CN100584977C - 锌锅及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及板材镀锌工艺技术领域，尤其是一种锌锅及其配制工艺，锌锅含有锌元素、铝元素和镧系稀土元素，其中稀土元素占整个锌锅的百分比为0.23～0.67wt%，锌锅的配制方法是采用一种稀土铝锌合金调配锌锅成份，锌锅内中铝元素含量0.1～0.25wt%，铈元素含量为0.1～0.3wt%，镧元素含量为0.08～0.2wt%，钕元素含量为0.02～0.08wt%，镨元素含量为0.03～0.09wt%，铁元素控制在0.03wt%以下，其余为锌，锌锅中镧系稀土元素本身很强的抗氧化性可以降低锌锅表面活性，减少与空气中的氧气生成氧化锌，减少锌渣的产生，本发明解决了传统的锌锅中表面氧化形成锌渣造成板材粘渣缺陷的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及板材镀锌技术领域，尤其是一种锌锅及其加工工艺。
背景技术
近几年来随着我国国民经济的稳步快速发展，热镀锌钢板的需求量和产量也逐年放大。并且我国作为世界家电制造基地，对高档热镀锌家电板的需求量也日益增长。2006年我国热镀锌板产量约1170万吨，其中家电板为230万吨，包括家电用耐指纹热镀锌板66万吨。但是目前国内家电板产能仅为150万吨，主要为宝钢、武钢、攀钢、马钢、鞍钢。其余缺口基本依靠进口。耐指纹热镀锌板作为家电高档板材，国内缺口尤其巨大，缺口40万吨，约占总需求量的61％。
高档家电板对表面质量的要求是近乎苛刻的。而对镀锌而言，表面质量的控制主要集中在锌锅工艺，这对传统的锌锅工艺也提出了极大的挑战。就粘渣缺陷来说，高档家电板要求每10平方米只允许有一个1mm直径的粘渣缺陷。传统的锌锅工艺由锌和铝(0.12％～0.20％)组成，锌锅表面活性极强，非常容易与空气发生氧化反应，形成锌渣。锌渣通过锌液流动粘附到钢板上，形成粘渣缺陷。这个缺陷大大影响了家电板的质量和成材率，并且渣的产生大大增加了成本。甚至有些公司因为锌渣缺陷而无法生产家电板。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：传统的锌锅中锌表面易氧化形成锌渣造成板材粘渣缺陷的技术问题，本发明提供一种锌锅解决传统锌锅存在的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种锌锅是由锌、铝和稀土加工而成的，其中铝在锌锅中的质量百分比为0.1～0.25％，稀土的质量百分比为0.23～0.67％，其余为锌和极少量的杂质。
本发明的所述的稀土为镧系稀土，主要元素为铈、镧、钕和镨，这四种元素在锌锅中的比例如下：铈元素0.1～0.3wt％、镧元素0.08～0.2wt％、钕元素0.02～0.08wt％和镨元素0.03～0.09wt％。
本发明的配制方法是具有以下步骤：
a.稀土铝锌合金的制备；
b.调配锌锅成份。
本发明中所述的a稀土铝锌合金的制备由金属熔炼和浇铸两部分组成的，熔炼是指将纯锌锭在中频炉中熔化成液体后再向锌液体中投加稀土铝合金，所用的纯锌锭是锌含量大于等于99.99wt％的，这个含量的锌锭杂质含量低。
本发明所述所述的稀土铝锌合金中铝4～5wt％，镧系稀土3～5wt％，其余为锌。
本发明中所述a稀土铝锌合金的制备过程中在氮气氛围中温度控制在700～800℃，氮气保护使锌与氧气隔绝不发生氧化反应。
本发明在稀土铝锌合金浇铸过程中对其喷水雾，加速合金表面冷却定型。
本发明所述的b调配锌锅，通过向热度锌锅投加稀土铝锌合金，调整热镀锌锅中的各组分质量百分比，将锌锅中调配成铝元素含量为0.1～0.25wt％，铈元素含量为0.1～0.3wt％，镧元素含量为0.08～0.2wt％，钕元素含量为0.02～0.08wt％，镨元素含量为0.03～0.09wt％，铁元素含量控制在0.03wt％以下，其余为锌。稀土元素本身很强的抗氧化性可以降低锌锅表面活性，减少与空气中的氧气生成氧化锌，减少锌渣的产生。
本发明的有益效果是，我国稀土资源占世界储量的50％以上，它有着许多特殊的性能，抗氧化性就是其中之一。我们通过调整锌锅溶液的配方，使得锌锅表面形成锌渣的量大大减少，从而减少了锌锅内流动的锌渣，从而大大减少了锌渣粘附到钢板上的几率。这个创新主要特点如下：1、明显降低粘渣缺陷，使得家电板质量和成材率大大提高；2、使得锌锅内出渣量和捞渣量大大降低，从而使得锌锭利用率大大提高，有效的节约了成本，创造了效益。
具体实施方式
实例一
稀土锌锅的配制：
a.稀土铝锌合金的配制分为两个步骤熔炼和浇铸。
熔炼：500KG99.99wt％的纯锌锭投入中频炉中熔化，温度控制在800℃，用氮气保护，直至全部融化成锌溶液，再向锌熔液中加入稀土含量50wt％的稀土铝合金56KG在中频炉中熔炼直至溶液中镧系稀土在熔液中占3-5％，铝占5％左右，其余为锌。
浇铸：将混合金属熔液引出浇铸成锭，浇铸过程中对其表面喷水雾加速其冷却定型。
b.调配锌锅：
在热镀锌锅中熔化含有0.2-0.5wt％杂质的普通锌锭1000KG，完全熔融后向锌锅熔液中加入稀土铝锌合金11.11KG熔化，形成均匀的混合金属液体，液体中铝为0.15～0.2wt％，铈为0.15～0.3wt％，镧为0.08～0.2wt％，钕为0.02～0.08wt％，镨为0.03～0.09wt％，铁为0.01～0.03wt％，其余为锌，稀土元素具有抗氧化性能使金属液体表面不与氧气发生氧化反应形成锌渣。
采用经过冷轧处理的钢板进行镀锌处理，将钢板放入热镀锌锅中，使钢板表面均匀敷上金属液体，使板面镀上锌层。
稀土锌锅工艺的应用使得产品从表面质量、生产成本和产品物理性能方面得到了显著改善。采用稀土锌锅工艺后，表面粘渣缺陷基本得到控制，满足了高档家电板的需求，并且提升了成材率。利用稀土的抗氧化性，也使得锌锅表面渣生成量从一般的20％下降到10％左右，大大提高了锌锭利用率，创造了300万元的效益。物理性能方面，由于镀层中含有了微量的稀土，使得镀层的抗腐蚀性有一定的提高，也使得基板的外观得到美化。
Claims (5)
1.一种锌锅，其特征是：由锌元素、铝元素、镧元素、铈元素、钕元素和镨元素组成，其中铝在锌锅中的质量百分比为0.1～0.25％，铈元素0.1～0.3wt％、镧元素0.08～0.2wt％、钕元素0.02～0.08wt％和镨元素0.03～0.09wt％。
2.根据权利要求1所述的一种锌锅的配制方法，其特征是：具有以下步骤：
a.稀土铝锌合金的制备；
所述稀土铝锌合金的制备是用纯锌锭与稀土含量50wt％的稀土铝合金在中频炉中熔炼后浇铸成；
b.调配锌锅成份。
3.根据权利要求2所述的一种锌锅的配制方法，其特征在于：所述纯锌锭中锌含量大于99.99wt％。
4.根据权利要求2所述的一种锌锅的配制方法，其特征在于：所述的稀土铝锌合金中铝4-5wt％，镧系稀土3-5wt％，其余为锌。
5.根据权利要求2所述的一种锌锅的配制方法，其特征在于：所述步骤b调配锌锅是向普通锌锅中加入4.6-13.3wt％的稀土铝锌合金熔融均匀。
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