高品质热镀铝锌板生产工艺技术研究教材

目录
2 技术要求及生产难点 (2)
2.1 要紧技术要求 (2)
2.2 技术难点 (4)
3 关键设备技术研究 (4)
3.1 退火炉 (4)
3.2 锌锅 (5)
3.3 预熔锅 (6)
3.4 镀后冷却设备 (6)
4 关键工艺技术研究 (7)
4.1 脱脂清洗工艺 (7)
4.2 连续退火工艺 (9)
4.3 热浸镀 (10)
4.4 镀后冷却操纵 (13)
4.5 拉矫工艺 (14)
5专题研究 (15)
5.1热浸镀工艺 (15)
5.2 锌渣操纵 (16)
5.3 锌流纹缺陷 (19)
5.4 沉没辊瘤印缺陷 (20)
5.5 气刀亮点缺陷 (21)
6 工业试制 (22)
6.1工艺操纵 (22)
6.2 产品质量 (23)
7产品应用 (32)
8经济及社会效益 (33)
8.1直接经济效益 (33)
8.2社会效益 (33)
9结论 (33)
1前言
热镀铝锌板（55%Al- 43.4%Zn -1.6%Si）兼顾了热镀锌和热镀铝板的优点，具有优良的耐蚀性、耐热性、外观装饰性等质量性能特点，是冷轧薄板产品中附加值较高的品种之一。

从节约材料、减少资源白费，以及有利于环保等方面考虑，热镀铝锌板在国外建筑、家电、机械、化工、交通运输等行业获得了广泛应用。

热镀铝锌板目前在国内市场要紧应用于电气柜制造及建筑（彩涂基板）等行业。

其中，电气柜制造业用户对热镀铝锌产品质量要求较高，且因其要求的厚度规格绝大多数在1.8～2.0mm，生产技术难度较大（尤其是表面质量操纵）。

为满足市场需求，宝钢于2003年建成投产热镀锌及热镀铝锌两用机组（2#CGL），并于2005年成功开发出热镀铝锌产品。

凭借机组装备优势（具备厚规格产品生产能力），宝钢热镀铝锌产品在国内电气柜制造业的市场占有率曾一度达到30%左右，打破了韩国东部、台湾烨辉等垄断供应的局面。

近年来，随着市场需求形势的变化，以及市场竞争的加剧，宝钢热镀铝锌产品在品种、规格及质量上的不足之处逐渐得以显现，市场占有率也呈下降趋势。

为了拓展产品品种、规格，提高产品质量，以及改善生产工艺布局，降低生产成本，实现“专项产品、专线生产”，宝钢于2010年打算将上海板材热镀锌机组改造为热镀铝锌专用生产线。

同时，为满足市场对产品质量的要求，宝钢立项进行《高品质热镀铝锌板生产工艺技术研究》。

项目组针对电气柜制造业用户对热镀铝锌板的品质要求，通过对热镀铝锌关键设备（退火炉、镀锅、预熔锅等）和关键工艺（脱脂清洗、连续退火、热浸镀等）的研究，在国内首次成功将热镀锌机组改造成热镀铝锌专用生产线，具备了高品质热镀铝锌板生产条件，并实现了电控柜、彩涂用高品质热镀铝锌产品的批量生产。

截至目前，宝钢热镀铝锌专用生产线累计生产了27万吨热镀铝锌产品，I组品率稳定在92%以上，产品实物质量处于国内领先水平，电控柜用热镀铝锌产品国内市场占有率超过50%，满足了国内电控柜制造业
用户的需求，具有较为显著的经济效益和社会效益。

2 技术要求及生产难点
2.1 要紧技术要求
专用热镀铝锌机组产品定位为高品质热镀铝锌产品，要紧应用于家电、电控柜、建筑和彩涂基板等行业，产品在基板性能、镀层性能和表面质量方面应满足以下技术要求。

2.1.1基板力学性能
热镀铝锌产品的基板力学性能应符合表1的规定。

表1 力学性能和工艺性能
铝锌产品绝大部分直接以裸板的形式使用，对产品的镀层耐蚀性要求较高。

部分产品还存在折弯、冲压等，产品要求在折弯、冲
压后不能产生脱落及明显裂纹，对镀层的成型性及附着力要求较高。

GB/T 14978-2008连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带7.7.3条规定，镀层重量三点试验平均值应不小于公称镀层重量；单点镀层重量试验值应不小于镀层公称重量的85%。

上述要求结合镀层厚度转化如表2。

表2镀层厚度要求
热镀铝锌产品的表面要求如下。

1）FC表面质量要求：
➢带钢上表面从不同角度观看其整体外观无明显缺陷导致的色差。

➢不同意存在：侧光可见的锌流纹；沉没辊瘤印、顶辊辊印、镀
层横纹、气刀亮点、气刀条痕、擦划伤、钝化斑、锌起伏、露钢（含端部）、条锌、折印、凸包、块状锌粒锌疤等；阻碍卷取质量的边厚。

➢同意存在：无明显同板锌花不均；两边部10mm范围内连续钝化不良；偶发轻微、无手感的用户可同意的其它缺陷。

2）FB表面质量要求：
➢不同意存在如下缺陷：锌起伏、钝化斑、划伤、凸包和阻碍卷取质量的边厚。

➢同意存在：轻微锌花不均；轻微反光（侧光）可见的锌流纹；2米长度范围内大小不超过20度范围内大，且数量不超过2处无明显手感周期性瘤印；2米范围内轻微手感、数量不超过2处且宽度不大于20mm的条（块）状锌花不均；两边部20mm 范围内连续钝化不良；轻微无手感拉矫纹；无手感辊印和压印，且数量不超过2处；轻微镀层横纹、气刀亮点、擦划伤、折印、气刀条痕、端部点状露钢、顶辊辊印、锌粒、锌疤。

2.2 技术难点
2.2.1 表面质量操纵
宝钢铝锌产品要紧用于电控柜行业，直接裸用于产品外表面，对产品表面质量要求极高。

宝钢铝锌产品常见的且难以解决的质量缺陷要紧有锌流纹、气刀亮点、边厚和瘤印等缺陷。

2.2.2 锌花大小及均匀性操纵
铝锌产品锌花的大小和均匀性受带钢表面形貌、入锌锅温度、锌锅工艺和镀后冷却工艺等的阻碍，阻碍因素多，锌花变化受工艺变化敏感，极难操纵。

2.2.3 镀层均匀性操纵
镀层厚度的操纵受机组速度和气刀工艺操纵，机组速度和气流的波动等均会导致镀层厚度发生变化，因此操纵气刀的开口度和保证气流的稳定性极为重要。

2.2.4 镀层成型性
铝锌层较脆，加工过程中极易导致镀层开裂，且铝锌层较同重量的镀锌层较厚，更易产生开裂。

3 关键设备技术研究
为满足生产铝锌产品的设备功能需求，对退火炉、锌锅和镀后冷却设备进行改造。

3.1 退火炉
3.1.1 炉鼻子加热装置
铝锌产品和镀锌产品对退火炉功能需求要紧差异在于出口段（带钢入锌锅）温度的不同，带钢的入锌锅温度要紧依据镀液的温度设计，铝锌产品镀液温度（600℃）远高于镀锌产品的镀液温度（460℃）。

原有退火炉出口段没有任何加热装置，薄带钢通过冷却段后到达出口段的温度远低于锌锅镀液温度，为实现工艺要求的带钢入锌锅温度，在退火炉炉鼻子上增设电加热器及操纵区域温度的热电偶，以保证高的入锅温度要求（工艺要求为590火炉出）。

3.1.2 新增加湿器
加湿器的要紧作用是操纵退火炉出口段露点，防止麻点缺陷产生。

由于铝锌镀液温度（600℃）较高，生产中有大量的锌蒸汽通过炉鼻子进入到退火炉，锌蒸汽与带钢接触粘附于带钢表面，通过锌锅后，在产品表面形成麻点缺陷。

为防止该缺陷的产生，增加加湿器，其原理为：让进入退火炉出口段的一小部分氮气通过加湿器，使氮气的水含量增加（露点升高），然后进入退火炉出口段，使得退火炉出口段的水含量增加。

锌蒸汽进入退火炉出口段时遇到水蒸汽则冷凝，冷凝后的锌蒸汽停止前进停留在退火炉出口段，防止进入退火炉粘附于带钢表面形成麻点缺陷。

通过加湿器的氮气流量越大，则退火炉出口段的露点升高越多，露点太高时则阻碍炉内气氛的还原性，阻碍镀层的附着力，容易产生露钢缺陷，因此必须合理操纵进入加湿器氮气的流量，当出口段露点操纵在-40～-50℃时为最佳，如表3所示，当露点不在以上范围时产品均有缺陷产生。

表3 露点操纵及产品缺陷
随着锌锅成分及工作温度的变化（55%Al-43.5%Zn-1.5%Si，锌液温度：Max.620℃），镀铝锌锌锅利用现有的镀锌锌锅进行改造。

镀铝锌锌锅新增供电负荷由热风烘干用变压器2000kVA富余能力，和原锌锅变压器1600kVA保证，改造后的主锌锅功率为2证，改造后的主锌锅功率为＝1900kW。

由于镀铝锌锌锅和镀锌锌锅使用的温度相差较大且耐腐蚀性要求也较高，原有的耐火材料完全不能适应，拆除原有的耐火材料，重新砌筑新的耐火材料。

在原锅体的前后两侧各增加一个对接法兰，用于安装新增的2套加热器。

镀铝锌锌锅结构特点：①底部为圆弧形, 垂直炉壁, 感应器上倾30器角布置；②喉部距底部高度大；③本锅新增二台500kW,利旧二台450kW共1900kW功率的大功率喷流型可拆式感应体,感应体
对称布置于陶瓷锅的四个侧面。

本锅机械部分要紧由锅体、感应体组成。

锅体含炉壳和炉衬，炉壳为钢板制成的筋板在外的箱形焊接体，是配有筋板和角撑板的刚性结构件。

炉衬面层为高铝砖砌筑的耐火层，内层为轻质砖和石棉板（或无石棉硅钙板）组成的绝热层并兼作炉体各部分胀缩的补偿装置。

感应体是陶瓷锅的核心部件，风冷大功率喷流型感应体结构先进, 喷流型熔沟使熔沟内的锌液和炉内的锌液能实现充分的热交换，为适应铝锌镀液的需要，对原有喷流型感应体进行了改进，使其喷流性能更好。

3.3 预熔锅
将铝锌锭直接加入锌锅，会引起镀液的温度和成份的波动，由于铝锌产品表面质量对锌锅温度特不敏感，轻微的镀液温度变化会造成锌花大小的变化，同时温度的变化还会导致锌渣量增加，进而导致沉没辊的使用效果和其它锌花不均等缺陷的产生，成分的波动。