小锌花生产方法及问题分析

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摘 要：本文对热镀铝锌机组小锌花产品的生产进行了介绍，对小锌花概念进行了简要的阐述，根据实际的生产情况论述了影响锌花大小的相关因素，讨论了目前小锌花产品的生产方法。同时，对实际生产过程中存在的一些问题进行了分析。最后，对小锌花生产后续需要做的工作进行了进一步的说明。

关键词：热镀铝锌；锌花；Ti；冷却速度；入锌锅温度和锌液温度；锌渣影响

前言

由于每朵锌花的结晶中心即为一个凸起点，越靠近晶粒边界锌花厚度越薄，这种凹凸不平的高差大于25em，往往超过一般涂层厚度，它不仅防碍涂层表面的平滑性，而且透过涂层仍会显露出锌花模样，导致涂层表面色泽不均匀，不美观的缺陷[1]。同时，锌花的长大可能导致很多镀锌缺陷的产生。因此，通过好的方法来降低锌花的尺寸生产出合格的小锌花产品来避免上述各种缺陷。

1 小锌花的识别工作

对于锌花大小的判断有3种基本的方法，即对照标准评级图谱法、划线法（一条确定直线长度除线上锌花数量所得均值） 、面积法（一定规则面积除该面积上锌花数量所得均值）[2] 。某机组工作中确定锌花尺寸所用的方法为划线法，在样板上画一条10cm的直线，数出直线上锌花数量，然后得到锌花大小的平均值[3]。

2 影响锌花大小的因素

在锌液从粘到带钢到冷却到熔点以下这段时间内，锌花经历了形核和树枝状长大两个过程[4]。锌花大小，主要是从对锌花形核点的影响和对锌花生长速度的影响两方面考虑。在正常的生产过程中，有哪些相关的因素会对锌花大小产生影响，根据现场实际的生产情况总结如下：

1）来料的影响：生产实践得知，来料粗糙度大、表面清洁度高，生产时锌花较大。

2）锌液温度和带钢入锌锅温度的影响。温度越低，冷却的越快，锌花生长的时间越短，锌花越小。

3）锌锅设备的影响，通常认为锌锅设备的影响只会有助于锌花减小，且锌锅设备的影响比来料粗糙度对锌花的影响大。

4）锌层厚度的影响。锌层越薄，冷却的越快，锌花越小

5）后冷段冷却风机对锌花大小的影响。后冷段冷却能力越强，锌层冷却的越快，锌花越小。

李[2]等人认为，冷却速度越大则凝固温度越低，也就是说形核率随冷却速度的增加而增加[2]。同时，冷却速度的大小又决定了结晶成长时间的不同[2]。锌花生长需要一定的时间，冷却速度慢，镀锌板表面锌液冷却时间长，留给结晶生长的时间就长，锌花尺寸就大些，冷却速度快，镀锌板表面锌液冷却时间短，留给结晶生长的时间就短，锌花尺寸就小些[2]。

3 小锌花生产方法

小锌花生产方法介绍如下两种：1、增加锌花的形核点，从而增加单位面积或单位长度上的锌花个数。2、快速冷却，降低锌花生长的时间。

3.1 增加锌花的形核点

目前普遍采用的是在带钢出锌锅后利用小锌花装置来增加结晶中心，该方法存在明显的不足，容易导致喷嘴易堵塞导致带钢表面锌花不均，同时对喷吹介质的要求高，既要不易引起喷嘴堵塞，本身又要能达到良好的雾状使得带钢表面的锌花均匀[5]。通过在锌液中添加额外的金属元素Ti来增加锌花形核的结晶点以增加单位长度上锌花的数目是一种可行有效的方法，有效的避免了上述方法中产生的各种缺陷。

3.2 快速冷却，降低锌花生长的时间

带钢出锌锅后，采取加速镀层冷却的方法来抑制锌花的长大。目前的冷却方式可以采用镀后辊冷、雾化冷却、喷气冷却等方式加速镀层的冷却。某机组对带钢进行雾化冷却，冷却设备具有喷气冷却和气雾冷却两种冷却功能；视用户对锌花大小的要求，兼顾考虑到机组TV值来选择两种冷却模式中的任一种。

4 小锌花生产前的准备工作

上述介绍小锌花的生产生产前需要对锌锅的锌液成分进行调整，生产中应该注意以下几个方面的问题。

a）对于并非单一生产小锌花产品的机组，对于该类合同应该有集批生产标识，避免频繁的进行锌液的切换，通常安排在机组进行周期性的定修作业之后的1～2天内开始集批生产。

b）锌锅设备更换后开机生产时，通过四元锭向五元锭的切换，先安排中间产品进行过渡，预计1～2个班后锌锅Ti含量达到许可值后，具备生产小锌花镀铝锌产品的锌液条件。

c）通常根据用户要求的锌花大小来决定生产的锌花大小，生产中必须保证锌花大小在此范围内，切换小锌花产品时，生产顺序由宽到窄，由厚到薄。

5 小锌花生产过程中遇到的问题

5.1 锌液成分的改变对结渣的影响

根据现场的实际生产情况，生产中发现Ti的添加具有使锌渣变硬的趋势。锌渣变硬给生产带来了风险，具体包括两个方面：1、辊子结渣无法清除，使得后续产品的生产难以进行。2、底渣结块变硬难以清除，导致底渣越积越高存在触碰带钢造成断带的风险。为了有效的降低生产风险，总结了以下几种方法：

1、每次定修必须进行捞渣，捞渣前对底渣深度进行相应的探测，通过多次的测量评估一个生产周期内底渣生长的速度和Ti的添加对底渣生长的影响。2、每次捞渣必须保证效果，由于Ti添加后底渣变硬给捞渣工作带来了极大的困难，可以从工艺和设备两方面入手。某机组选择高温熔渣，使得底渣熔融变细渣，同时从工具上制作大小两个捞渣抓斗优化捞渣方式使得底渣清除的更加干净。3、既然Ti的添加带了额外的风险，则在生产工艺的设计上选择合适的Ti含量添加范围，防止过高的Ti含量造成影响。

5.2 锌花不均

锌花不均包括上下表面锌花等级相差大和一个面上不同部位锌花大小不同。主要从三方面考虑：1、来料问题，上下表面锌花相差大，立即进行反面生产，如果仍然是这样那么证明来料对上下表面锌花大小无影响。同时如果同一表面出现锌花不均，则取样后立即回退，等别的卷生产出来该面锌花均匀后，重新生产回退卷，如果此时锌花均匀说明与来料无关。2、如果与来料无关，说明锌花的大小与锌锅设备关联较大，这点也是生产中经常遇到的。此时可以撤料暂不生产小锌花，几个班过后再次上小锌花料进行生产。3、冷却不均匀，设备冷却能力差导致带钢边部与中间的冷却速率不一致。该点对正常生产中的设备使用和维护提出了较高的要求。

6 小锌花生产的进一步思考和改进

针对目前小锌花生产存在的诸多问题，需要思考的方面如下：

1、带钢出锌锅到顶辊之间要进行带钢的冷却，此段距离长尽管增加了带钢的张力，但是如果是采用喷气冷却的方法带钢抖动仍然剧烈，可考虑该段增加水冷稳定辊，以减小带钢抖动，同时方便进一步增加风机使用的效率，提高风量加快镀层的冷却。

2、寻找Ti的可替代元素，降低合金元素对锌渣的影响。

3、改善测温装置，测量不同深度的锌液温度，以弄清除温度的变化对锌液成分的影响，即锌锅温度改变对锌液中Ti含量的影响。

4、弄清楚锌液中Ti的存在形式以及实验室中Ti的测量方法，制定专用工具测量不同深度锌液的Ti含量。另一方面相当于弄清楚了底渣高度的降低对锌液中Ti的分布影响。

7 结语

本文介绍了小锌花产品的生产方法和生产中存在的一些问题，使我们了解了小锌花产品生产的复杂性。生产中需要通盘考虑，即要能获得更加细小的锌花，也要保证整个生产的稳定顺行。

参考文献：

[1] 郭难先， 李九岭. 小锌花生产技术研究. 武钢技术， 1998年第9期： 13-20.

[2] 李锋， 吕家舜， 贾丽娣， 等. 影响热浸镀锌钢板锌花形成的因素. 材料保护： 2006年7月第39卷第7期： 1-3.

[3] 蔡少华等. 宝钢股份冷轧厂技术规程

[4] 张文秋. 锌花大小控制工艺. 金属世界： 2004年第6期： 18-20.

[5] 杨华， 荆江， 黄海. 镀锌小锌花技术及存在问题分析. 鞍钢技术： 2000年第6期： 18-20.