CN103160764A - 一种复合带钢的单面连续热镀锌方法 - Google Patents

一种复合带钢的单面连续热镀锌方法 Download PDF

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伍东红
王晓山
欧阳学迅
张乐平
文攀
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Abstract

本发明一种复合带钢的单面连续热镀锌方法，通过将特种复合材料的表面经水蒸气氧化形成保护层，再利用铁、铬氧化物的分解压差，通过控制气氛露点，使碳钢面铁还原而复层面铬不还原，镀锌后，经热风气刀吹扫复层表面粘附的少量锌液，最后将复层表面氧化层采用物理方法除去。该法能够实现单面镀锌复合材料规模生产，使碳钢面具有均匀、致密、可自由控制厚度的镀层，同时确保复层的表面无锌层，光洁美观。

Description

一种复合带钢的单面连续热镀锌方法
技术领域
本发明涉及特种复合带钢技术领域，尤其是指一种复合带钢的单面连续热镀锌方法。
背景技术
目前，双金属复合材料因其独特的性能和低廉的成本，使其在弱蚀领域逐渐取代单一不锈钢，成为一种集强度、耐蚀、豪华美观、节约、价廉为一体的新型建筑装饰材料。然而，当前的复合材料多采用油漆，喷涂等传统的隔离方式来提高碳钢面的耐蚀性，无法适用于受冲击、刮擦等环境，且在长期使用过程中，因油漆，涂层的脱落而导致报废；另外，有一部分复合材料通过电镀形成镀锌保护层，虽在一定程度上提高了碳钢面的耐蚀性，但其锌层结合力差，生产成本高，且无法实现规模生产。
为了克服现有复合材料碳钢面的耐蚀性缺陷，降低成本并实现规模生产，本方法发明的单面连续热镀锌技术，只需要对原有碳钢连续镀锌生产线进行小规模改造，即可使碳钢面获得均匀、致密、可自由控制厚度的镀层，提高碳钢表面耐蚀性和美观度。同时，该方法可保证复层（不锈钢层）无镀层，确保了复层的表面质量，并可在原有生产线上实现规模生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够实现单面镀锌复合材料规模生产，使碳钢面具有均匀、致密、且可自由控制厚度的镀层，同时确保复层的表面无锌层，光洁美观的复合带钢的单面连续热镀锌方法。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种复合带钢的单面连续热镀锌方法，首先，在煤气预热段和加热段增设马弗炉，预热段增加一定量的烧嘴，加热段炉温设定在1000~1200℃，在25~30m/min的带速下，通过的不锈钢面表面被迅速加热至700℃以上，使其表面的金属铬和铁被水蒸汽氧化，在其复层表面形成了一层保护层；
带钢进入电加热段后，将温度升至1000℃~1200℃，使                                                
Figure 467083DEST_PATH_IMAGE002
（气）比值控制在10~
Figure 384224DEST_PATH_IMAGE004
之间，基层表面的Fe被迅速还原，而复层表面的保护层被保留下来；
通过调节热交换机内带钢上下表面的风量，使复层表面的风量大，冷却速度大于30℃/s，而基层冷去较慢，当复合带钢整体冷却至500℃以下后，可按照常规碳钢镀锌工艺通过锌锅镀锌，由于带钢复层表面有保护层，使锌液不浸润而镀不上锌。将压缩空气通过空气加热系统加热至460℃~480℃，通入热风气刀，对刚由锌锅出来的带钢复层表面进行吹扫，除去复层表面粘附的少量锌液，使其流回锌池，而碳钢面采用冷风气刀控制锌层厚度，经过吹扫后，整个复合带钢按常规镀锌板冷却工艺进行冷却。采用此方案进行单面镀锌后的复合带钢，复层有一层保护层，通过物理去除保护层的设备，达到恢复其表面质量的目的。
本发明通过将特种复合材料的表面经水蒸气氧化形成保护层，再利用铁、铬氧化物的分解压差，通过控制气氛露点，使碳钢面铁还原而复层面铬不还原，镀锌后，经热风气刀吹扫复层表面粘附的少量锌液，最后将复层表面氧化层采用物理方法除去。该法能够实现单面镀锌复合材料规模生产，使碳钢面具有均匀、致密、可自由控制厚度的镀层，同时确保复层的表面无锌层，光洁美观。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明，本发明的较佳实施例为：本实施例所述的合带钢的单面连续热镀锌方法，其工艺流程为：
首先，在煤气预热段和加热段增设马弗炉，预热段要增加一定量的烧嘴，使加热段炉温设定值在1000~1200℃左右，能够实现带钢的快速加热升温，该段向炉胆内滴入软水水滴，或通入一定量水蒸气，使马弗炉内胆内露点升高，实现对复合带钢的氧化，发生如下反应：
Fe+
Figure 870754DEST_PATH_IMAGE008
Figure 685127DEST_PATH_IMAGE010
FeO+
Figure 569906DEST_PATH_IMAGE012
Cr+
Figure 836939DEST_PATH_IMAGE008
Figure 35840DEST_PATH_IMAGE010
+
Figure 511131DEST_PATH_IMAGE012
在25~30m/min的设计带速下，带钢运行至加热段时，温度应当高于800℃。带钢在马弗炉内加热过程中，由于不锈钢面导热系数低，心部温度会略低，但表面温度会达到700℃以上，在这种温度下，金属都铬和铁较易被水蒸汽氧化，控制
Figure 265461DEST_PATH_IMAGE002
小于
Figure 64790DEST_PATH_IMAGE016
即可实现Cr的氧化，再加上冷轧后带钢并未经过酸洗，使不锈钢表面形成了一层较薄的保护层。
进入电加热段后，将温度升至1000℃以上，因FeO的分解压远高于
Figure 588175DEST_PATH_IMAGE014
的分解压，通过控制好还原段的露点，使
Figure 18019DEST_PATH_IMAGE002
（气）比值控制在10~
Figure 2013100967320100002DEST_PATH_IMAGE017
之间，在该种特定环境下，氨分解的混合气体在该段浓度很高，且该段露点控制能够加快铁的还原，复合带钢的碳钢面在该段进行还原，发生如下反应：
FeO+
Figure 562440DEST_PATH_IMAGE012
→Fe+
Figure 837564DEST_PATH_IMAGE008
FeO很容易被还原（露点越低，铁越容易被还原，但为避免铬的还原，露点不宜太低。例如1100℃时，假设
Figure 481034DEST_PATH_IMAGE012
的量为75%，则对应露点值应高于-23℃），而
Figure 878518DEST_PATH_IMAGE014
无法被还原，在该种气氛和温度下，Fe迅速还原，而复层表面的保护层被保留了下来。该段总长为33m，保温时间可根据材料原始成分、产品性能要求作合理调整，若只需保证碳钢面还原以达到镀锌表面要求，拉速小于60m/s都可以实现。
复合带钢通过热交换机冷却至500℃以下后，按照原碳钢镀锌工艺通过锌锅正常镀锌，通过锌锅时，不锈钢面因有保护层而镀不上锌，且锌液不浸润。兼顾不锈钢面的固溶效果，通过调节上下表面风量，不锈钢面冷却速度应大于30℃/s，碳钢面冷却速度可稍慢。
将压缩空气，通过空气加热系统加热至470℃左右，当复合带钢从锌锅出来以后，不锈钢面采用热风气刀（热风来自于空气加热系统）进行吹扫，除去复层表面可能粘附的锌液，使其流回锌池，而碳钢面采用冷风气刀控制锌层，经过吹扫后，整个复合带钢参照原普通镀锌板冷却工艺进行冷却，即水冷。
    经过单面镀锌后的复合带钢，复层有一层保护层，通过物理去除保护层的设备，达到恢复其表面质量的目的。

Claims (1)

1.一种复合带钢的单面连续热镀锌方法，其特征在于：首先，在煤气预热段和加热段增设马弗炉，预热段增加一定量的烧嘴，加热段炉温设定在1000~1200℃，在25~30m/min的带速下，通过的不锈钢面表面被迅速加热至700℃以上，使其表面的金属都铬和铁被水蒸汽氧化，在其表面复合形成了一层保护层；
带钢进入电加热段后，将温度升至1000℃~1200℃，使                                               
Figure 2013100967320100001DEST_PATH_IMAGE002
（气）比值控制在10~
Figure 2013100967320100001DEST_PATH_IMAGE004
之间，Fe迅速还原，而复层表面的保护层被保留下来；
在热交换冷却过程中，通过调节带钢上下表面风量，使复层表面冷却速度大于30℃/s，而基层冷却速度较小，复合带钢冷却至500℃以下后，按照常规碳钢镀锌工艺通过锌锅正常镀锌，由于带钢复层表面具有保护层，使锌液不浸润；当复合带钢从锌锅出来以后，不锈钢面采用热风气刀（将压缩空气通过空气加热系统加热至460℃~480℃）的吹扫，除去复层表面粘附的锌液，使其流回锌池，而碳钢面采用冷风气刀控制锌层，经过吹扫后，整个复合带钢按常规镀锌板冷却工艺进行冷却，经过单面镀锌后的复合带钢，复层有一层保护层，通过物理去除保护层的设备，达到恢复其表面质量的目的。
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