CN108796415A - 热镀锌锌锅的高铝成分控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热镀锌锌锅的高铝成分控制方法，该方法首先降低热镀锌锌锅中锌液面至标准工作液位下5～10cm，向热镀锌锌锅中加入锌锭，并补偿锌液使液位升至到标准工作液，除尽锌锅内的表渣，开机生产时，检查热镀锌锌锅中铝含量，按照现有外板生产前导料模式上前导按先厚后薄、先窄后宽模式生产，采用加入锌锭使锌锅内铝含量为0.34％～0.38％并保持锌锅铝含量稳定，在20～30h内保持热镀锌锌锅中铝含量为0.34～0.38；确保锌液中的Al和Fe达到高铝平衡条件，此时的锌液用于高强钢外板的正常生产。本发明有效降低高表面级别热镀锌材生产中的废品改判，减少锌液损失和成本浪费，减少现场捞渣人员的工作强度和安全隐患。

Description

热镀锌锌锅的高铝成分控制方法

技术领域

本发明涉及应用于冶金行业的冷轧热涂镀技术领域，具体涉及一种热镀锌锌锅的高铝成分控制方法，适用于冶金热涂镀过程的锌渣表面缺陷的抑制等应用。

背景技术

热镀锌外板表面质量控制的核心之一是对带钢表面缺陷控制，如何尽可能降低表面缺陷发生率是生产过程控制的关键。锌渣控制一直是热镀锌行业面临的难点问题，也是热镀锌板表面控制的关键技术。通过对欧洲及北美的一些镀锌企业进行统计，在热镀纯锌(GI)和热镀合金化锌液(GA)的锌锅中，归纳了常见的8类表面缺陷，发现其中的5种都跟锌渣有关。可见，锌液中的锌渣是影响镀锌板表面质量的关键因素。锌渣根据成分不同可以分为浮渣、悬浮渣和底渣，由于锌锅成分比例和温度的变化，三类渣可以发生相互转化，温度和成分的频繁变化进一步恶化锌锅环境。

常规的锌渣控制方法是通过改善锌锅内的成分比例来进行调节，抑制锌渣生成的条件和环境。并结合锌锅的温度控制，降低温度波动导致的锌渣转化和在锌锅内的不规则运动。但是由于现场生产组织的原因，当产品规格变更频繁时，最后往往导致锌锅内的成分发生较大波动，锌渣的产生处于失控状态。锌渣在热镀过程中，很容易被待镀钢板黏附，形成锌渣缺陷，严重影响镀锌板的表面实物质量。

通常情况下，锌锅内的成分比例优化是通过对铝的调节来实现的。具体而言，锌液中应该保持0.16～0.25％的铝，即CQ级建材板为0.16～0.18％的铝；生产DQ级家电板时为0.18～0.2％的铝；生产DDQ级、EDDQ级和SEDDQ级汽车板时控制在0.2～0.25％，具体的实现手段则是通过投入含有铝的锌锭进行成分调节。锌锭的添加一般包括加纯锌锭，加二元合金锌锭等方法。

这种常规方法在生产表面质量要求不高的板面具有一定的优势，但是在生产表面要求很高的汽车外板时，则很难克服锌锅内锌渣的剧烈波动，导致板面恶化。

发明内容

本发明针对现有热镀锌汽车外板生产过程中锌渣积累的问题，的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种热镀锌锌锅的高铝成分控制方法，该方法以高铝环境为主导的抑制富Fe类锌粒缺陷，利用Al强大的活性来极大抑制锌液中溶解的Fe，防止Fe与Zn的结合形成锌渣。该方法将锌锅成分直接推进无锌渣区域进行外板生产。

为实现上述目的，本发明所设计一种热镀锌锌锅的高铝成分控制方法，包括以下步骤：

1)检修前，降低热镀锌锌锅中锌液面至标准工作液位下5～10cm，向热镀锌锌锅中加入锌锭，使锌液中Al快速上升至0.36％时，并补偿锌液使液位升至到标准工作液，除尽锌锅内的表渣，确保第一次含有Fe的表渣的析出；

2)开机生产时，检查热镀锌锌锅中铝含量，当铝含量为0.34％～0.36％时，按照现有外板生产前导料模式上前导按先厚后薄、先窄后宽模式生产，采用加入锌锭使锌锅内铝含量为0.34％～0.38％并保持锌锅铝含量稳定，Fe主要溶解在锌液中；

3)在外板生产前8小时的工作过程中，实时目视检查带钢表面状态(带渣情况)：

当带钢表面无明显锌渣时，向热镀锌锌锅中添加混合锌锭使锌液中铝含量缓慢降低至0.22～0.26％，再次过程中稳定锌液面高度波动不超过±2mm；缓慢降低铝含量是为了减少加锌过程铝含量的波动和斜率；(这一阶段后，基本已经可以开始进行正常生产，为再次确认锌锅中的铝铁含量，继续下面的步骤)

或者，当带钢表面存在带渣情况时，向热镀锌锌锅中加入铝含量为5％的锌锭，使锌液中Al快速上升至0.36％时，并补偿锌液使液位升至到标准工作液，确保第二次含Fe表渣的析出，其是为了进一步降低锌锅中Fe的含量；

4)然后在20～30h内保持热镀锌锌锅中铝含量为0.34～0.38；确保锌液中的Al和Fe达到高铝平衡条件，使锌锅系统始终维持在Fe饱和前的状态，不要使其析出，

5)此时的锌液用于高强钢外板的正常生产。

进一步地，所述步骤1)中，锌锭中，铝含量为5％或者0.78～0.85％。

再进一步地，所述步骤2)中，锌锭中，铝含量为0.78～0.85％。

再进一步地，所述步骤3)中，混合锌锭由含铝0.78％～085％的锌锭和含铝0.55％～0.6％的锌锭组成，其中，含铝0.78％～085％的锌锭和含铝0.55％～0.6％的锌锭的重量比3.5～4：1。

再进一步地，所述步骤3)中，铝含量缓慢降低至0.22～0.24％。

本发明的原理：

本发明采用相对更高的锌锅铝含量控制工艺，将铝含量由常规的0.22-0.24％提高至0.36％。其原理是通过提高锌液铝含量，利用Al强大的活性来极大抑制锌液中溶解的Fe，该工艺过程可以通过图1的Fe-Al-Zn相图来解释。

理论上讲，如图2所示：当锌锅中有效铝含量达0.20％，则锌液中Fe含量可控制在0.010％及以下。目前镀锌线实测为总铝含量。因此，与相图对比会有误差。实际控制中铝含量在0.020％时，Fe含量一般都要高于0.010％。外板生产前，铝含量提高至0.25-0.26％，实际Fe含量可控制在0.007％，如图中B点。外板生产开始后，铝含量控制在0.23-0.24％，理论上Fe含量可控制0.007％，但实际在0.010％或略高，如图中A点。

如果将铝含量提高至0.36％之后，锌液中的Fe含量实际可控制非常低，一般在0.005％，甚至可控制至0.003％-0.002％，如图中控制在C点。在外板生产前将铝含量在0.36％保持12h至48h，其目的是为了让锌液中的Fe充分析出，形成表渣后去除。外板生产开始后，铝含量逐渐从0.36％缓慢降低至0.24％，该过程中从相图上看是存在一个无锌渣区域，如图中所示。该无锌渣缺陷形成机理是当铝含量极高(0.36％)时，Fe的溶解度极低(0.004％以下)。当外板生产开始后，即使表面Fe有溶解，这些溶解在锌液中的Fe大部分在高铝条件下会迅速形成表渣上浮。即使不能完全形成表渣，由于锌液非常纯净，能够溶解一定含量的Fe。因此，这些未形成表渣的Fe会溶解在锌液中，而不会大量形成各类富Fe的锌粒悬浮在锌液中。随着铝含量逐渐降低，锌液中可溶解的Fe含量逐渐增加并渐渐趋于饱和，在完全饱和前即形成一个无锌渣区域。只有Fe含量超过锌液溶解度从锌液中析出，悬浮于锌液中的锌粒才可能形成锌粒缺陷。因此，该无锌渣区域是外板生产最佳条件区域。

本发明的有益效果：

本发明针对现有热镀锌汽车外板生产过程中锌渣缺陷的发生提出的一种抑制工艺。该技术的现场应用可以有效降低高表面级别热镀锌材生产中的废品改判，减少锌液损失和成本浪费，减少现场捞渣人员的工作强度和安全隐患。

附图说明

图1为Fe-Al-Zn平衡相图；

图2为本发明方法中锌锅内Al和Fe成分控制图；

图中，设计工艺目标过程为先升铝(A和D区间)，保持一定时间(B和E区间)，在外板上机后(F区间)开始降铝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。

实施例1

生产深冲钢的热镀锌锌锅的高铝成分控制方法，包括以下步骤：

1)检修前，降低热镀锌锌锅中锌液面至标准工作液位下5～10cm，向热镀锌锌锅中加入铝含量为0.78～0.85％的锌锭，使锌液中Al快速上升至0.36％时，并补偿锌液使液位升至到标准工作液，除尽锌锅内的表渣，确保第一次含有Fe的表渣的析出；

2)开机生产时，检查热镀锌锌锅中铝含量，当铝含量为0.34％～0.36％时，按照现有外板生产前导料模式上前导按先厚后薄、先窄后宽模式生产，采用加入铝含量为0.78～0.85％的锌锭使锌锅内铝含量为0.34％～0.38％并保持锌锅铝含量稳定，Fe主要溶解在锌液中；

3)在外板生产前8小时的工作过程中，实时目视检查带钢表面状态(带渣情况)：

当带钢表面无明显锌渣时，向热镀锌锌锅中添加混合锌锭使锌液中铝含量缓慢降低至0.22～0.26％，再次过程中稳定锌液面高度波动不超过±2mm；其中，混合锌锭由含铝0.78％～085％的锌锭和含铝0.55％～0.6％的锌锭组成，其中，含铝0.78％～085％的锌锭和含铝0.55％～0.6％的锌锭的重量比4：1；

4)然后在20～30h内保持热镀锌锌锅中铝含量为0.34～0.38；确保锌液中的Al和Fe达到高铝平衡条件，使锌锅系统始终维持在Fe饱和前的状态，不要使其析出，

5)此时的锌液用于高强钢外板的正常生产。

实施例2

生产深冲钢的热镀锌锌锅的高铝成分控制方法，包括以下步骤：

1)检修前，降低热镀锌锌锅中锌液面至标准工作液位下5～10cm，向热镀锌锌锅中加入铝含量为5％的锌锭，使锌液中Al快速上升至0.36％时，并补偿锌液使液位升至到标准工作液，除尽锌锅内的表渣，确保第一次含有Fe的表渣的析出；

2)开机生产时，检查热镀锌锌锅中铝含量，当铝含量为0.34％～0.36％时，按照现有外板生产前导料模式上前导按先厚后薄、先窄后宽模式生产，采用加入铝含量为0.78～0.85％的锌锭使锌锅内铝含量为0.34％～0.38％并保持锌锅铝含量稳定，Fe主要溶解在锌液中；

3)在外板生产前8小时的工作过程中，实时目视检查带钢表面状态：

当带钢表面存在带渣情况时，向热镀锌锌锅中加入铝含量为5％的锌锭，使锌液中Al快速上升至0.36％时，并补偿锌液使液位升至到标准工作液，确保第二次含Fe表渣的析出，其是为了进一步降低锌锅中Fe的含量；

4)然后在20～30h内保持热镀锌锌锅中铝含量为0.34～0.38；确保锌液中的Al和Fe达到高铝平衡条件，使锌锅系统始终维持在Fe饱和前的状态，不要使其析出，

5)此时的锌液用于高强钢外板的正常生产。

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (5)

1.一种热镀锌锌锅的高铝成分控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)检修前，降低热镀锌锌锅中锌液面至标准工作液位下5～10cm，向热镀锌锌锅中加入锌锭，使锌液中Al快速上升至0.36％时，并补偿锌液使液位升至到标准工作液，除尽锌锅内的表渣，确保第一次含有Fe的表渣的析出；

2)开机生产时，检查热镀锌锌锅中铝含量，当铝含量为0.34％～0.36％时，按照现有外板生产前导料模式上前导按先厚后薄、先窄后宽模式生产，采用加入锌锭使锌锅内铝含量为0.34％～0.38％并保持锌锅铝含量稳定，Fe主要溶解在锌液中；

3)在外板生产前8小时的工作过程中，实时目视检查带钢表面状态：

当带钢表面无明显锌渣时，向热镀锌锌锅中添加混合锌锭使锌液中铝含量缓慢降低至0.22～0.26％，再次过程中稳定锌液面高度波动不超过±2mm；缓慢降低铝含量是为了减少加锌过程铝含量的波动和斜率；

或者，当带钢表面存在带渣情况时，向热镀锌锌锅中加入铝含量为5％的锌锭，使锌液中Al快速上升至0.36％时，并补偿锌液使液位升至到标准工作液，确保第二次含Fe表渣的析出；

4)然后在20～30h内保持热镀锌锌锅中铝含量为0.34～0.38；确保锌液中的Al和Fe达到高铝平衡条件，使锌锅系统始终维持在Fe饱和前的状态，不要使其析出，

5)此时的锌液用于高强钢外板的正常生产。

2.根据权利要求1所述热镀锌锌锅的高铝成分控制方法，其特征在于：所述步骤1)中，锌锭中，铝含量为5％或者0.78～0.85％。

3.根据权利要求1所述热镀锌锌锅的高铝成分控制方法，其特征在于：所述步骤2)中，锌锭中，铝含量为0.78～0.85％。

4.根据权利要求1所述热镀锌锌锅的高铝成分控制方法，其特征在于：所述步骤3)中，混合锌锭由含铝0.78％～085％的锌锭和含铝0.55％～0.6％的锌锭组成，其中，含铝0.78％～085％的锌锭和含铝0.55％～0.6％的锌锭的重量比3.5～4：1。

5.根据权利要求3所述热镀锌锌锅的高铝成分控制方法，其特征在于：所述步骤3)中，铝含量缓慢降低至0.22～0.24％。