顯微鏡、掃描電鏡+能譜儀分析了常見的漏鍍的原因及相應(yīng)的預(yù)防措施，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 基板問題導(dǎo)致的漏鍍原因分析及預(yù)防措施

1.1 表面夾渣引起的漏鍍

缺陷板為1.0 mm的鍍鋅板，牌號為DC51D+Z，雙面鍍層厚度為120 g/m2，鋅鍋溫度為460 ℃，為了提高鍍層的黏附性及減少鋅渣，鍍液中含有少量的鋁。圖1為漏鍍的宏觀形貌，缺陷呈線狀，連續(xù)分布，從宏觀形貌看此缺陷應(yīng)為基板原因造成的。

針對基板問題導(dǎo)致的漏鍍采用低倍和金相相結(jié)合的方法，先用低倍將缺陷顯示后（見圖2、圖3），在缺陷最嚴(yán)重位置取橫截面的金相（見圖4），經(jīng)能譜分析后，結(jié)果顯示，距離表面52 μm處存在卷渣，當(dāng)卷渣暴露在基板表面的時(shí)候，在鍍鋅的過程中不能形成合金層，引起了線狀的漏鍍?nèi)毕荨?/p>

1.2 表面裂紋引起的漏鍍

缺陷板為0.8 mm的鍍鋅板，牌號為DC52D+Z，雙面鍍層厚度為120 g/m2，鋅鍋溫度為460 ℃，圖6為漏鍍的宏觀形貌，缺陷呈線狀，連續(xù)分布，從宏觀形貌看此缺陷應(yīng)為基板原因造成的。在缺陷處取橫截面金相，結(jié)果見圖7，針對缺陷處進(jìn)行能譜分析，結(jié)果為氧化鐵。

經(jīng)本項(xiàng)目檢測方法可清晰獲得引起漏鍍的裂紋的形貌及裂紋尖端壓入的氧化鐵，精確確定漏鍍的原因。

以上漏鍍的原因?yàn)殍F基表面存在缺陷，導(dǎo)致鐵基體局部在鋅液中的浸潤性較差，當(dāng)鋅液附著在鐵基表面時(shí)不能很好的發(fā)生反應(yīng)，不能形成很好的合金層，形成漏鍍?nèi)毕荨?/p>

針對鐵基原板造成的漏鍍，采取的預(yù)防措施為，加強(qiáng)原材的表檢，嚴(yán)格控制基板的表面質(zhì)量，跟蹤酸洗質(zhì)量等，提高基板的表面質(zhì)量，減少漏鍍的發(fā)生。

1.3 基板成分（雙相鋼鍍鋅）導(dǎo)致表面漏鍍的原因分析

漏鍍基板牌號為HCT980X+Z，鋼板的成分見表1，鋼板厚度為1.0 mm，抗拉強(qiáng)度為985 MPa，鍍層為純鋅層。雙面鍍層厚度為120 g/m2，鋅鍋溫度為460 ℃，圖9為漏鍍的宏觀形貌，由圖可見，鍍層表面并不是完全平整光滑的，而是具有不同大小、不同形狀和不同分布的孔洞和凸起，鍍層經(jīng)折彎后明顯開裂、脫落，見圖10。

經(jīng)溶掉鋅層，保留鍍層/基板界面的抑制層，在ZEISS掃描電鏡下觀察，結(jié)果表明抑制層不連續(xù)，見圖11。

造成雙相鋼漏鍍的主要原因是雙相鋼硅、錳元素含量比較高，硅錳元素優(yōu)先于鐵氧化，在氧含量比較低的情況下，被氧化成不可還原的硅錳氧化物，帶鋼在經(jīng)過均熱段、冷卻段時(shí)，在氫氣的作用下，帶鋼表面不可被還原成純鐵表面，影響基板表面的浸潤性，造成漏鍍。

預(yù)防措施：控制加熱段的含氧量，加大后續(xù)各段的氫含量，使帶鋼在加熱段充分氧化，防止硅錳元素在低氧含量的環(huán)境下優(yōu)先氧化，形成不可還原的氧化物，造成漏鍍。

2 鋅灰、鋅渣引起的漏鍍

在連續(xù)鍍鋅的生產(chǎn)過程中，鋅液蒸發(fā)后會在爐箅子內(nèi)部凝華成鋅灰，飄落到熱張緊輥內(nèi)壁、爐箅子處，生產(chǎn)時(shí)由于爐箅子設(shè)備會震動，附著在爐箅子內(nèi)部的鋅灰鋅渣會飄落到帶鋼的表面，產(chǎn)生漏鍍，這種漏鍍一般出現(xiàn)在上表面，見圖12。

取漏鍍樣品，用超聲波清洗5 min，吹干，經(jīng)ZEISS掃描電鏡+能譜儀分析漏鍍處成分，結(jié)果見圖13、圖14。結(jié)果表明漏鍍處為鋅灰。

預(yù)防措施：在爐箅子處配有加濕器，并在爐箅子處配有單獨(dú)的露點(diǎn)檢測儀，嚴(yán)格控制露點(diǎn)為

-20 ～ 10 ℃。原理是水蒸氣與鋅液反應(yīng)生成氧化鋅，在鋅液表面形成一層氧化鋅薄膜，減少鋅液的蒸發(fā)。檢修時(shí)敲擊爐箅子外壁，并采用氮?dú)獯祾邇?nèi)壁的方法去除爐箅子內(nèi)壁聚集的鋅灰，清爐時(shí)要安排專人對爐箅子及張緊輥室的鋅灰進(jìn)行清理。

一般鋅鍋溫度為460 ～ 470 ℃，帶鋼入鍋溫度與鋅液溫度相差10 ～ 15℃比較好，控制鋅液中的鋁含量，鋁含量在0.2%以下時(shí)，鐵的溶解量隨鋁含量的增加而降低，當(dāng)鋅液中鋁含量超過0.2%時(shí)，鐵損增加[4]。

3 結(jié) 論

1）針對鐵基原板造成的漏鍍，采取的預(yù)防措施為，加強(qiáng)原材的表檢，嚴(yán)格控制基板的表面質(zhì)量，跟蹤酸洗質(zhì)量等，提高基板的表面質(zhì)量，減少漏鍍的發(fā)生。

2）針對雙相鋼類因基板成分中硅、錳含量比較高導(dǎo)致的漏鍍，采用控制加熱段的含氧量，加大后續(xù)各段的氫含量，使帶鋼在加熱段充分氧化，防止硅錳元素在低氧含量的環(huán)境下優(yōu)先氧化，形成不可還原的氧化物，減少漏鍍。

3）針對鋅灰鋅渣引起的漏鍍在爐箅子處配有加濕器，并在爐箅子處配有單獨(dú)的露點(diǎn)檢測儀，嚴(yán)格控制露點(diǎn)為-20 ～ 10℃，減少漏鍍的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 岳崇鋒，江社明，劉昕，等.熱鍍鋅鋼板成形后鍍層脫落原因分析[J].材料熱處理學(xué)報(bào)，2014，35（12）：210-215.

[2] 劉超.連續(xù)熱鍍鋅帶鋼表面缺陷原因分析及解決措施[J].鞍鋼技術(shù)，2017（6）：62-65.

[3] 劉建秋，王久忠.熱鍍鋅線帶鋼表面局部露鐵問題的分析與解決[J].鞍鋼技術(shù)，2004（3）：42-44.

[4] 李林，高毅.鍍鋅板表面鋅渣缺陷的控制[J].上海金屬，2007（5）：87-90.

第一作者：李勃，女，32歲，工程師

收稿日期：2024-07-29