CN102268623B - 一种带钢热浸镀锌工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带钢热浸镀锌工艺，通过第一步酸洗处理，并在酸洗溶液中添加表面活性剂使得带钢表面的氧化物得以去除；为提高镀层耐腐蚀性奠定了基础。再结合采用以重量百分比计Al 1.5～2.0％；Mg 1.3～1.8％；Cu 0.2～0.6％，Sn 0.02～0.05％，Ce 0.05～0.15％，余量为Zn的镀层溶液配方，使得镀层的耐腐蚀性能进一步提高。

Description

一种带钢热浸镀锌工艺
技术领域
本发明涉及带钢热浸镀覆领域，特别涉及一种带钢热浸镀锌工艺。
背景技术
在连续热浸镀锌钢带的加工过程中，包括有预清洗步骤和热镀锌等步骤。预清洗步骤所担当的职责是除去沾附在钢带表面的油污、铁屑和尘杂等，藉以使钢带在获得表面充分洁净的状态下进入热镀锌步骤，保证表面镀层与钢带(也称基板)具有优异的附着力。不言而喻，预清洗效果的优劣会直接对镀锌后的钢带产生影响。目前，业界对预清洗步骤所使用的工序包括：碱液喷淋、碱液刷洗、电解脱脂、清水刷洗和清水漂洗。但是，实践证明前述工序很难从根本上去除钢带表面的氧化物，尤其是对于那种以不均匀状态地分散在钢带表面的显微凹坑内的氧化物和硅锰夹杂点的合金氧化物。因此，当钢带进入镀锌时，这些氧化物便会阻碍锌与铁的反应，难于形成中间相，所以镀锌层仅仅是机械般地粘附在钢带即基板表面，两者之间的结合力较为脆弱。这种镀锌钢带在付诸使用后会在较短的时间内暴露出因耐腐蚀性差而影响使用寿命的问题。近年来，人们对镀锌钢带的技术指标日益严苛，在所有技术指标中，耐盐雾性能是最为重要的考核指标，然而，由于目前的镀锌钢带的耐盐雾时间仅在90h以下(白锈面积5％)，从而制约了镀锌钢带用途的扩展。
为了有效地提高热浸镀锌钢带的耐腐蚀性能，业界都在致力于对预清洗步骤进行探索，试图以合适的化学处理方式来达到目的，例如使耐盐雾时间达到95h以上(白锈面积5％)，但是迄今为止未见有成功的报道。目前的情形是，在某些应用领域，耐腐蚀性较为理想的连续热浸镀锌钢带均由国外进口。中国专利申请号为200810244362.X的专利申请公开了一种连续热浸镀锌钢带的加工方法及该方法所用的装置，其在清水刷洗工序与清水漂洗工序之间增设了研磨清洗工序，使所得到的连续热镀锌钢带的耐腐蚀性能得以改善。但其效果改善并不是十分理想(耐盐雾试验达95h以上)。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种带钢热浸镀锌工艺，该工艺通过调整清洗液组份和步骤以及调整热浸镀锌液组份，使得所生产的热浸镀锌带钢具有较高的防腐蚀性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种带钢热浸镀锌工艺，所述带钢的组份为C：0.2～0.25％，Mn：1.2～1.5％，Si：0.8～1.2％，P：≤0.015％，S：≤0.02％，其余为Fe；所述工艺包括如下步骤：
(1)带钢清洗处理：带钢开卷后先进行酸洗处理去除氧化物膜，酸洗溶液为浓度为25～30％的盐酸，吐温-60 0.5～0.8％以及水；然后不经清水直接进行电解脱脂处理，电解脱脂溶液的配方以重量百分比计为碳酸钠10～15份，磷酸钠20～25份，氢氧化钠60～70份以及水270～300份，电解脱脂的温度为60～80℃；电解脱脂后进入清水槽进行清洗；
(2)带钢退火处理：脱脂并清洗后的带钢用氮气喷嘴快速吹干，并在氮气保护下进入连续退火炉中进行热处理：热处理温度为730～750℃；
(3)带钢热浸镀锌：退火处理后的带钢在氮气保护下进入热浸镀锌槽，镀层溶液配方为以重量百分比计Al 1.5～2.0％；Mg 1.3～1.8％；Cu 0.2～0.6％，Sn 0.02～0.05％，Ce 0.05～0.15％，余量为Zn；热浸镀锌温度为480～500℃；
(4)气刀控厚：将上述进行浸涂镀层熔液的带钢在气刀下控制镀层的厚度，气刀压力为0.008～0.01MPa，镀层厚度50～80克/平方米；
(5)后处理：对经气刀控厚处理后的带钢进行冷却；然后进行光整，光整压力为220～240吨；然后进行拉矫处理，张力为10～15吨；再进行钝化处理；钝化液为水中加入铬酸，铬酸的重量百分浓度为：30～40％；最后进行烘干处理：温度为：50～70℃。
优选，第(1)步中的酸洗处理的同时进行机械搅拌或超声波搅拌处理。
本发明方法的有益效果为：
(1)通过第一步酸洗处理，并在酸洗溶液中添加表面活性剂使得带钢表面的氧化物得以去除；并且不经水洗后直接进行电解脱脂处理可使带钢表面的酸被碱液中和，不会为后续退火和热浸镀带来影响；氧化物膜去除干净有利于耐腐蚀性能的提高。
(2)在热浸镀锌液中加入少量稀土金属Ce并配合Cu、Sn、Al、Mg含量的调整，在大量实验的基础上，发现几者之间产生较好的协同作用，使得镀层的耐腐蚀性能进一步提高。
(2)除了耐腐蚀性能优异外，本发明工艺制备的带钢的抗剥落性能和优异的η相镀层组织。
具体实施方式
实施例一
一种带钢热浸镀锌工艺，所述带钢的组份为C：0.2～0.25％，Mn：1.2～1.5％，Si：0.8～1.2％，P：≤0.015％，S：≤0.02％，其余为Fe；所述工艺包括如下步骤：
(1)带钢清洗处理：带钢开卷后先进行酸洗处理去除氧化物膜，酸洗溶液为浓度为25％的盐酸，吐温-60 0.8％以及水，酸洗的同时采用机械搅拌；然后不经清水直接进行电解脱脂处理，电解脱脂溶液的配方以重量百分比计为碳酸钠10份，磷酸钠25份，氢氧化钠60份以及水300份，电解脱脂的温度为60℃；电解脱脂后进入清水槽进行清洗；
(2)带钢退火处理：脱脂并清洗后的带钢用氮气喷嘴快速吹干，并在氮气保护下进入连续退火炉中进行热处理：热处理温度为730℃；
(3)带钢热浸镀锌：退火处理后的带钢在氮气保护下进入热浸镀锌槽，镀层溶液配方为以重量百分比计Al 1.5％；Mg 1.8％；Cu 0.2％，Sn 0.05％，Ce 0.05％，余量为Zn；热浸镀锌温度为500℃；
(4)气刀控厚：将上述进行浸涂镀层熔液的带钢在气刀下控制镀层的厚度，气刀压力为0.008MPa，镀层厚度80克/平方米；
(5)后处理：对经气刀控厚处理后的带钢进行冷却；然后进行光整，光整压力为220吨；然后进行拉矫处理，张力为15吨；再进行钝化处理；钝化液为水中加入铬酸，铬酸的重量百分浓度为：30％；最后进行烘干处理：温度为：70℃。
经盐雾实验，实施例一的耐盐雾时间达到132h(白锈面积5％)。
实施例二
一种带钢热浸镀锌工艺，所述带钢的组份为C：0.2～0.25％，Mn：1.2～1.5％，Si：0.8～1.2％，P：≤0.015％，S：≤0.02％，其余为Fe；所述工艺包括如下步骤：
(1)带钢清洗处理：带钢开卷后先进行酸洗处理去除氧化物膜，酸洗溶液为浓度为30％的盐酸，吐温-60 0.5％以及水，酸洗同时采用超声波搅拌；然后不经清水直接进行电解脱脂处理，电解脱脂溶液的配方以重量百分比计为碳酸钠15份，磷酸钠20份，氢氧化钠70份以及水270份，电解脱脂的温度为80℃；电解脱脂后进入清水槽进行清洗；
(2)带钢退火处理：脱脂并清洗后的带钢用氮气喷嘴快速吹干，并在氮气保护下进入连续退火炉中进行热处理：热处理温度为750℃；
(3)带钢热浸镀锌：退火处理后的带钢在氮气保护下进入热浸镀锌槽，镀层溶液配方为以重量百分比计Al 2.0％；Mg 1.3％；Cu 0.6％，Sn 0.02％，Ce 0.15％，余量为Zn；热浸镀锌温度为480℃；
(4)气刀控厚：将上述进行浸涂镀层熔液的带钢在气刀下控制镀层的厚度，气刀压力为0.01MPa，镀层厚度50克/平方米；
(5)后处理：对经气刀控厚处理后的带钢进行冷却；然后进行光整，光整压力为240吨；然后进行拉矫处理，张力为10吨；再进行钝化处理；钝化液为水中加入铬酸，铬酸的重量百分浓度为：40％；最后进行烘干处理：温度为：50℃。
经盐雾实验，实施例二的耐盐雾时间达到128h(白锈面积5％)。
实施例三
一种带钢热浸镀锌工艺，所述带钢的组份为C：0.2～0.25％，Mn：1.2～1.5％，Si：0.8～1.2％，P：≤0.015％，S：≤0.02％，其余为Fe；所述工艺包括如下步骤：
(1)带钢清洗处理：带钢开卷后先进行酸洗处理去除氧化物膜，酸洗溶液为浓度为28％的盐酸，吐温-60 0.6％以及水，酸洗同时采用超声波搅拌；然后不经清水直接进行电解脱脂处理，电解脱脂溶液的配方以重量百分比计为碳酸钠13份，磷酸钠23份，氢氧化钠65份以及水280份，电解脱脂的温度为70℃；电解脱脂后进入清水槽进行清洗；
(2)带钢退火处理：脱脂并清洗后的带钢用氮气喷嘴快速吹干，并在氮气保护下进入连续退火炉中进行热处理：热处理温度为740℃；
(3)带钢热浸镀锌：退火处理后的带钢在氮气保护下进入热浸镀锌槽，镀层溶液配方为以重量百分比计Al 1.8％；Mg 1.5％；Cu 0.5％，Sn 0.04％，Ce 0.1％，余量为Zn；热浸镀锌温度为490℃；
(4)气刀控厚：将上述进行浸涂镀层熔液的带钢在气刀下控制镀层的厚度，气刀压力为0.009MPa，镀层厚度70克/平方米；
(5)后处理：对经气刀控厚处理后的带钢进行冷却；然后进行光整，光整压力为230吨；然后进行拉矫处理，张力为12吨；再进行钝化处理；钝化液为水中加入铬酸，铬酸的重量百分浓度为：35％；最后进行烘干处理：温度为：60℃。
经盐雾实验，实施例三的耐盐雾时间达到135h(白锈面积5％)。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (1)

1.一种带钢热浸镀锌工艺，所述带钢的组份为C：0.2～0.25％，Mn：1.2～1.5％，Si：0.8～1.2％，P：≤0.015％，S：≤0.02％，其余为Fe；其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
(1)带钢清洗处理：带钢开卷后先进行酸洗处理去除氧化物膜，酸洗溶液为浓度为25～30％的盐酸，吐温-60 0.5～0.8％以及水；然后不经清水直接进行电解脱脂处理，电解脱脂溶液的配方以重量百分比计为碳酸钠10～15份，磷酸钠20～25份，氢氧化钠60～70份以及水270～300份，电解脱脂的温度为60～80℃；电解脱脂后进入清水槽进行清洗；
(2)带钢退火处理：脱脂并清洗后的带钢用氮气喷嘴快速吹干，并在氮气保护下进入连续退火炉中进行热处理：热处理温度为730～750℃；
(3)带钢热浸镀锌：退火处理后的带钢在氮气保护下进入热浸镀锌槽，镀层溶液配方为以重量百分比计Al1.5～2.0％；Mg1.3～1.8％；Cu0.2～0.6％，Sn0.02～0.05％，Ce0.05～0.15％，余量为Zn；热浸镀锌温度为480～500℃；
(4)气刀控厚：将上述进行浸涂镀层熔液的带钢在气刀下控制镀层的厚度，气刀压力为0.008～0.01MPa，镀层厚度50～80克/平方米；
(5)后处理：对经气刀控厚处理后的带钢进行冷却；然后进行光整，光整压力为220～240吨；然后进行拉矫处理，张力为10～15吨；再进行钝化处理；钝化液为水中加入铬酸，铬酸的重量百分浓度为：30～40％；最后进行烘干处理：温度为：50～70℃；
其中第(1)步中的酸洗处理的同时进行机械搅拌或超声波搅拌处理。
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