CN103695829A - 一种合金化热镀锌钢板的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合金化热镀锌钢板的生产工艺，包括表面预处理、热镀锌退火、后处理三个工序，所述的表面预处理工序包括抛光、碱液脱脂、酸洗、电解除油四个步骤；所述的热镀锌退火工序包括废气预热、红外电加热升温、热镀锌、合金化、分段冷却五个步骤。本发明具有强大的除油、去掉氧化皮和薄锈层功能，成本低、产品质量好，余热循环使用，节能环保。

Description

一种合金化热镀锌钢板的生产工艺

技术领域

本发明涉及冶金板材生产技术领域，尤其是涉及一种节能型、余热循环使用的合金化热镀锌钢板的生产工艺。

背景技术

合金化热镀锌钢板是一种新型的镀层材料，这种镀层是当热镀锌带钢从锌锅拉出后,锌层凝固之前,经过加热扩散处理而形成的。这种镀锌板具有良好的涂料的密着性、焊接性、耐腐蚀性、耐热性、耐腐蚀性，其焊缝成型性好,热影响区小,机械强度高于母材,焊缝位置未见裂纹和气孔；在热镀锌品种中，通过镀后热扩散处理，开发了合金化镀锌板，耐蚀性较普通热镀锌板提高了一倍以上，通过这种合金化处理可以消除镀层表面锌花。合金化热镀锌钢板广泛应用于车辆,建筑,机电,家俱等工业领域。

但是，我国现有合金化热镀锌钢板生产线多数存在技术落后、锌耗高、产品产量低、产品质量差、生产成本高、能量耗费大、环保措施不力，常造成严重环境污染等缺点，此类生产线难以满足我国国民经济腾飞的需要。少量国有大型钢铁企业能够生产高质量的家电、汽车用热镀锌板，我国大型钢板热镀锌技术多为花费巨资引进自美、日、欧，一般水平，相似水平较多，重复性、成熟性技术多。一般产品、相似产品多，高、新、尖技术少，高技术含量产品少，自主研发的技术更少。另一方面我国自行研究的热镀锌工艺及技术转化率低，难以形成产业。

近几年国内专利数据库公开了一些相关的合金化热镀锌钢板专利技术：

例如【专利号】201010276473.6公开了“一种合金化镀锌钢板制造方法及其合金化镀锌钢板”，其在连续热浸镀生产线上，带钢出熔融镀液并经过气刀吹扫之后，纳米粉末输送装置将纳米铁粉均匀输送到带钢表面并与处于熔融状态的镀层相结合，而后进入合金化炉进行合金化，出合金化炉后风冷，在镀层表面形成一层铁-锌合金化的表面层。纳米粉末输送装置为电场发生装置，安装在连续热浸镀生产线带钢出气刀后，由于其需要利用纳米铁粉对热浸镀层进行纳米表面改性，工艺要求比较高，没有充分利用余热，而且电场发生装置需要耗很大的电量，成本高。

因此，加强研究开发高性能合金化热镀锌钢板生产技术与装备，努力降低合金化热镀锌钢板工艺的难度及成本，减少生产能量损耗、提高产品的性能及质量是非常有必要的，其经济和社会具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本低、节能环保、产品质量好及余热循环使用的合金化热镀锌钢板的生产工艺。

为了解决达到上述目的，本发明合金化热镀锌钢板的生产工艺，包括表面预处理、热镀锌退火、后处理三个工序，所述的表面预处理工序包括抛光、碱液脱脂、酸洗、电解除油四个步骤；所述的热镀锌退火工序包括废气预热、红外电加热升温、热镀锌、合金化、分段冷却五个步骤：

A.表面预处理：首先将待镀锌的钢板表面抛光去掉氧化皮和薄锈层，然后放入由氢氧化钠和硅酸钠混合的脱脂液中浸泡脱脂，脱脂完后的钢板再放入稀盐酸中酸洗，将酸洗干净的钢板干燥处理后再次对表面进行电解除油；

B.热镀锌退火：包括废气预热、红外电加热升温、热镀锌、合金化、分段冷却五个步骤：

废气预热：将表面处理好的钢板放入退火炉中使用废气进行预热；

红外电加热升温：在预热过程中使用红外电不断对钢板进行加热升温；

热镀锌：直到钢板温度升至620-640摄氏度时，放入温度为450-520摄氏度的锌锅中浸锌，浸锌时间为30-90秒；

合金化：镀锌完后将镀锌钢板直接取出放入450-520摄氏度的保温炉中使镀锌层与钢基体之间发生扩散和反应一段时间形成合金化热镀锌钢板；

分段冷却：将合金化热镀锌钢板后放入带有经过表面预处理过冷却钢板的冷炉中进行近距离辐射和对流冷却，最后将镀锌的钢板放入温度低于20摄氏度的冷水中冷却，而完成热交换并带走热量的冷却板材再经过一次加热到合适的温度放入锌锅中浸锌，充分循环利用余热；

C.后处理：将步骤B得到的钢板进行平整、钝化、预磷化和涂油处理，即可得到镀层厚度均匀、光滑、无毛刺的合金化热镀锌钢板。

所述的表面预处理工序中脱脂液由35-45克/升的氢氧化钠、20-28克/升的硅酸钠及水混合而成的，脱脂液的温度为45-55摄氏度，脱脂液浸泡时间为25-30分钟；所述的稀盐酸浓度为30-35克/升，酸洗的时间为15-25分钟。

所述的热镀锌退火工序的合金化步骤中热镀锌钢板在保温炉中反应的时间为10-20秒；所述的合金化热镀锌钢板的镀锌层铁含量为16%-20%。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

（1）具有强大的除油、去掉氧化皮和薄锈层功能：待镀锌的钢板表面抛光去掉氧化皮和薄锈层后放入由氢氧化钠和硅酸钠混合的脱脂液中浸泡脱脂，最后放入稀盐酸中酸洗，除油、去掉氧化皮和薄锈层能力强，为后续的节能退火工艺垫定基础；

（2）节约燃料：利用加热废气预热带钢不仅能够节约燃料，而且可以避免因带钢升温速度太快而引起带钢变形，对薄规格产品的板形非常有利。

（3）循环利用余热，节能环保：将合金化热镀锌钢板后放入带有经过表面预处理过冷却钢板的冷炉中进行近距离辐射和对流冷却，而完成热交换并带走热量的冷却板材再经过一次加热到合适的温度放入锌锅中浸锌，达到充分循环利用余热的效果，节能环保；而且采用分段冷却方式，既可以避免冷却速度过快造成板形不良，又可以满足双相钢等高强钢的冷却速度要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

A、表面预处理：取出待镀锌的钢板，将其表面抛光去掉氧化皮和薄锈层，然后放入由35克/升的氢氧化钠、20克/升的硅酸钠及水混合而成的的脱脂液中浸泡脱脂，脱脂液的温度为45摄氏度，浸泡时间为25分钟；脱脂完后的钢板再放入浓度为30克/升稀盐酸中酸洗，酸洗的时间为15分钟，将酸洗干净的钢板干燥处理后再次对表面进行电解除油，这种表面预处理方法具有强大的除油、去掉氧化皮和薄锈层功能，为后续的节能退火工艺垫定基础。

B、热镀锌退火：将表面预处理好的钢板进行废气预热、红外电加热升温、热镀锌、合金化、分段冷却，具体步骤如下:

废气预热：将表面处理好的钢板放入退火炉中使用废气进行预热，利用加热废气预热带钢不仅能够节约燃料，而且可以避免因带钢升温速度太快而引起带钢变形，对薄规格产品的板形非常有利；

红外电加热升温：在预热过程中使用红外电不断对钢板进行加热升温；

热镀锌：直到钢板温度升至620摄氏度时，放入温度为450摄氏度的锌锅中浸锌，浸锌时间为30秒；

合金化：镀锌完后将镀锌钢板直接取出放入450摄氏度的保温炉中使镀锌层与钢基体之间发生扩散和反应一段时间形成合金化热镀锌钢板，热镀锌钢板在保温炉中反应的时间为10秒，合金化热镀锌钢板的镀锌层铁含量为16%；

分段冷却：将合金化热镀锌钢板后放入带有经过表面预处理过冷却钢板的冷炉中进行近距离辐射和对流冷却，最后将镀锌的钢板放入温度低于20摄氏度的冷水中冷却，而完成热交换并带走热量的冷却板材再经过一次加热到合适的温度放入锌锅中浸锌，充分循环利用余热，节能环保，而且采用分段冷却方式，既可以避免冷却速度过快造成板形不良，又可以满足双相钢等高强钢的冷却速度要求。

C、后处理：将步骤B得到的钢板进行平整、钝化、预磷化和涂油处理，即可得到镀层厚度均匀、光滑、无毛刺的合金化热镀锌钢板。

实施例2

A、表面预处理：取出待镀锌的钢板，将其表面抛光去掉氧化皮和薄锈层，然后放入由45克/升的氢氧化钠、28克/升的硅酸钠及水混合而成的的脱脂液中浸泡脱脂，脱脂液的温度为55摄氏度，浸泡时间为30分钟；脱脂完后的钢板再放入浓度为35克/升稀盐酸中酸洗，酸洗的时间为25分钟，将酸洗干净的钢板干燥处理后再次对表面进行电解除油：

B、将表面预处理好的钢板进行废气预热、红外电加热升温、热镀锌、合金化、分段冷却，具体步骤如下:

废气预热：将表面处理好的钢板放入退火炉中使用废气进行预热；

红外电加热升温：在预热过程中使用红外电不断对钢板进行加热升温；

热镀锌：直到钢板温度升至640摄氏度时，放入温度为520摄氏度的锌锅中浸锌，浸锌时间为90秒；

合金化：镀锌完后将镀锌钢板直接取出放入520摄氏度的保温炉中使镀锌层与钢基体之间发生扩散和反应一段时间形成合金化热镀锌钢板，热镀锌钢板在保温炉中反应的时间为20秒，合金化热镀锌钢板的镀锌层铁含量为20%；

分段冷却：将合金化热镀锌钢板后放入带有经过表面预处理过冷却钢板的冷炉中进行近距离辐射和对流冷却，最后将镀锌的钢板放入温度低于20摄氏度的冷水中冷却，而完成热交换并带走热量的冷却板材再经过一次加热到合适的温度放入锌锅中浸锌，充分循环利用余热。

D、后处理：将步骤B得到的钢板进行平整、钝化、预磷化和涂油处理，即可得到镀层厚度均匀、光滑、无毛刺的合金化热镀锌钢板。

实施例3

A、表面预处理：取出待镀锌的钢板，将其表面抛光去掉氧化皮和薄锈层，然后放入由40克/升的氢氧化钠、24克/升的硅酸钠及水混合而成的的脱脂液中浸泡脱脂，脱脂液的温度为50摄氏度，浸泡时间为28分钟；脱脂完后的钢板再放入浓度为33克/升稀盐酸中酸洗，酸洗的时间为20分钟，将酸洗干净的钢板干燥处理后再次对表面进行电解除油：

B、将表面预处理好的钢板进行废气预热、红外电加热升温、热镀锌、合金化、分段冷却，具体步骤如下:

废气预热：将表面处理好的钢板放入退火炉中使用废气进行预热；

红外电加热升温：在预热过程中使用红外电不断对钢板进行加热升温；

热镀锌：直到钢板温度升至630摄氏度时，放入温度为480摄氏度的锌锅中浸锌，浸锌时间为60秒；

合金化：镀锌完后将镀锌钢板直接取出放入480摄氏度的保温炉中使镀锌层与钢基体之间发生扩散和反应一段时间形成合金化热镀锌钢板，热镀锌钢板在保温炉中反应的时间为18秒，合金化热镀锌钢板的镀锌层铁含量为18%；

分段冷却：将合金化热镀锌钢板后放入带有经过表面预处理过冷却钢板的冷炉中进行近距离辐射和对流冷却，最后将镀锌的钢板放入温度低于20摄氏度的冷水中冷却，而完成热交换并带走热量的冷却板材再经过一次加热到合适的温度放入锌锅中浸锌，充分循环利用余热。

C、后处理：将步骤B得到的钢板进行平整、钝化、预磷化和涂油处理，即可得到镀层厚度均匀、光滑、无毛刺的合金化热镀锌钢板。

Claims (3)

1.一种合金化热镀锌钢板的生产工艺，包括表面预处理、热镀锌退火、后处理三个工序，所述的表面预处理工序包括抛光、碱液脱脂、酸洗、电解除油四个步骤；所述的热镀锌退火工序包括废气预热、红外电加热升温、热镀锌、合金化、分段冷却五个步骤，其特征在于： 

表面预处理：首先将待镀锌的钢板表面抛光处理去掉氧化皮和薄锈层然后放入由氢氧化钠和硅酸钠混合的脱脂液中浸泡脱脂，脱脂完后的钢板再放入稀盐酸中酸洗，将酸洗干净的钢板干燥处理后再次对表面进行电解除油；

热镀锌退火：包括废气预热、红外电加热升温、热镀锌、合金化、分段冷却五个步骤：

废气预热：将表面处理好的钢板放入退火炉中使用废气进行预热；

红外电加热升温：在预热过程中使用红外电不断对钢板进行加热升温；

热镀锌：直到钢板温度升至620-640摄氏度时，放入温度为450-520摄氏度的锌锅中浸锌，浸锌时间为30-90秒；

合金化：镀锌完后将镀锌钢板直接取出放入450-520摄氏度的保温炉中使镀锌层与钢基体之间发生扩散和反应一段时间形成合金化热镀锌钢板；

分段冷却：将合金化热镀锌钢板后放入带有经过表面预处理过冷却钢板的冷炉中进行近距离辐射和对流冷却，最后将镀锌的钢板放入温度低于20摄氏度的冷水中冷却，而完成热交换并带走热量的冷却板材再经过一次加热到合适的温度放入锌锅中浸锌，充分循环利用余热；

后处理：将步骤B得到的钢板进行平整、钝化、预磷化和涂油处理，即可得到镀层厚度均匀、光滑、无毛刺的合金化热镀锌钢板。

2.根据权利要求1所述的合金化热镀锌钢板的生产工艺，其特征在于：所述的表面预处理工序中脱脂液由35-45克/升的氢氧化钠 、20-28克/升的硅酸钠及水混合而成的，脱脂液的温度为45-55摄氏度，脱脂液浸泡时间为25-30分钟；所述的稀盐酸浓度为30-35克/升，酸洗的时间为15-25分钟。

3.根据权利要求1所述的合金化热镀锌钢板的生产工艺，其特征在于：所述的热镀锌退火工序的合金化步骤中热镀锌钢板在保温炉中反应的时间为10-20秒；所述的合金化热镀锌钢板的镀锌层铁含量为16%-20%。