冷轧热镀锌带钢表面锌灰缺陷形成原因分析及控制

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摘 要：冷轧热镀锌产线主要由入口段、入套、清洗段、炉区、工艺段、出套和出口段构成。带钢以460℃经炉鼻子出来进入锌锅约3s经沉没辊从锌锅出来，经过气刀将多余的锌液吹掉（控制锌层厚度）。锌锅内锌液需要保持460℃，这样锌液会逐渐蒸发，蒸发的锌灰集聚在一起，然后掉落在带钢上形成锌灰缺陷。冷轧镀锌锌灰是冷轧厂热镀锌生产过程中带钢表面的常见缺陷。对热镀锌产线锌灰形成机理进行分析和研究，探讨热镀锌带钢表面锌灰缺陷形成原因，从而提出优化工艺、规范操作等方面措施控制锌灰缺陷产生，提高热镀锌带钢表面质量。

关键词：热镀锌 锌灰 常见缺陷 优化工艺

中图分类号：TG174.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0099-01

热镀锌带钢是冷轧厂主要产品，它可以用作家电板，汽车板等。随着工艺技术的不断改进，目前下游企业对带钢表面质量要求越来越高。首钢京唐冷轧共有4条热镀锌产线分别生产GI和GA产品。其中一冷热镀锌产线的主要生产家电板，二冷热镀锌主要生产汽车板。带钢表面锌灰缺陷是热镀锌产品的常见缺陷之一，它制约着高端产品的生产。为了解决这一问题，该文就从锌灰缺陷形成的机理出发，结合工艺和操作提出了减少锌灰缺陷的措施。

1 锌灰产生的原因

冷轧热镀锌产线主要由入口段、入套、清洗段、炉区、工艺段、出套和出口段构成。带钢以460℃经炉鼻子出来进入锌锅约3s经沉没辊从锌锅出来，经过气刀将多余的锌液吹掉（控制锌层厚度）。锌锅内锌液需要保持460℃，这样锌液会逐渐蒸发，蒸发的锌灰集聚在一起，然后掉落在带钢上形成锌灰缺陷。锌灰则是有以下几方面原因。

1.1 浮渣的产生

当带钢进入锌液中则产生FeZn7，而锌液中的铝离子逐步将锌替换形成Fe2Al6铁铝化合物[1]。它和锌的氧化物在一起形成浮渣。

1.2 锌液蒸汽冷凝

锌液液面不断产生锌蒸汽，锌蒸汽遇冷凝结在炉鼻子内壁等处形成固态粉末。随着炉鼻子震动它们坠落到锌锅中和带钢表面。

1.3 炉内耐火材料坠落

在长期生产过程中，炉内耐火材料受到冷炉和加热的温差变化影响发生坠落，它们常在炉鼻子处于锌渣和锌灰掺杂在一起（图1）。

2 减少锌灰主要措施

通过与国内各先进企业学习，在2012年和2013年对炉鼻子等处进行改造增加了摄像头，沉没辊刮刀，锌灰泵和炉内加湿等。操作人员通过炉鼻子摄像头监控炉内锌灰粉末生成情况，防止炉鼻子内锌灰和锌渣形成过多。

2.1 浮渣清理

操作人员利用专用扒渣勺，每班扒渣4次；利用锌灰泵定期对浮渣进行清理；利用检修或更换沉没辊的时间将锌锅降低，炉鼻子处锌渣暴露出来后进行人工扒渣。

2.2 防止锌液蒸汽冷凝

为了有效防止锌蒸汽冷凝形成固态锌粉末，各热镀锌产线增加了炉鼻子氮气加湿系统。这样优化了炉鼻子处露点。

2.3 严格控制带钢和锌锅温度

（1）带钢入锌锅前温度高于锌液15℃以内[2]，如果带钢温度过高会影响锌锅内锌液温度导致锌渣量增加。

（2）严格控制锌锅温度减少锌蒸汽。将锌液温度控制在（460±2）℃范围内，避免温度波动过大导致锌渣量增加[3]。为了严格保证锌液温度在操作人员添加数量和锌液液位严格控制，避免导致温度和液位的波动过大引起浮渣在炉鼻子内壁积聚。

2.4 优化锌液成分

铝含量与锌渣产生有着密切关系。当铝含量较高时，一方面导致铁溶解度降低，另一方面铝被氧化导致浮渣升高；当铝含量较低时，铁的溶解度升高导致底渣升高。因此在生产GI产品是铝含量控制在（0.2±0.02）%之间[4]，当生产GA产品时铝含量控制在（0.12±0.02）%之间。

2.5 在生产高端表面产品时有以下两方面的注意事项

一是排产时做好厚度过渡和温度过渡并调整好锌液成分。二是将锌渣清理干净，提前加入锌锭[5]。

3 结语

以上措施实施后首钢京唐冷轧热镀锌锌粉末和浮渣大幅降低，上述产线生产的家电板和汽车板无锌灰缺陷。热镀锌锌灰控制是一个复杂课题，需要从炉鼻子露点控制，带钢和锌液温度，定期扒渣以及成分控制几个方面入手。

参考文献

[1] A.jersch F.Particle size and com position of dross particles from galvanize and galvanneal operation[C].44th Mechanical Working and Steel Processing Conference Proceedings，2002：778-779.

[2] Tang NY，Liu YH.Minizing dross Generation Galvanizing[A]. GALVATECH[C].Osaka，Japan：Iron and Steel Institute of Japan，2007：141-146

[3] 谭运刚，文伟.热镀锌板表面锌灰缺陷的控制[J].武钢技术，2010，48（3）：31-33.

[4] 杨再广.浅谈热镀锌过程中锌渣的形成及其控制[J].化学工程与装备，2008（9）：78-79.

[5] 杨满秀.合金元素对热浸镀锌界面反应影响及相关相平衡研究[D].湘潭：湘潭大学，2012.