CN106702101B - 连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢板镀锌技术领域，公开了一种连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺。本发明包括以下步骤：开卷、清洗；退火：钢板进入退火炉中进行还原煅烧，退火氛围为H2和N2的混合气体，退火温度720‑800℃；热镀：钢板进行风冷均热降温至470‑520℃后，进入锌锅进行热镀，锌锅温度为455‑470℃，所述锌锅中锑含量为0.7‑1.0%（质量百分比）；喷雾：以气刀刮除钢板上多余的热镀液，进行喷雾冷却，喷雾液温度55‑60℃，所述喷雾液为磷酸二氢钠水溶液；平整、钝化；收卷。本发明生产周期短，得到锌花小且均匀，制得的钢板力学性能和防腐性能优异。

Description

连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺
技术领域
本发明涉及钢板镀锌技术领域，特别是涉及一种连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺。
背景技术
热镀锌也称热浸镀锌，是钢铁构件浸入熔融的锌液中获得金属覆盖层的一种方法。近年来随高压输电、交通、通讯事业迅速发展，对钢铁件防护要求越来越高，热镀锌需求量也不断增加。传统的热镀锌工艺周期长，生产过程复杂，制得的镀锌钢板力学性能和防腐性能较差，成本较高。且在进行小锌花镀锌时，一般是采用小锌花机对钢板进行小锌花镀锌。通常使用的带钢连续热镀锌生产线中，带钢经加热炉加热、还原后进入锌锅内镀锌，气刀刮除多余部分的锌液。然后在空气中冷却结晶成普通锌花或在经喷雾处理快速冷却结晶成小锌花。但是，现有的小锌花机镀锌时，由于冷却速度太快，常造成钢板表面的锌花零乱不均，甚至有不少白点产生。同时由于水具有一定的粘度，会影响雾化，而且，小锌花机的气雾喷嘴所喷出的水滴直径较大且会产生滴水现象，更容易使雾化后钢板表面锌花较大且不均匀，并产生明显白点现象，即便经过后续的光整工艺，板面也往往存在锌花晶界，这样，严重影响了后面的涂装工序质量，造成浪费油漆涂料。
发明内容
本发明提供一种生产周期短，得到锌花小且均匀，制得的钢板力学性能和防腐性能优异的连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺。解决的技术问题是：现有热镀工艺复杂、难操作，生产周期长，制得的锌花零乱不均，表面平整度差，防腐性能差。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、开卷、清洗：冷轧卷材开卷，将钢板送入焊机和入口活套，经过化学脱脂对钢板表面进行清洗；
步骤二、退火：钢板进入退火炉中进行还原煅烧，退火氛围为H2和N2的混合气体，退火温度720-800℃；
步骤三、热镀：钢板进行风冷均热降温至470-520℃后，进入锌锅进行热镀，锌锅温度为455-470℃，所述锌锅中锑含量为0.7-1.0%（质量百分比）；
步骤四、喷雾：以气刀刮除钢板上多余的热镀液，进行喷雾冷却，喷雾液温度55-60℃，所述喷雾液为磷酸二氢钠水溶液；
步骤五、平整、钝化：冷却后的钢板通过平整、拉矫进行板面平整处理，然后送入钝化装置进行防腐处理；
步骤六、收卷：钢板进入出口活套进行积料，然后收卷。
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，进一步的，步骤一中所述钢板的厚度为0.4-3.9mm，宽度为700-1500mm，钢板的含碳量小于0.12%。
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，进一步的，步骤一中化学脱脂包括以下步骤：以碱液喷淋清洗，同时进行钢板表面的刷洗，挤干后以清水进行二次喷淋清洗，挤干后进行烘干。
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，进一步的，步骤三中所述锌锅中铝的含量为0.13-5.5%（质量百分比）。
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，进一步的，步骤四中喷雾冷却使用喷雾喷嘴，所述喷雾喷嘴与气刀间的距离为900mm - 1100mm。
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，进一步的，步骤四中喷雾液体压力为0.11-0.14kPa，压缩气体压力为0.62-0.75kPa，所述压缩气体为惰性气体。
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，进一步的，步骤四中磷酸二氢钠水溶液的浓度为0.05-0.37mol/L，喷雾时的液体流量为1.2-1.7 L/h。
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，进一步的，步骤五中钝化处理采用钝化液包括以下组分（重量分数）：去离子水60-70、甲醇20-30、乙醇胺基钛酸酯偶联剂5-10、KH550 2-3、聚乙烯醇缩丁醛5-10、C6H8O7·H2O 1-2、Ce(NO3)3 1-2。
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，进一步的，所述钝化液采用以下方法制备而成：将甲醇与去离子水混合均匀，依次加入乙醇胺基钛酸酯偶联剂和KH550，混合均匀后35-45℃静置5-8h，然后加入聚乙烯醇缩丁醛混合均匀，冷却至室温后，依次加入C6H8O7·H2O和Ce(NO3)3 ，混合均匀。
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，进一步的，步骤五中钝化的具体操作步骤包括：
A、一次钝化：将钝化液加热至30-35℃，将钢板浸入钝化液中保持70-90s；
B、二次钝化：将钝化液加热至50-60℃，钢板在钝化液中保持35-60s；
C、清洗、干燥：将钢板取出，以清水冲刷洗净后干燥。
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺调整退火温度、钢板入锌锅温度和锌锅温度，最大限度的保持了钢板的力学性能，使得制得的镀锌钢板抗拉强度在480-550MPa之间，伸长率在25%以上，经过钝化处理后具有优异的防腐性能。
本发明在热镀后使用喷雾冷却，集钢板冷却和喷雾成花于一体，使用磷酸二氢钠溶液为喷雾液，以压缩惰性气体喷出，形成的锌花小且均匀，无明显白点产生；通过调整喷雾的参数，使其相互配合协调，喷雾时液体流量为1.2-1.7 L/h，喷雾液使用量少，喷雾效果好，节省成本，减少浪费；调整喷雾距离，距离远，喷射面积大，不仅节省喷雾液，而且缩短了处理时间，提高了生产效率；喷雾后的钢板表面平整，光滑，无晶界产生，表面光泽度低，粗糙度也得到了有效降低。
本发明使用自制钝化液进行分段钝化处理，利用硅烷偶联剂乙醇胺基钛酸酯偶联剂、KH550 和聚乙烯醇缩丁醛配置钝化液，并且利用不同的钝化温度进行两次钝化，得到的镀锌钢板防腐性能优异，耐烟雾试验可达到90小时的4-5级，钝化时间短，大大缩短了生产工艺流程，提高了生产效率。
具体实施方式
制备实施例
本发明连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺包括以下步骤：
步骤一、开卷、清洗：冷轧卷材开卷，将钢板送入焊机和入口活套，经过化学脱脂对钢板表面进行清洗；化学脱脂包括以下步骤：以碱液喷淋清洗，同时进行钢板表面的刷洗，挤干后以清水进行二次喷淋清洗，挤干后进行烘干；其中，原材料钢板的厚度和宽度如表1所以，钢板的含碳量小于0.12%；
步骤二、退火：钢板进入退火炉中进行还原煅烧，退火氛围为H2和N2的混合气体，退火温度具体如表2所示；
步骤三、热镀：钢板进行风冷均热降温，温度控制如表2所示，进入锌锅进行热镀，锌锅温度如表2所示，所述锌锅中锑含量和铝的含量如表3所示；
步骤四、喷雾：以气刀刮除钢板上多余的热镀液，利用喷雾喷嘴进行喷雾冷却，喷雾液为磷酸二氢钠水溶液，所用压缩气体为惰性气体，磷酸二氢钠溶液的浓度和惰性气体的种类如表3所示；
步骤五、平整、钝化：冷却后的钢板通过平整、拉矫进行板面平整处理，然后送入钝化装置进行防腐处理；钝化的具体操作步骤包括：
A、一次钝化：将钝化液加热并将钢板浸入钝化液中，钝化液的温度和钝化时间如表2所示；
B、二次钝化：将钝化液加热并将钢板在钝化液中，钝化液的温度和钝化时间如表2所示；
C、清洗、干燥：将钢板取出，以清水冲刷洗净后干燥；
钝化处理采用钝化液包括组分（重量分数）如表4所示；钝化液采用以下方法制备而成：将甲醇与去离子水混合均匀，依次加入乙醇胺基钛酸酯偶联剂和KH550，混合均匀后35-45℃静置5-8h，然后加入聚乙烯醇缩丁醛混合均匀，冷却至室温后，依次加入C6H8O7·H2O和Ce(NO3)3 ，混合均匀；
步骤六、收卷：钢板进入出口活套进行积料，然后收卷。
表1 制备实施例的原料选择
表2 制备实施例的具体工艺条件
表3 制备实施例中所用材料的具体参数
表4 钝化液的具体组成（重量份数）
经上述制备实施例制备得到的镀锌钢板进行基础参数的质量检测，得到的检测结果如表5所示。
表5 制备实施例制得的镀锌钢板的检测结果
如表5可知，按照本发明所示制备方法制得的镀锌钢板，抗拉强度在480-550MPa之间，伸长率在25%以上，力学性能良好，钢板表面形成的锌花小且均匀，无明显白点现象，检测结果显示形成的锌花消除了晶界，表面光泽降低，减少了对油漆遮盖性的要求，油漆用量减少，同时，钢板表面粗糙度也得到了有效降低，适合于后续涂装要求，并且后续涂装后的板面光滑，油漆用量可节约20％左右。
对制备实施例制得的镀锌钢板进行了烟雾试验，其耐烟雾试验已达到90h后的4-5级。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、开卷、清洗：冷轧卷材开卷，将钢板送入焊机和入口活套，经过化学脱脂对钢板表面进行清洗；
步骤二、退火：钢板进入退火炉中进行还原煅烧，退火氛围为H2和N2的混合气体，退火温度720-800℃；
步骤三、热镀：钢板进行风冷均热降温至470-520℃后，进入锌锅进行热镀，锌锅温度为455-470℃，所述锌锅中锑含量为0.7-1.0%（质量百分比）；
步骤四、喷雾：以气刀刮除钢板上多余的热镀液，进行喷雾冷却，喷雾液温度55-60℃，所述喷雾液为磷酸二氢钠水溶液；
步骤五、平整、钝化：冷却后的钢板通过平整、拉矫进行板面平整处理，然后送入钝化装置进行防腐处理；
采用的钝化液包括以下组分（重量分数）：去离子水60-70、甲醇20-30、乙醇胺基钛酸酯偶联剂5-10、KH550 2-3、聚乙烯醇缩丁醛5-10、C6H8O7·H2O 1-2、Ce(NO3)3 1-2；
具体的钝化操作步骤包括：
A、一次钝化：将钝化液加热至30-35℃，将钢板浸入钝化液中保持70-90s；
B、二次钝化：将钝化液加热至50-60℃，钢板在钝化液中保持35-60s；
C、清洗、干燥：将钢板取出，以清水冲刷洗净后干燥；
步骤六、收卷：钢板进入出口活套进行积料，然后收卷。
2.根据权利要求1所述的连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，其特征在于：步骤一中所述钢板的厚度为0.4-3.9mm，宽度为700-1500mm，钢板的含碳量小于0.12%。
3.根据权利要求1所述的连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，其特征在于：步骤一中化学脱脂包括以下步骤：以碱液喷淋清洗，同时进行钢板表面的刷洗，挤干后以清水进行二次喷淋清洗，挤干后进行烘干。
4.根据权利要求1所述的连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，其特征在于：步骤三中所述锌锅中铝的含量为0.13-5.5%（质量百分比）。
5.根据权利要求1所述的连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，其特征在于：步骤四中喷雾冷却使用喷雾喷嘴，所述喷雾喷嘴与气刀间的距离为900mm - 1100mm。
6.根据权利要求5所述的连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，其特征在于：步骤四中喷雾液体压力为0.11-0.14kPa，压缩气体压力为0.62-0.75kPa，所述压缩气体为惰性气体。
7.根据权利要求6所述的连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，其特征在于：步骤四中磷酸二氢钠水溶液的浓度为0.05-0.37mol/L，喷雾时的液体流量为1.2-1.7 L/h。
8.根据权利要求1所述的连续热镀有花镀锌钢板的制备工艺，其特征在于：所述钝化液采用以下方法制备而成：将甲醇与去离子水混合均匀，依次加入乙醇胺基钛酸酯偶联剂和KH550，混合均匀后35-45℃静置5-8h，然后加入聚乙烯醇缩丁醛混合均匀，冷却至室温后，依次加入C6H8O7·H2O和Ce(NO3)3 ，混合均匀。
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