CN103556095B - 一种表面无条状锌灰和亮点缺陷的热镀锌钢板制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热镀锌钢板制造技术领域，尤其涉及一种表面无条状锌灰和亮点缺陷的热镀锌钢板制造方法，其特征在于，在炉鼻子外侧安装冷凝析出沉淀装置，使炉鼻子内锌锅侧区域形成负压，同时在炉鼻子侧壁采用加热方式，将炉鼻子侧壁温度提高到450～550℃，使锌锅上方的锌蒸气被不断吸走，无法在该区域侧壁上积累，炉鼻子中氮氢保护气体的露点范围在-70℃～-20℃之间，不必再额外加湿，锌蒸气在析出冷凝沉淀装置中冷却，析出锌粉末并沉积下来。与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于锌锅上方区域的锌蒸气被吸走，不会有锌粉析出，因此不必再采用较高露点的方法抑制锌蒸气，因此条状锌灰缺陷和亮点缺陷都得以最大限度地得到控制。

Description

一种表面无条状锌灰和亮点缺陷的热镀锌钢板制造方法

技术领域

本发明涉及热镀锌钢板制造技术领域，尤其涉及一种表面无条状锌灰和亮点缺陷的热镀锌钢板制造方法。

背景技术

在用于汽车外观件的热镀锌板材制造过程中，由于钢带必须通过退火炉与熔锌槽之间的连接通道(俗称“炉鼻子”)进入热镀锌锅，炉鼻子区域锌液面温度在440℃～480℃，锌蒸气在炉鼻子内部与氮氢保护气混合后的温度在350℃～500℃之间，在只有普通保温条件下，炉鼻子内部侧壁温度只有150℃～300℃，锌蒸气会在炉鼻子侧壁上析出，累积析出的锌粉掉落到被镀锌的钢板表面，就会产生条状锌灰缺陷。

为了避免条状锌灰缺陷，现有技术通常采用两种方法处理：1)定期将气刀及沉没辊吊出，用大锤敲击下流槽，用不锈钢管或胶皮管深入到整个炉鼻子区域，通入压缩空气，将炉鼻子里的锌灰、炉灰、锌渣和杂物吹出，并将锌液面的浮渣全部捞净，这样锌灰缺陷能得到一定程度的解决，但大约一周后又会出现；2)生产时，向炉鼻子内锌液表面区域喷射加湿后的保护气体或纯氮气，将露点为-60℃的保护气体或纯度为99.999％的氮气穿过水槽控制露点温度，上层保护气体通入炉内的露点温度为-60℃，含水量0.001％；而下层的加湿后保护气体露点控制为-20℃，水分含量会上升到0.1％，利用保护气体中微量水分的氧化作用，在炉鼻子锌液表面产生一层Al₂O₃和ZnO微薄氧化膜来阻止锌蒸汽的逸出，收到了非常好的效果，但增湿过度会造成带钢露铁缺陷的现象。

在解决条状锌灰缺陷的过程中还经常出现“亮点”缺陷，这种亮点会在后续冲压过程放大，进而影响涂漆外观质量，经能谱分析，异常点成分主要为氧化锌-氧化铝型锌渣成分，可能是为抑制锌蒸气而保持的高露点状态，使氮气中的水与基板和锌液相关元素反应，在不同温度条件下，“露点”对炉内气体氧化势或还原势的影响程度是不一样的。在900℃时，抑制铁氧化的最小氢水比为1.6；当温度下降时，此比值迅速上升，700℃时为2.3；300℃时为20。因此，在退火炉的加热区，加入少量氢容易保持炉气氛的还原性，而在炉鼻子所在的降温区，因此同样的“氢水比”，很难保持炉气氛的还原性，此时人为添加的水使钢带在进入锌锅之前通过一段高氧化区域，钢带中敏感元素被氧化，随后被锌液中的铝置换，必然形成微小亮点缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面无条状锌灰和亮点缺陷的热镀锌钢板制造方法，消除“炉鼻子”内锌蒸气析出的条件，从根本上杜绝热镀锌工艺中钢板上条状锌灰缺陷和亮点缺陷的发生。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种表面无条状锌灰和亮点缺陷的热镀锌钢板制造方法，在炉鼻子外侧安装析出冷凝沉淀装置，使炉鼻子内锌锅侧区域形成负压，同时在炉鼻子侧壁采用加热方式，将炉鼻子侧壁温度提高到450～550℃，使锌锅上方的锌蒸气被不断吸走，无法在该区域侧壁上积累，炉鼻子中氮氢保护气体的露点范围在-70℃～-20℃之间，不必再额外加湿，锌蒸气在析出冷凝沉淀装置中冷却，析出锌粉末并沉积下来。

所述炉鼻子中氮氢保护气体的氧含量低于20ppm。

所述冷凝析出沉淀装置通入冷却氮气作为吸力源，氮气压力范围在0.3bar～2.5bar，温度范围15℃～35℃，流量为10～100m³/h。

所述氮氢保护气体由炉鼻子下端对应锌液面上方区域通入，其氮氢体积百分比为(90～97)：(3～10)，流量为5～30m³/h。

所述方法中采用的析出冷凝沉淀装置，包括气泵和冷凝沉淀罐，气泵内设有扩散管、冷却氮气入口和锌蒸气入口，扩散管的出口与冷凝沉淀罐的入口相连，冷凝沉淀罐的出口端连接排气管；所述冷凝沉淀罐内包括缓冲腔和格栅板腔，冷却氮气和锌蒸气在缓冲腔混合，由350-500℃冷却到200℃以下，锌蒸气因过饱和而析出形成锌固体粉末，在缓冲腔和格栅板腔的侧壁上沉淀下来。

所述格栅板腔中的相邻格栅板的间距在5mm～10mm，格栅板由铝板、不锈钢板或碳素钢板制作，板材厚度为0.5mm～1.5mm，格栅板间形成狭窄曲折的流道，增加与气体接触的机会和面积。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：被镀钢板连续通过炉鼻子进入锌锅时，由于锌锅上方区域的锌蒸气被吸走，不会有锌粉析出，因此也就不必再采用较高露点的方法抑制锌蒸气，因此锌锅上方区域还原气氛较高，不会造成敏感元素的氧化，因此条状锌灰缺陷和亮点缺陷都得以最大限度地得到控制。

附图说明

图1是本发明实施状态结构示意图；

图2是本发明冷凝析出沉淀装置实施例结构示意图；

图3是图2中的冷凝沉淀罐实施例结构示意图。

图中：1-退火炉 2-炉鼻子 3-锌锅 4-冷凝析出沉淀装置 5-加热器 6-氮氢保护气体管路 7-气泵 8-冷凝沉淀罐 9-扩散管 10-冷却氮气入口 11-锌蒸气入口 12-排气管 13-缓冲腔 14-格栅板腔 15-格栅板

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1，是本发明一种表面无条状锌灰和亮点缺陷的热镀锌钢板制造方法实施状态结构示意图，退火炉1经炉鼻子2与锌锅3相连，在炉鼻子2外侧安装冷凝析出沉淀装置4，使炉鼻子2内锌锅侧区域形成负压，同时在炉鼻子侧壁采用加热器5，将炉鼻子侧壁温度提高到450～550℃，使锌锅3上方的锌蒸气被不断吸走，无法在该区域侧壁上积累，炉鼻子2中氮氢保护气体的露点范围在-70℃～-20℃之间，不必再额外加湿，锌蒸气在析出冷凝沉淀装置中冷却，析出锌粉末并沉积下来。炉鼻子2中氮氢保护气体的氧含量低于20ppm。

冷凝析出沉淀装置4通入冷却氮气作为吸力源，氮气压力范围在0.3bar～2.5bar，温度范围15℃～35℃，流量为10～100m³/h。氮氢保护气体管路6连接在炉鼻子2下端，氮氢保护气体由炉鼻子3下端对应锌液面上方区域通入，其氮氢体积百分比为(90～97)：(3～10)，流量为5～30m³/h。

冷轧钢板进入连续热镀锌生产线先进行清洗，然后在氮氢保护气的退火炉1中加热到750℃以上，然后经适当保温、快速冷却、适当均热后，通过炉鼻子2进入440℃～480℃熔融锌液的锌锅3热镀锌，最后光整，卷曲成卷，该产品适合于乘用车外观件制造用材。

见图2，析出冷凝沉淀装置包括气泵7和冷凝沉淀罐8，气泵7内设有扩散管9、冷却氮气入口10和锌蒸气入口11，扩散管9的出口与冷凝沉淀罐8的入口相连，冷凝沉淀罐8的出口端连接排气管12，高速的冷却氮气流经扩散管9，使锌蒸气入口11产生负压将炉鼻子2内锌液面上方的混合气体被吸出，冷却氮气和锌蒸气混合后，由350～500℃冷却到200℃以下，流速急剧下降，锌蒸气因过饱和而析出形成锌固体粉末并沉积在冷凝沉淀罐8中，相对清洁的氮氢混合气体可以直接排放也可以经炉鼻子2回流到退火炉1内。

见图3，冷凝沉淀罐内包括缓冲腔13和格栅板腔14，格栅板腔14中的相邻格栅板15的间距在5mm～10mm，格栅板15由铝板、不锈钢板或碳素钢板制作，板材厚度为0.5mm～1.5mm，格栅板15间形成狭窄曲折的流道，增加与气体接触的机会和面积，锌固体粉末在缓冲腔和格栅板腔的侧壁上沉淀下来。

Claims (2)

1.一种表面无条状锌灰和亮点缺陷的热镀锌钢板制造方法，其特征在于，在炉鼻子外侧安装析出冷凝沉淀装置，使炉鼻子内锌锅侧区域形成负压，同时在炉鼻子侧壁采用加热方式，将炉鼻子侧壁温度提高到450～550℃，使锌锅上方的锌蒸气被不断吸走，无法在该区域侧壁上积累，炉鼻子中氮氢保护气体的露点范围在-70℃～-20℃之间，不必再额外加湿，锌蒸气在析出冷凝沉淀装置中冷却，析出锌粉末并沉积下来；

所述的析出冷凝沉淀装置，包括气泵和冷凝沉淀罐，气泵内设有扩散管、冷却氮气入口和锌蒸气入口，扩散管的出口与冷凝沉淀罐的入口相连，冷凝沉淀罐的出口端连接排气管；所述冷凝沉淀罐内包括缓冲腔和格栅板腔，冷却氮气和锌蒸气在缓冲腔混合，由350～500℃冷却到200℃以下，锌蒸气因过饱和而析出形成锌固体粉末，在缓冲腔和格栅板腔的侧壁上沉淀下来。

2.根据权利要求1所述的一种表面无条状锌灰和亮点缺陷的热镀锌钢板制造方法，其特征在于，所述析出冷凝沉淀装置，格栅板腔中的相邻格栅板的间距在5mm～10mm，格栅板由铝板、不锈钢板或碳素钢板制作，板材厚度为0.5mm～1.5mm，格栅板间形成狭窄曲折的流道，增加与气体接触的机会和面积。