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影响镀锌工艺的因素

发布时间:2018-11-15 13:47  热度:
作者:ejion 来源:原创 日期:2012/5/14 10:17:08 人气: 标签:热镀锌角钢应用

 

热镀锌角钢是热镀锌工艺的钢材,这种镀锌工艺可以在钢材表面形成保护,防止钢材氧化,它的活跃性较强,可以在腐蚀的时候,牺牲自身保护钢材不受到腐蚀,在镀锌过程中会产生缺陷,影响到工艺的完美性,要防止就要先了解,看看都有哪些情况影响产生缺陷。

锌粒缺陷产生的原因是由于锌液表面、底部和悬浮在锌液中的金属化合物颗粒附着在带钢表面。

相关研究表明,锌液表面的金属化合物颗粒主要为Fe2Al5和 氧化物,悬浮在锌液中的金属化合物

颗粒为Fe2Al5和FeZn7的混合物,锌液底部的金属化合物颗粒主要为FeZn7。其产生机理为:带钢中

的铁不断向锌液中溶解,铁在锌液中的溶解有一定的饱和度,例如锌液温度460℃、锌液Al含量

0.20%时,锌液中铁的饱和度为0.007%。当锌液中铁的浓度超过其饱和度时,就析出形成金属化合

物。锌液处于一种铁溶解、锌渣析出的动态平衡过程,铁溶解和锌渣析出都是不可逆的。

相关研究表明,锌液中的铁析出后,首先与锌发生反应,形成锌铁金属化合物,其反应式为:

Fe+7Zn→FeZn7,FeZn7的比重为7.25g/cm3,大于锌液的比重6.9g/cm3,会沉到锌锅底部。其次,

当锌液中有效铝的含量大于0.14%时,锌液中的铝会和锌铁金属化合物反应,形成铝铁金属化合物

,其反应式为:2FeZn7+5Al→Fe2Al5+14Zn,Fe2Al5的比重为4.2g/cm3,小于锌液的比重6.9g/cm3

,会浮到锌液表面。如图1所示。

在实际生产过程中,进入锌液的带钢,其表面的铁不断溶于锌液,再加上锌液中铝含量和温度的波

动,锌粒的形成是不可避免的,只能减少其数量和粒度,减少其附着在带钢上的机会。

2.2影响锌粒缺陷产生的因素

影响锌粒数量和粒度的因素包括溶入锌液中的铁的数量、铁在锌液中的溶解饱和度。影响锌粒附着

在带钢上的因素包括,带钢在锌锅中的抖动、表渣的清除、锌锅加热装置、气刀。

尽量减少溶入锌液中的铁的数量是减少锌粒数量和粒度的关键。溶入锌液中的铁的数量与原料带钢

表面缺陷、原料带钢表面粗糙度、入锌锅带钢表面残铁、锌液铝含量、机组速度、入锌锅带钢温度

、锌液温度、钢种化学成分、锌锭中的铁含量、锌锅设备带入锌锅中的铁有关。原料带钢表面缺陷

,尤其是表面夹杂、氧化铁皮、欠酸洗会促进Fe-Zn反应,增加钢板的铁损,因此原料带钢表面夹

杂、氧化铁皮、欠酸洗缺陷越少,溶入锌液中的铁就越少。原料带钢表面粗糙度越小,溶入锌液中

的铁就越少。入锌锅带钢表面残铁越少,溶入锌液中的铁就越少。锌锅处机组速度越高,带钢在锌

液中浸泡的时间越短,溶入锌液中的铁越少;锌液温度越高,溶入锌液中的铁越多,当锌液温度上

升到480℃时,溶入锌液中的铁的数量随锌液温度的提高而迅速增大。钢中的C、Si含量越低,溶入

锌液中的铁的数量就越少。锌锭中的铁含量越低,溶入锌液中的铁就越少。提高锌锅中设备的耐锌

液腐蚀能力,溶入锌液中的铁就越少。

带钢在锌锅中的抖动会使锌液面的锌渣更容易附着在带钢表面。尽量减少锌锅处带钢的抖动,有利

于减少锌粒缺陷。造成带钢在锌锅中抖动的原因包括,出锌锅处带钢板形、锌锅辊系的抖动、锌锅

处带钢张力的稳定性、镀后冷却风机气流对带钢的扰动。在带钢附近清理表渣时,也增加了锌液面

的锌渣附着在带钢表面的机会。锌锅感应器熔沟产生的金属流的搅动作用,会增加悬浮锌渣附着在

带钢表面的机会。气刀吹出气流对锌液面的扰动,会增加表渣附着在带钢表面的机会。同时,气刀

吹出的空气会增加锌液的氧化。

影响锌粒缺陷的因素主要包括以下几个方面:

2.2.1原料条件对锌粒的影响

钢中的C、Si含量越低,越有利于减少锌粒缺陷。原料带钢表面夹杂、氧化铁皮、欠酸洗缺陷越少

,越有利于减少锌粒缺陷。原料带钢表面粗糙度越小,越有利于减少锌粒缺陷。由于立式退火炉对

板形有一定的矫正作用,较小的对称的双边浪或中间浪原料板形,有利于减少锌粒缺陷。

2.2.2清洗段对锌粒的影响

清洗段适当的清洗液温度、清洗液中自由碱浓度,功能完好的电解清洗、刷洗、磁性过滤器,定期

更新清洗液,保持清洗液的活性,可以降低入锌锅带钢表面的残铁,有利于减少锌粒缺陷。

2.2.3锌锅段对锌粒的影响

较高且稳定的锌液铝含量、较低且稳定的锌液温度,有利于减少锌粒缺陷。较高且稳定的机组速度

,有利于减少锌粒缺陷。较高的入锌锅带钢温度,有利于减少锌粒缺陷。保持较低的锌锅感应器的

功率,有利于减少锌粒缺陷。尽量减少锌锅辊系抖动,减少表渣对锌液面的搅动,有利于减少锌粒

缺陷。锌锅辊系采用耐锌液腐蚀的材料和涂层,有利于减少锌粒缺陷。较大的且稳定的锌锅处带钢

张力,有利于减少锌粒缺陷。尽量减少锌锭中的铁含量,有利于减少锌粒缺陷。

2.2.4镀后段对锌粒的影响

适当的气刀高度、气刀角度0°或微负角、较近的气刀距带钢距离,有利于减少锌粒缺陷。气刀吹

出的空气会增加锌液的氧化。较高的镀后冷却速度,有利于减少锌粒缺陷。减小镀后冷却风机气流

对带钢的扰动,有利于减少锌粒缺陷。

3锌粒缺陷的控制措施

综上所述,结合机组实际情况,采取以下措施减少锌粒缺陷。

3.1合理的生产计划排程

按照工艺和对设备状态的要求,制定从炼钢至镀锌的各工序生产计划,保证生产高表面等级热镀锌

板时,各项措施可以得到执行,设备状态处于最佳状态。

3.2原料条件

在进行高表面等级热镀锌板的钢种设计和选择时,其C≤0.1%、Si≤0.1%。原料带钢表面残铁≤

100mg/m2。原料带钢表面粗糙度Ra≤1.5μm。原料带钢板形为对称的双边浪或中间浪,波浪度≤

30IU。

3.3清洗段

一般情况下,清洗段可以去除90%以上的原料带钢表面残铁。保证清洗效果的关键要点是清洗段的

清洗液温度、清洗液中自由碱浓度,以及功能完好的电解清洗、刷洗、挤干、磁性过滤器,确保清

洗后带钢表面残铁≤10mg/m2。另外,清洗液中的油含量和铁含量超标,会降低清洗液的活性,从

而降低清洗液去除带钢表面残铁的能力,因此应根据清洗剂制定相应的清洗液中的油含量和铁含量

上限标准,结合生产实际,制定清洗液更新周期,实现定时排放旧清洗液、加清洗剂。同时,结合

生产实际,定期清理清洗段槽罐也是非常必要的。

3.4锌锅段

且尽量保持稳定。锌液温度≤465℃,且尽量保持稳定。入锌锅带钢温度应高于锌液温度且≤500℃

。保持较低的锌锅感应器的功率。为了保证稳定的锌液铝含量和锌液温度,就必须根据生产带钢的

规格和锌层厚度,均匀地向锌锅中加入含不同铝含量的锌锭,同时保持稳定的机组速度。锌锅段机

组速度≥80m/min,在带钢抖动较小的情况下,尽量提高锌锅段机组速度。尽量避免生产高表面等

级热镀锌板时,搅动锌锅带钢周围的锌液,捞表渣动作尽量轻。采取大张力,锌锅处带钢张力是机

组一般部位张力的2倍以上,减轻锌锅处带钢抖动。锌锅辊系采用耐锌液腐蚀的材料和涂层,保证

涂层附着力和封孔质量,例如316L 不锈钢基体加WC涂层。采用耐磨损的锌锅辊系轴承系统,减轻

由于锌锅辊系晃动所造成的带钢抖动。锌锭中的铁含量应≤0.003%。

3.5镀后段

气刀高度≥200mm,气刀角度0°或微负角,气刀距带钢距离≤12mm、使用氮气作为气刀介质。镀后

冷却塔顶辊处带钢温度≤280℃。镀后冷却风机功率的合理分配,可以有效减少气流对带钢的扰动

4结论

为了减少高表面等级热镀锌板表面的“锌粒”缺陷,可从如下方面采取措施:合理的生产计划排程

,钢种的设计和选择,原料带钢表面缺陷、表面残铁、表面粗糙度、板形的控制,清洗效果的保证

措施与评价标准,锌液铝含量、锌液温度、入锌锅带钢温度、锌锅感应器功率、加入锌锭种类和速

度、锌锭中的铁含量、锌锅段机组速度、锌锅处带钢张力、捞表渣的控制,对锌锭中的铁含量的限

制,对锌锅辊系的设备技术要求,气刀高度、角度、距带钢距离、介质和镀后冷却风机的控制。

措施实施后,“锌粒”缺陷改善效果明显,与2008年相比,2009年“锌粒”缺陷造成的降级率下降

了80%。高表面等级(O5表面或C级表面)热镀锌钢板的合同量占全部热镀锌钢板的合同量,从2008

年的5%提高到了2009年的10%。

 

 

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