镀锌板锌渣生成与控制

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摘 要：本文针对镀锌板发生的锌渣缺陷，通过大量现场跟踪及理论分析，发现了锌渣产生的原因和规律。结合热镀锌生产的整个生产工艺流程，分析了锌渣的主要影响因素，并在生产各工序制定了锌渣生成、控制的对策，取得了较好的控制效果。

关键词：热镀锌；锌渣；锌液；锌锅；Al含量

1 概述

随着热镀锌板代替电镀锌板不断进入家电板市场，用户对家电镀锌板的表面质量要求也不断提高，镀锌产品表面质量成为各镀锌板厂家竞争的关键。沙钢同信镀锌机组采用的是改良森吉米尔法工艺，产品定位于建筑板和家电板。由于镀锌家电板产量不断提高，锌渣不良品缺陷一直比较高，占到不良品率的20%以上。为了解决镀锌板锌渣表面质量缺陷对产品质量所造成的影响，本文对镀锌家电板锌渣缺陷产生的原因进行了系统分析和研究，提出解决镀锌板表面锌渣缺陷的控制方法。

2.2 锌渣的分类

锌锅中Zn含量在99%以上，由表一可知，Fe2Al5、ZnO、Al2O3密度低于Zn（7.3）降上浮；FeZn7、Fe5Zn21、FeZn13由于密度接近或超过Zn密度，这三种物质将悬浮或下沉。故锌锅中的锌渣可大致分为三种，浮渣Fe2Al5、ZnO、Al2O3；悬浮渣FeZn7；底渣Fe5Zn21、FeZn13。

由上述可知，锌渣的生成与锌锅中的Fe有直接关系，如果锌锅中没有Fe或者Fe含量较低，那么锌渣的生成会大大降低。控制锌渣生成的关键还是控制锌锅中Fe的含量。

2.3 锌锅中Fe的产生

锌锅中Fe产生有原材料Fe粉残留、锌锅中设备的腐蚀、带钢入锌锅发生的反应等。但就带入量而言，主要还是带钢入锌锅是Fe的铁损（如图四所示）。

Fe的溶出影响因素有：POT温度、成分、材质、入POT带钢温度。

首先，Fe2Al5层的以极快的速度形成，阻止Fe进一步的析出。

其次，溶出的Fe与POT中的Al、Zn发生反应生成dross。影响因素有：局部产生成分偏差，温度的变化，Fe的溶解度变化。

最后，Dross附着。影响因素有：POT内的流动性、ROLL的转动、INGOT的投入、dross的捞取、inductor的运转、带钢的表面状态等。

2.4 锌渣产生原因分析（详见图八）

锌渣的产生无外乎Fe的进入与FeZn合金的析出。

3 锌渣的附着

锌渣产生是无法避免的，我们只能按图八，控制其产生的多少。另一个关键的控制就是要控制其在带钢表面的附着。分析锌渣附着在带钢表面的原因有大致两点：带钢与锌锅辊系的接触时锌渣压入、带钢与锌液接触时锌渣进入（详见图九）。

3.1 与锌锅辊系的接触

在锌渣附着缺陷中有稳定辊压入锌渣、沉没辊压入锌渣。以沉没辊锌渣（图十）为例，其产生原因就是在沉没辊槽倒角处Al含量富积，生产大量的锌渣，沟槽来不及排渣，与带钢接触时，将锌渣压入带钢表面。

3.2 与锌液的接触

此类锌渣的附着成为一般锌渣附着，但产生原因分为两种。

①带钢与锌液接触时，由于温度差、成分的波动等原因，在接触区域会产生锌渣的析出（及接触区域内锌渣含量较高），从而使锌渣卷附着在钢板表面。

②锌液的晃动也可能将原有锌锅内已经生产的锌渣，附着到带钢版表面。

故控制锌渣的附着，除了控制锌渣的产生外，还要注意沉没辊如锌锅时的烘烤工艺；沉没辊、稳定辊的加工质量、表面质量；可根据各条镀锌线的实际特点实验测试沟槽设计、锌锅沉没辊辊面喷涂、封孔技术使沉没辊辊面寿命得到了较大提高，同时减少了沉没辊辊面的锌渣粘结。尽一切可能减小锌液的波动，可采用液位自动控制系统（自动加锌、自动锌液泵抽取）；感应体尽量低功率控制；捞取渣时标准方法等。

4 锌渣的控制

①Al含量上升，POT温度下降，Fe溶出减少。可设计锌锅铝含量0.18%-0.22%、入锌锅带钢温度480±5度、锌锅温度452±2度。但要注意随着锌液温度的降低和Al含量的增加，锌渣颗粒的数量和尺寸会提高，这不利于形成良好的板面质量（浮渣：Fe2Al5；选浮渣：100μm以下 FeZn7、FeZn13、Fe5Zn21；底渣：100μm以上FeZn7、Fe5Zn21）。

②POT温度与Al含量波动最小化，Fe析出减小。

③POT内锌液的流动模式与带钢表面的状态决定附着程度。镀锌附近流动对小化与带钢表面均一化。

④检修或停线时间较长时，添加高铝锌锭，使用N2对锌锅进行吹扫，让铝充分与FeZn合金进行置换，生产浮渣上浮后再捞取，且沉静3小时以上再投入生产。

⑤正常生产时浮渣中氧化锌含量较多，Fe2Al5含量较低，故Fe含量百分比下降。停线时吹扫后底渣转化为浮渣较多，锌渣中Fe2Al5合金较高，故铁含量较高。

因此，上述说明，停线后使用N2对锌锅进行吹扫，能有效地降低锌锅中的Fe含量，净化锌锅成分。

5 结论

通过以上措施，沙钢同信镀锌板的产品表面质量得到了有效的提升，成功开发出家电用热镀锌板，并为以后发展汽车用热镀锌提供了有力的理论与实践的支持。

参考文献：

[1]李九岭.带钢连续热镀锌（第二版）[J].冶金工业出版社，1987：19-28.

[2]潘勋平.热镀锌带钢镀层锌渣缺陷形成分析及改进技术[J].宝钢技术，2004（3）：24-27.

[3]游先政.攀钢连续热镀锌机组无底渣锌锅的控制与实践[J].实用测试技术，2002（5）：5-6.