热镀锌机组锌渣形成原因分析及其控制
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热镀锌缺陷镀锌缺陷是由于设备运转失常或者操作控制不良造成的。
此类缺陷一般可以排除,常见的有下列几种:一、锌粒在热镀锌板面上分布有类似米粒的小颗粒,习惯上称为锌粒。
它造成表面粗糙不平,不仅妨碍美观,而且对使用也有害。
通过X射线显微组织分析和电子探针分析都确定锌粒实际是铁锌化合物,其组成为FeZn10,近似相的结构。
形成锌粒的主要原因是:1)底渣过多被机械搅动而浮起,从而伴随锌液粘附在镀锌板面上。
2)锌液温度过高,例如超过470℃时,使底渣浮起。
3)锌液中铝(A1)含量过高时,会降低铁在锌液中的溶解度(锌液中的铝含量低于%时,铁的溶解度为%)。
此外,铝对铁有较大的亲合力,这样铝就会紧紧地拉住铁,阻止锌渣下沉而悬浮于锌液中。
消除锌粒缺陷的措施有:1)按时捞取底渣,使底渣与沉没辊之间的距离不小于200毫米。
根据经验,用铁锌锅时,每生产5000吨镀板,需要捞取一次底渣,用感应加热锌锅时,每生产60000吨,捞取一次底渣。
2)降低锌液温度,使其保持在440~450℃。
3)缩短镀锌原板的库存时间,减轻带钢表面的氧化。
4)降低锌液中铝含量,使铝含量保持在0.1%左右。
5)降低带钢入锌锅温度,使之维持在460℃左右。
二、厚边当热镀锌带钢边沿的锌层比中部的锌层厚时,就是厚边缺陷。
这种缺陷对带钢的卷取特别有害,因为在张力卷取时,边部厚就拉力大,所以易把边部拉长,进而形成浪边缺陷。
根据经验,厚边既可在高速下形成,称为高速厚边;也可在低速下(带钢速度低于60米/分)形成,称为低速厚边。
而在相同的条件下窄带钢比宽带钢更易形成厚边缺陷。
高速厚边主要是由于气刀的角度调整不佳,造成对吹,形成扰流而产生的。
适当调整气刀角度即可排除此缺陷。
带钢运行速度低于60米/分时,就可能产生厚边缺陷。
特别是当带钢速度降到30米/分以下时,由于喷嘴两端的气流向外散失一部分,这样即减小了边部气流的冲量,造成边部刮锌量比中部小,所以形成厚边缺陷。
这时,镀锌板每面边部的锌层重量往往比中部的锌层重量多15克/米z左右。
浅谈热镀锌表面缺陷分析及控制对热镀锌层表面的缺陷原因进行了分析,并根据生产实践提出一些控制表面缺陷的方法。
标签:热镀锌;镀层缺陷;缺陷控制热浸镀锌是提高钢铁抗大气腐蚀性能的有效方法之一,因其镀层性能优良、使用寿命长、作为保护层基本不维护而被广泛应用于输电铁塔、微波塔、高速公路护栏、路灯杆、电力金具等长期室外暴露的钢铁制件的防腐蚀。
热镀锌层表面有许多常见质量缺陷如漏镀、条状羽毛白花纹、镀层超厚、粗糙、灰暗、泪痕条纹、龟裂纹、晶体状凸起纹、“白锈”等,其影响因素较多,且控制相对较难。
对此,可以从加强工艺控制着手,辅以必要的工艺措施,以提高热镀锌表面质量。
下面就热镀锌层表面缺陷原因及控制方法进行分析:1、表面预处理表面预处理不好是造成漏镀(露铁)的主要原因。
钢材在出厂、存储、运输、加工过程中不可避免地沾上油漆或矿物脂,有时焊接部位探伤面需涂抹难清理的特殊油脂等,大多数企业又无脱脂工序,仅靠酸洗去除表面杂质,从而很容易造成漏镀(露铁)。
另一种情况则是因酸洗过程中酸洗件比较集中、堆放密集、重量大等因素,造成欠酸洗和夹线,或因酸洗浓度过高使酸盐沉淀于表面、沟槽之中,不水洗或水洗不彻底,也很容易形成漏镀、虚镀现象。
再者,因溶剂老化、失效,加之在烘干过程中没有及时将工件摆开,或烘干时间较长使钢件表面出现二次微氧化、形成酸性铁盐覆盖在表面上时,也极易出现漏镀,特别是在相对湿度较大的气候和大雾天气时较为常见。
此种情况往往容易被忽视。
此外,采用溶剂热镀锌时,最常用的ZnCl2与NH4Cl混合水溶液的配比不正确时,没有形成共晶点,特别是在浓度过高的情况下,在支撑板焊接角缝圆形孔内极易出现夹灰性漏镀。
2、镀锌层厚度不够镀锌层厚度达不到标准要求将直接影响产品的使用寿命。
镀锌层厚度不够的原因如下。
(1)锌液温度的影响。
当锌液的温度低于430℃时,锌铁扩散速度低,不易生成足够的铁锌合金层,整个镀层就薄;当温度在460℃时锌层增厚,当温度继续升高,锌液变稀,锌层又变薄。
连续热镀锌产品表面锌渣缺陷的分析与防治王振国(河钢邯钢有限公司,河北 邯郸 056000)摘 要:在热镀锌板材生产中,表面残存的锌渣颗粒是比较常见的质量缺陷,对产品表面平整度和光泽度有很大影响,而且锌渣颗粒脱落后,该处表面也很有可能成为板材的腐蚀点。
因此,锌渣缺陷也是热镀锌产品表面质量控制的重点。
关键词:热镀锌;表面质量;锌渣缺陷;防治中图分类号:TG174.44 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)04-0088-2收稿日期:2020-02作者简介:王振国,男,生于1986年,汉族,河北邯郸人,本科,助理工程师,研究方向:带钢连续热镀锌。
热镀锌产品以其表面光泽平整、强度高、耐腐蚀性好的诸多优点在加工制造业生产中广泛应用,是汽车板、家电板等中高端产品的首选。
有着广阔的市场前景和极高的产品附加值,是企业重要的利润点。
在热镀锌板材生产中,表面残存的锌渣颗粒是比较常见的质量缺陷,对产品表面平整度和光泽度有很大影响,而且锌渣颗粒脱落后,该处表面也很有可能成为板材的腐蚀点。
因此,锌渣缺陷也是热镀锌产品表面质量控制的重点。
本文从热镀锌产品生产实践入手,分析了表面锌渣缺陷的成因,并提出了相关防治措施。
1 热镀锌产品表面锌渣缺陷的原因分析锌渣缺陷是热镀锌带钢表面的大小不一的米粒状凸点,会导致带钢表面粗糙不平。
冲压前渣体在原板上可见,冲压后由于渣体延伸,会在带钢表面形成放大的疤状缺陷。
带钢表面锌渣通常呈线状、点状或蜂窝状分布,电镜扫描观察锌渣缺陷处与正常部位并无明显接线,成分分析主要为铁氧化物。
由此可初步判断锌渣主要是由于带钢出锌锅时,表面粘附较多的锌铁化合物锌渣所致,与锌液洁净度、带钢表面洁净度有以及一些工艺环节操作不当有很大关系。
根据其形成机理锌渣缺陷可分为基板氧化物型、锌渣粘附型、气刀喷吹型、乳化液残留型等类型。
从生产工艺角度考虑,形成锌渣缺陷的原因主要有以下:(1)锌液温度的波动。
一般情况下,较多和较大的锌渣颗粒会沉浸在锌锅底部,但是当锌锅中锌液冷热不均时,锌液会产生对流的现象,导致底部锌渣泛起并悬浮在锌液中层和面层,影响锌液的洁净度;特别是涌入到炉鼻子内的锌渣更难有效排除。
冶金与材料第39卷热镀锌带钢表面锌渣缺陷形成分析及改进措施王保勇,鲍成人,宁媛媛,鲁洋泽(首钢京唐钢铁联合有限责任公司,河北唐山063000)摘要:结合某镀锌产线实际情况,通过对锌渣的产生机理、影响因素和运动形式分析,对热镀锌带钢表面锌渣缺陷的产生原因进行了研究,从计划安排、工艺技术和设备方面提出了改善措施,使带钢表面锌渣缺陷得到了有效控制。
关键词:热镀锌;锌渣;氧化物型;金属化合物型;工艺技术作者简介:王保勇(1983-),男,山东菏泽人,硕士,工程师,研究方向:热镀锌技术质量。
第39卷第1期2019年2月Vol.39No.1February 2019冶金与材料M etallurgy and materials热镀锌生产过程中,带钢经过清洗后,在退火炉内完成退火后以一定的温度经过炉鼻子进入锌锅,经过沉没辊、纠正辊、稳定辊后出锌锅,在气刀处达到合适的锌层重量,后经冷却工序完成镀锌过程。
在镀锌过程时,由于铁不断熔入锌液、锌锅成份和温度的不均热以及气刀喷吹造成的氧化,锌渣的产生是不可避免的。
热镀锌带钢表面的锌渣缺陷成为热镀锌产品的主要质量缺陷之一,它严重地影响了热镀锌产品的外观质量。
为了解决这一问题,文章研究了锌渣的产生机理、影响因素和运动形式,并提出了控制带钢表面锌渣缺陷的相应措施。
1锌渣的形成及分类锌渣是镀锌生产过程中熔入锌液内的铁与锌、铝等元素发生二元或三元反应生成的金属化合物或氧化物,这些金属化合物或氧化物分为两大类:①氧化锌-氧化铝型,②锌-铁及铁-铝化合物型。
其中氧化物型锌渣主要为暴露在空气中的锌液面与空气中的氧发生氧化反应生成,金属化合物型锌渣为锌液中的铁、铝、锌反应生成。
氧化物型锌渣主要位于锌液表面,生成后能够阻止锌液与空气的进一步接触而减少锌液的氧化,除炉鼻子内外,氧化型锌渣可通过定时的捞扒渣操作进行清理,对带钢表面质量影响相对较小;金属化合物型锌渣产生于锌液中,分为铁铝化合物型和铁锌化合物型2种,其中铁铝化合物型主要悬浮在锌液中,生产过程中会随锌液流动或辊子转动粘附到带钢表面,形成锌渣缺陷,该类锌渣对镀锌产品表面质量影响较大。
热镀锌过程中锌渣的形成及其控制锌渣的大量产生,不仅会影响产品的表面质量,而且会造成资源浪费,降低锌锅使用寿命。
文章结合国内某大型钢铁厂镀锌线的生产实践,对热镀锌板锌渣缺陷形成机理进行了分析,重点探讨锌渣产生的原因,提出在实际生产中从工艺和设备上采取措施进行控制,减少锌渣的产生,提高镀锌板表面质量。
标签:热镀锌;锌渣;锌锅;底渣1 前言随着钢铁行业的快速发展,市场竞争日趋激烈,用户对镀锌板表面质量的要求也不断提高。
锌渣的产生不仅缩短了锌锅的使用寿命,而且影响产品的表面质量。
人们越来越注重对锌渣的抑制和改善办法的研究。
各大生产厂家应从生产流程和生产设施方面改进,从而减少镀锌过程里产生的锌渣量,并采取有效方法进行抑制,以减少原料消耗,改善带钢的板面及性能。
本文从热镀锌生产中锌渣的形成机理和减少锌渣的有效措施方面进行探讨。
2 镀锌生产过程锌渣生成的机理无论采取何种措施进行产品的热浸镀锌,通过各种各样的反应、氧化以及腐蚀,锌锅中的液态锌中在所难免的会进入一定数量的铁元素,这一元素与Zn作用就会产出锌渣。
如果我们向锌锅中添加Al,这两种物质也会产生反应产出比重为4.2g/m2的Fe2Al5,由于这一物质的比重比锌液低,因此会浮在液体上部,曾经有人对这种情况进行过计算,镀锌过程中液态Zn中的Fe成分里,钢板溶解造成的损失约百分之七十点五,锌锅的腐蚀约百分之二点二。
铁进入锌液后,一般有83.7%形成底渣,6.1%形成了浮渣,10%附着于镀层。
我们通常所说的浮渣并不应该单单指分量较低的Fe2Al5,它还应该包括ZnO、Al2O3、ZnCl2及NH4Cl,通常进行溶剂法镀锌时会生成后面两种物质。
在连续热镀锌机组正常运转时,产生的浮渣通常由操作者手动通过捞渣勺进行打捞,主要目的就是防止由于锌渣过多而造成的产品表面缺陷等问题,很多大型机组在生产过程中还研制出了专门的捞渣设施及捞渣方法,从而有效提高了产品的表面质量。
生产过程中一定数量的Fe与Zn反应会产生FeZn7,它的熔点为640℃,高于锌液的温度,比重为7.25g/cm3,由于其比重比Zn大,因此会落入锌液底部形成我们通常所说的底渣,不但会造成大量的浪费而且会严重影响带钢的表面及性能。
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。
图一点状锌渣图二条状锌渣2锌渣的生成2.1锌锅内的反应(详见:图三锌锅中的反应)5Al+2FeZn 7=Fe 2Al 5+14Zn (底渣或悬浮渣上浮,成为面渣捞取)5Al+2FeZn 13=Fe 2Al 5+26Zn (悬浮渣上浮,成为面渣捞取)2Al+2/5Fe 5Zn 21=Fe 2Al 5+Zn (底渣上浮,成为面渣捞取)FeZn 13=FeZn 7+6Zn (底渣与悬浮渣可以转换)5FeZn 13=Fe 5Zn 21+44Zn (悬浮渣没有铝的参与,成为底渣)nFe+m Zn→FeZn 合金2.2锌渣的分类锌锅中Zn 含量在99%以上,由表一可知,Fe 2Al 5、ZnO 、Al 2O 3密度低于Zn (7.3)降上浮;FeZn 7、Fe 5Zn 21、FeZn 13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Fe 2Al 5、ZnO 、Al 2O 3;悬浮渣FeZn 7;底渣Fe 5Zn 21、FeZn 13。
表一锌锅物质密度Fe 2Al 5Al 2O 3ZnO ZnFeZn 7Fe 5Zn 21FeZn 133.53.956.27.137.37.57.8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。
连续热镀锌钢带锌渣缺陷的分类及形成机理本文根据成因不同对冷轧钢带热镀锌时产生的锌渣缺陷进行了分类,并分析了各类锌渣的形貌、形成机理及酸洗后基板的形貌,最后提出了消防措施。
标签:连续热镀锌;锌渣;冷轧钢带1 概述连续热镀锌是目前主要的钢带热镀锌工艺之一。
利用该工艺生产冷轧钢带时,钢带一般先进行清洗、退火,然后经炉鼻入锌锅浸镀,最后利用气刀精确控制锌层厚度。
在浸镀环节产生的锌渣缺陷是热镀锌主要缺陷之一,其成因复杂,整改效果差,一直困扰着热镀锌生产者。
如能对其进行准确分类,明确各类锌渣缺陷的形貌、形成机理及产生工序,就能做到有的放矢及时,有效控制减少缺陷量。
2 锌渣缺陷的分类及形成机理2.1 基板氧化物型此类缺陷指镀锌基板在热轧时板面存在较大氧化物,酸轧时氧化物溶解板面出现腐蚀性凹坑,浸镀时因板面凹坑产生的锌突起。
基板氧化物型锌渣缺陷表面光滑,与正常部位锌层的颜色相近,表面无锌花,拉矫后锌渣缺陷边缘圆滑。
因这类锌渣缺陷一般突起高度较小,拉矫时缺陷部位基板变形不大,拉矫后钢带另一面的缺陷对应处无明显突起。
如用盐酸清洗,锌渣快速溶解,缺陷部位钢基出现明显的腐蚀性凹坑(非压入型)。
(1)形成机理。
如热轧钢带存在较大氧化物,冷轧酸洗时氧化物溶解,板面出现凹坑。
如凹坑较深,冷轧压下率较小,凹坑就不易被压平,冷轧后依然存在。
轧制时凹坑内聚集乳化液及轧制油,表面不与轧辊接触,轧制后凹坑内部粗糙度较大。
浸镀时粗糙度越大,越容易在凹下部分形成致密的δ1相及薄的ζ相,突出部分形成裂开的δ1相及疏松的、体积很大的网状ζ相。
这样生成的铁-锌结晶体的海绵状组织形成了结晶的粗糙表面,它比其它部位的光滑铁-锌合金层带出较多的锌液。
再者ζ相最易在棱角上形成,因为粗糙表面的棱角部位突出,所以ζ相很发达,从而生成较厚的锌铁合金层,最终发达的合金层和纯锌层便导致了凹坑处的锌层厚度增加[1]。
其次因为粗糙度越大,钢带的实际表面积就越大,根据啮合原理,凹坑处的合金层与锌液的结合力就越强,气刀吹扫时,锌液越不容易被吹薄。